Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Биолюминесценция Визуализация гемоксигеназы-1 регуляция в порядке Гуа Ша

Published: August 28, 2009 doi: 10.3791/1385
Automatic Translation
1,2, 1,2,3,4, 5,6, 1,2, 1,2,3,4, 7, 1,2, 1,2,8, 9, 5,6
1Department of Radiology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 2Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 3Gastrointestinal Unit, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 4Department of Medicine, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 5Center for biotechnology and Informatics, The Methodist Hospital Research Institute, 6Department of Radiology, The Methodist Hospital, Weill Cornell Medical College, 7Bejing University of Chinese Medicine, 8Department of Health Technology and Informatics, The Hong Kong Polytechnic University, 9Department of Radiology, Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School

Summary

Гуа Ша, традиционной китайской терапевтической очищая кожу, вызывает подкожные микрососудистых крови экстравазации. Мы сообщаем протокол биолюминесценции изображений HO-1-

Abstract

Гуа Ша является традиционной китайской народной терапии, которая использует кожу очищая вызвать подкожные микрососудистых экстравазации крови и синяках. Протокол для биолюминесцентного оптических изображений HO-1-

Protocol

  1. Женский HO-1-люциферазы трансгенных мышей (возраст 4-6 недель) можно приобрести у Taconic Фермы, Inc Прибыв на место, мышь помещают в центр содержания животных в течение 4 дней, чтобы жилье.
  2. Подготовка к биолюминесценции изображений:
    1. Взвесьте каждый HO-1 мыши. Животное весом, необходимых для расчета дозы люциферин.
    2. Удаление волос: Используйте хлопок подкачки применять для удаления волос Наир ® на животе и / или задней части животного. Ожидание от 5 до 10 секунд. Используйте чистую своп хлопка, чтобы вытереть волосы. Опустите кусок ткани в дистиллированной воде для чистки оставшихся волос.
    3. Место не-люминесцентные черная бумага (Strathmore Artagain ® черной бумагой) на изображения платформе ИВИС 100 станции снизить фоновый шум.
    4. Подготовка люциферин (от Xenogen Corporation) раствора при концентрации 7,5 мг / мл (растворяется в стерильной H 2 O). Доза люциферин является 65,5 мг / кг массы тела. Таким образом, 20 грамм мыши требует при введении препарата в 0,175 мл раствора люциферин. Чтобы достичь этого, один том инъекции люциферин решение (0.175ml) загружена на шприц с 26-иглы
  3. Гуа Ша процедуры: Гуа Ша применяется только один раз перед запуском протокола биолюминесценции изображений. С Гуа Ша это совсем не больно, мышь нужно только быть кратко анестезии по изофлуран сохранять спокойствие. Гуа Ша процедура включает в себя следующие этапы:
    1. Применять растительное масло или дистиллированную воду, чтобы смазать участки кожи мишенью Гуа Ша несколько раз во время процедуры Гуа Ша.
    2. Повторно очистить волосы без область спины мыши в мягкий, но фирма силы с помощью керамической ложкой супа или пластмассовой ложкой.
    3. Выскабливание продолжается, пока обратно кожа становится красной, что является признаком экстравазации крови подкожно, обычно достигается в течение 2 до 3 минут.
  4. Биолюминесценция визуализации может быть начата немедленно или через несколько часов после Гуа Ша как HO-1 регуляция строится медленно, в течение нескольких часов. Процедура биолюминесценции визуализации:
    1. Анестезию мыши в камере анестезии индукции заполнены смесью изофлуран (1,5%) и медицинского класса воздух.
    2. Как только мышь под наркозом, подведите курсор к визуализации камеры на ИВИС 100 оптических станций визуализации. Поместите мышь в лежачем положении (живот вверх). Камеры изображений постоянно переплетаются с 1,5% изофлуран. Визуализации платформы нагревают при 37 ° C держать мышь теплым.
    3. Установить изображение на приобретение "средний биннинга" и установить время экспозиции составляет 30 секунд. Начать можно получить изображения. Установить машину, чтобы повторить изображений приобретение каждые три минуты, либо вручную, либо автоматически. После приобретения первого изображения, области интереса (ROI) обращается на покрытие брюшной полости, грудной клетки и области головы. Это ROI затем скопировать и вставить на следующие изображения с помощью "живой образ ®", программное обеспечение сопровождающих ИВИС 100 станции.
    4. Интенсивность сигнала измеряется в фотонов в секунду. Марка время интенсивность сигнала достигнуть своего пикового значения и держать на изображение мышь от 5 до 10 минут после пиковое время.
    5. При приобретении изображений в положении лежа на спине не будет сделано, переверните мышь и положите его в положении лежа (резервное копирование). Продолжить изображениями животных от 5 до 10 минут с ROI сейчас обращено на крышку назад и глава области, в использовании программного обеспечения "живой образ ®". Выбор изображений положении лежа после лежачем положении произвольно. Можно выбрать, чтобы начать с положения лежа, в зависимости от первичных органов, представляющих интерес. Другим вариантом является изображение на спине и склонны позиции на отдельных экспериментов.
    6. При приобретении изображений в положении лежа закончится, выключите изофлуран и перемещать мышь от изображений камеры индукции камеру, чтобы оправиться. Индукции камеры теперь переплетаются с медицинскими воздух только и мыши обычно просыпается менее чем за одну минуту.
    7. Сохранить образа данных для последующей обработки.
    8. После первоначального изучения изображений, дополнительных приобретений изображений осуществляется в течение нескольких дней после Гуа Ша. Один образец график повторяется изображение на 12-й час, 24-й час, 36-й час, 48-й час, 72 час-й и 120-й час, но точные сроки графика визуализации является гибким. Дополнительные сессии визуализации может быть учтен при длительный период наблюдения не требуется. Перед изображения, повторите процедуру удаления волос если волосы обратно не выросли.
  5. Для контрольной группы, повторите всю процедуру, но пропустить Гуа Ша (шаг 3). Если же группа мышей используется как для контроля и Гуа Ша, контроль ехрeriment должна осуществляться предпочтительно перед процедурой Гуа Ша или, по крайней мере, один месяц после этого.

Представитель Результаты:

Биолюминесценции изображения на рисунке 1, показывают, в естественных условиях регуляция HO-1 в ответ на Гуа Ша. График на рисунке 2 представлены количественные временного изменения более 120 часов в оптический поток (фотонов / сек) от всего тела той же мыши, связанные с Гуа Ша ...

Рисунок 1
Рисунок 1. Слева направо, представитель образы вид спереди (спине) одного и того же мыши до Гуа Ша, в 18 часов, 36 часов и 120 часов после Гуа Ша, соответственно. После Гуа Ша, наблюдается прогресс значительное увеличение интенсивности сигнала в нескольких органов, которые охватывают регионы желудочно-кишечного тракта, половых путей, печени, почек (с обратной точки зрения, не показан), и другие. Пожалуйста, нажмите здесь для увеличения фигуры 1.

Рисунок 2
Рисунок 2. Количественные изменения потока (фотонов / сек) от всего тела гусеничных более 120 часов после Гуа Ша в той же мыши на рисунке 1. Пожалуйста, нажмите здесь , чтобы видеть большую версию рисунке 2.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Транскрипция HO-1, индуцибельной формы гемоксигеназы, является upregulated от многих факторов, включая гема, перекись водорода, УФ-облучение, гипоксия и физические стрессы. Всего изображений тела, такие как сообщили HO-1 биолюминесценции протокол обеспечивает быстрый снимок системного HO-1 выражение в различных органах. В небольших животных, биолюминесценции изображения позволяет с высокой чувствительностью в естественных условиях в режиме реального времени количественных продольных оптических оценки изменений в системный экспрессии генов, как показано на рисунке. Биолюминесценция молекулярной визуализации снижает стоимость и увеличивает пропускную способность экспрессии генов анализы у мелких животных, что делает его практичным быстро достичь статистической мощности, необходимой для исследования сложных гипотез системной биологии и для оценки системного действия предлагаемой фармацевтической и других терапевтических мероприятий. Одним из ограничений является низкое пространственное разрешение анатомии. Новые оптические системы визуализации, которые имеют возможность томографической смягчило бы проблему. Приобретение изображения и регистрация по микро-КТ или МРТ маленькое животное поможет правильно определить анатомию. Другие ограничения являются низкий уровень проникновения света сквозь ткани и необходимость трансгенных животных. Эти по существу исключает перевод на более крупных животных или использования человеком, но не являются существенным недостатком для небольших животных системной биологии или доклинических терапевтической проверки гипотезы.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

К. Вонг, STC Вонг поддерживает финансирование из функциональной и молекулярной визуализации центр, Бригам и женской больницы
К. Вонг, STC Вонг поддерживает центр биотехнологии и информатики, методистской больницы научно-исследовательского института, Weill Cornell Medical College.
К. К. Квонг, И. Чен, JQ Рен поддерживает финансирование из Athinoula А. Martinos Центра биомедицинской визуализации, Massachusetts General Hospital.
Lenuta Клетцер, Брейден Куо поддерживает финансирование из Neuroenteric исследовательский центр, Massachusetts General Hospital
Авторы благодарят доктора. В. Цзэн и X. Сюй оптических изображений Lab, Бригам и женской больницы за техническую помощь.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Luciferin Caliper Life Sciences P/N 122796 Previously Xenogen
IVIS 100 Caliper Life Sciences Previously Xenogen

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Zhang, W. Selection of potential therapeutics based on in vivo spatiotemporal transcription patterns of heme oxygenase-1. J Mol Med. 80, 655-6564 (2002).
  2. Zhang, W. Rapid in vivo functional analysis of transgenes in mice using whole body imaging of luciferase expression. Transgenic Res. 10, 423-434 (2001).
  3. Contag, C. H., Stevenson, D. K. In vivo patterns of heme oxygenase-1 transcription. J Perinatol. 21, Suppl 1. 119-1124 (2001).
  4. Nielsen, A., Knoblauch, N. T., Dobos, G. J., Michalsen, A., Kaptchuk, T. J. The effect of Gua Sha treatment on the microcirculation of surface tissue: a pilot study in healthy subjects. Explore (NY). 3, 456-466 (2007).
  5. Schwickert, M. E., Saha, F. J., Braun, M., Dobos, G. J. Gua Sha for migraine in inpatient withdrawal therapy of headache due to medication overuse. Forsch Komplementmed. 14, 297-300 (2007).
  6. Tsai, P. S., Lee, P. H., Wang, M. Y. Demographics, training, and practice patterns of practitioners of folk medicine in Taiwan: a survey of the Taipei metropolitan area. J Altern Complement Med. 14, 1243-1248 (2008).
  7. Nielsen, A. Gua sha research and the language of integrative medicine. J Bodyw Mov Ther. 13, 63-72 (2009).
  8. Contag, C. H. Visualizing gene expression in living mammals using a bioluminescent reporter. Photochem Photobiol. 66, 523-531 (1997).
  9. Cui, K., Xu, X., Zhao, H., Wong, S. T. A quantitative study of factors affecting in vivo bioluminescence imaging. Luminescence. 23, 292-295 (2008).
  10. Shibahara, S., Yoshida, T., Kikuchi, G. Mechanism of increase of heme oxygenase activity induced by hemin in cultured pig alveolar macrophages. Arch Biochem Biophys. 197, 607-617 (1979).
  11. Lee, P. J. Hypoxia-inducible factor-1 mediates transcriptional activation of the heme oxygenase-1 gene in response to hypoxia. J Biol Chem. 272, 5375-5381 (1997).
  12. Maines, M. D. The heme oxygenase system: a regulator of second messenger gases. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 37, 517-554 (1997).
  13. Wunder, C., Potter, R. F. The heme oxygenase system: its role in liver inflammation. Curr Drug Targets Cardiovasc Haematol Disord. 3, 199-208 (2003).
  14. Hoekstra, K. A., Godin, D. V., Cheng, K. M. Protective role of heme oxygenase in the blood vessel wall during atherogenesis. Biochem Cell Biol. 82, 351-359 (2004).
  15. Yang, N. C., Lu, L. H., Kao, Y. H., Chau, L. Y. Heme oxygenase-1 attenuates interleukin-1beta-induced nitric oxide synthase expression in vascular smooth muscle cells. J Biomed Sci. 11, 799-809 (2004).
  16. Morse, D., Choi, A. M. Heme oxygenase-1: from bench to bedside. Am J Respir Crit Care Med. 172, 660-670 (2005).
  17. Ryter, S. W. Protective functions of heme oxygenase-1 and carbon monoxide in the respiratory system. Antioxid Redox Signal. 9, 2157-2173 (2007).
  18. Wilson, K., Yu, J., Lee, A., Wu, J. C. In vitro and in vivo bioluminescence reporter gene imaging of human embryonic stem cells. J Vis Exp. , (2008).
  19. Calabrese, V. Vitagenes, dietary antioxidants and neuroprotection in neurodegenerative diseases. Front Biosci. 14, 376-397 (2009).
  20. Contag, P. R., Olomu, I. N., Stevenson, D. K., Contag, C. H. Bioluminescent indicators in living mammals. Nat Med. 4, 245-247 (1998).

Tags

Медицина выпуск 30 Гуа Ша кровь кровоизлияние ушибы гемоксигеназы-1 экспрессия генов системная биология маленькое животное молекулярной визуализации оптические и биолюминесценции изображений HO-1-люциферазы трансгенных мышей китайской народной терапии
Биолюминесценция Визуализация гемоксигеназы-1 регуляция в порядке Гуа Ша
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kwong, K. K., Kloetzer, L., Wong, K. … More

Kwong, K. K., Kloetzer, L., Wong, K. K., Ren, J., Kuo, B., Jiang, Y., Chen, Y. I., Chan, S., Young, G. S., Wong, S. T. Bioluminescence Imaging of Heme Oxygenase-1 Upregulation in the Gua Sha Procedure. J. Vis. Exp. (30), e1385, doi:10.3791/1385 (2009).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter