Журнал визуализированных экспериментов (JoVE) начинает 2012 год с публикации своей 1500-й статьи, посвященной методу анализа состава свободных радикалов в сигаретном дыме. Хотя считается, что смола табака является наиболее канцерогенным агентом в сигаретном дыме, свободные радикалы — это хорошо известные молекулы, вызывающие рак, и уровень содержания этих канцерогенов в сигаретном дыме в настоящее время неизвестен. Метод, используемый в данной статье, сочетает применение однопортового устройства для курения, которое имитирует затяжки сигареты, со спектроскопией электронного спинового резонанса (ЭСР) — методом, позволяющим измерить спиновую энергию, излучаемую неспаренными электронами в свободных радикалах. Одной из важных модификаций однопортового устройства для курения, использованного в данной работе, является внедрение ловушки с жидким азотом перед спиновой ловушкой. Жидкий азот удаляет водяной пар из сигаретного дыма, что в результате значительно улучшает спектры ЭСР.
Помимо измерения концентрации свободных радикалов в сигаретном дыме, в модифицированные сигаретные фильтры вводят растительные антиоксиданты, после чего получают ЭСР-спектры сигаретного дыма, прошедшего через эти фильтры. Было установлено, что экстракт виноградных косточек и ликопин оказывают наиболее значительный эффект улавливания свободных радикалов; если удастся разработать экономически эффективные способы включения этих молекул в сигаретные фильтры, можно будет создать менее вредную сигарету.
В разделе «Клиническая и трансляционная медицина» JoVE представляет аналитический метод определения локального индекса гирификации (lGI) — показателя степени складчатости коры головного мозга. Кортикальные складки формируются в течение первых нескольких месяцев после рождения, и неблагоприятные события в этот период могут привести к аномалиям анатомии поверхности мозга, что в конечном итоге может коррелировать с нейропсихиатрическими расстройствами.
Инструментом анализа, разработанным для расчета локального индекса гирификации, является Freesurfer, который позволяет преобразовывать МРТ-снимки с T1-взвешиванием в 3D-реконструкции коры головного мозга. Создаются отдельные реконструкции интерфейсов серого/белого вещества и серого вещества/мягкой мозговой оболочки, которые корректируются вручную перед вычислением lGI. После операции сглаживания сравниваются круговые области поверхностей мягкой оболочки и серого/белого вещества для расчета lGI в тысячах точек по всему мозгу. Freesurfer делает анализ гирификации простым и доступным для клиницистов и нейробиологов, заинтересованных в сравнении степени складчатости коры у разных людей в норме и при патологических состояниях.
Статья JoVE по иммунологии и инфекционным заболеваниям за январь продолжает традицию журнала по публикации передовых методик исследования трансмиссивных заболеваний. В частности, эта работа дополняет обширную коллекцию протоколов JoVE по исследованию малярии, расширяя нашу библиотеку разделом о церебральной малярии — тяжелом состоянии, к которому дети особенно подвержены. Вкратце, данный протокол предполагает воздействие на монослой эндотелиальных клеток головного мозга человека, перенесенных в чашки Петри, эритроцитов, инфицированных Plasmodium falciparum. После этапов промывки и обогащения можно выделить и далее охарактеризовать большое количество паразитов, обладающих потенциалом инфицирования головного мозга.
В разделе «Нейробиология» JoVE представляет метод изучения миграции клеток нервного гребня. Эти клетки представляют собой транзиторный мультипотентный тип клеток развития, которые, помимо способности формировать нейронную ткань, могут дифференцироваться в гладкие мышцы, хромаффинные клетки, хрящи и кости. Эмбрионы цыплят тщательно подготавливают таким образом, чтобы можно было изолировать область туловища и вырезать нервную трубку для культивирования в течение ночи на покровных стеклах, покрытых фибронектином, что позволяет клеткам нервного гребня мигрировать из нервной трубки. После удаления нервной трубки покровные стекла с культивируемыми клетками нервного гребня переносят в модифицированную камеру Зигмонда — камеру, которая позволяет создать через культуру градиент концентрации предполагаемого хемотаксического агента. Для оценки хемотаксического потенциала молекул, введенных в камеру Зигмонда, используется таймлапс-визуализация с последующим анализом траекторий клеток, что позволяет получить представление о молекулярных сигналах, направляющих миграцию этого важного типа клеток развития.
Эти избранные статьи входят в число пятидесяти видеопротоколов, публикуемых в январе. Среди других значимых работ представлены методы визуализации структур кутикулы C. elegans, тепловизионная визуализация синдрома отложенной мышечной боли, культивирование вентрального среднего мозга в органотипических срезах и индукция атеросклероза у мышей.