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Medicine

के लिए पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग के छोटे कृंतक मॉडल में अल्ट्रा उच्च क्षेत्र एमआरआई के उपयोग के Published: June 23, 2015 doi: 10.3791/52757
Automatic Translation
1, 2, 1, 2
1Department of Internal Medicine, Division of Nephrology, Mayo Clinic, 2Department of Biochemistry and Molecular Biology, Mayo Clinic

Introduction

पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग (PKD) गुर्दे अल्सर के विकास के द्वारा होती monogenic विकारों के एक समूह में शामिल हैं। उनमें से ऑटोसोमल प्रमुख पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग (ADPKD) और ओटोसोमल-पीछे हटने का पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग सबसे आम प्रकार 1,2 का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो (ARPKD), कर रहे हैं। ADPKD, वंशानुगत गुर्दे सिस्टिक रोगों का सबसे लगातार फार्म, PKD1 या PKD2 जीन में म्यूटेशन के उत्पन्न है। यह देर शुरुआत, कई द्विपक्षीय गुर्दे अल्सर, चर अतिरिक्त गुर्दे अल्सर के साथ, साथ ही हृदय और मांसपेशियों कंकाल असामान्यताओं की विशेषता है। ARPKD, सबसे अधिक प्रभावित करने वाले नवजात शिशुओं और छोटे बच्चों, PKHD1 में परिवर्तन के कारण होता है और बढ़े हुए प्रतिध्वनिजनक गुर्दे और यकृत जन्मजात फाइब्रोसिस 3 की विशेषता है।

महत्वपूर्ण बात है, ADPKD दोनों पर्याप्त पी में जो परिणाम जीन (Genic) और उत्परिवर्तन (allelic) के स्तर पर, विविधता की विशेषता हैhenotypic परिवर्तनशीलता। PKD1 जीन में उत्परिवर्तन गंभीर नैदानिक ​​प्रस्तुति (कई अल्सर, शीघ्र निदान, उच्च रक्तचाप, और रक्तमेह), साथ ही (PKD2 परिवर्तन के साथ रोगियों की तुलना में 20 साल पहले) गुर्दे की बीमारी चरण समाप्त करने के लिए तेजी से प्रगति के साथ जुड़े रहे हैं 4। गंभीर पॉलीसिस्टिक जिगर की बीमारी) (PLD और संवहनी असामान्यताएं PKD1 और PKD2 5 दोनों में परिवर्तन के साथ जुड़ा हो सकता है। ADPKD के गुर्दे जटिलताओं के बहुमत जुड़े सूजन और फाइब्रोसिस के साथ पुटी विस्तार का एक परिणाम के रूप में मुख्य रूप से उत्पन्न होती हैं। पुटी विकास utero में शुरू होता है और मरीज ​​को जीवन भर के माध्यम से जारी है। गुर्दे आमतौर पर वे अधिक से अधिक 20 बार सामान्य गुर्दे की मात्रा तक पहुंच सकता है, भले ही उनके reniform आकार को बनाए रखने। गुर्दे अल्सर के रोगियों के वर्तमान द्विपक्षीय वितरण के अधिकांश, लेकिन कुछ असामान्य मामलों में, पुटी एकतरफा या विषम पैटर्न में विकसित हो सकता है।

एक प्रमुख challennephrologists ADPKD के साथ रोगियों के बाद या उपचारों को लागू करने के लिए जीई रोग के प्राकृतिक इतिहास है। अपने पाठ्यक्रम के सबसे दौरान, गुर्दे समारोह सामान्य रहता है और गुर्दे समारोह गिरावट शुरू होता है समय से गुर्दे की सबसे अल्सर से प्रतिस्थापित किया गया है। उपचारों बाद के चरणों में लागू किया जाता है, जब वह मरीज पहले से ही क्रोनिक किडनी रोग में नहीं लौटने की एक बिंदु पर पहुंच गया है मई के बाद से सफल होने की संभावना कम होती है। उपचारों प्रारंभिक चरणों में शुरू कर रहे हैं जब इसके विपरीत, यह केवल केशिकागुच्छीय निस्पंदन दर के आधार पर एक प्रतिक्रिया की पहचान करना मुश्किल है। नतीजतन, रोग प्रगति की एक मार्कर के रूप में गुर्दे की मात्रा की धारणा ध्यान प्राप्त की।

ADPKD के साथ रोगियों में गुर्दे और पुटी की मात्रा में वृद्धि के रूप में सीधे रूप में कुल गुर्दे की मात्रा (TKV) की क्षमता को रेखांकित, गुर्दे समारोह गिरावट के साथ संबद्ध है कि पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग (कुरकुरा) के एक अध्ययन के Radiologic इमेजिंग अध्ययन के लिए कंसोर्टियम ने दिखा दिया हैरोग प्रगति 6,7 के लिए urrogate मार्कर। नतीजतन, TKV वर्तमान में ADPKD 2,8,9 के लिए कई चिकित्सीय परीक्षण में प्राथमिक या माध्यमिक समापन बिंदु के रूप में प्रयोग किया जाता है।

एकाधिक murine मॉडल सहित सहज म्यूटेशन और आनुवंशिक रूप से इंजीनियर PKD 10,11 के रोगजनन पर प्रकाश डाला है। Pkd1 या Pkd2 मॉडल (Pkd1 या Pkd2 दोनों में म्यूटेशन), के रूप में वे पूरी तरह से नकल मानव रोग सबसे लोकप्रिय वाले बन गए हैं। इसके अलावा, Pkd1 या Pkd2 जीन के अलावा अन्य जीन में म्यूटेशन के साथ कृंतक मॉडल रोग से संबंधित रास्ते संकेतन स्पष्ट करने के लिए एक प्रयोगात्मक मंच के रूप में इस्तेमाल किया गया है। इसके अलावा, इन मॉडलों के कई संभावित उपचारों का परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, PKD के लिए कई कृंतक अध्ययन में एक सीमित कारक क्रमिक रूप से गुर्दे में संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तनों का विश्लेषण करने के लिए कुशल गैर इनवेसिव तरीकों की कमी के कारण अक्सर है।

चुंबकीय Resonance इमेजिंग (एमआरआई) उत्कृष्ट नरम ऊतक विपरीत और शारीरिक विस्तार प्रदान करने, और TKV माप की अनुमति, ADPKD रोगियों का पालन करने के लिए वर्तमान सोने के मानक इमेजिंग तकनीक है। एमआरआई अच्छी तरह से vivo में बड़े जानवरों और मनुष्यों, इमेजिंग छोटे कृन्तकों में संरचनात्मक इमेजिंग के लिए स्थापित किया है, भले ही उच्च संकल्प छवियों को प्राप्त करने की क्षमता इसकी उपयोगिता सीमित कर सकता है, जहां अतिरिक्त तकनीकी चुनौतियों, जरूरत पर जोर देता। अल्ट्रा उच्च क्षेत्र (यूएचएफ) एमआरआई (7-16.4 टी) और मजबूत ढ़ाल के विकास की शुरुआत के साथ, यह है कि इसी तरह शोर अनुपात और एक नैदानिक ​​गुणवत्ता के साथ एमआरआई छवियों के स्थानिक संकल्प संकेत से अधिक प्राप्त करने के लिए अब संभव है मानव में प्राप्त की। नतीजतन, PKD के लिए छोटे कृंतक मॉडल के vivo इमेजिंग के लिए यूएचएफ एमआरआई के उपयोग के शोधकर्ताओं के लिए एक शक्तिशाली उपकरण बन गया है।

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Protocol

लाइव जानवरों के साथ किसी भी प्रक्रिया शुरू करने से पहले, प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया जाना चाहिए।

1. स्कैनर विन्यास

  1. शुरू करने से पहले, हीटर बंद की स्थिति में है सुनिश्चित करें।
  2. मिनी इमेजिंग ढाल और 38 मिमी आरएफ कुंडली और मिनी इमेजिंग धारक का चयन करें।
  3. धारक के मध्य बोर में चर तापमान विधानसभा स्थापित करें।

2. पशु तैयारी

  1. एमआरआई प्रयोगों के लिए, वाष्पीकृत isoflurane का उपयोग कर इष्टतम संज्ञाहरण हासिल। संज्ञाहरण के शामिल होने के लिए, एक शोषक ऊतक के साथ लाइन में खड़ा एक प्रेरण कक्ष में पशु रखें। 2.0-2.5 एल / मिनट, और ऑक्सीजन में 3% की isoflurane के लिए isoflurane vaporizer का प्रवाहमापी समायोजित करें।
  2. इस स्तर पर किसी भी धातु टैग या अन्य धातु वस्तु निकालें। संज्ञाहरण के तहत, जबकि सूखापन को रोकने के लिए पशु की आंखों पर पशु चिकित्सक मरहम लागू करें।
  3. पशु एक बारसंज्ञाहरण की शल्य चिकित्सा विमान तक पहुँच गया है (यानी, पैर के अंगूठे चुटकी करने के लिए वापसी पलटा की हानि), एक नाक शंकु में डाला अपनी नाक के साथ एक धारक पर जानवरों की जगह। 2.0-2.5 मिलीग्राम / मिनट के लिए जांच में संज्ञाहरण हवा का प्रवाह और ऑक्सीजन में 1.5-2.0% की isoflurane एकाग्रता सेट करें। संवेदनहीनता की प्रक्रिया के दौरान नाक शंकु के माध्यम से वितरित किया जाएगा। समय-समय पर 40 बीपीएम ~ की एक श्वसन दर बनाए रखने के लिए जानवर की उम्र और वजन पर निर्भर करता है isoflurane एकाग्रता समायोजित करें।
  4. जगह में पशु सुरक्षित और एमआरआई प्रयोग के दौरान गति को रोकने के लिए पशु धारकों का प्रयोग करें। शरीर क्षेत्र के आधार पर पशु धारक के प्रकार के स्कैन किया जा बदलती हैं।
    नोट: प्रयोगशाला प्लास्टिक (Polypropylene, Teflon, polystyrene, पॉली कार्बोनेट) से अनुकूलित धारकों विशिष्ट प्रयोग को समायोजित करने के लिए और (160 जी चूहे के लिए नवजात शिशु माउस से) जानवर आकार फिट करने के लिए बनाया जा सकता है।
  5. जानवर के शरीर के तापमान पर नजर रखने के जानवर में गुदा थर्मामीटर रखें। ऍक्स्प के दौरानeriment, गर्म हवा की एक धारा का उपयोग कर, 35-37 डिग्री सेल्सियस पर पशु रहते हैं। हवा के तापमान (30-38 डिग्री सेल्सियस) और जानवर के शरीर का तापमान प्रतिक्रिया के आधार पर प्रवाह (1,200-2,000 एल / घंटा) समायोजित करें।
  6. श्वसन की दर पर नजर रखने के लिए जानवरों के पेट को एक गुब्बारे की सांस प्रेशर सेंसर संलग्न।
  7. आरएफ तार के केंद्र में पशु सुरक्षित और ध्यान से एमआरआई स्कैनर में जानवर के साथ आरएफ तार जगह है।

3. एमआरआई प्रयोग

  1. ट्यून प्रयोगों आरएफ शक्ति का इस्तेमाल कम से कम करना और संकेत करने वाली शोर अनुपात को अधिकतम करने के लिए शुरू करने से पहले आरएफ कुंडली मैच और। मिलान / ट्यूनिंग शुरू करने के लिए:
    1. उपकरण आइकन पर क्लिक करके स्पेक्ट्रोमीटर नियंत्रण उपकरण को खोलें।
    2. स्पेक्ट्रोमीटर नियंत्रण उपकरण में अधिग्रहण → लड़खड़ा क्लिक करें। एक ACQ / सिफारिश खिड़की लड़खड़ा वक्र प्रदर्शित करने खुल जाएगा।
    3. वैकल्पिक रूप से परिलक्षित आरएफ शक्ति जब तक छोटे चरणों में ट्यूनिंग और मिलान capacitors (छड़ ट्यूनिंग का उपयोग करने और मिलान) को समायोजितकम से कम है। लक्ष्य क्षैतिज अक्ष पर शून्य पर तैनात ऊर्ध्वाधर अक्ष पर एक न्यूनतम के साथ एक वक्र देख रहा है।
    4. कुंडली के अंशांकन सफलतापूर्वक हासिल किया गया है, जब ACQ / सिफारिश खिड़की में बंद बटन मारा।
  2. , अक्षीय राज्याभिषेक और बाण के समान चित्र बनाने के लिए तीन orthogonal विमानों में स्काउट छवियों मोल। स्काउट छवियों 12 प्राप्त करने के लिए इस तरह के अंतर गेट फास्ट कम कोण शॉट (आईजी-फ्लैश) के रूप में एक तेजी से छवि अनुक्रम का प्रयोग करें। वास्तविक इमेजिंग के लिए उचित ज्यामिति सेट करने के लिए स्काउट छवियों का उपयोग करें।
  3. विशिष्ट अनुसंधान उद्देश्य पर निर्भर करता है, उचित छवि अनुक्रम और मापदंडों का चयन करें और एक यातायात प्रकाश के साथ स्कैन शुरू करते हैं। यह सब स्वचालित रूप से, आरएफ चैनल जांचना पानी के लिए ऑन-प्रतिध्वनि चुंबक, सेट वाहक आवृत्ति शिम और रिसीवर के लाभ को समायोजित करेगा।
    1. शारीरिक अध्ययन और टी 2 भारित छवियों के लिए, 2 डी बहु टुकड़ा या 3 डी मोड में अधिग्रहण। क्षेत्र रखने के लिए, एक दिया स्थानिक संकल्प के लिए प्रयोग समय कम करने के लिए-of-दृश्य (FOV) संभव है, लेकिन लपेटो आसपास कलाकृतियों (2.56-3.2 सेमी) से बचने के लिए काफी बड़े के रूप में छोटे।
  4. पुनरावृत्ति समय (टीआर) और / या स्लाइस की संख्या का उचित चयन द्वारा पशु श्वसन चक्र की तुलना में थोड़ा कम चयनित अनुक्रम का चक्र रखें। इस डाटा को 'जानवरों शांत अवधि के दौरान एकत्र कर रहे हैं कि यह सुनिश्चित करता है।
    1. उदाहरण के लिए, पेट की छवियों के लिए, ~ 30 धड़कन प्रति मिनट पर पशु की श्वसन दर रखने; कि सांस के बारे में प्रति 2,000 मिसे है। टी.आर. के साथ, विश्राम संवर्धन (दुर्लभ) अनुक्रम के साथ एक टर्बो तेजी से अधिग्रहण का प्रयोग करें और 11-19 राज्याभिषेक स्लाइस के अधिग्रहण / ते 1500/9 मिसे, दुर्लभ 8 कारक और (मैट्रिक्स 256 X 256, FOV 2.56 एक्स 2.56 सेमी, टुकड़ा मोटाई 0.75 मिमी) ।
      नोट: 1,500 मिसे के लिए टी.आर. का समायोजन, और ~ 30 धड़कन प्रति मिनट (सांस प्रति 2,000 मिसे) जानवर की सांस की दर रखते हुए, हम डेटा 'जानवरों शांत अवधि के दौरान एकत्र कर रहे हैं कि सुनिश्चित करते हैं।
  5. सभी छवि अधिग्रहण पूरा कर लिया गया है, स्कैन किए गए जानवरों की जगहऔर गर्म पैड पर चल जब तक निगरानी। वसूली के बाद, पिंजरे में पशु लौटने और जानवरों की सुविधा के लिए लौटने से पहले 1 घंटे के लिए कम से कम नजर रखी।

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Representative Results

इस पांडुलिपि में, हम PKD और अन्य गुर्दे की बीमारियों के लिए कृंतक मॉडल में इन विवो phenotypical लक्षण वर्णन या दवा की निगरानी के लिए एक उपकरण के रूप में यूएचएफ एमआरआई की उपयोगिता को दिखाने के लिए लक्ष्य। प्रयोगों के सभी IACUC द्वारा मंजूरी दे दी प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल का हिस्सा थे।

PKD यूएचएफ एमआरआई का उपयोग करने के लिए छोटे कृंतक मॉडल की विवो phenotyping में:

सभी इमेजिंग अध्ययन एक Bruker AVANCEIII-700 (16.4 टी) के साथ, isoflurane संज्ञाहरण के तहत जीवित जानवरों पर प्रदर्शन किया गया इन विवो के लिए और इन विट्रो एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी और माइक्रोस्कोपी में मिनी और माइक्रो इमेजिंग उपकरणों के साथ सुसज्जित, दो चैनल multinuclear स्पेक्ट्रोमीटर ऊर्ध्वाधर बोर।

पेट:

PKD में मुख्य संरचनात्मक परिवर्तन गुर्दे जटिलताओं के बहुमत के लिए जिम्मेदार हैं कि पुटी विकास और विकास है। ADPKD में सबसे आम अतिरिक्त गुर्दे की अभिव्यक्ति यकृत अल्सर और सी की उपस्थिति हैएक प्रभावित वयस्कों के 13 से 90% तक में पाया जा। यूएचएफ एमआरआई का प्रयोग, यह उच्च परिभाषा, पित्ताशय phenotype और गुर्दे की मात्रा माप के vivo मूल्यांकन के लिए अनुमति देते हैं कि छोटे PKD कृन्तकों के संरचनात्मक पेट की छवियों को प्राप्त करने के लिए संभव है 1 ए आंकड़ा -। डी अलग कृंतक मॉडल के लिए कई 2 डी टी 2 भारित संरचनात्मक पेट की छवियों से पता चलता है PKD की। पेट की छवियों को एक 38 मिमी मात्रा आरएफ तार का उपयोग कर हासिल किया गया। एक एमआरआई संगत धारक खड़ी चुंबकीय क्षेत्र के साथ जानवरों के स्थान के लिए इस्तेमाल किया गया था। एक गुब्बारा सेंसर श्वसन नजर रखने के लिए इस्तेमाल किया गया था। श्वसन gating प्रदर्शन किया था। फिर, राज्याभिषेक, बाण के समान है, और अक्षीय, स्काउट छवियों गुर्दे पता लगाने और उसके ज्यामिति लिख क्रम में हासिल किया गया। करने के लिए इस्तेमाल किया गया था विश्राम संवर्धन (दुर्लभ) अनुक्रम, टी.आर. के साथ 11-19 राज्याभिषेक स्लाइस / ते 1,500 / 9 मिसे के साथ एक टर्बो तेजी से अधिग्रहण, दुर्लभ 8 कारक, (256 X 256, FOV 2.56 एक्स 2.56 सेमी, टुकड़ा मोटाई 0.75 मिमी मैट्रिक्स) संरचनात्मक छवियों को इकट्ठा।

हृदय जटिलताओं वृद्धि की रुग्णता और मृत्यु दर 14,15 के साथ जुड़े, ADPKD के साथ रोगियों में एक महत्वपूर्ण समस्या बने हुए हैं। प्रायोगिक और नैदानिक ​​एमआरआई हृदय की संरचना और समारोह 16-18 की सटीक और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मूल्यांकन की अनुमति देता है। एमआरआई इष्टतम दृश्य और छोटे आकार के, तेजी से पिटाई कृंतक दिल के विश्लेषण के लिए अनुमति देता है, उच्च अस्थायी और स्थानिक संकल्प के पास। इस कारण से, यह अंत डायस्टोलिक मात्रा (EDV) की गणना करने के लिए हृदय की छवियों को प्राप्त करने के लिए यूएचएफ एमआरआई उपयोग करने के लिए संभव है, कई कृंतक मॉडल में अंत सिस्टोलिक मात्रा (ईएसवी) के साथ-साथ पूरे दिल को कवर अनुक्रमिक कम अक्ष cines से मायोकार्डियल द्रव्यमान के PKD। चित्रा 2 माउस मायोकार्डियम की एमआरआई छवियों से पता चलता है। कार्डिएक सिने छवियों इंट्रा गेट-फास्ट कम कोण शॉट (आईजी-फ्लैश) अनुक्रम 19 (11 लघु अक्ष स्लाइस, टी.आर. / ते 3.5 / 1.45 मिसे, पुनरावृत्ति 100, मैट्रिक्स 256 X 256, FOV 2.56 एक्स 2.56 सेमी, SL का उपयोग कर प्राप्त कर रहे हैंबर्फ की मोटाई 1 मिमी)।

दिमाग:

कई ciliopathies अन्य दोष के बीच मस्तिष्क विकृतियों के साथ संबद्ध किया गया है। पिछले वर्षों में, एमआरआई मस्तिष्क के गैर इनवेसिव इमेजिंग के लिए सोने का मानक बन गया है। ऊतकीय पढ़ाई के विपरीत, एमआरआई सामान्य परीक्षा के साथ हस्तक्षेप है कि तैयारी कलाकृतियों के बिना संरचनात्मक परिवर्तन का पता लगाने प्रदान करता है। हम PKD, या रोग से संबंधित अन्य संशोधक जीनों के लिए कई चूहों के मॉडल के मस्तिष्क फेनोटाइप का आकलन करने के यूएचएफ एमआरआई का उपयोग करें। 3 माउस मस्तिष्क के संरचनात्मक छवियों से पता चलता है। छवियाँ एक टर्बो दुर्लभ दृश्य का उपयोग कर हासिल किया गया, 11-13 अक्षीय स्लाइस और टी.आर. के साथ 25-29 राज्याभिषेक स्लाइस / ते 1,500 / 9 मिसे, दुर्लभ 8 कारक, (मैट्रिक्स 256 X 256, FOV 2.56 एक्स 2.56 सेमी, टुकड़ा मोटाई 0.75 मिमी) ।

मातृ गर्भाशय के अंदर माउस भ्रूण की विवो एमआरआई में:

भ्रूण संख्या, viabil के बारे में विवो जानकारी जुटाने की संभावनाPkd1 या Pkd2 विशिष्ट परिवर्तन के साथ संयोजन में विशिष्ट संकेत दे रास्ते निष्क्रिय के प्रभाव की खोज के लिए विशेष रूप से जब अल्पसंख्यक, विकास मंच, साथ ही आकलन भ्रूण की प्ररूपी मतभेद, महत्व का है। गर्भवती महिलाओं की एमआरआई vivo में प्रदर्शन करके, यह भ्रूण मारक का पता लगाने और प्ररूपी असामान्यताओं के लिए आकलन है, और जब वर्तमान, वे हुआ भ्रूण किस स्तर पर निर्धारित करने के लिए संभव है। 4 विस्तृत भ्रूण जानकारी का उपयोग कर गर्भवती महिलाओं से प्राप्त किया जा सकता है कि एक उदाहरण से पता चलता है विवो यूएचएफ एमआरआई में। पहले गैर गर्भवती जानवरों के लिए वर्णित के रूप में पेट की छवियों का अधिग्रहण किया गया था। Isoflurane सुरक्षित रूप से गर्भवती कृन्तकों में इस्तेमाल किया जा सकता है और संज्ञाहरण गैर गर्भवती जानवरों 20 में के रूप में हासिल की है। भ्रूण दिन 13 (E13) के द्वारा, यह इस तरह के अंग कलियों, मध्यमस्तिष्क, telencephalon और दिल के रूप में कई शारीरिक विशेषताओं की पहचान करने के लिए संभव है। E14-15 से metanephros दिखाई देते हैं, बाहर की ओर इशारा किया जा सकता है एक दिमाग़ी और एक कॉर्टिकल घटक 21 के साथ एक अंडाकार संरचना (लंबाई में 1-1.5 मिमी) के रूप में रही है।

विवो रोग प्रगति या PKD यूएचएफ एमआरआई का उपयोग करने के लिए छोटे कृंतक मॉडल के उपचार की निगरानी में:

उत्कृष्ट शारीरिक विस्तार प्रदान करने के अलावा, यूएचएफ एमआरआई PKD के लिए कृंतक मॉडल में TKV मापन के लिए अनुमति देता है। रोगियों में के रूप में, TKV रोग प्रगति की निगरानी या गुर्दे समारोह में एक परिवर्तन माना जा सकता से पहले दवा हस्तक्षेप का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अलावा, नवजात कृन्तकों इमेजिंग की संभावना के गर्भ में हस्तक्षेप प्रदर्शन कर रहे हैं, जिसमें एमआरआई के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण प्रविष्टि बिंदु प्रदान करता है। 5 अंत बिंदु के रूप में TKV प्रयोग किया जाता है कि एक PCK चूहे अध्ययन के लिए कई 2 डी टी 2 भारित संरचनात्मक पेट की छवियों से पता चलता है। पहले से वर्णित के रूप में पेट की छवियों का अधिग्रहण किया गया था।

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चित्रा 1:। शारीरिक ADPKD में विशिष्ट परिवर्तन नकल उतार अल्सर (तीर) द्वारा गुर्दे ऊतक के लगभग पूर्ण प्रतिस्थापन दिखा PKD (ए) के 19 महीने पुराने Pkd1 आर सी / आर सी माउस के विभिन्न कृंतक मॉडल के लिए राज्याभिषेक पेट एमआरआई छवियों, (बी) के 4 महीने पुराने Pkd2 - / ws25 माउस द्विपक्षीय गुर्दे अल्सर (तीर) दिखा रहा है और गुर्दे पैरेन्काइमा शेष है, और यकृत अल्सर (तीर सिर), (सी) जिगर फाइब्रोसिस और कोई गुर्दे अल्सर दिखा 4 महीने पुराने Pkhd1 LSL / LSL माउस, और मुख्य रूप से corticomedullary क्षेत्र और बाहरी मज्जा, और हल्के पित्त नली फैलाव में कई द्विपक्षीय गुर्दे अल्सर (तीर) दिखा (डी) 21 दिन पुरानी PCK चूहा। छवियाँ 100 माइक्रोन / पिक्सेल और टुकड़ा मोटाई 750 माइक्रोन के विमान में संकल्प के साथ प्ररूपी लक्षण वर्णन के लिए अच्छा संरचनात्मक विस्तार, दिखाते हैं। ध्यान देंसामान्य दिखने के गुर्दे (सी) की तुलना में पॉलीसिस्टिक गुर्दे (ए, बी और डी) के बीच का अंतर। स्केल सलाखों:। 10 मिमी इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: कार्डिएक आकृति विज्ञान और कार्य करते हैं। (ए) लघु अक्ष, आईजी-फ्लैश क्रम से माउस दिल के संरचनात्मक छवि। अंत पाद लंबा (लाल) में endocardial सीमा की रूपरेखा (ख) प्रत्येक टुकड़ा के लिए अंत डायस्टोलिक मात्रा (EDV) की गणना की अनुमति देता है। उसी प्रक्रिया का अंत सिस्टोलिक मात्रा (ईएसवी) के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, मायोकार्डियल मात्रा (लाल-नीला) लघु धुरी से प्रत्येक टुकड़ा, सिने छवियों 22 के लिए गणना की जा सकती है। (सी इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3:। यूएचएफ एमआरआई के साथ माउस मस्तिष्क के संरचनात्मक इमेजिंग (ए) और (बी) अक्षीय, (सी) और (डी) 2 डी टी 2 भारित टर्बो दुर्लभ अनुक्रम में ज्ञान प्राप्त कर लिया ADPKD माउस मॉडल में मस्तिष्क के राज्याभिषेक छवियों। 100 माइक्रोन / पिक्सेल और टुकड़ा मोटाई 750 माइक्रोन की छवि में विमान संकल्प सकल मस्तिष्क शरीर रचना विज्ञान का विश्लेषण करने के लिए अनुमति देता है। (ख) और (डी) में सफेद तीर मकड़ी का CYS को इंगितचौथे वेंट्रिकल के क्षेत्र में पाया टीएस। स्केल सलाखों:। 10 मिमी इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4:।। E14 माउस भ्रूण की गर्भ इमेजिंग में मातृ राज्याभिषेक विमान (ए) और (बी) मातृ अक्षीय विमान में अधिग्रहण टी 2 भारित टर्बो दुर्लभ छवियों को एक 4 अलग भ्रूण 1-4 और बी भ्रूण 1 और 4, और पता चलता है एक अतिरिक्त भ्रूण ए में नहीं देखा। ऊपरी insets, सिर ऊपर की ओर-सही, बाईं करने के लिए अपनी पीठ, और भ्रूण का राज्याभिषेक विमान ओर इशारा करते हुए के साथ तैनात भ्रूण 1, प्रदर्शन भ्रूण के बाण के समान विमान एक से बढ़ाया छवियों बी। एक 100 माइक्रोन / पिक्सेल की छवि में विमान संकल्प इस तरह के अंग कलियों, मध्यमस्तिष्क, telencephalon, दिल और जिगर के रूप में कई शारीरिक विशेषताओं की पहचान के लिए अनुमति देता है। छवि पैमाने सलाखों:। 10 मिमी इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
चित्रा 5:। एक PCK चूहे अध्ययन में शरीर रचना राज्याभिषेक पेट एमआरआई छवियों (एक - सी) का प्रतिनिधित्व करते हैं नियंत्रण समूह (खारा इलाज)। छवियाँ पी 3, P10 और P21 पर एक ही जानवर से हासिल किया गया। (डी - एफ) के इलाज के समूह (1-deamino-8-D-arginine इलाज किया वैसोप्रेसिन) का प्रतिनिधित्व करते हैं। छवियाँ नियंत्रण के रूप में एक ही उम्र में ही जानवर से हासिल किया गया। स्केल सलाखों: 10 मिमी।p_upload / 52,757 / 52757fig5highres.jpg "लक्ष्य =" _blank "> इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

इस पांडुलिपि में विवो phenotypical लक्षण वर्णन या PKD के लिए कृंतक मॉडल में दवा की निगरानी के लिए एक उपकरण के रूप में यूएचएफ एमआरआई के उपयोग की व्यवहार्यता का पता चलता है।

हम एक विस्तृत बोर माइक्रो और मिनी इमेजिंग उपकरणों के साथ सुसज्जित एवेंस तृतीय उच्च संकल्प एनएमआर स्पेक्ट्रोमीटर के साथ 16.4 टी पर किया प्रयोगों का वर्णन है। स्पेक्ट्रोमीटर Paravision 5.1 इमेजिंग सॉफ्टवेयर के द्वारा नियंत्रित TopSpin2.0PV अधिग्रहण और प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर के द्वारा संचालित किया गया था। कृंतक आकार अनुदैर्ध्य अध्ययन में बदलता है, इसलिए हम 38 मिमी आरएफ कुंडली और मिनी इमेजिंग धारक के साथ मिनी इमेजिंग सामान का इस्तेमाल किया। पशु तापमान नियंत्रण के लिए हम topspin 2.0 द्वारा निर्देशित मानक उच्च संकल्प वी ariable टी emperature यू के राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी संस्थान (वीटीयू BVT 3000 डिजिटल) का इस्तेमाल किया। जांच के नीचे से तंग आ Airstream तुरंत anesthetized कृंतक नीचे तैनात है जो thermocouple के द्वारा तो हीटर के ऊपर से गुजरता है। थर्मोकपलहीटर की शक्ति का स्तर लगातार यात्रा की सेटिंग में हवा का तापमान बनाए रखने के लिए, इसे बदलने नियंत्रित करता है।

PKD के कृंतक मॉडल की प्ररूपी लक्षण वर्णन के लिए यूएचएफ एमआरआई उपयोग करने का मुख्य लाभ में से एक है, इस प्रकार एक ही पशुओं में प्रदर्शन किया अनुदैर्ध्य अध्ययन के लिए अनुमति देता है, विवो छवियों में प्राप्त करने के लिए संभावना है। अनुदैर्ध्य अध्ययन के लाभ पारंपरिक ऊतक विज्ञान बनाम एमआरआई की अधूरी penetrance.Another लाभ के साथ मॉडल में फेनोटाइप प्रगति या हीनता के पशुपालन और डेटा परिवर्तनशीलता की लागत, साथ ही विश्लेषण की कमी शामिल एमआर छवियों दबाव और निहित विरूपण के बिना एक और अधिक यथार्थवादी शरीर रचना विज्ञान है कि वर्तमान है ऊतकीय वर्गों में। इसके अलावा, एमआरआई छवियों के 3 डी पुनर्निर्माण के लिए अनुमति देता है।

उत्कृष्ट शारीरिक विस्तार प्रदान करने के अलावा, एमआरआई इन विवो TKV मापन के लिए अनुमति देता है। TKV समय के साथ रोग प्रगति पर नजर रखने के लिए इस्तेमाल किया, और गधे दवा इंटर किया जा सकता हैventions गुर्दे समारोह में एक परिवर्तन होने से पहले। इसके अलावा, नवजात कृन्तकों इमेजिंग की संभावना के गर्भ में हस्तक्षेप प्रदर्शन कर रहे हैं, जो व्यापार में अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण प्रविष्टि बिंदु प्रदान करता है।

अपनी महान फायदे के बावजूद, PKD के लिए कृंतक मॉडल के vivo इमेजिंग अभी भी चुनौतीपूर्ण है। इस कारण मनुष्यों की तुलना में उनके छोटे आकार और उच्च सांस और दिल की दर को चूहों और नवजात चूहों के लिए विशेष रूप से सच है। यूएचएफ एमआरआई और मजबूत ढ़ाल के उपयोग के उच्च संकेत करने वाली शोर अनुपात और बेहतर स्थानिक संकल्प लिया छवियों के लिए अनुमति देता है, अभी तक एमआरआई प्रस्ताव को अत्यधिक संवेदनशील है, और गति कलाकृतियों काफी तकनीक से लाभ को कम करने, छवि संकल्प कम कर सकते हैं। इस PKD में प्रमुख ब्याज की है, जो पेट की इमेजिंग के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। सांस रोक स्कैन, मनुष्यों में अधिग्रहण के रूप में, एक अंतःश्वासनलीय ट्यूब (ईटी) की प्रविष्टि के बिना संभव नहीं हैं। नियंत्रित करने की संभावना एक anesthetized जानवरईटी के साथ airway हृदय या सांस की गिरफ्तारी की घटना में फायदेमंद है; हालांकि, एक कृंतक की इंटुबैषेण उच्च तकनीकी कौशल की आवश्यकता है और गुरु के लिए मुश्किल है। ऐसे चेहरे नकाब से isoflurane के रूप में inhalant संज्ञाहरण की डिलिवरी के लिए आसान है और सबसे एमआरआई प्रक्रियाओं 23 के लिए चुनाव का विकल्प है। हालांकि, पशु ठीक से संज्ञाहरण के तहत, जबकि तैनात नहीं है, तो हाइपोक्सिया / श्वासावरोध की संभावना पर विचार किया जाना चाहिए, और एक आपात की स्थिति में airway का कोई नियंत्रण नहीं है। इस प्रकार, जानवर की साँस लेने की दर से सावधान निगरानी और सांस लक्षित दृश्यों अत्यधिक महत्वपूर्ण हो गई है। इसके अलावा, इष्टतम संज्ञाहरण और पशु स्थिति को प्राप्त करने के लिए एक स्कैनर पर उच्च संकल्प छवियों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक है। रोग, नवजात या वृद्ध जानवरों का उपयोग करते समय सभी जीवित जानवरों के अध्ययन के लिए के रूप में, विशेष रूप से, यह पशुओं के स्वास्थ्य को सुनिश्चित करने के लिए, प्रक्रिया के दौरान एक स्थिर शारीरिक राज्य पशु के महत्वपूर्ण मापदंडों की निगरानी करने और बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है औरदीर्घकालीन सफलता।

इसकी चुनौतियों के बावजूद, काफी प्रगति यूएचएफ एमआरआई PKD के छोटे कृंतक मॉडल में विस्तृत प्ररूपी जानकारी के लिए अनुमति देता है और इन विवो phenotyping और नशीली दवाओं की निगरानी के लिए एक शक्तिशाली उपकरण बनने के साथ बनाया गया है। विकासशील भ्रूण की गर्भ छवियों में के प्रारंभिक लक्षण वर्णन के लिए अनुमति फेनोटाइप एक आनुवांशिक उत्परिवर्तन के साथ जुड़े और अलाभकारी भ्रूण के मामलों की पहचान कर सकते हैं। में vivo एमआरआई PKD के कृंतक मॉडल से अधिक से अधिक लाभ (या किसी भी अन्य कृंतक मॉडल सिस्टम) को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है और किसी भी प्रयोगात्मक डिजाइन में विचार किया जाना चाहिए।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
AVANCEIII-700 (16.4 T) Bruker BH067206 Wide-bore two channel multinuclear spectrometer equipped with mini and micro-imaging accessories for in vivo small rodent imaging
TopSpin2.0PV Bruker H9088TA2 Spectrometer processing software
Paravision 5.1 Bruker T10314L5 Imaging sofware
VTU BVT 3000 digital Bruker W1101095 Temperature controller

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चिकित्सा अंक 100 चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) अल्ट्रा उच्च क्षेत्र (यूएचएफ) एमआरआई कृंतक फेनोटाइप गुर्दे अल्सर पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग (PKD) ऑटोसोमल प्रमुख पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग (ADPKD) ऑटोसोमल-पीछे हटने का पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग (ARPKD) प्रगति हस्तक्षेप कुल गुर्दे की मात्रा (TKV)।
के लिए पॉलीसिस्टिक गुर्दा रोग के छोटे कृंतक मॉडल में अल्ट्रा उच्च क्षेत्र एमआरआई के उपयोग के<em&gt; Vivo</em&gt; Phenotyping एवं औषधि निगरानी
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Irazabal, M. V., Mishra, P. K.,… More

Irazabal, M. V., Mishra, P. K., Torres, V. E., Macura, S. I. Use of Ultra-high Field MRI in Small Rodent Models of Polycystic Kidney Disease for In Vivo Phenotyping and Drug Monitoring. J. Vis. Exp. (100), e52757, doi:10.3791/52757 (2015).

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