Waiting
Login processing...

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

Medicine

متماثل Bihemispheric تشريح الدماغ قطع لدراسة الصحية والمرضية شروط الدماغ في البشر

Published: December 18, 2016 doi: 10.3791/54602
Automatic Translation
1, 1, 1, 2
1Neuropathology Research, Biomedical Research Institute of New Jersey (BRInj), 2Department of Pathology, Atlantic Health System (AHS), Overlook Medical Center

Abstract

Neuropathologists، في بعض الأحيان، يشعر بالخوف من كمية المعرفة اللازمة لتوليد تشخيص نهائي للظواهر النفسية العصبية المعقدة وصفها في هؤلاء المرضى الذين تم طلب تشريح الدماغ. على الرغم من أن التقدم في العلوم الطبية الحيوية والتصوير العصبي أحدثت ثورة في مجال العصبية، فإنها قد ولدت أيضا فكرة مضللة أن تشريح الدماغ ليس لها سوى قيمة مؤكد. خلقت هذه الفكرة خاطئة انخفاض حاد لأسعار التشريح، وبالتالي خفض احتمال أن تؤدي التحقيقات عصبية مرضية أكثر تفصيلا واسعة النطاق، والتي تعتبر ضرورية لفهم العديد من الجوانب الطبيعية والمرضية غير معروف حتى الآن من الدماغ البشري. استمر طريقة استنتاجي التقليدي للعلاقة بين الظواهر النفسية العصبية الملاحظة والمقابلة التعريب / توصيف يرتبط neurohistological المحتملة أن يكون هناك قيمة لا يمكن إنكارها. في سياق neuropsychiالأمراض atric، وطريقة إكلينيكية التقليدي لا يزال هو أفضل منهجية ممكنة (وغالبا ما تكون متاحة فقط) لربط ملامح العصبية والنفسية فريدة من نوعها لركائز عصبية مرضية يناظرها، نظرا لأنه يعتمد بشكل خاص على التقييم المادي المباشر من أنسجة المخ. ويستند تقييم العقول بعد الوفاة على الدماغ قطع الإجراءات التي تختلف باختلاف المراكز العصبية المختلفة. يتم تنفيذ العقل الدماغ بطريقة واسعة نسبيا ومنتظمة على أساس مختلف الحالات الطارئة السريرية والأكاديمية الموجودة في كل مؤسسة. ينبغي على الأقل أن تستخدم منهجية قطع الدماغ شاملة ومتماثل أكثر تشريحيا ثنائية في نصف الكرة الأرضية لأغراض البحث في أمراض الأعصاب الإنسان للتحقيق متماسك، في العمق، والظروف الطبيعية والمرضية مع خصوصيات الدماغ البشري (أي تخصص في نصف الكرة الغربي وlateralization لمحددة وظائف). مثل هذا الأسلوب من شأنه أن يوفر كولي أكثر شمولاction من العقول neuropathologically جيدا اتسم المتاحة لتقنيات التكنولوجيا الحيوية وتصوير الأعصاب الحالية والمستقبلية. نحن تصف ثنائية في نصف الكرة الغربي عملية القطع الدماغ متماثل للتحقيق في الخلافات نصف الكرة الغربي في أمراض الدماغ وللاستخدام مع التيار وكذلك التقنيات الجزيئية البيولوجية / تصوير الأعصاب في المستقبل.

Introduction

Neuropathologists لديها امتياز العلمي والشرف الفكري، والتزام التشخيص لتقييم العقول البشرية. لعقود عديدة، والأوصاف السريرية مفصلة لأمراض الدماغ وبذل جهود كبيرة لindividuate تم اتخاذ الممكنة يرتبط neurohistological في أدمغة بعد الوفاة الإنسان. تاريخيا، مثلت تلك الجهود طريقة مثمرة للغاية التي والعلوم الطبية، وعلم الأعصاب على وجه الخصوص، تقدمت في العصر الحديث. بفضل neuropathologists السابق البارزين وتفانيهم والعزيمة، والمنح الدراسية، وقدرة مذهلة على التمييز بين أنسجة المخ العادية وغير العادية (في كثير من الأحيان باستخدام أدوات اولى جدا)، يمكننا الآن التحقيق والأمراض المستهدفة مثل مرض الزهايمر-Perusini في (ظلما دعا فقط الزهايمر المرض؛ الهادئ / م) 1، ومرض باركنسون (PD) 2، مرض كروتزفيلد جاكوب (البقر) 3، ومرض لو جيهريج-/ الضموري العضلي الجانبي Sclerosiالصورة (ALS) 4، وغوام المرض 5، على سبيل المثال لا الحصر.

التقنيات المتقدمة لتصوير الأعصاب، مثل عالية الوضوح محوسب التصوير المقطعي (أي دوامة multisection الاشعة المقطعية، CT تصوير الأوعية) والوظيفية والمورفولوجية التصوير بالرنين المغناطيسي (أي الرنين المغناطيسي الوظيفي، نشر، التصوير بالرنين المغناطيسي، tractography-التصوير بالرنين المغناطيسي، وما إلى ذلك)، التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتصوير القائم على الموجات فوق الصوتية، وغيرها، وعدلت بالتأكيد نهجنا العام على كيفية تشخيص وعلاج مرضى الأعصاب والطب النفسي. ومع ذلك، على الرغم من أن تقنيات التصوير العصبي قادرة على تصور دماغ الشخص عندما قيد الحياة، وأنها لا تتيح الفرصة، في لحظة حدوث لتحليل مباشرة الهياكل الخلوية والتحت خلوية معقدة للغاية من الخلايا، مثل الخلايا العصبية. أو تصور، علامة، وتحديد أنواع معينة من الآفات داخل الخلايا. أو للإشارة على وجه التحديد توطين لهم تشريحي عصبي أو دون الإقليمي في circuital والفرعيةمستويات تشريحية circuital. على سبيل المثال، يمكن أن تقنيات التصوير العصبي لا تحدد أو توطين الهيئات ليوي (LB) في الخلايا العصبية الصباغية من المادة السوداء (SN)، وهي سمة مرضية مشتركة المرتبطة PD، أو التشابك الليفي العصبي (NFT) في القشرة المخية الأنفية الداخلية، وهي سمة تقليدية من AD و أمراض أخرى من الدماغ. التحقيقات عصبية مرضية جنبا إلى جنب مع المجهر الرقمية المتقدمة لا تزال لا يمكن استبداله لالارتباط إكلينيكية تفصيلا، وبالتالي، إلى تشخيص نهائي.

نظرا لخصائص غريبة-anatomo الوظيفي للدماغ الإنسان، وخاصة لتوطين تشريحي لها (وهذا هو، داخل الجمجمة، ونظام الحماية الطبيعية التي لا تسمح الفحص المباشر لمحتواه)، وإدخال تقنيات التصوير العصبي في الجسم الحي يكون الأطباء والمحققين ساعد بشكل غير عادي للعثور على إجابات أولية لبعض من أسرار هذا النسيج المعقد. ومع ذلك، لا يوجد السريرية أو neuroimagiمنهجية نانوغرام يمكن ان تحل محل فرصة فريدة لتحليل مباشرة أنسجة المخ أثناء تشريح الجثة. فقط مجموعة منظمة، المحافظة، وتصنيف العقول البشرية يمكن أن تسمح التحقيقات المباشرة والمنتظمة من الخلايا العصبية والخلايا غير العصبية، ناخبيهم التحت خلوية، داخل والآفات المرضية خارج الخلية، وأي نوع من الشذوذ داخل المخ لتأكيد أو تعديل، أو إعادة تعريف التشخيصات السريرية واكتشاف علاقات الارتباط إكلينيكية جديدة. كان واحدا من قيود واضحة بشأن تقييم المخ في تشريح الجثة أن هذا الإجراء هو منهجية مستعرضة. سيكون هناك دائما تأخير بين عملية مستمرة عصبية مرضية (يتجلى سريريا أو لا)، والفرصة، إن وجدت، لتحديد ذلك على مستوى neurohistological. ويرجع ذلك أساسا إلى عدم قدرة العقل البشري على تجديد نفسها هذا. فمن غير الممكن حاليا للحصول على أنسجة المخ في الجسم الحي دون خلق بيالضرر rmanent. ونتيجة لذلك، فإنه ليس من الممكن تقييم طوليا وneuropathologically نفس الدماغ / شخص. ومع ذلك، يمكن أن الإجراءات المصرفية الدماغ موحدة وزيادة الوعي للتبرع الدماغ لدى عامة الجمهور تسهم إلى حد كبير في حل القضايا توقيت التشريح في الدماغ عن طريق زيادة باستمرار عدد من الحالات لجمع وتحليل. بهذه الطريقة، يمكن الحصول على أرقام أكثر ملائمة للدماغ بعد الوفاة لتحديد أنماط ثابتة من أصل المرضية والتقدم لكل نوع محدد من آفة الدماغ المرتبطة بكل مرض في الدماغ البشري. وهذا يتطلب التبرع وجمع أكبر عدد ممكن من العقول ممكن من المرضى تتأثر بأي اضطراب العصبية، وكذلك من الأصحاء في جميع الأعمار. واحد وسيلة ممكنة يمكن جمع أكبر عدد ممكن من العقول بعد الوفاة ممكن من المراكز الطبية العامة والمتخصصة كخطوة روتينية القياسية. وقد أعربت عن الحاجة للتبرع الدماغ مؤخرامن قبل أولئك الذين يدرسون الخرف والشيخوخة العادية 6. ينبغي التعبير عن نفسها الضرورة مجال العصبية ككل.

لما تقدم ولأسباب أخرى، استكمالا للإجراءات قطع الدماغ الجارية ضروري. وعلاوة على ذلك، الدماغ قطع الإجراءات التي ينبغي أن تكون موحدة عالميا عبر مراكز البحوث العصبية المختلفة في جميع أنحاء العالم، مع الأخذ أيضا في الاعتبار إمكانية استخدام تقنيات التكنولوجيا الحيوية الحالية والمستقبلية لتحقيق أفضل، ونأمل، ولكي نفهم بشكل نهائي، لأسباب وآليات أمراض الدماغ في البشر.

هنا، أساسا لأغراض البحث، ونحن تصف منهجية متماثل للدماغ بعد الوفاة قطع في البشر. يقترح هذا الإجراء جمع أكثر المناطق الدماغية من القيام به بشكل طبيعي ومن كل من نصفي الكرة المخية والمخيخ. وهناك إجراءات ثنائية في نصف الكرة الغربي القطع الدماغ متماثل تناسب أفضل بكثير مع معرفتنا الحالية البشريةالتشريح، الكيمياء العصبية، وعلم وظائف الأعصاب. كما يسمح هذا الأسلوب إمكانية تحليل neuropathologically ميزات فريدة من الدماغ البشري، مثل التخصص في نصف الكرة الغربي وlateralization التي ترتبط مع الوظائف المعرفية وغير المعرفية العليا عادة أو حصرا موجودة في جنسنا البشري. إذا كانت هناك علاقات إمراضي محددة بين نصف الكرة الغربي التخصص / lateralization وأنواع معينة من آفات الدماغ، أو ما إذا كان غريبا حدث إمراضي العصبية هو في البداية، سائد، أو يرتبط حصرا مع نصف الكرة محددة وليس من المعروف الوظيفة في الوقت الحالي. واصفا هذا الإجراء قطع الدماغ متماثل، ونحن نهدف إلى اقتراح طريقة محدثة من تشريح الدماغ البشري الذي يمكن أن يساعد على فهم أفضل الظروف الطبيعية والمرضية في الأنسجة المتخصصة للغاية، والدماغ. يأخذ هذا الأسلوب أيضا بعين الاعتبار تلك الجوانب نصف الكرة مورفو الفنية التي لا توجد إلا في البشر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وقد تم استعراض الإجراءات التي تنطوي على الأنسجة البشرية بعد الوفاة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية ويعفى تحت 45 CFR (قانون اللوائح الفيدرالية).

ملاحظة: يصف بروتوكول لbihemispheric عملية القطع الدماغ متماثل لتقييم الدماغ بعد الوفاة وضع اللمسات الأخيرة للدراسات عصبية مرضية في البشر. سيتم استبعاد وصفا تفصيليا للأجهزة والأدوات والمواد والمستلزمات الضرورية لأداء القطع الدماغ البشري. ويتم اختيار المواد والإمدادات اللازمة لتشريح الدماغ في السلطة التقديرية للمحقق واحد وتقوم على أدوات التشريح يسمح أو وافق على كل مؤسسة بحثية. وصفت مجموعة صغيرة من الأدوات والمواد اللازمة لهذا الإجراء في جدول المواد / المعدات. إجراءات قطع محددة والاحتياطات للاشتباه في أمراض الدماغ المعدية، مثل البقر البشري، خارج أهداف هذه المخطوطة، وهي متاحة من مصادر أخرى (7).

1. متماثل بيقطع المخ في نصف الكرة الغربي

ملاحظة: تأكد من أن الدماغ تلقت تثبيت الأنسجة الضرورية (باستخدام، على سبيل المثال، 10٪ من الفورمالين محايدة مخزنة) لفترة من أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع، اعتمادا على periagonal، التمثيل الغذائي (أي، ودرجة الحموضة)، والأنسجة المحافظة ( أي درجة الحرارة) الظروف. ومع ذلك، لدراسات الترابط التصوير علم الأمراض، وهي فترة أطول من التثبيت (> 5.4 أسابيع) وقد اقترح 8.

  1. وضع الدماغ على سطح مستو التي تواجه المحقق، مع أقطاب الأمامية موجهة في الاتجاه المعاكس فيما يتعلق محقق.
  2. وضع الدماغ في مثل هذه الطريقة إلى السماح لتصور كامل وواضح من كل التلافيف القشرية والأتلام كامل المخ (الشكل 1A).
  3. نظرة أولى على الشذوذ السحائية، عدم التماثل في نصف الكرة الأرضية التي ترى بالعين المجردة (المؤشرات المحتملة من التنسيق، فصي، أو الظواهر في نصف الكرة الأرضية معممة من ضمور)، آفات tissutal العيانية (أي tumoالتمرير أو فتق)، التشوهات الخلقية، تشوهات السفينة، وأي تشوهات أخرى محتملة أو عروض غير عادية من سطح المخ.
    ملاحظة: للحصول على أوصاف مفصلة حول كيفية تقييم المخ البشري، والرجوع إلى الكتب المدرسية الأعصاب المتاحة تجاريا وأدلة التشريح 9،10.

2. بروتوكول تسلسل

  1. مواجهة القطبين الأمامية بعيدا عن المحقق، مع الجوانب السطحية من نصفي الكرة الأرضية (الدماغ الانتهائي) التي تواجه المحقق. كما أخذ العديد من الصور الرقمية عند الضرورة في كل حالة على حدة لتوثيق الممكنة-شذوذ الكلية ولحساب الممكنة الاعتبارات تشريحي عصبي-اكلينيكية وبعد القطع. ومساعد باحث التقاط صور فوتوغرافية رقمية عموديا إلى الدماغ لالتقاط سطح القشرية بأكمله (الشكل 1A - ج).
  2. ما قبل الأقسام والتلافيف القشرية التالية للتلم المركزي باستخدام الحبر أو الإبر الملونة قبل قطع الدماغ (الشكل 1B ملاحظة: هذا الإجراء يسهل اعتراف فوري للمحرك والقشور الأولية الحسية الجسدية بعد القطع.
  3. تناوب المخ بنسبة 180 درجة في حين ابقائها تواجه نفس الاتجاه (أي أقطاب الأمامية التي تواجه بعيدا عن المحقق). تفتيش دقيق لقاعدة الدماغ. تولي اهتماما خاصا لأوضاع أنظمة الدماغية (أي الشرايين قاعدية والعمود الفقري ودائرة ويليس) والأعصاب القحفية في الدماغ مستويات الخروج / دخولهم. إدارة بصيلات الشم ومساحات مع عناية خاصة لتجنب تمزق tissutal، بسبب هشاشة المدقع الذي تعانيه.
    1. كما أخذ العديد من الصور الرقمية عند الضرورة في كل حالة على حدة لتوثيق الممكنة-شذوذ الكلية ولحساب الممكنة الاعتبارات تشريحي عصبي-اكلينيكية وبعد القطع. لديك مساعد أبحاث التقاط صور فوتوغرافية رقمية عموديا إلى الدماغ لالتقاط مجمل السطوح القشرية والدماغ.
    2. تواجه قاعدة الدماغ واستخدام مشرط، وقطع عرضيا الدماغ على مستوى الجزء العلوي من الجسر (في أقرب وقت ممكن إلى قاعدة المخ). فحص دقيق لSN (أي لشحوب) 11 والهياكل المجاورة الأخرى 12. يحيط علما، ربما باستخدام جهاز تسجيل الصوت من أي مظهر غير عادي في الدماغ مقارنة مع الدماغ العادي 13.
    3. تدوير مرة أخرى في الدماغ بنسبة 180 درجة، وباستخدام سكين حاد، وفصل نصفي الكرة الأرضية عن طريق خفض الجسم الثفني مركزيا من خلال الشق الطولي وسطي وبعد اتجاه الجبهي القذالي. تفقد كل جانب من كل نصف الكرة للشذوذ ممكنة (على سبيل المثال، التوسعات البطين، والتشوهات، وتليين الأنسجة، والأورام، وما إلى ذلك) (13). انظر الشكل 2A.
      1. كما أخذ العديد من الصور الرقمية عند الضرورة في كل حالة على حدة لتوثيق الممكنة-الشذوذ الكلي ولحساب الممكنة الاعتبارات تشريحي عصبي-اكلينيكية وبعد القطع. لديك مساعد أبحاث التقاط صور فوتوغرافية رقمية عموديا إلى الدماغ لالتقاط سطح القشرية بأكمله. يحيط علما أي ميزة غير عادية في الدماغ مقارنة مع الدماغ العادي.
    4. وضع نصفي الكرة الأرضية مسطحة، والكذب على جوانبها وسطي، مع الفص الجبهي التي تواجه بعيدا عن المحقق، كما هو مبين في الشكل 2B. وضعها في مثل هذه الطريقة التي مراكزها تاتش (كما في حالة عدم التماثل في نصف الكرة الغربي ملحوظ).
    5. باستخدام سكين حاد، وقطع يدويا من خلال كل من نصفي الكرة المخية، بدءا من أقطاب الأمامية وتتحرك باتجاه القطبين القفوية من خلال طول نصفي الكرة الأرضية. الحصول على سلسلتين من 1 سم كتل سميكة من أنسجة المخ (حوالي 18 ألواح لكل نصف الكرة الأرضية).
    6. وضع ألواح الدماغ في (الاتجاه الجبهي القذالي) تسلسل نظمت تشريحيا على سطح مستو منفصل. استخدام المعال الأبيضم مع حاكم المطبوعة على ذلك لتباين أفضل عند تصوير. عرض سلسلة اثنين من ألواح الدماغية بطريقة متماثلة تشريحيا (الاتجاه الجبهي القذالي)، والتأكد من أن سطوحها الاكليلية هي لفحص العين المباشر والتصوير الرقمي (الشكل 3A) مرئية. استخدام قطع الأسطح مع شبكات وذكية المطبوعة على كلا الجانبين لتوطين هياكل الدماغ، والأحجام، والتشوهات المحتملة بطريقة أكثر دقة.
      1. كما أخذ العديد من الصور الرقمية عند الضرورة في كل حالة على حدة لتوثيق الممكنة-شذوذ الكلية ولحساب الممكنة الاعتبارات تشريحي عصبي-اكلينيكية وبعد القطع. لديك مساعد أبحاث التقاط صور فوتوغرافية رقمية عموديا إلى الدماغ لالتقاط سطح القشرية بأكمله. تدوين الملاحظات (ويمكن استخدام جهاز مسجل الصوت)، من أي جانب غير عادي في الدماغ مقارنة مع الدماغ العادي.
    7. باستخدام مشرط حاد، يدويا تشريح كتل مستطيلة صغيرة منأنسجة المخ لكل المنطقة الدماغية المعمول بها. اتبع الدماغي مخطط جمع المنطقة المقترحة هو موضح في الجدول رقم 1.
      1. وضع كل كتلة الأنسجة في histocassettes صفها كل على حدة.
        ملاحظة: كل كتلة من نسيج المخ يحتاج إلى قطع لتناسب، قدر الإمكان، وhistocassette معيار حجم أقصى (30 × 20 × 4 مم 3).
      2. تسمية histocassettes باستخدام رمز تحديد دي لكل حالة وباستخدام معرفات تشريحي عصبي محددة (لا تستخدم الرسائل العشوائية أو أرقام لأدمغة مختلفة، بل دائما استخدام أسماء التشريحية أو الأرقام المقابلة نفسها الإقليمي، كما هو مبين في الجدول رقم 1). خلق رموز تحديد دي، على سبيل المثال، عن طريق توليد أرقام عشوائية أو شبه عشوائية لكل حالة (أي، بي آر سي 130، حيث يبقى ب لالدماغ، R يبقى للموارد، C يبقى للمركز و 130 هو الانضمام التدريجي أو AD160001، حيث يقف م ل "دراسة مرض الزهايمر،" 16 هوالعام عندما تم إجراء تشريح الجثة (2016)، و0001 وانضمام عدد العينة التدريجي).
        ملاحظة: هذه الخطوة هي مفيدة جدا للباحثين في المستقبل؛ الحفاظ على أسطورة، وتحديد نصف الكرة الأرضية (L = نصف الكرة المخية الأيسر، R = الصحيحة نصف الكرة الأرضية). استخدام اثنين من ألوان مختلفة من histocassettes، ووضع لون محدد لكل نصف الكرة الغربي.
      3. كما أخذ العديد من الصور الرقمية عند الضرورة في كل حالة على حدة لتوثيق macroanomalies ممكن ولحساب الممكنة الاعتبارات تشريحي عصبي-اكلينيكية وبعد القطع. لديك مساعد أبحاث التقاط صور فوتوغرافية رقمية عموديا إلى الدماغ لالتقاط سطح القشرية بأكمله. يحيط علما أي ميزة غير عادية في الدماغ مقارنة مع الدماغ العادي.
    8. التقاط الصور الرقمية (ما يصل عند الحاجة أو الرغبة) لخفض الدماغ بأكمله و histocassettes المرتبطة بها.
    9. لكمة (على سبيل المثال، عن طريق المركز الثقافي للكمة) قطع صغيرة من الأنسجة لاستخراج الحمض النووي وتحاليل وراثية. استعماللكمة من 2-5 ملم في القطر.
      ملاحظة: للحصول على محتوى عال من المواد الجينومية، والمخيخ هو الخيار المفضل. ومع ذلك، فإن أي منطقة أخرى على ما يرام.
    10. إعادة تزج كل histocassettes تحتوي على كتل أنسجة المخ في نفس النوع من الحل تثبيتي (على سبيل المثال، 10٪ من الفورمالين محايدة مخزنة) كما كانت تستخدم في السابق حتى الخطوة التالية من معالجة الأنسجة.
    11. اتبع الإجراءات القياسية لالثابتة الفورمالين معالجة الأنسجة البشرية 14.

    3. منهج خاص: المتردد المجمدة والثابتة متماثل Bihemispheric قطع

    ملاحظة: متماثل bihemispheric بروتوكول القطع الدماغ هو موضح في القسم 2 توفر إمكانية قطع ألواح من أنسجة أدمغة غير المثبتة، طازجة (عند توفرها) في نفس بطريقة منتظمة ومتماثلة.

    1. وضع الدماغ جديدة بالكامل رأسا على عقب (ويفضل أن يكون على سطح البلاستيك وعاء يشبه semispherical) عن 8-10 دقيقة في الثلاجة -80 درجة مئوية إلى تصلب أنسجة المخ withouر إثارة الضرر الكيمياء الحيوية وتسهيل التقطيع اليدوي.
    2. باستخدام سكين حاد، وقطع كل من نصفي الكرة الأرضية في بديل وبطريقة متتالية، بعد بروتوكول القطع الدماغ هو موضح في القسم 2، ولكن تجميد وإصلاح كل لوح آخر (من نصفي الكرة الأرضية وعلى طول اتجاه التشريحية-الجبهي القذالي).
      1. في هذه المرحلة، لا في محاولة لقطع كل المنطقة الدماغية، كما هو موضح في الجدول رقم 1. قطع مناطق الدماغ جديدة محددة فقط إذا لزم الأمر لRNA فوري أو استخراج البروتين (أي للدراسات الجينية أو البروتين) 15.
    3. بعد القطع، وتجمد على الفور، والتسمية، وعدد كل أنسجة جديدة. التقاط الصور الرقمية من سلسلة لوح بأكملها؛ حزمة كل بلاطة في كيس من البلاستيك واحدة؛ جمع الألواح في، عاء منفصل في الدماغ واحد فقط. وتخزين الحاويات في مخصص الفريزر -80 درجة مئوية.
      ملاحظة: يجب أن تكرس الفريزر لأنسجة الدماغ البشري فقط. في وقت لاحق فقط وسوف يغنيأن تقطع جنيه المناطق المجمدة الدماغ كما هو مطلوب لكل تجربة محددة.
    4. تزج كل لوح الأنسجة الأخرى المختارة للتثبيت (10٪ مخزنة الفورمالين محايدة أو مثبت أخرى) في أكياس منفصلة تحتوي على كمية كافية من تثبيتي (3/1 حجم نسبة تثبيتي / الأنسجة كتلة). تسمية كل حقيبة عن طريق ترقيمها على التوالي بعد سلسلة الجبهي القذالي. ختم كل حقيبة، والتقاط الصور الرقمية، وتخزينها في وعاء من البلاستيك.
    5. فتح أكياس تحتوي على تثبيتي بعد 2 أسابيع من تثبيت الأنسجة وقطع كل المنطقة الدماغية كما هو موضح في الجدول رقم 1.

    4. Histostain والمناعية

    ملاحظة: مجموعة من المناطق الدماغية لقص بناء على الخطة المقترحة (الجدول 1) كافية لتلبية المعايير المرضية معظم، إن لم يكن كلها، على أساس توافق في الآراء وضعها الآن لل16 م، PD 17، الخرف مع الهيئات ليوي (DLB) 18، الخرف الجبهي الصدغي (الخرف الجبهي الصدغي / الفرقة المتعددة الجنسيات) 20، متعددة نظام ضمور (MSA) 21، المزمن إصابات الدماغي (كوت) 22، الخ.

    1. لكل منطقة في الدماغ ولكل من نصفي الكرة الأرضية، نفذ مجموعة الحد الأدنى التالية من histostains: الهيماتوكسيلين ويوزين (H & E)، البنفسجي الكريزيل (السيرة الذاتية، وإذا تم التخطيط الدراسات المورفولوجية الكمية، على سبيل المثال)، والفضة تلطيخ (إذا التحليلات "استكشافية" ل بحاجة).
    2. لكل منطقة في الدماغ ولكل من نصفي الكرة الأرضية، نفذ مجموعة الأدنى التالي من بروتوكولات المناعية: بيتا -amyloid (β أ)، فسفرته-تاو (pTau)، فسفرته α-synuclein (pα-اصطناعي)، وفسفرته-TDP43 (pTDP43) ، كما هو موضح 14.
      ملاحظة: العدد الإجمالي للأقسام الأنسجة من أجل تقييم كل الدماغ بعد هذا البروتوكول هو 46 (إذا كانت جميع المناطق الدماغية من نصفي الكرة الأرضية المتاحة).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Copy of signed informed consent allowing autopsy and brain donation for research use.
Detailed clinical history of the subject which should include a detailed description of any neurologic and psychiatric symptoms and signs.
Medical or nonmedical video-recordings when available (especially useful in movement disorders field). Next-of-kin’s consent required.
Neuroimaging, neurophysiology, neuropsychiatric and assessment or clinicometric scales.
Genetic and family history data. Genetic reports review, if neurogenetic diseases were diagnosed.
Histology Container ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES 64233-24
Histology Cassettes VWR 18000-142 (orange)
Histology Cassettes VWR 18000-132 (navy)
Knife Handles and Disposable Blades ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES 62560-04
Long Blades ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES 62561-20
Disposable Blade Knife Handles ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES 72040-08
Scalpel Blades ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES 72049-22
Accu-Punch 2 mm ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES 69038-02 
Polystyrene Containers – Sterile ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES 64240-12
Dissecting Board ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES 63307-30
Formalin solution, neutral buffered, 10% Sigma-Aldrich HT501128 SIGMA
Hematoxylin Solution, Gill No. 2 Sigma-Aldrich GHS280 SIGMA
Eosin Y solution, aqueous Sigma-Aldrich HT1102128 SIGMA
anti-beta-amyloid Covance, Princeton, NJ SIG-39220 1:500
anti-tau Thermo Fisher Scientific MN1020 1:500
anti-alpha-synuclein Abcam ab27766 1:500
anti-phospho-TDP43 Cosmo Bio Co. TIP-PTD-P02 1:2000
Digital Camera Any
Head Impulse Sealing machine  Grainger 5ZZ35

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Braun, B., Stadlober-Degwerth, M., Hajak, G., Klunemann, H. H. 100th anniversary of Perusini's second case: patient RM and his kindred. Am. J. Alzheimers Dis. Other Demen. 25, 189-192 (2010).
  2. Jellinger, K. A. Neuropathology of sporadic Parkinson's disease: evaluation and changes of concepts. Mov Disord. 27, 8-30 (2012).
  3. Head, M. W. Human prion diseases: molecular, cellular and population biology. Neuropathology. 33, 221-236 (2013).
  4. Hirano, A. Neuropathology of ALS: an overview. Neurology. 47, S63-S66 (1996).
  5. Oyanagi, K., Wada, M. Neuropathology of parkinsonism-dementia complex and amyotrophic lateral sclerosis of Guam: an update. J. Neurol. 246 (Suppl 2), 19-27 (1999).
  6. Montine, T. J., et al. Recommendations of the Alzheimer's disease-related dementias conference. Neurology. 83, 851-860 (2014).
  7. Procedures for Brain Autopsy in Prion Diseases. , http://case.edu/med/pathology/centers/npdpsc/protocols-autopsy.html (2010).
  8. Yong-Hing, C. J., Obenaus, A., Stryker, R., Tong, K., Sarty, G. E. Magnetic resonance imaging and mathematical modeling of progressive formalin fixation of the human brain. Magn Reson Med. 54, 324-332 (2005).
  9. Love, S., Perry, A., Ironside, I., Budka, H. Greenfield's Neuropathology. , Ninth Edition - Two Volume Set, CRC Press. (2015).
  10. Davis, R. L., Robertson, D. M. Textbook of Neuropathology. , Third, Lippincott Williams and Wilkins. (1996).
  11. Dickson, D. W., et al. Neuropathological assessment of Parkinson's disease: refining the diagnostic criteria. Lancet Neurol. 8 (12), 1150-1157 (2009).
  12. Nieuwenhuys, R., Voogd, J., van Huijzen, C. The Human Central Nervous System: A Synopsis and Atlas. , 4th, Springer. (2008).
  13. Netter, F. H. Atlas of Human Anatomy. , Professional Edition, 6th Edition, Elsevier. (2005).
  14. Brown, R. W. Histologic Preparations: Common Problems and Their Solutions. , CAP Press. Northfield, Illinois. (2009).
  15. Durrenberger, P. F., et al. Effects of antemortem and postmortem variables on human brain mRNA quality: a BrainNet Europe study. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 69, 70-81 (2010).
  16. Hyman, B. T., et al. National Institute on Aging-Alzheimer's Association guidelines for the neuropathologic assessment of Alzheimer's disease. Alzheimers Dement. 8, 1-13 (2012).
  17. Gelb, D. J., Oliver, E., Gilman, S. Diagnostic criteria for Parkinson disease. Arch Neurol. 56, 33-39 (1999).
  18. McKeith, I. G., et al. Diagnosis and management of dementia with Lewy bodies: third report of the DLB Consortium. Neurology. 65, 1863-1872 (2005).
  19. Cairns, N. J., et al. Neuropathologic diagnostic and nosologic criteria for frontotemporal lobar degeneration: consensus of the Consortium for Frontotemporal Lobar Degeneration. Acta Neuropathol. 114, 5-22 (2007).
  20. Litvan, I., et al. Validity and reliability of the preliminary NINDS neuropathologic criteria for progressive supranuclear palsy and related disorders. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 55, 97-105 (1996).
  21. Gilman, S., et al. Second consensus statement on the diagnosis of multiple system atrophy. Neurology. 71, 670-676 (2008).
  22. McKee, A. C., et al. The first NINDS/NIBIB consensus meeting to define neuropathological criteria for the diagnosis of chronic traumatic encephalopathy. Acta Neuropathol. 131, 75-86 (2016).
  23. Rahimi, J., Kovacs, G. G. Prevalence of mixed pathologies in the aging brain. Alzheimer's Res Ther. 6, 82 (2014).
  24. Jellinger, K. A., Attems, J. Challenges of multimorbidity of the aging brain: a critical update. J. Neural. Transm. (Vienna). 122, 505-521 (2015).
  25. Crary, J. F., et al. Primary age-related tauopathy (PART): a common pathology associated with human aging. Acta Neuropathol. 128, 755-766 (2014).
  26. Kovacs, G. G., et al. Aging-related tau astrogliopathy (ARTAG): harmonized evaluation strategy. Acta Neuropathol. 131, 87-102 (2016).
  27. Nelson, P. T., et al. 34;New Old Pathologies": AD, PART, and Cerebral Age-Related TDP-43 With Sclerosis (CARTS). J Neuropathol Exp Neurol. 75 (6), 82-98 (2016).
  28. Tomlinson, B. E., Blessed, G., Roth, M. Observations on the brains of non-demented old people. J. Neurol. Sci. 7, 331-356 (1968).
  29. Katzman, R., et al. Clinical, pathological, and neurochemical changes in dementia: A subgroup with preserved mental status and numerous neocortical plaques. Ann. Neurol. 23, 138-144 (1988).
  30. Crystal, H., et al. Clinicopathologic studies in dementia: Nondemented subjects with pathologically confirmed Alzheimer's disease. Neurology. 38, 1682-1687 (1988).
  31. Knopman, D. S., et al. Neuropathology of cognitively normal elderly. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 62, 1087 (2003).
  32. Troncoso, J. C., et al. Neuropathology in controls and demented subjects from the Baltimore Longitudinal Study of Aging. Neurobiol. Aging. 17, 365-371 (1996).
  33. Mirra, S. S., et al. The Consortium to Establish a Registry for Alzheimer's Disease (CERAD). Part II. Standardization of the neuropathologic assessment of Alzheimer's disease. Neurology. 41 (4), 479-486 (1991).
  34. Braak, H., Braak, E. Neuropathological stageing of Alzheimer-related changes. Acta Neuropathol. 82 (4), 239-259 (1991).
  35. Frings, L., et al. Asymmetries of amyloid-β burden and neuronal dysfunction are positively correlated in Alzheimer's disease. Brain. 138 (Pt 10), 3089-3099 (2015).
  36. Leroy, F., et al. New human-specific brain landmark: the depth asymmetry of superior temporal sulcus. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 112 (4), 1208-1213 (2015).
  37. Fink, M., et al. Lateralization of the serotonin-1A receptor distribution in language areas revealed by PET. Neuroimage. 45 (2), 598-605 (2009).
  38. Miller, A. K. H., Alston, R. L., Mountjoy, C. Q., Corsellis, J. A. N. Automated differential cell counting on a sector of the normal human hippocampus: the influence of age. Neuropathol. Appl. Neurobiol. 10, 123-142 (1984).
  39. Brettschneider, J., Del Tredici, K., Lee, V. M., Trojanowski, J. Q. Spreading of pathology in neurodegenerative diseases: a focus on human studies. Nat. Rev. Neurosci. 16 (2), 109-120 (2015).
  40. Nolan, M., Troakes, C., King, A., Bodi, I., Al-Sarraj, S. Control tissue in brain banking: the importance of thorough neuropathological assessment. J. Neural. Transm. (Vienna). 12, (2015).
  41. Wilcock, G. K., Esiri, M. M. Asymmetry of pathology in Alzheimer's disease. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 50 (10), 1384-1386 (1987).
  42. Janota, I., Mountjoy, C. Q. Asymmetry of pathology in Alzheimer's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 51 (7), 1011-1012 (1988).
  43. Stefanits, H., Budka, H., Kovacs, G. G. Asymmetry of neurodegenerative disease related pathologies: a cautionary note. Acta Neuropathol. 123 (3), 449-452 (2012).
  44. King, A., Bodi, I., Nolan, M., Troakes, C., Al-Sarraj, S. Assessment of the degree of asymmetry of pathological features in neurodegenerative diseases. What is the significance for brain banks? J Neural Transm. (Vienna). 122 (10), 1499-1508 (2015).
  45. Schmitz, C., Hof, P. R. Design-based stereology in neuroscience. Neuroscience. 130, 813-831 (2005).
  46. Kristiansen, S. L., Nyengaard, J. R. Digital stereology in neuropathology. APMIS. 120, 327-340 (2012).
  47. Erskine, D., Khundakar, A. A. Stereological approaches to dementia research using human brain tissue. J Chem Neuroanat. , (2016).
  48. Lees, A. J. Unresolved issues relating to the shaking palsy on the celebration of James Parkinson's 250th birthday. Mov. Disord. 22 (Suppl 17), S327-S334 (2007).
  49. Iacono, D., et al. Parkinson disease and incidental Lewy body disease: Just a question of time? Neurology. 85, 1670-1679 (2015).
  50. Geuna, S., Herrera-Rincon, C. Update on stereology for light microscopy. Cell Tissue Res. 360 (1), 5-12 (2015).
  51. Drummond, E. S., Nayak, S., Ueberheide, B., Wisniewski, T. Proteomic analysis of neurons microdissected from formalin-fixed, paraffin-embedded Alzheimer's disease brain tissue. Sci. Rep. 5, 15456 (2015).
  52. Brickell, K. L., et al. Clinicopathological concordance and discordance in three monozygotic twin pairs with familial Alzheimer's disease. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 78 (10), 1050-1055 (2007).
  53. Xiromerisiou, G., et al. Identical twins with Leucine rich repeat kinase type 2 mutations discordant for Parkinson's disease. Mov. Disord. 27 (10), 1323 (2012).
  54. Iacono, D., et al. Neuropathologic assessment of dementia markers in identical and fraternal twins. Brain Pathol. 24 (4), 317-333 (2014).
  55. Iacono, D., et al. Same Ages, Same Genes: Same Brains, Same Pathologies?: Dementia Timings, Co-Occurring Brain Pathologies ApoE Genotypes in Identical and Fraternal Age-matched Twins at Autopsy. Alzheimer Dis. Assoc. Disord. , (2015).
  56. Rentería, M. E. Cerebral asymmetry: a quantitative, multifactorial, and plastic brain phenotype. Twin Res. Hum. Genet. 15 (3), 401-413 (2012).
  57. Bishop, D. V. Cerebral asymmetry and language development: cause, correlate, or consequence? Science. 340 (6138), (2013).
  58. Mendez, M. F., et al. Observation of social behavior in frontotemporal dementia. Am. J. Alzheimers Dis. Other Demen. 29 (3), 215-221 (2014).
متماثل Bihemispheric تشريح الدماغ قطع لدراسة الصحية والمرضية شروط الدماغ في البشر
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Iacono, D., Geraci-Erck, M., Peng,… More

Iacono, D., Geraci-Erck, M., Peng, H., Bouffard, J. P. Symmetric Bihemispheric Postmortem Brain Cutting to Study Healthy and Pathological Brain Conditions in Humans. J. Vis. Exp. (118), e54602, doi:10.3791/54602 (2016).

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