Визуализация витальных и невитальных перицитов головного мозга в срезах мозга после субарахноидального кровоизлияния
18 августа 2023 г.
Предварительное расследование подтверждает, что субарахноидальное кровоизлияние (САК) вызывает гибель перицитов головного мозга. Оценка сократительной способности перицитов после САК требует дифференциации жизнеспособных и нежизнеспособных перицитов головного мозга. В связи с этим была разработана процедура одновременной маркировки жизнеспособных и нежизнеспособных перицитов головного мозга в срезах мозга, что облегчает наблюдение с помощью конфокального микроскопа высокого разрешения.
Наше исследование показало значительное увеличение смертности перицитов. Таким образом, начиная с больной лошади после САК, она продемонстрировала положительную корреляцию между количеством низкожизнеспособных паразитов и временем, прошедшим после САК. Визуализация жизненно важных и невитальных паразитов мозга в срезах мозга после САК и методов изоляции паразитов продвинула исследования в моей области.
В настоящее время довольно сложно полностью отличить мертвых паразитов от мертвых эндотелиальных клеток. В нашем исследовании был обнаружен сократительно-зависимый апоптоз у паразитов после САК. Мы разработали очень надежный протокол, который позволяет флуоресцентно маркировать, как функциональных, так и нефункциональных паразитов мозга в отделах мозга, и в одно и то же время.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании изучается влияние субарахноидального кровоизлияния (САК) на перициты головного мозга, с особым вниманием к механизмам гибели и сократимости этих клеток. Была разработана модель с использованием срезов мозга крысы для дифференциации жизнеспособных и нежизнеспособных перицитов. Данный подход позволяет использовать визуализацию с высоким разрешением для оценки жизнеспособности перицитов после САК.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Клеточная биология
- Иммунофлуоресцентная микроскопия
Теоретическое обоснование
- Известно, что субарахноидальное кровоизлияние (САК) вызывает гибель перицитов головного мозга.
- Понимание жизнеспособности перицитов после САК имеет решающее значение для раскрытия механизмов нейроваскулярного повреждения.
- Существующие методы с трудом позволяют адекватно дифференцировать жизнеспособные и нежизнеспособные перициты.
- Для наблюдения за изменениями перицитов при САК необходимы новые методы визуализации.
Цель исследования
- Оценить сократительную способность и жизнеспособность перицитов после субарахноидального кровоизлияния.
- Разработать надежный протокол одновременного маркирования жизнеспособных и нежизнеспособных перицитов.
- Усовершенствовать методы визуализации для более детального наблюдения за поведением перицитов в срезах головного мозга.
Используемые методы
- В качестве модели ex vivo для изучения перицитов использовались срезы мозга крыс.
- САК была индуцирована путем введения аутологичной крови в супраселлярную цистерну анестезированных крыс.
- В исследовании применялись методы иммунофлуоресценции для маркировки перицитов и оценки их жизнеспособности.
- Основные этапы включали инкубацию с флуоресцентными красителями и проведение визуализационных исследований с помощью конфокальной микроскопии.
- Оценка жизнеспособности перицитов проводилась через различные промежутки времени после САК.
Основные результаты
- В исследовании было обнаружено значительное увеличение гибели перицитов, начинающееся через шесть часов после САВ.
- Была выявлена положительная корреляция между количеством нежизнеспособных перицитов и временем после САВ.
- Механистически в перицитах после САВ наблюдался сократимо-зависимый апоптоз.
- Жизнеспособные перициты были идентифицированы наряду с нежизнеспособными вариантами с помощью методов флуоресцентного мечения.
Выводы
- Данное исследование демонстрирует надежный метод дифференциации жизнеспособных и нежизнеспособных перицитов после SAH.
- Полученные результаты углубляют понимание динамики перицитов в нейроваскулярных реакциях на повреждение.
- Практическая значимость результатов распространяется на понимание нейроваскулярных повреждений при различных патологиях головного мозга.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Надежная дифференциация жизнеспособных и нежизнеспособных перицитов головного мозга в острых срезах мозга после субарахноидального кровоизлияния (САК) устраняет критический пробел в валидации нейроваскулярных мишеней. Данный протокол позволяет проводить количественную оценку сократительной способности и жизнеспособности перицитов с высоким разрешением, что способствует снижению механистических рисков на этапе поиска. Этот подход повышает прогностическую достоверность при выборе нейроваскулярных мишеней на ранних стадиях и сортировке портфеля препаратов при разработке лекарственных средств для ЦНС.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Обеспечивает прямую визуализацию и количественную оценку жизнеспособности перицитов после повреждения для надежной валидации мишени.
- Способствует снижению механистических рисков путем корреляции сократимости перицитов с микрососудистыми изменениями после SAH.
- Облегчает идентификацию нейроваскулярных мишеней с прогностической трансляционной ценностью.
Скрининг и разработка анализа
- Предлагает валидированную систему ex vivo для воспроизводимой оценки функции и жизнеспособности перицитов.
- Обеспечивает количественные результаты визуализации, подходящие для стандартизации анализа и последующих этапов скрининга.
- Позволяет надежно оценивать влияние соединений на сократимость и выживаемость перицитов в контексте тканей, имеющих значение при данной патологии.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет показатели жизнеспособности и сократимости перицитов с трансляционными биомаркерами нейроваскулярного повреждения.
- Обеспечивает преемственность этапов от первичного поиска до доклинической валидации на моделях сосудов ЦНС.
- Служит основой для принятия решений о продвижении программ нейроваскулярной терапии с учетом оценки рисков.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данный протокол интегрируется в ранний этап перехода от поиска до доклинических исследований нейроваскулярных мишеней, обеспечивая связь между механистическими исследованиями и валидацией трансляционных моделей.
- Фундаментальная биология: позволяет проверить гипотезу о микроциркуляторной дисфункции, опосредованной перицитами, после SAH.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты визуализации для разработки анализов и отбора соединений.
- Аналитика: поддерживает статистическое сравнение жизнеспособности и сократительной способности перицитов при различных экспериментальных условиях.
- Трансляционные исследования: связывают результаты ex vivo с моделями нейроваскулярного повреждения in vivo для согласования биомаркеров.
- Корпоративное использование: создает многократно используемый рабочий процесс визуализации и маркировки для портфелей исследований сосудов ЦНС.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозов при валидации нейроваскулярных мишеней и снижает механистическую неопределенность.
- Операционная ценность: Стандартизирует оценку жизнеспособности перицитов и методы визуализации для обеспечения воспроизводимости и масштабируемости.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет раннего снижения биологических рисков.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритизацию нейроваскулярных программ с учетом рисков на основе достоверных данных о жизнеспособности.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с конфокальной микроскопией и навыками работы с нейроваскулярными тканями.
- Необходим доступ к современному флуоресцентному микроскопу и аналитическому программному обеспечению.
- Требуется стандартизация протоколов маркировки и визуализации между исследовательскими группами.
- Может потребоваться адаптация для различных моделей заболеваний ЦНС или других видов животных.
- Интерпретация результатов может быть ограничена специфичностью красителей и перекрытием с маркировкой эндотелиальных клеток.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:06
Induction of the Murine Subarachnoid Hemorrhage Model and Brain Slice Preparation for Fluorescent Imaging
2:05
Labeling and Staining Rat Brain Pericytes for Fluorescent Imaging
3:40
Confocal Imaging of Vital and Non‐Vital Pericytes in Rat Acute Brain Slices
