Summary
Organiseret hjernen skære procedurer er nødvendige for at korrelere specifikke neuropsykiatriske fænomener med endelige neuropatologiske diagnoser. Brain stiklinger udføres forskelligt baseret på forskellige klinisk-akademiske uforudsete udgifter. Denne protokol beskriver en symmetrisk bihemispheric hjerne skære procedure til at undersøge halvkugleformet forskelle i menneskelige hjerne patologier og for at maksimere de nuværende og fremtidige biomolekylært / Neuroimaging teknikker.
Abstract
Neuropathologists til tider føler sig intimideret af mængden af viden er nødvendig for at generere endelige diagnoser til komplekse neuropsykiatriske fænomener, der beskrives i de patienter, for hvem der er anmodet en hjerne obduktion. Selv om fremskridt i biomedicinske videnskaber og Neuroimaging har revolutioneret neuropsykiatriske felt, har de også skabt den vildledende idé, at hjernen obduktioner har kun en bekræftende værdi. Denne falske idé skabte en drastisk reduktion af obduktion satser og dermed en reduceret mulighed udføre mere detaljerede og omfattende neuropatologiske undersøgelser, som er nødvendige for at forstå mange normale og patologiske aspekter endnu ukendte af den menneskelige hjerne. Den traditionelle inferential metode korrelation mellem observerede neuropsykiatriske fænomener og tilsvarende lokalisering / karakterisering af deres mulige neurohistologiske korrelerer fortsat har en ubestridelig værdi. I forbindelse med neuropsychitriske sygdomme, den traditionelle klinisk-patologisk metode er stadig den bedst mulige metode (og ofte den eneste tilgængelige) at knytte unikke neuropsykiatriske features til deres tilsvarende neuropatologiske substrater, da den bygger specifikt på det direkte fysisk vurdering af hjernevæv. Vurderingen af postmortem hjerner er baseret på hjernen, skære procedurer, der varierer på tværs af forskellige neuropatologi centre. Brain stiklinger udføres i et relativt omfattende og systematisk måde baseret på de forskellige kliniske og akademiske uforudsete stede i hver institution. En mere anatomisk inklusiv og symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne skæring metode bør i det mindste anvendes til forskningsformål i menneskelig neuropatologi til sammenhængende undersøge, i dybden, normale og patologiske tilstande med de særlige forhold i den menneskelige hjerne (dvs. hemisfæriske specialisering og lateralisering for specifik funktioner). En sådan metode ville give en mere omfattende collektion af neuropatologisk velkarakteriserede hjerner til rådighed for nuværende og fremtidige bioteknologiske og Neuroimaging teknikker. Vi beskriver en symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne skære procedure til undersøgelse af halvkugleformet forskelle i menneskelige hjerne patologier og til brug med nuværende såvel som fremtidige biomolekylære / Neuroimaging teknikker.
Introduction
Neuropathologists har den videnskabelige privilegium, intellektuel ære, og diagnostiske forpligtelse til at vurdere de menneskelige hjerne. I mange årtier, at detaljerede kliniske beskrivelser af hjernesygdomme og større indsats individualisere deres mulige neurohistologiske korrelater i humane postmortem hjerner er blevet foretaget. Historisk set disse bestræbelser repræsenterede den mest produktive modalitet, som de medicinske videnskaber, og neurologi især avancerede i den moderne æra. Takket være tidligere fremtrædende neuropathologists og deres engagement, beslutsomhed, stipendium, og forbavsende evne til at skelne mellem normale og unormale hjerne væv (ofte bruger meget rudimental værktøjer), kan vi nu undersøge og mål sygdomme som Alzheimer-Perusini sygdom (uretfærdigt kun kaldes Alzheimers sygdom; APD / AD) 1, Parkinsons sygdom (PD) 2, Creutzfeldt-Jakobs sygdom (CJD) 3, Lou Gehrig-sygdom / amyotrofisk Lateral Sclerosis (ALS) 4, og Guam sygdomstilstande 5, for at nævne nogle få.
Avancerede teknikker til Neuroimaging, såsom high-definition edb tomografi (dvs. multisection spiral CT-scanning, CT-angiografi), funktionelle og morfologiske magnetisk resonans (dvs. fMRI, diffusion-MRI, traktografi-MRI, etc.), Positron Emission Tomography (PET), ultralyd-baserede imaging, og andre, har helt sikkert ændret vores generelle tilgang til, hvordan at diagnosticere og helbrede neurologiske og psykiatriske patienter. Ikke desto mindre, selv om Neuroimaging teknikker er i stand til at visualisere en persons hjerne i levende live, de ikke giver mulighed, i forekommende øjeblik, at direkte analysere de meget indviklede cellulære og subcellulære strukturer i celler, såsom neuroner; eller til at visualisere, mark, og kvantificere specifikke typer af intracellulære læsioner; eller præcist angive deres neuroanatomiske eller subregionalt lokalisering på circuital og sub-circuital anatomiske niveauer. For eksempel kan Neuroimaging teknikker ikke identificere eller lokalisere Lewy Body (LB) i pigmenterede neuroner i substantia nigra (SN), et fælles patologisk træk forbundet med PD, eller neurofibrillære sammenfiltringer (NFT) i entorhinal cortex, et klassisk træk ved AD og andre hjerne patologier. Neuropatologiske undersøgelser kombineret med avanceret digital mikroskopi er stadig unreplaceable for detaljerede klinisk-patologiske sammenhænge og dermed for endelige diagnoser.
På grund af de ejendommelige anatomisk-funktionelle egenskaber af den menneskelige hjerne, og især til dens anatomiske lokalisering (dvs. inde i kraniet, en naturlig beskyttende system, der ikke tillader direkte undersøgelse af dets indhold), indførelse af in vivo Neuroimaging teknikker har ekstraordinært hjulpet klinikere og forskere for at finde de første svar på nogle af de mysterier af denne komplekse væv. Men der er ingen kliniske eller neuroimaging metodik, der kan erstatte den enestående mulighed for direkte at analysere hjernevæv under en obduktion. Kun den organiserede indsamling, bevaring, og kategorisering af den menneskelige hjerne kan tillade direkte og systematiske undersøgelser af neuronal og ikke-neuronale celler, deres subcellulære bestanddele, intracellulære og ekstracellulære patologiske læsioner, og enhver form for abnormitet inde i hjernen for at bekræfte, ændre eller omdefinere kliniske diagnoser og at opdage nye klinisk-patologiske sammenhænge. En af de åbenlyse begrænsninger vedrørende vurderingen af hjernen ved autopsi har været, at denne procedure er et tværsnit metodologi. Der vil altid være en forsinkelse mellem en igangværende neuropatologisk fremgangsmåde (klinisk manifesteret eller ej) og chancen eventuelt at definere det på neurohistologiske niveau. Dette skyldes primært den manglende evne af den menneskelige hjerne at regenerere sig selv. Det er i øjeblikket ikke muligt at opnå hjernevæv in vivo uden at skabe permanent skader. Følgelig er det ikke muligt at langs og neuropatologisk vurdere den samme hjerne / person. Imidlertid kunne standardiserede hjerne bank procedurer og en øget bevidsthed for hjernens donation i offentligheden i høj grad bidrage til løsningen af hjerne-obduktion timing problemer ved konsekvent at øge antallet af sager til at indsamle og analysere. På denne måde kunne mere tilstrækkeligt antal postmortem hjerner opnås at definere konstante mønstre af patologisk oprindelse og progression for hver specifik type af hjernelæsion tilknyttet hver menneskelige hjerne sygdom. Dette ville kræve donation og indsamling af så mange hjerner som muligt fra patienter med enhver neuropsykiatrisk lidelse, samt fra raske kontrolpersoner i alle aldre. En mulig metode kunne samle så mange postmortem hjerner som muligt fra generelle og specialiserede medicinske centre som standard rutine. Behovet for hjernen donationer har givet udtryk for nyligaf dem, der studerer demens og normal aldring 6. Det samme nødvendighed skal udtrykkes ved neuropsykiatriske felt som helhed.
For ovennævnte og af andre grunde, er det nødvendigt med en opdatering af igangværende hjerne skære procedurer. Desuden bør hjerne skære procedurer universelt standardiseret på tværs af forskellige neuropatologi forskningscentre rundt om i verden, også tager i hensyn til muligheden for at ansætte nuværende og fremtidige bioteknologiske teknikker til bedre at undersøge og, forhåbentlig, til endeligt at forstå, årsager og mekanismer hjernesygdomme i mennesker.
Her primært til forskningsformål, beskriver vi en symmetrisk metode til postmortem hjerne skære i mennesker. Denne procedure foreslås at indsamle mere cerebrale regioner end normalt gjort, og fra både cerebrale og cerebellare halvkugler. En symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne skæring procedure vil passe meget bedre med vores nuværende viden om mennesketsneuroanatomi, neurochemistry, og neurofysiologi. Denne metode giver også mulighed for at neuropatologisk analysere de unikke funktioner i den menneskelige hjerne, såsom hemisfæriske specialisering og lateralisering, der er forbundet med højere kognitive og ikke-kognitive funktioner typisk eller udelukkende til stede i vores art. Uanset om der er særlige patogenetiske relationer mellem hemisfæriske specialisering / lateralisering og specifikke typer af hjernelæsioner, eller om en ejendommelig neuropsykiatrisk patogenetisk begivenhed er i første omgang, overvejende eller udelukkende er forbundet med en bestemt halvkugle og funktion er i øjeblikket ikke kendt. Ved at beskrive denne symmetrisk hjerne skæring procedure, vi sigter mod at foreslå en opdateret metode menneskelige hjerne dissektion, der kunne hjælpe til bedre at forstå normale og patologiske forhold i en højt specialiseret væv, hjernen. Denne metode tager også hensyn disse morfo-funktionelle halvkugleformet aspekter, der findes kun hos mennesker.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Procedurer, der involverer postmortem humane væv er blevet behandlet af den institutionelle Review Board og er fritaget under 45 CFR (Code of Federal Regulations).
BEMÆRK: Protokollen beskriver en symmetrisk bihemispheric hjerne skæring procedure for postmortem vurdering hjerne færdiggjort for neuropatologiske studier i mennesker. Detaljerede beskrivelser af apparaterne, instrumenter, materialer og forsyninger, der er nødvendige for at udføre menneskelige hjerne skæring vil blive udelukket. Materialer og forsyninger til hjernen dissektioner vælges skøn af det indre investigator og er baseret på obduktion værktøjer tilladt eller godkendt ved hver forskningsinstitution. Den minimale sæt af værktøjer og materialer, der er nødvendige for denne procedure er beskrevet i Material / Udstyr tabel. Specifikke skærende procedurer og forholdsregler ved mistanke overførbare hjernesygdomme såsom menneskelig CJD, er uden for formålet med denne manuskript og er tilgængelige fra andre kilder 7.
1. Symmetrisk Bihalvkugleformet Brain Skæring
Bemærk: Kontroller, at hjernen har fået den nødvendige vævsfiksering (ved anvendelse af for eksempel neutral-pufret 10% formalin) i en periode på to til tre uger, afhængigt af periagonal, metabolisk (dvs. pH), og vævskonservering ( dvs, temperatur) betingelser. Men for imaging-patologi korrelationsundersøgelser, en længere periode med fiksering (> 5,4 uger) er blevet foreslået, 8.
- Placer hjernen på en flad overflade, der vender investigator, med frontal poler rettet i den modsatte retning i forhold til investigator.
- Placer hjernen på en sådan måde, at tillade en fuldstændig og tydelig visualisering af alle kortikale gyri og sulci af hele cerebrum (figur 1a).
- Første kig for meningeal anomalier, makroskopiske halvkugleformet asymmetrier (mulige indikatorer for fokal, lobær eller generaliserede halvkugleformet fænomener atrofi), makroskopiske tissutal læsioner (dvs. Tumors eller herniation), medfødte misdannelser, fartøj abnormiteter og alle andre mulige abnormiteter eller usædvanlige præsentationer af cerebral overflade.
BEMÆRK: For detaljerede beskrivelser om, hvordan man vurderer en menneskelig hjerne, se kommercielt tilgængelige neuropatologi lærebøger og obduktion manualer 9,10.
2. Protokol Sequence
- Face frontale poler væk fra investigator, med de overfladiske aspekter af halvkugler (telencephalon) står investigator. Tag så mange digitale billeder som nødvendigt i hvert enkelt tilfælde at dokumentere mulige makro-anomalier og der tages højde for eventuelle klinisk-neuroanatomiske og post-skæring overvejelser. Har forskningsassistent tage digitale fotografier vinkelret på hjernen for at fange hele kortikale overflade (figur 1a - c).
- Mark pre og postcentral kortikale gyri bruger blæk eller farvestoffer nåle før opskæring hjernen (figur 1b BEMÆRK: Denne procedure muliggør en mere umiddelbar anerkendelse af motoren og somatosensoriske primære cortex efter skæring.
- Drej hjernen ved 180 grader, samtidig med at det vender i samme retning (dvs. de forreste stænger vender væk fra investigator). Kontrollér omhyggeligt bunden af hjernen. Vær særlig opmærksom på betingelserne for cerebrovaskulære systemer (dvs. basilaris og vertebrale arterier og kredsen af Willis) og kranienerver ved deres hjernestamme exit / indgangen niveauer. Styr olfaktoriske pærer og skrifter med særlig omhu for at undgå tissutal laceration, på grund af deres ekstreme skrøbelighed.
- Tag så mange digitale billeder som nødvendigt i hvert enkelt tilfælde at dokumentere mulige makro-anomalier og der tages højde for eventuelle klinisk-neuroanatomiske og post-skæring overvejelser. Har en forskningsassistent tage digitale fotografier vinkelret på hjernen til at fange hele den kortikale og hjernestammen overflader.
- Overfor bunden af hjernen og ved anvendelse af en skalpel, skæres hjernestammen tværs på niveau med den øvre del af pons (så tæt som muligt på det nederste af cerebrum). Kontrollér omhyggeligt SN (dvs. for bleghed) 11 og andre nabolande strukturer 12. Vær opmærksom på, eventuelt ved hjælp af en lyd-optager enhed af enhver usædvanlige udseende af hjernen i forhold til en normal hjerne 13.
- Igen rotere hjernen ved 180 grader, og med en skarp kniv, adskille de to halvkugler ved at skære corpus callosum centralt gennem den mediale langsgående revne og efter en fronto-occipital retning. Undersøg hver side af hver halvkugle for mulige anomalier (f.eks ventrikulære udvidelser, misdannelser, væv blødgørende, tumorer, osv) 13. Se figur 2a.
- Tag så mange digitale billeder som nødvendigt i hvert enkelt tilfælde at dokumentere mulige makro-anomalier ogmed henblik på mulige klinisk-neuroanatomiske og post-skærende overvejelser. Har en forskningsassistent tage digitale fotografier vinkelret på hjernen for at fange hele kortikale overflade. Vær opmærksom på en usædvanlig funktion i hjernen i forhold til en normal hjerne.
- Placer de to halvkugler fladt, liggende på deres mediale aspekter, med frontallapperne vender væk fra investigator, som vist i figur 2b. Læg dem på en sådan måde, at deres centre røre (også i tilfælde af markeret halvkugleformet asymmetri).
- Ved hjælp af en skarp kniv, manuelt skære gennem begge hjernehalvdele, der starter ved frontal poler og bevæger sig i retning af de occipitale poler gennem hele længden af halvkugler. Opnå to serier af 1 cm tykke blokke af hjernevæv (omkring 18 plader for hver halvkugle).
- Placer hjernen plader i en anatomisk organiseret (fronto-occipital retning) sekvens på en separat flad overflade. Brug en hvid Surface med en lineal trykt på det for bedre kontrast, når man fotograferer. Vis de to serier af cerebrale plader i en anatomisk symmetrisk måde (fronto-occipital retning), og sørg for, at deres koronale overflader er synlige for direkte inspektion øje og digital fotografering (figur 3a). Brug skærende overflader med trykte millimeter net på begge sider til at lokalisere hjernens strukturer, størrelser og mulige abnormaliteter i en mere præcis måde.
- Tag så mange digitale billeder som nødvendigt i hvert enkelt tilfælde at dokumentere mulige makro-anomalier og der tages højde for eventuelle klinisk-neuroanatomiske og post-skæring overvejelser. Har en forskningsassistent tage digitale fotografier vinkelret på hjernen for at fange hele kortikale overflade. Tag noter (eventuelt ved hjælp af en lyd-optager enhed), af en usædvanlig aspekt af hjernen i forhold til en normal hjerne.
- Ved hjælp af en skarp skalpel, manuelt dissekere mindre rektangulære blokke afhjernevæv for hver etableret cerebral region. Følg den foreslåede cerebral opsamlingsområdet der er beskrevet i tabel 1.
- Sæt hver vævsblokken i separat mærkede histocassettes.
BEMÆRK: Hver blok af hjernevæv skal skæres til at passe, så meget som muligt, standard histocassette maksimale volumen (30 x 20 x 4 mm 3). - Mærk histocassettes ved hjælp af en de-identifikationskode for hvert enkelt tilfælde og ved hjælp af specifikke neuroanatomiske id'er (brug ikke tilfældige bogstaver eller tal til forskellige hjerner, men snarere, altid bruge den samme regionale anatomiske navne eller tilsvarende tal, som vist i tabel 1). Opret de-identificere koder, for eksempel ved at generere tilfældige eller semi-tilfældige tal for hver enkelt sag (dvs. BRC 130, hvor B forbliver for Brain, R ophold for Resource, C ophold for Center og 130 er en progressiv optagelse eller AD160001, hvor AD står for "Alzheimers sygdom undersøgelse," 16 er denår, da obduktionen blev udført (2016), og 0001 et progressivt tiltrædelse eksemplar nummer).
BEMÆRK: Dette trin er meget nyttigt for fremtidige forskere; holde en legende, og angiv halvkugle (L = venstre hjernehalvdel, R = højre hjernehalvdel). Brug to forskellige farver af histocassettes, om en bestemt farve for hver halvkugle. - Tag så mange digitale billeder som nødvendigt i hvert enkelt tilfælde at dokumentere mulige macroanomalies og der tages højde for eventuelle klinisk-neuroanatomiske og post-skæring overvejelser. Har en forskningsassistent tage digitale fotografier vinkelret på hjernen for at fange hele kortikale overflade. Vær opmærksom på en usædvanlig funktion i hjernen i forhold til en normal hjerne.
- Sæt hver vævsblokken i separat mærkede histocassettes.
- Tag digitale billeder (så mange som nødvendigt eller ønsket) af hele cut hjernen og de tilknyttede histocassettes.
- Punch (fx ved Accu-Punch) små stykker væv til DNA-ekstraktion og genetiske analyser. Brugen punch af 2 - 5 mm i diameter.
BEMÆRK: For sit høje indhold af genomisk materiale, lillehjernen er det foretrukne valg; imidlertid nogen anden region er fint. - Re-fordybe alle histocassettes indeholdende hjernevæv blokke i den samme type fikseringsopløsning (f.eks 10% neutral-pufret formalin) som tidligere anvendt indtil det næste trin i vævsbehandling.
- Følg standardprocedurer til human formalin-fikseret væv behandling 14.
3. En særlig tilgang: Skiftende Frosne og Fixed Symmetrisk Bihemispheric Skæring
BEMÆRK: Den symmetriske bihemispheric hjerne skæring beskrevet i afsnit 2 protokollen giver mulighed for at skære væv plader fra ikke-fikserede, friske hjerner (hvis de findes) i samme systematiske og symmetrisk måde.
- Placere hele friske hjerne på hovedet (fortrinsvis på en halvkugleformet skål-lignende plastoverflade) i 8 - 10 min i en -80 ° C fryser for at hærde hjernevævet without provokerende biokemiske skader og for at lette manuel skæring.
- Ved hjælp af en skarp kniv, skæres begge halvkugler i en alternativ og fortløbende måde, efter den er beskrevet i afsnit 2 hjerne skæring protokol, men fryse og løse hver anden plade (fra begge halvkugler og langs en fronto-occipital anatomisk retning).
- På dette tidspunkt, skal du ikke forsøge at skære hver cerebral region, som beskrevet i tabel 1. Nedbringe specifikke friske hjerneregioner hvis det påkræves til umiddelbar RNA eller protein ekstraktion (dvs. for genomiske eller proteomiske undersøgelser) 15.
- Efter skæring, straks fryse, label, og nummer hver frisk væv. Tag digitale billeder af hele pladen serien; pakke hver plade i en enkelt plastpose; indsamle pladerne i en separat, én-hjerne-only beholder; og opbevares i beholderen i en dedikeret -80 ° C fryser.
BEMÆRK: Fryseren bør være dedikeret til kun mennesker hjernevæv. Først senere vil syngele frosne hjerneområder skæres som påkrævet for hver enkelt eksperiment. - Fordyb hver anden væv plade valgt til fiksering (10% neutral-bufferet formalin eller anden fiksativ) i separate poser med en tilstrækkelig mængde fiksativ (3/1 volumen af fiksativ / væv-blok ratio). Mærk hver pose ved fortløbende nummerering dem efter en fronto-occipital sekvens. Forsegl hver pose, tage digitale billeder, og gemme dem i en plastikbeholder.
- Åbn fikseringsmiddelpartiklerne-holdige poser efter 2 uger af væv fiksering og skær hver cerebral region som beskrevet i tabel 1.
4. Histostain og Immunhistokemi
BEMÆRK: sæt cerebrale regioner skære baseret på den foreslåede ordning (tabel 1) er tilstrækkelige til at tilfredsstille de fleste, hvis ikke alle, i øjeblikket etablerede konsensus-baserede patologiske kriterier for AD 16, PD 17, demens med Lewy Bodies (DLB) 18, frontallapsdemens (FTD / MND)
- For hver hjerne regionen og for begge halvkugler, udføre minimum følgende sæt af histostains: Hematoxylin og Eosin (H & E), cresylviolet (CV, hvis kvantitative morfometriske, planlægges, for eksempel), og sølv-farvning (hvis "sonderende" analyser er havde brug for).
- For hver hjerne regionen og for begge halvkugler, udføre minimum følgende sæt af immunhistokemiske protokoller: P-amyloid (β A), phosphoryleret-Tau (pTau), phosphoryleret α-synuclein (pα-syn), og phosphoryleret-TDP43 (pTDP43) som beskrevet 14.
BEMÆRK: Det samlede antal vævssnit for at vurdere hver hjerne følger denne protokol er 46 (hvis alle cerebrale regioner fra begge halvkugler er tilgængelige).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
protokol Længde
Den tid for en enkelt symmetrisk bihemispheric fast skære procedure hjerne er anslået til 1 time (eksklusive tid opsætning af dissektion bordet, værktøj, og skære overflader, mærkning,. Osv). Den tid, der kræves for en enkelt symmetrisk bi-hemisfærisk skiftevis nedfrosset og fikseret hjerne skæring procedure skønnes at tage 2 timer. Det kan tage mindst mellem 4 - 6 uger til at opnå en endelig histologiske diagnoser for en enkelt menneskelige hjerne / emne. Efter postmortem hjerne fjernelse fra kraniet, en passende periode af væv fiksering (2 - 3 uger ved det mindste) skal ske. Derefter skal en række protokoller, herunder den symmetriske bihemispheric hjerne skæring, vævsbehandling, væv indlejring, blok sektionering og farvning og immunhistokemi udføres. Endelig den mikroskopiske vurdering af hver region pr halvkugle, brug af consensus-etablerede patologi kriterier og klassifikationer revisionen af kliniske optegnelser, og muligvis korrelationen af clinicopathology, skal ske inden neuropatologiske konklusioner. Hele timing for en komplet menneskelige hjerne neuropatologisk vurdering bør overvejes nøje, når de planlægger for bestemte forskningsundersøgelser. Desuden bør medicinske kolleger og forskning efterforskere, donorernes familier og juridiske myndigheder underrettes af det samlede tid, kompleksitet, og hold tid / indsats for at få en moderne neuropatologiske vurdering.
Selvom den foreslåede hjerne skære protokol udgør en tidskrævende og udfordrende procedure, det faktisk repræsenterer et videnskabeligt givende metode til udstrakt vurdere menneskelige hjerner i både raske og patologiske tilstande. Det er vigtigt at understrege, at, ofte under obduktion, hjerner modtaget som kontrol- / normale individer (dvs., Fag vurderes som klinisk eller neurologisk normal før død) kan faktisk vise sig at være positiv for forskellige hjernen patologier efter en nøjagtig neuropatologiske vurdering. Disse tilfælde udgør de såkaldte asymptomatiske og prækliniske fag til forskellige hjernesygdomme, især dem karakterisering aldersrelaterede neurodegenerative sygdomme. Dette understreger betydningen af at vurdere hjerner modtaget som "kontrol" i en meget omfattende og omhyggelige måde, især til forskningsformål. Det bliver stadig mere tydeligt, at den menneskelige hjerne / emner, symptomatiske eller ej for neurologiske / psykiatriske lidelser, kan akkumulere flere hjernen patologier (såkaldte co-forekommende patologier) under aldring 23,24. Interessant, disse co-forekommende hjernelæsioner er biokemisk identiske med dem, der findes hos patienter med klinisk manifesteret sygdomme og er lokaliseret i de samme anatomiske regioner samt (PARS, ARTAG, CARTS) 25-27. Disse more de seneste resultater (mulige kun gennem obduktion undersøgelser) har en ekstraordinær relevans for studiet af aldrende virkninger på den menneskelige hjerne.
Tabel 2 og Figur 4 beskriver nogle indledende semikvantitative data opnået ved anvendelse af en symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne cutting procedure udført på en række humane hjerner indsamlet i vores hjerne bank. Disse foreløbige data viser, at de fleste hjerner modtaget som "normal" eller "kontrol" fra ældre forsøgspersoner var faktisk ikke kun positivt for P-A-neuritisk plaques og tau-neurofibrillære tangles (tau-NFT), som allerede er kendt 28-32, men også at de byrder uopløselige p A-neuritiske plaques var højere i den venstre entorhinale cortex og hippocampus i forhold til højre entorhinale cortex og hippocampus af samme hjerne. Hjerner blev vurderet ved hjælp CERAD 33 og Braak iscenesættelse 34 systems, hvilket henholdsvis vurdere Ø A-neuritisk plaques og tau-NFT. Den observerede venstre hemisfære forkærlighed for uopløselige β A patologi var også til stede, om end kun som en tendens i de fleste af de resterende regioner af venstre hemisfære i forhold til den højre hjernehalvdel. Relevansen af disse indledende bi-halvkugleformet resultat er, at de analyserede hjerner var alle fra en generel befolkning obduktion kohorte. Alle forsøgspersoner blev indlagt, i virkeligheden, for ikke-neurologiske / psykiatriske årsager og døde i forskellige samfund almindelige hospitaler for ikke-neurologiske årsager. Det faktum, at de analyserede hjerner var fra en generel befolkning obduktion kohorte minimeret udvælgelsesskævhed muligvis til stede, når man analyserer kun hjerner fra specialiserede neurologiske / demens centre. Se også henstilling fra NINDS 6. Vores resultater er foreløbige (4 ud af 46 tilgængelige "kontrol" hjerner) og har brug for bekræftelse på et langt større skala. Men disse hidtil ukendte funds, hvis bekræftet, antyder en mulig fænomen af et halvkugleformet forkærlighed til akkumulering og progression af AD patologi, eller p en patologi i det mindste. Lignende typer patologiske halvkugleformet forkærlighed kunne muligvis være forbundet med hver enkelt type af neuropsykiatrisk eller neurodegenerativ lidelse. Ved at kombinere symmetriske bi-halvkugleformet hjerne skæring procedurer med metoder til præcise cellulære og læsion kvantificeringer (dvs. unbiased Stereologi), kunne det være muligt at måle forholdet mellem normal til patologiske tilstande, såvel som forholdet mellem neuronale tab for fyldningsmateriale / neuroplasticitet fænomener, der kan være til stede hos mennesker i forhold til en specifik halvkugle og funktion. Interessant, selv om hemisfærisk forkærlighed for alle større typer hjernen patologi (β-amyloid, tau, LB, TDP43, FUS, osv.) Stadig at blive etableret, funktionel Neuroimaging 34, neuropsykologiske 36 p>, og mikrostrukturelle anatomiske analyser 37,38 synes at være i overensstemmelse med vores foreløbige resultater. Dette styrker hypotesen om en mulig halvkugleformet forkærlighed for hver anden type hjernen patologi og relateret sygdom.
Figur 1. Indledende Brain Assessment Før Bihemispheric Brain Cutting. Denne figur viser de forskellige overfladiske aspekter af en menneskelig hjerne efter 2 ugers fiksering i 10% neutral-pufret formalin. I urets sekvens, de overlegne aspekter af hjernen (a, b) efterfølges af observationerne i bunden af cerebrum, der omfatter inspektion af cerebellum (C), hjernestammen og kranienerverne (D) og olfaktoriske pærer og skrifter (e).02 / 54602fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2. Bihemispheric menneskelige hjerne Cutting. Formalin-fikseret menneskelige hjerne placeret på en flad overflade til øjet inspektion (a). Den røde linje angiver den mediale langsgående revne. Placering af de to hjernehalvdele efter en central snit gennem den mediale langsgående revne (b). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3. Bihemispheric Brain Skæring Procedurer. Denne figur viser nogle af trinnene den bihemispheric menneskelige hjerne skæring protokol. Efter bortskaffelse af alle hjernens plader (for begge halvkugler) og efter en fronto-occipital retning (a), til hver etablerede hjerne region indsamle (tabel 1) vil blive skåret i væv blokke montering standard histocassette dimensioner (b - e). Lillehjernen væv blokke vil brug for større histocassettes (se den grønne [højre cerebellar hemisfære] og blå [venstre cerebellar hemisfære] e og f). Hvide kassetter er for median strukturer, såsom medulla oblongata, rygmarv, osv. (E - g). De endelige histocassettes opnået efter den bihemispheric menneskelige hjerne skæring protokol og indeholder blokke hjernevæv fra hver neuroanatomiske region angivet i tabel 1 er igen nedsænket i den samme oprindelige type fikseringsopløsning (10% neutral-pufret formalin) (f - g).tp_upload / 54.602 / 54602fig3large.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4. vævssnit fra hver hjernehalvdel farvet for forskellige antigener ved immunohistokemi. (A) Denne figur viser en serie af vævssnit fra begge halvkugler af samme menneskelige hjerne. Hver serie af bi-halvkugleformet snit blev immunfarvet for β-amyloid, phosphoryleret-tau, og phosphoryleret α-synuclein (α-syn), hvis positivitet er forbundet med fælles aldersrelaterede neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers og Parkinsons. Billedet viser et repræsentativt eksempel på den mulige samlede sektioner til at analysere ved hjælp af den foreslåede bi-halvkugleformet symmetrisk hjerne skæring protokol. LH = Venstre halvkugle, RH = højre hjernehalvdel. ( B) Disse billeder viser prøver af fælles aldersrelaterede hjernelæsioner, som observeret under mikroskop efter brug specifikke immunhistokemi protokoller for p-amyloid neuritiske plaques, tau-neurofibrillære sammenfiltringer og α-synuclein (α-syn) -positiv Lewy-legemer. I det ringere højre hjørne af hvert billede er den type objektiv brugt (5X, 20X, og 40X) for at forstørre og præcist at identificere hver type læsion. Klik her for at se en større version af dette tal.
Tabel 1. Bihemispheric Cutting ordningen. Denne tabel viser det fælles anatomiske område for at dissekere i både venstre og højre halvdele af hver hjerne. Den bihemispheric symmetriske skæring kan gøres på friske og faste hjerner.rce.jove.com/files/ftp_upload/54602/54602table1.xlsx">Please~~MD~~aux klik her for at downloade denne fil.
Tabel 2. foreløbige resultater er opnået gennem Bihemispheric menneskelige hjerne Skæring. Denne tabel viser foreløbige resultater er opnået gennem en bihemispheric symmetrisk menneskelige hjerne skæring procedure udført på fire menneskelige hjerner fra klinisk normale, ældre forsøgspersoner. Dataene viser, at to cerebrale områder (entorhinal cortex og hippocampus) konstant og tidlig er involveret i ophobning af p-amyloid neuritiske plaques og tau-NFT. Denne type læsion anses for at være den mest sandsynlige patogenetiske proces forårsager AD. f = kvinde; m = mand. Tallene mellem parenteser repræsenterer alder ved død (i år) af hver obduceret emne. En semi-kvantitativ kolorimetrisk kode for hurtig visualisering af mulige Hemismosfæriske forskelle på tværs typer læsioner, niveauer af sværhedsgrad og anatomiske lokaliseringer blandt forskellige ældre forsøgspersoner er blevet brugt. Neg = negativ (grøn); Sparse = 1 - 2 læsioner (gul); Moderat = 3 - 6 læsioner (orange); Hyppig => 6 læsioner (rød). Klik her for at downloade denne fil.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne hjerne skære metode kan tilpasses til de specifikke behov i de enkelte neuropatologi lab (for eksempel ved at reducere antallet af cerebrale regioner til at vurdere for hver halvkugle), men bevare den bihemispheric symmetriske skæring procedure som en af sine vigtigste funktioner. Denne foreslåede protokol kan bruges til rutinemæssige procedurer (forskningsorienterede neuropatologiske centre) eller kun når det er nødvendigt (specifikke klinisk orienterede undersøgelser). Det kan selektivt kun anvendes til bestemte typer undersøgelser (dvs. immunhistokemi) eller molekylære analyser (dvs. genomisk eller proteomikanalyser). Fra et teknisk synspunkt, er det nyttigt at nævne, at nogle patologiske forskelle (især i immunhistokemi) kunne skyldes mulige artefakt variationer i immunohistostaining intensiteter. Disse kan minimeres ved anvendelse af automatiske farvende maskiner, der drastisk reducere muligheden for kunstig farvende bevirker ennd variationer. Det er i øjeblikket muligt, i virkeligheden, at teknologisk minimere de fleste af forstyrrende faktorer skyldes tekniske artefakter ved hjælp af pålidelige robot farvning maskiner. Således kan der opnås sammenlignelige resultater, når de vurderer, for eksempel to hjernehalvdele fra samme emne, eller flere sæt af begge halvkugler fra flere fag.
Desuden løbet af de sidste par år er antallet af hjernelæsioner indregnet i den menneskelige hjerne er blevet enormt forøget 39. Disse nye typer af hjernelæsioner skabt en øget risiko for, at de tidligere hjerner er klassificeret som normal eller kontrol er faktisk ikke. Forbedringen af immunhistokemiske teknikker og nye neuropatologiske fund tyder en klog og periodisk revurdering af alle hjerner tidligere opsparede som "kontrol", da tilfælde af "pseudo-kontrol" eller "falsk-kontrol" hjerner er altid muligt 40.
Den væsentligste begrænsning afdenne metode består i mængden af tid og ekspertise (anatomisk og patologisk viden) er nødvendige for at udføre den. Desuden undersøgelser har til formål at analysere genomiske og proteomiske aspekter af den menneskelige hjerne nødvendiggør en hjerne bank hold klar til at håndtere, på en hurtig måde, alle hjernen donation procedurer, juridiske samtykke arrangementer, hjerne flytning og øjeblikkelig skæring for indefrysning eller fikseringen. Normalt disse faciliteter og personale er kun tilgængelige i specialiserede akademiske eller forskningscentre. Hertil kommer, mens detaljerede skærende procedurer kan bestemt hjælpe til bedre at forstå mulige anatomiske oprindelse og spredning veje for hver hjernesygdom, de vil også altid stole til mængden af detaljerede kliniske oplysninger til rådighed for hver enkelt sag for at udføre nøjagtige klinisk-patologiske korrelationsundersøgelser. En af de bedste anvendelsesmuligheder for denne protokol, så vil være i forbindelse med klinisk-patologiske longitudinelle studier, som ofte er den bedste form for investigation til at indsamle mere detaljerede kliniske, billedbehandling, genetiske, miljømæssige og andre typer data at korrelere obduktion, mikroskopisk, og immunhistokemi resultater med tidligere indsamlede kliniske data.
Overraskende, neuropatologiske undersøgelser analysere, klassificering, eller kvantificere det brede spektrum af neuropatologiske læsioner i forbindelse med hemisfærisk funktion eller lokalisering er ekstremt sjældne 41-44. Det fremgår imidlertid, at tiderne og teknologier er klar til hidtil usete udfordringer i humane neuropatologi studier. Den vigtigste grund til at foreslå en symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne skæring procedure var at respektere ejendommelige funktionelle asymmetrier (anatomiske eller patologiske) af menneskelige hjerne. Alt for ofte mere for blindt accepteret tradition end dokumenteret videnskabelig grund, kun én halvkugle (ofte stokastisk valgt) er blevet fastsat for neuropatologiske eller immunhistokemisk vurdering, mens den anden har været frosset til mulig molekylæreller biokemisk analyser. Især når studerer menneskelige hjerne, den afslappede valg af halvkugle og deraf følgende hjerne skæring indeholder potentielle risici i anatomiske termer og kan forårsage mulige patofysiologiske udvælgelsesskævhed. Mens af praktiske grunde, fastsættelse ene halvkugle og frysning det modsatte er rimeligt i et ikke-forskningsmiljø, er det ikke holdbart længere i forbindelse med neuropatologiske forskning for neuropsykiatriske lidelser. Især på nuværende tidspunkt, hvor konsistente mængder af "in vivo" Neuroimaging og genetisk information er potentielt tilgængelige på obduktion, skal der udføres en symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne skæring procedure med en tilsvarende omfattende neuropatologiske vurdering rutinemæssigt. Den hemisfæriske specialisering af den menneskelige hjerne er blevet demonstreret i mange kognitive funktioner, såsom sprog, fingerfærdighed, og følelser (dvs. differentiel aktivering i venstre og højre amygdala), for at nævne AFew. Denne hemisfæriske specialisering og lateralisering i højere kognitive og ikke-kognitive funktioner, som typisk differentiere og karakterisere mennesker fra andre pattedyr og ikke-pattedyr arter, skal nøje overvejes i form af neuropatologi. At der er, i mennesker, en halvkugleformet forkærlighed for bestemte patologiske processer i form af neurodegeneration, neuroinflammatoriske respons, og neuroreparative kapacitet er endnu ikke kendt, og det har været meget sjældent undersøgt 40-43. Selvom billedbehandling understøtter velkendt fysiologisk og klinisk hemisfæriske-specifikke funktioner, er det overraskende, hvor meget mindre er kendt i form af mulige neuropatologiske forskelle. Ved at foreslå en symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne skære procedure, eller den mere sofistikerede skiftevis frosset og faste symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne skæring protokol, vi havde til formål at beskrive en metode, der kunne hjælpe til at opdage ejendommelige aspekter af den menneskelige hjerne under sunde og pathological betingelser, som er baseret på dets unikke halvkugleformet specialisering og lateraliserings funktioner.
En af de mest kritiske trin i denne protokol består i nødvendigheden af at have hjernen skære indstilling, materialer og værktøjer umiddelbart tilgængelige på ethvert tidspunkt, da det er meget sjældent, at være i stand til at forudse, hvornår en hjerne, især en frisk prøve, er ankommer. Et andet vigtigt skridt i denne protokol består i håndelag forlanges for fersk og fast hjerne skæring. Selvom der beskæftiger sig med en identisk væv, de to fysisk-kemiske forhold (friske og faste væv) gør erhvervelsen af ekspertise for hjernens skære en væsentlig og afgørende element i protokollen. Desuden neuroanatomiske viden (især for friske hjernen procedurer) forudsætter specifikke faglige uddannelsesophold. For friske hjerne procedurer i øvrigt er det bydende nødvendigt og kritisk at flytte så hurtigt som muligt og for at opretholde præcision og integritet tissue. Dette vil bevare alle biologiske oplysninger i væv, samt muligheden for at udføre fremtidige undersøgelser, der kræver frisk frosset materiale (RNA, proteiner osv.).
Den dobbelte frosne og fast symmetrisk hjerne skære metode repræsenterer det bedst mulige kompromis for at opnå både frisk frosset (nyttigt for genetiske, molekylære og mikrodissektion analyser) og fast (nyttigt for neuroanatomi, immunhistokemi, og PCR in situ analyser) hjerne vævssnit fra sammenhængende områder af bestemte cerebrale regioner og fra begge halvkugler. Denne metode er en kilde til komparative analyser opnået gennem forskellige molekylære og billeddiagnostiske teknikker bruger nøjagtig den samme hjerne region / område (sub-anatomisk region, grå stof kerner, cellegrupper, dendritiske / pigge, osv.). En dobbelt frosne og faste symmetrisk hjerne skæreprocessen ville tillade en at opnå sammenhængende hjerne vævssnit fra samme neuroanatomical område. Dette ville give mulighed for deres analyse under anvendelse lys-lys, fluorescens, og elektronmikroskopi (anvendelse af forskellige procedurer for hver type mikroskopi). RNA / DNA / protein ekstraktionsteknikker kunne også anvendes, gennem laser capture microdissections, for eksempel til nøjagtigt samme region eller gruppe af neuroner, celler, skibe osv. Denne vekslende frosset og fast symmetrisk bihemispheric hjerne skæring teknik, sammen med edb-systemer til prøve sporing og køling, synes at tilbyde et enormt potentiale for anvendelse af igangværende og potentielle fremtidige biomolekylære studier.
En alternativ fremgangsmåde til den beskrevne hjernen skæreproceduren kunne være tværsnitsarealet skæring af hvert hele halvkugleformet overflade. Men denne metode kræver mere specialiserede og dyre værktøjer (dvs. en større mikrotom, større dias osv.) End dem, der normalt anvendes i de fleste neuropatologi labs. I stedet vores metode foreslår en mere omfattende samling af hjerneområder fra begge halvkugler, skære disse enkelt cerebrale regioner ved hjælp af værktøj, der normalt er tilgængelige (og overkommelige) i de fleste forskning neuropatologi laboratorier.
Den foreslåede hjerne skæring kan kombineres med præcise metoder til histologiske, cellulære og subcellulære kvantificering (dvs. for fordomsfri stereologi) 45-47. Kvantitative neuropatologiske undersøgelser er af primær betydning, og nødvendighed, da kvantitative data om kredsløb, kerner, neuroner, ikke-neuronale celler, vaskulære abnormaliteter og neuronal tab relateret til specifikke patologiske læsioner er for det meste mangler i mennesker. For nylig, præcise kvantificering af specifikke neuropatologiske læsioner opnået ved at ansætte upartiske Stereologi protokoller begyndte at kaste lys over mulige nye forholdet mellem de akkumulerede af en specifik intraneuronal læsion (dvs. Lewy organer), neuronal tab (dvs. nigrale tab),og kliniske manifestationer (dvs. Parkinson symptomer), når man analyserer den menneskelige hjerne 48. Bestemmelse de relative mængder af tilbageværende fungerende neuroner eller reaktion neuroglial celler er nødvendige, for eksempel, til kontrast, forsinkelse, eller kompensere for bestemte neuropatologiske processer, kunne bidrage til bedre at forstå de lydhøre og adaptive kapacitet af den menneskelige hjerne voksne, specielt under ældning. Volumetriske neuronale ændringer, neuritter, læsion belastninger, fiber længder, kortikal tykkelse, kortikale lag tykkelse nøgletal, og andre mulige morfometriske aspekter er af særlig interesse, da deres sandsynlige patofysiologisk relevans på det cellulære og subcellulære niveau i forbindelse med neuropsykiatriske sygdomme eller neurodegenerative processer endnu ikke blevet fuldstændigt belyst 49. Antal, størrelse, længde af fibre eller neuriter, grå og hvid substans mængder og forhold, kortikal lag analyser, etc. er alle parametre præcist målbar takkombinationen af specifikke statistiske formler og geometriske algoritmer 50. Geometriske ligninger og statistiske formler er elegant integreret med meget følsomme, edb mikrometrisk tredimensionale koordinering motoriserede systemer (Stereologi motoriseret systemer) til histologisk kvantificering af næsten enhver form for bio-tissutal måling.
Sættet af neuroanalyses rådighed nu at studere menneskelige hjerne væv var ikke tænkelige et par år siden, og det er meget sandsynligt, at der vil ske yderligere fremskridt i den nærmeste fremtid. Den detaljerede karakterisering af nutidens hjerner fra patienter, klinisk asymptomatiske forsøgspersoner, og normale individer vil utrolig accelerere morgendagens opdagelser og individuation af behandlinger for de fleste neuropsykiatriske og neurodegenerative sygdomme. I forbindelse med komplekse sygdomme, såsom neuropsykiatriske sygdomme, kan selv de nuværende avancerede Neuroimaging teknikker ikketilbyde de højere niveauer af cellulær definition og biologiske oplysninger, som moderne neuropatologiske teknikker kan. Desuden er det kun statiske hjernevæv billeder giver mulighed for at udføre uvildige kvantitative undersøgelser på en enkelt gruppe af neuronceller eller læsioner eller muligheden for at skære enkelt neuroner (dvs. laser mikrodissektion) udskille genetiske eller proteinmaterialer for massespektroskopi analyser, eksempel 51 .Den symmetrisk bihemispheric hjerne skære metodologi vil kunne anvendes blandt andet til særlige undersøgelser, såsom dem undersøge identiske tvilling hjerner. I denne unikke experimentum naturae situationen, at potentialet bedre at forstå de mulige relationer eksisterer mellem hemisfæriske specialisering / lateralisering og kognition / patologi er imponerende. De forskellige niveauer af halvkugleformet-relateret patologisk symmetri / asymmetri kunne mere let forklares i form af en natur / næring dilemma. For eksempel kan en symmetriskbi-halvkugleformet hjerne skæring procedure kunne udføres på hjerner enæggede tvillinger versus tveæggede tvillinger 52-56.
En symmetrisk bihemispheric hjerne skæring teknik bør også anvendes på menneskelige neurologiske undersøgelser 57. Meget informative data kan indsamles til specifikke aspekter af hemisfærisk-relateret neuronal og glia modning timing, udviklingsmæssige neuroplasticitet fænomener, og neuroreparative kapacitet centralnervesystemet under barndom og barndom. En symmetrisk bi-halvkugleformet hjerne skæring procedure kunne i høj grad bidrage til bedre at definere arten / næring dilemma for personlighedstræk dannelse og adfærdsmæssige ændringer under normal udvikling, normal aldring, og som led i indledende kliniske manifestationer af "sporadisk" neurodegenerativ processer 58.
Den klassiske klinisk-patologisk tilgang udføres gennem strukturerede hjerne opskæring procedurer er ikke enhistorisk teknik, men det er stadig en gyldig og nyttigt værktøj til diagnose og forskning. Især på det aktuelle tidspunkt, hvor imponerende mængder af kliniske og biologiske oplysninger er potentielt tilgængelige på obduktion, kan kombinationen af klinisk velkarakteriserede sager, Neuroimaging data og genetiske / molekylære information med detaljerede moderne neuropatologiske / kvantitative analyser repræsenterer en hidtil uset "ret -match "i historien for neurovidenskab. Kombineret før-døds og postmortem undersøgelser kan enormt afklare de funktionelle og neuronale / tissutal baser af neuropsykiatriske sygdomme og belyse de eksakte etiopathogenetic mekanismer i disse lidelser, også tager i betragtning mulige halvkugleformet faktorer, der ikke specifikt overvejet før. Forfatterne er klar over, at den foreslåede symmetriske bihemispheric hjerne skæring teknik er tids- og finansiering krævende, men indsatsen svarende til dem udført for fremme af Neuroimaging børske i neuropatologien forskningsområdet samt. Mere harmoniserede og strukturerede hjerne bankaktiviteter vil ikke være dyrere end at bygge eller købe MRI-maskiner, med potentielle videnskabelige resultater, der ikke ville være mindre givende end dem, der opnås ved Neuroimaging undersøgelser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
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 |
References
- 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).
- Jellinger, K. A. Neuropathology of sporadic Parkinson's disease: evaluation and changes of concepts. Mov Disord. 27, 8-30 (2012).
- Head, M. W. Human prion diseases: molecular, cellular and population biology. Neuropathology. 33, 221-236 (2013).
- Hirano, A. Neuropathology of ALS: an overview. Neurology. 47, S63-S66 (1996).
- 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).
- Montine, T. J., et al. Recommendations of the Alzheimer's disease-related dementias conference. Neurology. 83, 851-860 (2014).
- Procedures for Brain Autopsy in Prion Diseases. , http://case.edu/med/pathology/centers/npdpsc/protocols-autopsy.html (2010).
- 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).
- Love, S., Perry, A., Ironside, I., Budka, H. Greenfield's Neuropathology. , Ninth Edition - Two Volume Set, CRC Press. (2015).
- Davis, R. L., Robertson, D. M. Textbook of Neuropathology. , Third, Lippincott Williams and Wilkins. (1996).
- Dickson, D. W., et al. Neuropathological assessment of Parkinson's disease: refining the diagnostic criteria. Lancet Neurol. 8 (12), 1150-1157 (2009).
- Nieuwenhuys, R., Voogd, J., van Huijzen, C. The Human Central Nervous System: A Synopsis and Atlas. , 4th, Springer. (2008).
- Netter, F. H. Atlas of Human Anatomy. , Professional Edition, 6th Edition, Elsevier. (2005).
- Brown, R. W. Histologic Preparations: Common Problems and Their Solutions. , CAP Press. Northfield, Illinois. (2009).
- 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).
- 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).
- Gelb, D. J., Oliver, E., Gilman, S. Diagnostic criteria for Parkinson disease. Arch Neurol. 56, 33-39 (1999).
- McKeith, I. G., et al. Diagnosis and management of dementia with Lewy bodies: third report of the DLB Consortium. Neurology. 65, 1863-1872 (2005).
- 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).
- 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).
- Gilman, S., et al. Second consensus statement on the diagnosis of multiple system atrophy. Neurology. 71, 670-676 (2008).
- 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).
- Rahimi, J., Kovacs, G. G. Prevalence of mixed pathologies in the aging brain. Alzheimer's Res Ther. 6, 82 (2014).
- Jellinger, K. A., Attems, J. Challenges of multimorbidity of the aging brain: a critical update. J. Neural. Transm. (Vienna). 122, 505-521 (2015).
- Crary, J. F., et al. Primary age-related tauopathy (PART): a common pathology associated with human aging. Acta Neuropathol. 128, 755-766 (2014).
- Kovacs, G. G., et al. Aging-related tau astrogliopathy (ARTAG): harmonized evaluation strategy. Acta Neuropathol. 131, 87-102 (2016).
- 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).
- Tomlinson, B. E., Blessed, G., Roth, M. Observations on the brains of non-demented old people. J. Neurol. Sci. 7, 331-356 (1968).
- 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).
- Crystal, H., et al. Clinicopathologic studies in dementia: Nondemented subjects with pathologically confirmed Alzheimer's disease. Neurology. 38, 1682-1687 (1988).
- Knopman, D. S., et al. Neuropathology of cognitively normal elderly. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 62, 1087 (2003).
- Troncoso, J. C., et al. Neuropathology in controls and demented subjects from the Baltimore Longitudinal Study of Aging. Neurobiol. Aging. 17, 365-371 (1996).
- 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).
- Braak, H., Braak, E. Neuropathological stageing of Alzheimer-related changes. Acta Neuropathol. 82 (4), 239-259 (1991).
- 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).
- 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).
- Fink, M., et al. Lateralization of the serotonin-1A receptor distribution in language areas revealed by PET. Neuroimage. 45 (2), 598-605 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- Wilcock, G. K., Esiri, M. M. Asymmetry of pathology in Alzheimer's disease. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 50 (10), 1384-1386 (1987).
- Janota, I., Mountjoy, C. Q. Asymmetry of pathology in Alzheimer's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 51 (7), 1011-1012 (1988).
- Stefanits, H., Budka, H., Kovacs, G. G. Asymmetry of neurodegenerative disease related pathologies: a cautionary note. Acta Neuropathol. 123 (3), 449-452 (2012).
- 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).
- Schmitz, C., Hof, P. R. Design-based stereology in neuroscience. Neuroscience. 130, 813-831 (2005).
- Kristiansen, S. L., Nyengaard, J. R. Digital stereology in neuropathology. APMIS. 120, 327-340 (2012).
- Erskine, D., Khundakar, A. A. Stereological approaches to dementia research using human brain tissue. J Chem Neuroanat. , (2016).
- 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).
- Iacono, D., et al. Parkinson disease and incidental Lewy body disease: Just a question of time? Neurology. 85, 1670-1679 (2015).
- Geuna, S., Herrera-Rincon, C. Update on stereology for light microscopy. Cell Tissue Res. 360 (1), 5-12 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- Iacono, D., et al. Neuropathologic assessment of dementia markers in identical and fraternal twins. Brain Pathol. 24 (4), 317-333 (2014).
- 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).
- Rentería, M. E. Cerebral asymmetry: a quantitative, multifactorial, and plastic brain phenotype. Twin Res. Hum. Genet. 15 (3), 401-413 (2012).
- Bishop, D. V. Cerebral asymmetry and language development: cause, correlate, or consequence? Science. 340 (6138), (2013).
- Mendez, M. F., et al. Observation of social behavior in frontotemporal dementia. Am. J. Alzheimers Dis. Other Demen. 29 (3), 215-221 (2014).
