Метод Ex Vivo для оценки спонтанной подвижности репродуктивных путей мыши и алгоритмотслеживания движения uterus на основе MATLAB для анализа данных
1 сентября 2019 г.
Сокращения матки имеют важное значение для благополучия женщин. Однако, патологически повышенная контрактильность может привести к дисменорея, особенно у молодых женщин. Здесь мы описываем простой препарат ex vivo, позволяющий быстро оценить эффективность гладких миорелаксантов, которые могут быть использованы для лечения дисменореии.
Наш протокол имеет важное значение, поскольку он обеспечивает первый количественный метод ex vivo для оценки спонтанной подвижности нетронутой матки. Этот новый подход обеспечивает легкую и менее дорогую альтернативу для тестирования релаксант потенциал естественных средств правовой защиты в синтетических соединений. Основным преимуществом этого метода является то, что все внутриматочные клеточные взаимодействия остаются нетронутыми на протяжении всего эксперимента.
Над контрактурности uterus связан с dysmenorrhea, для которого утробные relaxants могут быть полезны для обработки. Этот метод обеспечивает простой способ тестирования новых релаксантов. После подтверждения стадии цикла эструса поместите мышь в положение на спине и распределит конечности, чтобы разоблачить область таза брюшной полости.
Влажный живот с 70% этанола, и использовать типсы, чтобы тщательно поднять кожу выше клитора. Сделайте небольшие поперечные разрезы на боковой части нижней части брюшной полости до верхних конечностей, чтобы разоблачить брюшной полости. Тщательно прорезать брюшной полости подвергать желудочно-кишечного тракта, не повреждая рога матки, и использовать миппы для удаления фасции и жировой ткани, покрывающей желудочно-кишечного тракта.
Удалите двенадцатиперстную кишку, джеджунум, илеум, цикум, а также восходящую и поперечную толстую кишку. Найдите мочевой пузырь, чтобы найти влагалище, которое находится непосредственно под мочевым пузырем. Найдите лобковой симфизии при слиянии лобковых костей, caudal к мочевому пузырю, и использовать ножницы, чтобы тщательно сделать разрез на боковых сторонах лобковой симфизии через межпраковые фиброкартилягинные ткани, чтобы получить доступ и обеспечить маршрут для извлечения влагалища.
Вырезать через промежь, расположенный между анусом и нижней части вульвы, и использовать миппы, чтобы поднять влагалище, чтобы медленное иссечение прямой кишки. Определите два рога матки, которые раздвоение в вилку rostrally во влагалище и найти запутанный яйцеклетки и яичников в конце каждого рога. Правильное определение рога матки имеет решающее значение для процедуры, чтобы обеспечить ткани не повреждены.
Используйте небольшие ножницы для вскрытия любых связок, которые соединяются и поддерживают рога, яйцеклетки и яичники в брюшной полости, а также удалить влагалище, матку, яйцеклетки и яичники. Перенесите весь изолированный репродуктивный тракт в 100-миллиметровую чашку Петри, содержащую 10 миллилитров PBS Дульбекко. Используйте типсы и хирургические ножницы, чтобы удалить любые соединительной и жировой ткани, окружающие рога матки и влагалища, а также любой мех в лобковой области, которые могут помешать качеству изображения.
Удалите широкую связку, чтобы позволить подвижность рога матки и мыть ткани два раза со свежимИ PBS Дульбекко за стирку перед передачей изолированного репродуктивного тракта в 35 миллиметров Петри блюдо, содержащее три миллилитров кислородом Krebs решения. Для спонтанной подвижности изображения, поместите чашку Петри на черной поверхности при комнатной температуре, и позволяют от 15 до 30 минут для спонтанных сокращений, чтобы начать. Когда движение можно наблюдать, записывают спонтанную подвижность матки в течение 10 минут с ося плоскости с помощью любого типа цифрового видеооборудования.
Затем перенесите препарат в чашку Петри, содержащую кислородный буфер Кребса, дополненный тестовым соединением, и замитв спонтанную подвижность матки еще на 10 минут таким же образом. В конце периода записи, мыть весь репродуктивный тракт в 10 миллилитров PBS Дульбекко в 100 миллиметров Петри блюдо, и передать образец в новую чашку Петри свежеоксигенированных Кребс буфер для оценки обратимости лечения. Запись спонтанной подвижности матки в течение примерно 10 минут таким же образом, как и для последних двух записей.
Затем перенесите препарат еще на 35-миллиметровую чашку Петри, наполненную кислородом буфера Кребса, дополненного транспортным средством для испытательного соединения, чтобы гарантировать отсутствие механически индуцированных изменений в спонтанной подвижности матки. Препарат репродуктивного тракта проявлял высокую подвижность в панелях А и С при отсутствии эпинефрина. Но этот фенотип дремлет в панели B с наличием одного микро мюллера эпинефрина.
Здесь показан анализ выборочных данных введения эпинефрина и спонтанного восстановления подвижности, иллюстрирующий, как влияние гормона на спонтанную подвижность репродуктивного тракта может быть количественно из записей ткани, сделанных до, во время и после лечения соединения теста. Важно, чтобы избежать сжатия или перенапряжения рога матки в противном случае не спонтанной контрактности не будет соблюдаться. Наш метод также может быть использован для тестирования соединений, которые могут увеличить сотычность матки.
Эта процедура может быть применена к беременной мыши матки на ранних стадиях беременности. Этот эксперимент имеет потенциал, чтобы быть повышен до шести хорошо пластины формат для пропускной способности скрининга наркотиков.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании рассматривается значимость сокращений матки, в частности, в связи с дисменореей у женщин молодого возраста. Представлен новый метод ex vivo для оценки моторики матки и эффективности релаксантов гладкой мускулатуры, которые могут стать терапевтическими вариантами лечения дисменореи.
Основные компоненты исследования
Область исследований
- Сократимость матки
- Лечение дисменореи
- Методы оценки ex vivo
Теоретические основы
- Повышенная сократительная способность матки связана с дисменореей.
- Существующие методы оценки моторики матки ограничены по своей эффективности.
- Данное исследование направлено на совершенствование методов оценки для более эффективного тестирования релаксантов.
Используемые методы
- Количественная оценка моторики матки ex vivo.
- Модель на мышах с сохранением взаимодействий в матке.
- Использование цифрового видеооборудования для записи моторики.
Основные результаты
- Разработка воспроизводимого метода оценки моторики матки.
- Количественное определение спонтанной моторики в ответ на действие релаксантов.
- Возможность тестирования как релаксантов, так и соединений, усиливающих сократительную способность.
Выводы
- В данном исследовании представлен практический метод оценки моторики матки и эффективности релаксантов.
- Полученные результаты имеют значение для будущих исследований методов лечения дисменореи.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для отрасли
Данный метод ex vivo позволяет проводить количественную оценку спонтанной сократительной способности матки в интактном репродуктивном тракте мыши, предоставляя физиологически релевантную модель для анализа миорелаксантов матки и модуляторов сократимости. Благодаря сохранению собственных внутриматочных клеточных взаимодействий данный подход способствует механистическому снижению рисков при разработке соединений, направленных на лечение дисменореи и связанных с ней нарушений моторики матки. Метод представляет собой масштабируемую и воспроизводимая платформу для валидации мишеней на ранних стадиях и идентификации ведущих соединений при поиске новых лекарственных препаратов для женского здоровья.
Стратегические области применения в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы о функционировании гладких мышц матки путем количественного анализа изменений спонтанной моторики.
- Практическая ценность: предоставляет воспроизводимую систему ex vivo для снижения рисков при выборе мишеней за счет сохранения естественной архитектуры ткани и межклеточного взаимодействия.
- Прогностическая ценность: способствует приоритизации портфеля препаратов, предоставляя количественные данные о дозозависимых эффектах соединений на сократительную способность матки.
Скрининг и разработка анализа
- Готовность анализа: Обеспечивает получение стандартизированных показателей моторики с помощью отслеживания движения на базе MATLAB, что позволяет проводить последовательный скрининг соединений.
- Масштабируемость: Совместимость с цифровой записью видео и возможность адаптации к форматам с более высокой пропускной способностью, таким как шестилуночные планшеты.
- Робастность анализа: Позволяет измерять обратимое ингибирование моторики, что продемонстрировано на примере эпинефрина, что подтверждает валидность анализа и эффективность соединений.
Трансляционные и доклинические исследования
- Значимость для изучения заболеваний: моделирует волнообразную активность эндометрия человека, предоставляя трансляционные данные о патофизиологии дисменореи.
- Преклиническая преемственность: обеспечивает переход от этапа открытия к доклинической оценке за счет сохранения взаимодействий в репродуктивном тракте на протяжении всего эксперимента.
- Прогресс с учетом рисков: позволяет принимать решения о целесообразности дальнейшей разработки (go/no-go) путем количественной оценки модуляции сократимости и обратимости эффектов соединений.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод вписывается в континуум открытий: от проверки гипотез о мишенях и идентификации ведущих соединений до доклинической валидации, в частности, для соединений, модулирующих моторику матки.
- Биологические исследования: Облегчают механистическое изучение путей сократимости матки и взаимодействие с мишенями в контексте целочной ткани.
- Скрининг: Обеспечивает количественные показатели на основе анализа движения, что позволяет надежно сравнивать эффекты соединений на спонтанную моторику.
- Аналитика: Использует алгоритмы отслеживания движения для получения измеримых и воспроизводимых данных для анализа зависимости «доза — ответ» и кинетического анализа.
- Трансляционные исследования: Обеспечивают преемственность с доклиническими моделями за счет сохранения физиологических взаимодействий в тканях матки, имеющих значение для изучения дисменореи у людей.
- Корпоративное повторное использование: Создает многократно используемую платформу для анализа моторики, применимую для различных классов соединений и терапевтических областей, связанных с функцией гладких мышц.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозирования при валидации мишеней за счет снижения механистической неопределенности в ответах гладких мышц матки.
- Операционная ценность: предоставляет недорогой стандартизированный анализ ex vivo с минимальными требованиями к оборудованию (цифровая камера, алгоритм MATLAB).
- Стратегическая ценность: повышает эффективность использования капитала, позволяя на ранних этапах снизить риски при выборе кандидатов в релаксанты матки перед проведением ресурсозатратных исследований in vivo.
- Влияние на портфель: позволяет проводить приоритезацию соединений на основе количественных данных об ингибировании моторики и профилей обратимости.
Особенности реализации
- Требуется опыт в диссекции репродуктивного тракта мыши и обращении с тканями для сохранения их жизнеспособности.
- Результат зависит от поддержания насыщенного кислородом буфера Кребса и контроля температуры в среде визуализации для обеспечения стабильной моторики.
- Необходима стандартизация параметров видеозаписи (угол, продолжительность, освещение) для достоверного анализа трекинга движений.
- Требуется адаптация алгоритма на базе MATLAB под различные паттерны моторики рогов матки в зависимости от линии мышей или условий эксперимента.
- Метод ограничен отсутствием спонтанной моторики в 10–20% образцов, что требует предварительного скрининга тканей на предмет их отклика.
