Неинвазивная визуализация морфологии микрососудов ногтевого ложа у мышей с помощью капилляроскопии
28 февраля 2025 г.
Капилляроскопия является доступным инструментом для прямой, недорогой и неинвазивной визуализации микроциркуляторного русла. Цель этого протокола состоит в том, чтобы дать возможность исследователям использовать капилляроскопию для визуализации периферической микрососудистой морфологии в ногтевых ложах мышей.
Одним из интересов нашей лаборатории является сосудистая дисфункция при нейродегенеративных заболеваниях. Мы стремимся выявлять и контролировать периферическую микрососудистую патологию с помощью капилляроскопии, чтобы получить представление о ее потенциальной роли в заболеваниях центральной нервной системы. Выявление микрососудистой дисфункции у животных часто является инвазивным, проводимым ex vivo или дорогостоящим. С помощью этого протокола исследователи могут легко и недорого оценить микроциркуляторное русло ногтевого русла и перенести результаты клинической капилляроскопии ногтевой складки на животные модели. Мы представляем новое место для визуализации зеркального периферического микроциркуляторного русла – ногтевого ложа. По сравнению с капилляроскопией ногтевого валика, капилляроскопия ногтевого валика обеспечивает большую площадь для лучшего наблюдения за морфологией и структурой микрососудов.
[Инструктор] Для начала расположите мышь под наркозом на операционном столе для проведения процедуры. Затем нанесите на оба глаза лубрикантный гель для глаз или стерильную немедикаментозную офтальмологическую мазь, чтобы предотвратить высыхание роговицы. Затем, удерживая животное под наркозом с помощью носового конуса, нанесите обильное количество крема для удаления волос на всю лапу с помощью аппликатора. Обеспечьте полное покрытие лапы и ногтевых участков. Оставив крем на две минуты, тщательно смойте крем для удаления волос чистой салфеткой и промойте лапу в теплой стерильной воде. Через 24 часа после удаления меха установите оборудование для капилляроскопии в помещении с контролируемой температурой от 21,5 до 22,5 градусов по Цельсию. Подключите капилляроскоп к ноутбуку через USB-соединение. Откройте программное приложение Debut video на ноутбуке. После того, как мышь будет должным образом обезболивана, нанесите на оба глаза лубрикантный глазной гель или стерильную немедикаментозную офтальмологическую мазь. Подложите под лапу белую лабораторную ленту или аналогичный фоновый материал для усиления контраста и улучшения визуализации сосудов. Теперь расположите заднюю лапу волярной стороной вверх на платформе для лабораторной ленты, ниже объекта. Аккуратно раздвиньте пальцы ногтей, чтобы раздвинуть ногти под объективом микроскопа с помощью аппликатора. Убедитесь, что ногтевые ложа четко разделены для оптимальной визуализации сосудов. Визуализируйте то, что увеличивается с помощью капилляроскопа, и сосредоточьтесь на ногтевом ложе, регулируя регуляторы X- и Y-ступеней и колесо увеличения для получения четкого изображения. Чтобы уменьшить блики и улучшить концентрацию внимания, обильно нанесите на лапу иммерсионное масло, обеспечивая полное покрытие ногтей. Ориентируйтесь на ноготь второго пальца задней лапы, так как это самый большой ноготь, и его легче всего визуализировать у мышей. Отрегулируйте регуляторы X- и Y-ступеней и колесо увеличения, чтобы сфокусировать сеть судна. Отрегулируйте объектив, чтобы свести к минимуму блики и показать сеть сосудов для ногтей. Чтобы записать видео, нажмите красную кнопку «Запись» в меню «Дебют». Сохраните каждое видео в соответствующую папку проекта и пометьте каждое видео соответствующим образом. Затем откройте программу ImageJ и перетащите файл в интерфейс программы, чтобы загрузить изображение. Чтобы настроить яркость и контрастность, выберите изображение, а затем «Настройка» и «Яркость/контрастность». Этот инструмент помогает изменять контрастность изображений для лучшей визуализации морфологии сосудов. После того, как изображение будет настроено, нажмите «Установить» в инструменте «Яркость/контрастность». Наконец, перейдите в Файл, Сохранить как и выберите Tiff, чтобы сохранить изображение. Морфология сосудов ногтевого ложа была успешно визуализирована с помощью метода капилляроскопии. Типичная сосудистая сеть мышиного ногтя состояла из афферентного сосуда, эфферентного сосуда и сети капилляров, соединяющих их. Капиллярная сеть с ногтями была одинаковой у разных линий мышей, что было продемонстрировано у мышей дикого типа на фоне SV129/S6 и C57/B6J.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен новый протокол капилляроскопии, позволяющий исследователям визуализировать морфологию периферических микрососудов в ногтевом ложе мыши. Этот неинвазивный метод позволяет оценить микрососудистую дисфункцию, в частности, в контексте нейродегенеративных заболеваний.
Основные компоненты исследования
Область исследований
- Микрососудистая патология
- Нейродегенеративные заболевания
- Методы капилляроскопии
Теоретическое обоснование
- Значимость изучения сосудистой дисфункции на животных моделях
- Проблемы существующих инвазивных или дорогостоящих методов
- Внедрение капилляроскопии ногтевого ложа как более эффективного метода наблюдения
Используемые методы
- Процедура капилляроскопии для визуализации сосудов ногтевого ложа
- Мышиные модели, в частности с использованием штаммов дикого типа
- Специализированное программное обеспечение для захвата и анализа изображений
Основные результаты
- Эффективная визуализация васкуляризации ногтевого ложа
- Стабильность капиллярной сети ногтевого ложа у различных линий мышей
- Успешное применение возможностей капилляроскопии для оценки морфологии микрососудов
Выводы
- Демонстрирует надежный и инновационный подход к изучению морфологии микрососудов
- Имеет важное значение для исследований сосудистой дисфункции, связанной с неврологическими заболеваниями
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Неинвазивная капилляроскопия ногтевого ложа у мышей обеспечивает быструю и экономичную визуализацию морфологии периферических микрососудов, восполняя критический трансляционный разрыв между клиническими и доклиническими исследованиями сосудов. Данный подход способствует раннему выявлению и мониторингу микрососудистой дисфункции в моделях заболеваний, повышая прогностическую достоверность при поиске препаратов, воздействующих на сосуды. Масштабируемость и воспроизводимость этого метода делают его ценным инструментом для механистического снижения рисков и валидации мишеней в рамках всего портфеля исследований системных и нейроваскулярных расстройств.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет напрямую визуализировать архитектуру микрососудов для функциональной валидации мишеней в моделях заболеваний.
- Способствует снижению механистических рисков, предоставляя морфологические доказательства участия сосудов в системных и нейродегенеративных состояниях.
- Облегчает проверку гипотез относительно изменений микроциркуляции, связанных с терапевтическим воздействием.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированную, воспроизводимую платформу для визуализации с целью количественной оценки микрососудистых изменений у различных линий мышей.
- Позволяет получать высококонтрастные количественные данные, подходящие для последующего анализа изображений и разработки методов анализа.
- Обеспечивает возможность масштабируемого скрининга соединений, влияющих на периферическую микроциркуляцию, при минимальном стрессе для животных.
Трансляционные и доклинические исследования
- Согласует доклинические показатели микрососудистого русла с конечными точками клинической капилляроскопии, обеспечивая непрерывность трансляционного переноса.
- Поддерживает принятие решений о продвижении исследований с учетом рисков, обеспечивая возможность неинвазивного лонгитюдного мониторинга сосудистой патологии.
- Способствует поиску биомаркеров для моделей системных и нейроваскулярных заболеваний, при которых задействовано микроциркуляторное русло.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный протокол капилляроскопии интегрируется в континуум от фундаментальных открытий до доклинических исследований, связывая ранние механистические исследования и трансляционные исследования в области биологии сосудов.
- Фундаментальная биология: предоставляет прямые доказательства in vivo участия микрососудов в механизмах заболевания.
- Скрининг: обеспечивает воспроизводимые количественные результаты визуализации для оценки соединений и стандартизации анализа.
- Аналитика: позволяет проводить объективное измерение морфологии сосудов и целостности сети с помощью цифрового анализа изображений.
- Трансляционные исследования: связывают результаты, полученные на животных моделях, с клиническими конечными точками состояния микрососудов, способствуя согласованию биомаркеров.
- Корпоративное использование: создает широко применимый метод неинвазивной визуализации для различных моделей заболеваний и терапевтических областей.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозирования и снижает механистическую неопределенность в исследованиях сосудистых мишеней.
- Операционная ценность: обеспечивает стандартизированные, масштабируемые и экономически эффективные рабочие процессы визуализации для обеспечения сопоставимости результатов между различными исследованиями.
- Стратегическая ценность: улучшает процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет возможности ранней неинвазивной оценки сосудистых конечных точек.
- Влияние на портфель: способствует приоритизации с учетом рисков и продвижению программ, направленных на борьбу с микрососудистой дисфункцией.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с лабораторными животными и навыки цифрового анализа изображений.
- Необходимы стандартное оборудование для капилляроскопии и совместимое программное обеспечение для анализа изображений (например, ImageJ).
- Требуется согласованность действий между исследовательскими группами в отношении протоколов визуализации и стандартов интерпретации данных.
- Метод применим к различным линиям мышей и моделям заболеваний с поражением периферических сосудов.
- Возможности метода ограничены морфологической оценкой; для определения функциональных или молекулярных конечных точек требуются дополнительные анализы.
