Introduction
मलेरिया एक महत्वपूर्ण वैश्विक स्वास्थ्य समस्या है 1 गंभीर मलेरिया को मस्तिष्क में भागीदारी से भाग में वर्णित किया जाता है और अक्सर यह एक गरीब पूर्वकल्पनात्मक कारक होता है। उच्च मलेरिया संचरण के क्षेत्रों में पांच वर्ष से कम आयु के बच्चों में सेरेब्रल की भागीदारी आम है और उस आयु वर्ग में मलेरिया से संबंधित मौत का प्रमुख कारण है। 1 जबकि आक्रामक उपचार जीवन-बचत हो सकता है, मस्तिष्क मलेरिया का पता लगाने, खासकर प्रारंभिक अवस्था में, मुश्किल हो सकता है सेरेब्रल मलेरिया में शामिल रोग संबंधी प्रक्रियाओं में माइक्रोवैस्कुलर विघटन और सेरेब्रल एडिमा शामिल हैं, जिससे गंभीर मस्तिष्क सूजन हो सकती है। इस लेख में, हम एक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) प्रोटोकॉल पेश करते हैं जो प्रायोगिक सेरेब्रल मलेरिया (ईसीएम) के विवो इमेजिंग में पूरे मस्तिष्क की अनुमति देता है। इस बीमारी में पूरे मस्तिष्क के उच्च संकल्प इमेजिंग विधियों को व्यापक रूप से कम कर दिया गया है, भले ही ईसीएम मध्य में शुरू होने के बारे में थोड़ा सा पता चला हैतंत्रिका तंत्र या क्या विशिष्ट तंत्र रोग को जन्म देते हैं विवियो एमआरआई में, पूरे मस्तिष्क को कवर करने, ईसीएम विकृति की बेहतर समझ हासिल करने के लिए एक महत्वपूर्ण अनुसंधान उपकरण का प्रतिनिधित्व करता है। एमआरआई वैश्विक मस्तिष्क संबंधी मस्तिष्क सूजन का आकलन करने में सक्षम है, जिसे हाल ही में ईसीएम में न केवल मौत का एक महत्वपूर्ण भविष्यवाणी माना गया है, बल्कि मानव मस्तिष्क संबंधी मलेरिया में भी। 2 , 3 घातक बीमारी में गंभीर मस्तिष्क सूजन होती है और ईसीएम मॉडल और मानव रोग के बीच कई रोगीय लक्षणों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है, एक बीमारी जो सूजन और माइक्रोवैस्कुलर दोनों परिवर्तनों द्वारा होती है। 4
ईसीएम सीएलए या सी 57 बीएल चूहों में घातक प्लॉस्डियम बेर्गेई एएनकेए के संक्रमण से प्रेरित हो सकता है । 5 ईसीएम की शुरुआत आमतौर पर 6 और 10 के संक्रमण के बाद और फिटिंग, एटेक्सिया, श्वसन संकट, और कोमा में होने वाले परिणाम के बीच होती है, जो कि रैपआईडी मौत 4 रैपिड मरीन कोमा एंड बिहेवियर स्केल (आरएमसीबीएस) ईसीएम के नैदानिक लक्षणों का मूल्यांकन करने के लिए एक सहायक स्कोर है। इसमें 10 से अधिक पैरामीटर शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक 0 से 2 से अधिक है, अधिकतम 20 के स्कोर के साथ। 6 हाल ही में, हमने ईसीएम चूहों में आरएमसीबीएस स्कोर की गंभीरता और एमआरआई द्वारा दिखाए गए रोग संबंधी परिवर्तनों के बीच अच्छे समझौते दिखाए। 7 इस प्रोटोकॉल में, हम ईसीएम के साथ चूहों के ईसीएम प्रेरण और चूहों के विवो चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग में वर्णन करते हैं।
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Protocol
इस लेख में रिपोर्ट किए गए सभी जानवरों के प्रयोगों का प्रयोग फेडरेशन फॉर लैबोरेटरी एनिमल साइंस एसोसिएशन (एफईएलएए) श्रेणी बी और लैबोरेटरी एनिमल साइंस (जीवी-एसओएलएएस) मानक दिशानिर्देशों के सोसायटी के अनुसार किया गया था और कार्लज़ूए में स्थानीय जर्मन अधिकारियों द्वारा अनुमोदित किया गया था (रेगेरींग्सप्रिसायडियम कार्लज़ूए , जर्मनी) कृपया ध्यान दें कि बायोस्वाटी स्तर 2 मच्छर और प्लैमोडियम बेर्गेई एएनकेए स्पोरोजोइट काम पर लागू होता है।
1. संक्रमण
- गैमेटोसाइटमिक माउस पर 15 मिनट के लिए उन्हें खिलाकर एनोफेल्स स्टेफेन्सी मच्छरों को प्लाज्मोडियम बेर्गेई एएनकेए के साथ संक्रमित करें संक्रमित मच्छरों को 80% नमी और 21 डिग्री सेल्सियस रखें।
- रक्त के भोजन के बाद 17 से 22 दिनों के अपने पिंजरे से महिला मच्छरों को ले लीजिए। उन्हें बर्फ पर प्लेस उन्हें anesthetize।
- संदंश का प्रयोग, ठंड आरपीएमआई माध्यम की एक बूंद के साथ कवर एक गिलास स्लाइड पर तीन से चार मच्छरों को रखें। एक माइक्रोस्कोप के नीचे स्लाइड रखें <ली> संदंश का उपयोग करना, सिर और शरीर के बीच मच्छर को ध्यान से खींचें। एक सिरिंज और सुई का उपयोग करके लार ग्रंथि को अलग करें शेष मच्छरों के साथ इस प्रक्रिया को दोहराएं।
- गिलास पिपेट के साथ उन्हें चूसने और उन्हें 1.5 एमएल अपकेंद्रित्र ट्यूब में इकट्ठा करके कांच की स्लाइड से लार ग्रंथियां लीजिए।
नोट: संक्रमण दर पर निर्भर करते हुए, आम तौर पर 8,000 से 15,000 संक्रामक स्पोरोजोइट्स को लालिवेरी ग्रंथि के अनुसार प्राप्त किया जा सकता है। - लगभग 3 मिनट के लिए, लार ग्रंथि ऊतक से स्पोरोजोइट्स को अलग करने के लिए एक छोटे, प्लास्टिक की छड़ी के साथ पृथक लार वाले ग्रंथियां तोड़ें।
- शेष ऊतक से स्पोरोजोइट्स को शुद्ध करने के लिए 1,000 मिनट और 4 डिग्री सेल्सियस पर 3 मिनट के लिए अपकेंद्रित्र।
- सतह पर तैरने वाला पिपेट, जिसमें स्पोरोजोइट्स (एसपीजेड) शामिल है, एक नई अपकेंद्रित्र ट्यूब के लिए और नीयूबाउर हेमोसाइटोमीटर में शुद्ध स्पोरोजोइट्स को गिना जाता है।
- पीएच को जोड़कर शुद्ध स्पोरोजोइट्स की एकाग्रता 10,000 / एमएल में समायोजित करेंऑस्फ़ेट-बफ़ेड खारा
- संक्रमण शुरू करने के लिए जन्मजात C57BL / 6 चूहों की पूंछ नसों में कुल 1000 स्पोरोजोइट्स (0.1 एमएल) इंजेक्षन करें। इंजेक्शन की सुविधा के लिए, एक नियंत्रक में C57BL / 6 चूहों को रखें और पूंछ नसों के दृश्य के साथ सहायता के लिए पूंछ गर्म (लगभग 37 डिग्री सेल्सियस) पानी में डाल दें;
नोट: इंजेक्शन ही एक छोटी प्रक्रिया है जिसे कुछ सेकंड में किया जा सकता है। - एक बार दैनिक, एसपीजेड संक्रमण के बाद 3 दिन के बाद रक्त स्लेयर पर रक्त स्तर परजीवीय की जांच करें।
नोट: निगरानी परजीवीय को पहले म्यूएलर एट अल द्वारा जॉव लेख में देखा गया है 8 - स्पिरोज़ाइट इंजेक्शन के बाद दिन 5 से शुरू होने वाले रैपिड मरीन कोमा और बिहेवियर स्केल (आरएमसीबीएस) स्कोर के साथ रोज़ एक बार चूहों का आकलन करें।
नोट: वीडियो प्रदर्शन सहित इस प्रक्रिया का एक विस्तृत वर्णन, कैरोल एट अल द्वारा प्रकाशित किया गया है 6 - आकलनएमआरआई इमेजिंग के साथ आरआईसीबीएस स्कोर और अनुसंधान प्रश्न को संबोधित करने के अनुसार चूहों। 6
2. चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग सेटअप
- रेडियोफ्रीक्वेंसी संचरण के लिए एक वॉल्यूम गुंजयमान यंत्र और एक 4-चैनल चरणबद्ध-सरणी सतह रिसीवर कुंडल का उपयोग करके 9.4 टी छोटे पशु स्कैनर पर एमआरआई करें। माउस के शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए तापमान-नियंत्रित पानी के स्नान को 42 डिग्री सेल्सियस पर चालू करें।
- जब तक माउस एक पैर की अंगुली चुटकी पर प्रतिक्रिया न दें तब तक 2% isoflurane और संपीड़ित हवा का उपयोग कर एक कक्ष में संज्ञाहरण प्रेरित करें। 1-1.5% पर संज्ञाहरण बनाए रखें
- माउस की पूंछ नस में एक पूंछ नस कैथेटर रखें। एमआरआई के लिए यह प्रवण रखकर और सिर की गति को कम करने के लिए एक हेडलाक और टूथ बार से लैस जानवर बिस्तर पर एक क्रुंक बैक के साथ स्थिति को रखें। ध्यान रखें कि माउस की ग्रीवा की रीढ़ को सीधा न करें।
- पूंछ नस कैथेटर के लिए एक विपरीत एजेंट इंजेक्शन सिस्टम से कनेक्ट करें। एक जीडी-डीटीपीए (0.3 मिमी / किग्रा) सिरिंज से भरा कस्टम प्रयुक्त इंजेक्शन सिस्टम का प्रयोग करें या जीडी-डीटीपीए (0.3 मिमी / किग्रा) सिरिंज से पीई टयूबिंग का उपयोग करें।
- दोनों आँखों में डेक्सपेंथेनॉल नेत्र मरहम लागू करें। माउस के सिर पर 4 चैनल चरणबद्ध-सरणी सतह रिसीवर सिर का तार रखें। माउस के पीछे एक श्वास पैड रखें और इसे श्वसन निगरानी डिवाइस से कनेक्ट करें।
3. इमेजिंग प्रोटोकॉल
नोट: नीचे दिए गए प्रोटोकॉल से इमेजिंग अनुक्रमों को संबोधित करने वाले अनुसंधान प्रश्नों के अनुसार चुनें। सभी सूचीबद्ध पैरामीटर एमआरआई सॉफ़्टवेयर के लिए मान्य हैं लेकिन यदि अन्य सॉफ्टवेयर प्रोग्राम उपयोग किए जाने पर समायोजन की आवश्यकता हो सकती है
- सुनिश्चित करें कि माउस मस्तिष्क चुंबक के isocenter में है करने के लिए एक स्थानीयकरण स्कैन प्रदर्शन करके शुरू करो।
- वैसोजेनिक एडिमा को गुणात्मक रूप से आकलन करने के लिए, बहु-टुकड़ा दुर्लभ अनुक्रम का चयन करके 3 डी टी 2-भारित इमेजिंग का उपयोग करें।
- निम्न दर्रा दर्ज करेंएमआरआई सॉफ़्टवेयर में रैमेटर्स: दोहराव समय = 2.000 एमएस, समय गूंज = 22 एमएस, आईसोप्रोक्सी रिज़ॉल्यूशन = 0.1 एमएम, देखने का क्षेत्र = 20 x 10 x 12 मिमी 3 ; मैट्रिक्स = 200 x 100 x 120, फ्लिप कोण = 90-180 डिग्री; (स्पिन-इको), और दुर्लभ फैक्टर = 8. अनुक्रम आरंभ करें और कच्चे छवियों को प्राप्त करने के लिए 10 मिनट 48 सेकेंड की प्रतीक्षा करें।
- मौखिक रूप से वासोजेनिक एडिमा को आकलित करने के लिए एक बहु-टुकड़ा, एकाधिक स्पिन इको अनुक्रम का चयन करके टी 2 रिकोमिट्री प्रदर्शन करता है।
- निम्न मापदंडों का प्रयोग करें: पुनरावृत्ति समय = 3.100 एमएस, 8 एमएस की वृद्धि में समय = 8-136 एमएस, स्लाइस की संख्या = 17, टुकड़ा मोटाई = 0.7 मिमी, विमान संकल्प = 0.116 मिमी x 0.116 मिमी, क्षेत्रफल का दृश्य 20 X 20 मिमी 2 , मैट्रिक्स = 172 x 172, फ्लिप कोण = 90-180 डिग्री; (स्पिन गूंज)। अनुक्रम प्रारंभ करें और कच्चे छवियों को प्राप्त करने के लिए 8 मिनट 53 सेकेंड का इंतजार करें।
- दोनों vasogenic edema और cytotoxic एडिमा की मात्रात्मक रूप से आकलन करने के लिए, प्रसार-भारित इमेजिंग / स्पष्ट प्रसार सहस्पिन-इको ईपीआई प्रसार अनुक्रम का चयन करके फॉसिस्टिक (एडीसी) मैपिंग
- निम्नलिखित मापदंडों का प्रयोग करें: पुनरावृत्ति समय = 3.400 एमएस, प्रतिध्वनित समय = 20 एमएस, टुकड़ा मोटाई = 0.7 मिमी, स्लाइस = 17 की संख्या, प्रसार संवेदीकृत दिशाओं की संख्या = 30, बी मान = 1.500 एस / मिमी 2 , δ = 3 एमएस , Δ = 9 एमएस, आंशिक फूरियर एन्कोडिंग त्वरण कारक = 1.51, क्षेत्र का दृश्य = 12 x 15 मिमी 2 , मैट्रिक्स = 96 x 128, विमान के संकल्प = 0.125 मिमी x 0.117 मिमी, फ्लिप कोण = 90 -180 डिग्री, और संतृप्ति स्लाइस (बाजी) की संख्या = 1. अनुक्रम प्रारंभ करें और 7 मिनट 56 सेकेंड तक प्रतीक्षा करें जब तक कच्चे चित्र प्राप्त नहीं हो जाते।
- माइक्रो लेमोरहाज का आकलन करने के लिए, 3 डी टी 2 * -इटेटेड इमेजिंग का उपयोग करें। प्रवाह-मुआवजा फ्लैश अनुक्रम का चयन करें।
- एमआरआई सॉफ़्टवेयर में निम्नलिखित पैरामीटर दर्ज करें: पुनरावृत्ति समय = 2.000 एमएस, ईको समय = 22 एमएस, आईसोप्रोक्सी रिज़ॉल्यूशन 0.08 एमएम, क्षेत्र का दृश्य = 32 x 15 x 8 मिमी 3 , मैट्रिक्स आकार = 400 x 188 x 100, और एफहोंठ कोण = 12 डिग्री अनुक्रम आरंभ करें और कच्ची छवियों को प्राप्त करने के लिए 15 मिनट 40 सेकेंड की प्रतीक्षा करें।
- धमनियों का मूल्यांकन करने के लिए, एक 3D फ्लैश अनुक्रम का चयन करके उड़ान एंजियोग्राफी का समय का उपयोग करें।
- एमआरआई सॉफ़्टवेयर में निम्नलिखित पैरामीटर का प्रयोग करें: पुनरावृत्ति समय = 16 एमएस, प्रतिध्वनित समय = 3.5 एमएस, टुकड़ा मोटाई = 0.07 मिमी, विमान के संकल्प = 0.104 x 0.104 मिमी, क्षेत्रफल का दृश्य = 20 x 20 x 10 मिमी 3 , मैट्रिक्स = 1 9 2 x 192 x 142, और फ्लिप कोण = 15 डिग्री अनुक्रम आरंभ करें और जब तक छवियों का अधिग्रहण नहीं किया जाता है तब तक 7 मिनट 16 सेकेंड का इंतजार करें।
- रक्त-मस्तिष्क अवरोध व्यवधान का आकलन करने के लिए, 0.3 मिमीोल / किग्रा के विपरीत एजेंट इंजेक्शन के पहले और बाद में 3 डी टी 1-भारित इमेजिंग का उपयोग करें एक रेडियो फ्रीक्वेंसी-खराब फ्लैश अनुक्रम को एक वैश्विक रेडियो फ्रीक्वेंसी उत्तेजना के साथ चुनें।
- एमआरआई सॉफ़्टवेयर में निम्नलिखित अनुक्रम पैरामीटरों का प्रयोग करें: पुनरावृत्ति समय = 5 एमएस, समय गूंज = 1. 9 एमएस, आईसोप्रोक्सी रिज़ॉल्यूशन = 0.156 मिमी, क्षेत्रफल का दृश्य 20 x 18.7X 18.7 मिमी 3 , मैट्रिक्स 128 x 120 x 120 और फ्लिप कोण = 8.5 डिग्री; अनुक्रम आरंभ करें और 1 मिनट 14 तक प्रतीक्षा करें जब तक छवियों को हासिल नहीं किया जाता है।
4. छवि प्रसंस्करण और विश्लेषण
- रक्त-मस्तिष्क अवरोध व्यवधान का विश्लेषण करने के लिए, इमेजजे में अंकगणित उपकरण या छवि कैलकुलेटर टूल के साथ बढ़ी हुई T1- भारित छवियों से 3 डी गैर-एन्हांस्ड T1- भारित छवियों को घटाना। सिग्नल की वृद्धि के लिए घटाव छवियों का मूल्यांकन करें, जो रक्त में मस्तिष्क की बाधा की व्यवधान से मेल खाती है। 9
- मस्तिष्क की मात्रा का विश्लेषण करने के लिए, देशी 3D T1- या 3D T2- वेटेड डेटासेट का उपयोग करें मस्तिष्क को घ्राण बल्ब से सेनेब्रेजम में विभाजित करने वाले संपादक का उपयोग करके चित्रित करें। 10
- वासोजेनिक एडिमा
- एमआरआई सॉफ़्टवेयर के साथ टी 2 रेडमिटरी डेटा की प्रक्रिया करें या एक गैर-रेखीय कम-स्क्वायर फिट प्रक्रिया का उपयोग करें। 11 एमआरआई sof का उपयोग एडीसी नक्शे प्राप्त करने के लिए प्रक्रिया प्रसार-भारित डेटाटवेयर या एफडीटी टूलबॉक्स ( सामग्री तालिका देखें)
- विभिन्न शारीरिक क्षेत्रों में रुचि के स्थानों को मैन्युअल रूप से रखें।
नोट: ब्याज के क्षेत्रों का स्वचालित स्थान महत्वपूर्ण मस्तिष्क सूजन के कारण गलत तरीके से दर्ज हो सकता है। इस फैशन में चुने हुए शारीरिक क्षेत्रों के टी 2 बार और एडीसी मूल्य प्राप्त होते हैं।
- माइक्रोमेमोर्राज वॉल्यूम का विश्लेषण करने के लिए, माइक्रोमेमोर्राजेज को चित्रित करें, जो विभाजन संपादक के उपयोग से टी 2 * -वेटेड डेटासेट पर अंधेरे foci के रूप में दिखाई देते हैं।
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Representative Results
सी 57 बीएल / 6 चूहों में, ईसीएम के पहले नैदानिक लक्षणों को 6 और 10 दिनों के बीच पी। बर्जही एएनकेए स्पोरोजोइटिस के संक्रमण के बाद देखा जा सकता है। ईसीएम 60 से 80% संक्रमित चूहों में विकसित होता है और 24 से 48 घंटे के भीतर कोमा और मृत्यु के लिए तेज़ी से प्रगति करता है। इसके विपरीत, चूहों जो हाईपरपरैसिटीमिया के कारण गंभीर एनीमिया से दूसरे सप्ताह बाद के संक्रमण के बाद ईसीएम का विकास नहीं करते। 12
एमआरआई इमेजिंग में, ईसीएम के शुरुआती लक्षण घ्राण बल्ब में दिखाई देते हैं, जो माउस के घ्राण प्रणाली से संबंधित होता है और मस्तिष्क के स्फटिक भाग में स्थित होता है। 7 , 13 रक्त में मस्तिष्क की अवरोध में वृद्धि (विपरीत-बढ़ाए T1- भारित छवियों पर देखा गया) और एक तरल वृद्धि (टी 2-भारित छवियों पर टी 2 सिग्नल की वृद्धि, टी 2 शिथिलिकी, और प्रसार-भारित इमेजिंग) प्रारंभिक वासोजेनिक एडिमाघ्राण बल्ब में जो हल्के बीमारी में पहले से मौजूद है (आरएमसीबीएस स्कोर 20-16) और रोग बढ़ने की गंभीरता के रूप में फैलता है सापेक्ष टी 1 संकेत छवि सूक्ष्म रक्त-मस्तिष्क अवरोध व्यवधान ( चित्रा 1 ) का पता लगाने में सहायता करती है। विशिष्ट मस्तिष्क में रक्त-मस्तिष्क अवरोध में व्यवधान और वासोजेनिक edema की प्रगति। ये रोग परिवर्तन रोवरल प्रवासी प्रवाह के साथ फैलता है, न्यूरोब्लास्ट्स के लिए एक माइग्रेटिंग मार्ग, ब्रेनस्टाम की ओर, जो बहुत गंभीर बीमारी (आरएमसीबीएस 9 9 9 बार में फैल गया) में पहुंच गया है। टी 2 के नक्शे पर, वासोजेनिक एडिमा की गंभीरता चित्रा 2 में दिखाए गए अनुसार, विशिष्ट शारीरिक संरचना क्षेत्रों में रुचि के क्षेत्रों को चित्रित करके मात्रा निर्धारित की जा सकती है। प्रत्येक क्षेत्र के लिए, बढ़ती एडिमा से बढ़ने वाला टी 2 छूट का समय प्राप्त किया जा सकता है। वासोजेनिक एडिमा और रक्त-मस्तिष्क की अवरोध बाधा के साथ-साथ, ईसीएम की गंभीरता बढ़ जाती है, मस्तिष्क सूजन शुरू होती है। कॉम के रूप में मस्तिष्क मात्रा में सूक्ष्म रूप से बीमार चूहों में उल्लेखनीय रूप से वृद्धि शुरू होती हैगंभीर रूप से बीमार चूहों ( चित्रा 3 ) में आधार रेखा और आगे बढ़ने के लिए प्रेरित किया।
सूक्ष्मशोधकों द्वारा की गई सूक्ष्म विकृतियों और पोत की संवेदनशीलता के विपरीत (धीमी गति से संबंधित) की वृद्धि के कारण, रक्त-मस्तिष्क अवरोध और वासोजेनिक एडिमा के पहले लक्षणों के बाद होता है और टी 2 * -वेटेड इमेजिंग के साथ कल्पना की जा सकती है। माइक्रोएमोरैरेज मुख्यतः घ्राण बल्ब ( चित्रा 4 ) में होते हैं। सूक्ष्मशोधन की संख्या प्रगतिशील बीमारी के साथ बढ़ जाती है। प्रगतिशील बीमारी के साथ सूक्ष्मशोधन कोर्टेक्स, बेसल गैन्ग्लिया, सेरेबेलम, सफ़ेद पदार्थ और मस्तिष्क में भी स्पष्ट होते हैं।
घटते धमनियों की स्थिति समय-से-उड़ान एंजियोग्राफी के कारण दिखाई देती है, जो कि माइक्रोवैस्कुलर परिवर्तनों के समानांतर में मैक्रोवास्कुलर कमजोरी के संकेत के रूप में होती है। सेरेब्रल रोधगलन ईसीएम में महत्वपूर्ण खोज नहीं है बहुत गंभीर बीमारी में, हालांकि, के फोकल क्षेत्रोंएडीसी की कमी को पहचाना जा सकता है, जिसमें सेरेब्रल इंफेक्शन्स का संकेत मिलता है।
चित्रा 1: रक्त मस्तिष्क बैरियर व्यवधान। ( ए ) एक प्रतिनिधि राजकुमार 3 डी टी 1-भारित छवि टी 1 सिग्नल में वृद्धि घ्राण बल्ब के मध्य क्षेत्र में दिखाई देती है। ( बी ) इसी T1 सापेक्ष संकेत छवि पर (टी 1 प्री-कॉन्ट्रास्ट छवि टी 1 पोस्ट-कॉन्ट्रास्ट छवि से घटाई गई), कॉन्ट्रास्ट एजंट एक्सेवेशन को चित्रित करना आसान है। कॉन्ट्रास्ट एजेंट अपवर्जन सामने वाले कॉर्टिकल क्षेत्र (सफेद तीर) में दिखाई देता है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 2: टी 2 आराम सेometry। 5 ( ए ) के एक आरएमसीबीएस स्कोर और बेसलाइन स्कैन ( बी ) से गंभीर रूप से बीमार माउस से अलग ऊंचाइयों पर नमूना टी 2 नक्शे ग्रे स्केल में, और रंगीन ओवरले के रूप में ROI के साथ ग्रे स्केल में प्रदर्शित होते हैं। गहरे नीले रंग = आरएमएस, हरा = कॉर्टेक्स, फ़िरोज़ा = बाहरी कैप्सूल, पीले = बेसल गैन्ग्लिया, हल्के नीले = डीएमएस, नारंगी = थैलेमस, और लाल = ब्रेनस्फीम कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3: ब्रेन वॉल्यूम मापन। मस्तिष्क की मात्रा मामूली बीमार चूहों में बढ़ जाती है (आरएमबीबीएस 15-10)। 10 चूहों के प्रतिनिधि मूल्य दिखाए गए हैं। डाटा औसत मानक विचलन के रूप में प्रस्तुत किया गया है ब्रा के अंतर में विश्लेषण करने के लिए युग्मित छात्र के टी-टेस्ट का इस्तेमाल किया गया थासमूहों के बीच सूजन में मध्यम / गंभीर बीमार चूहों में, बेसलाइन (पी = 0.021 / 0.001) की तुलना में मस्तिष्क की मात्रा में काफी वृद्धि हुई थी। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 4: माइक्रोएमोरेरेज प्रतिनिधि टी 2 * रक्त-स्टेज संक्रमण ( ए ) की शुरुआत से पहले माउस की छवियों और एक दिन 8 को आरएमसीबी स्कोर 14 ( बी और सी ) के संक्रमण के बाद दिखाया गया है। पहली छवि में, कोई भी माइक्रोहेमराज नहीं दिखता ( ए ), जबकि दूसरी और तीसरी छवियों में, घूमना बल्ब (बी: प्लेन कोरोनल इमेज, सी: खंड वाले माइक्रोएमोरेरेज के साथ 3 डी प्रक्षेपण) में एक प्रमुख प्रस्तुति के साथ कई माइक्रोहेमोर्राजेज दिखाई देते हैं।
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Discussion
इस लेख में, हम प्रायोगिक सेरेब्रल मलेरिया में परिवर्तनों को चित्रित करने के लिए पूरे मस्तिष्क एमआरआई प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं। हम मानते हैं कि एमआरआई का उपयोग मलेरिया अनुसंधान में किया गया है और यह उम्मीद है कि हमारे प्रोटोकॉल अन्य जांचकर्ताओं की सहायता करेंगे। हम कुछ अतिरिक्त बिंदुओं का वर्णन करना चाहते हैं जो उपयोगी हो सकते हैं
यदि गंभीर रूप से बीमार चूहों imaged हैं, स्थिति महत्वपूर्ण है। इंट्राक्रैनीयल दबाव में वृद्धि के कारण, चूहों को मृत्यु के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, और इस प्रकार, ग्रीवा रीढ़ को बढ़ाया नहीं जाना चाहिए। संज्ञाहरण को भी न्यूनतम रखा जाना चाहिए यदि हल्के बीमारी के साथ चूहों को इमेज दिया जाता है, तो एमआरआई के लिए सबसे अच्छा समय बिंदु पहले नैदानिक लक्षणों की अपेक्षित शुरुआत से पहले 12-24 घंटे है। घ्राण बल्ब में हल्के vasogenic edema चूहों में दिखाई दे रहा है जो ईसीएम के किसी भी चिकित्सीय लक्षण को प्रदर्शित नहीं करता (RMCBS स्कोर 20)।
विशिष्ट अनुसंधान प्रश्न के अनुसार एमआरआई प्रोटोकॉल की लंबाई को अनुकूलित किया जा सकता है। न्यूनतम प्रोटोटावासोजेनिक एडिमा और माइक्रोहेमोर्राज लोड / माइक्रोवैस्कुलर कमजोरी की मौजूदगी का न्याय करने के लिए कर्नल में टी 2-भारित अनुक्रम या टी 2 आराममेट्री और टी 2 * भारित अनुक्रम शामिल होना चाहिए। अच्छी गुणवत्ता वाले चित्र प्राप्त करने के लिए, गति कलाकृतियों को कम से कम रखा जाना चाहिए। माउस की उचित स्थिति के माध्यम से मोशन कम हो जाएगा और साँस लेने की दर लगभग 60-80 साँस प्रति मिनट रखी जाएगी।
विवो इमेजिंग विधियों में अन्य, जैसे कि इंट्राविअल माइक्रोस्कोपी, एक सेलुलर स्तर पर ईसीएम में रोग परिवर्तन देखने के लिए वादा दिखाते हैं। 14 , 15 , 16 , 17 एमआरआई की तुलना में, इंट्राविएटल माइक्रोस्कोपी सीमित स्थानिक क्षेत्र को कवर करने की लागत पर उच्च स्थानिक संकल्प प्रदान कर सकता है। इसके विपरीत, एमआरआई पूरे दिमाग को 80 माइक्रोन तक संकल्प में कवर करने में सक्षम है। एमआरआई इसलिए पहचान कर आगे सेलुलर जांच का मार्गदर्शन कर सकता हैपूर्वजों की साइटों-रोग की शुरुआत-साथ ही रोग की अवस्था, जिसे आगे के तरीकों का उपयोग करके मूल्यांकन किया जा सकता है। ईसीएम में एमआरआई निष्कर्ष मानव मस्तिष्क मलेरिया में एमआरआई के साथ पाए जाने वाले रोग परिवर्तनों की तुलना में हो सकते हैं। दोनों मानव और प्रयोगात्मक सेरेब्रल मलेरिया, न्यूरोजेनेसिस के क्षेत्रों में वासोजेनिक एडिमा को दिखाती है, साथ ही साथ माइक्रोवेस्कुलर पैथोलॉजी, जैसे कि वाटरशेड क्षेत्रों में द्वितीयक सेरेब्रल इन्फेक्ट्स। 7 , 18 एक समान प्रकार से सफेद और भूरे रंग के मामले प्रभावित होते हैं, और दोनों मानव और प्रायोगिक सेरेब्रल मलेरिया में मस्तिष्क सूजन में गंभीर बीमारी का मस्तिष्क शामिल होता है, जो कि दूषित राज्य को समझाता है। 2 , 7
हमें उम्मीद है कि विवो इमेजिंग में मस्तिष्क संबंधी मलेरिया के अंतर्निहित रोग तंत्र को सुलझाने में मदद मिलेगी, जो वर्तमान में मायावी है। जैसे कि सूजन और मस्तिष्क सूजन मुश्किल से दिखाई दे रहे हैं , मुझेविवो में इस विकृति की कल्पना करने के लिए महत्वपूर्ण हैं और उपन्यास चिकित्सा और टीकाकरण के मूल्यांकन में सुधार करने में मदद मिलेगी।
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Acknowledgments
मिरियम रीइनिग की विशेषज्ञ तकनीकी सहायता का श्रेय स्वीकार किया गया है। एएच को हीडलबर्ग विश्वविद्यालय के मेडिकल फैकल्टी के पोस्टडॉक्टरल वजीफा से धन प्राप्त हुआ। एल्से-क्रोनर-फ्रेसेनियस फाउंडेशन से एक स्मारक वृत्ति द्वारा सांसद समर्थित है एसीएम संक्रमण संक्रमण (डीजेआईएफ़) के जर्मन केंद्र के डीजीएफ़ अकादमी द्वारा मातृत्व अवकाश के एक वरीयता प्राप्तकर्ता है। जेपी हाउएलएलबर्ग रिसर्च सेंटर फॉर मॉलेकल्युलर मेडिसिन (एचआरसीएमएम) कैरियर डेवलपमेंट फैलोशिप के प्राप्तकर्ता है। हम इसके अलावा ज़ोरिया एम। सैटलर और फ्रेडरिक फ्रिसकनेट को स्पोरोजोइट आंदोलन की एक अनुकरणीय फिल्म प्रदान करने के लिए कृतज्ञतापूर्वक स्वीकार करते हैं।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Isoflurane | Baxter | 1001747 | for anesthesia |
| Dotarem | Guebert | 1086923 | Gd-DTPA contrast agent; 0.5 mmol/mL |
| Amira (Image Processing Program) | FEI Group | Version Amira 5.3.2 | |
| MATLAB | The MathWorks, Inc., | Release 2012b | |
| FDT toolbox | FMRIB's Software Library | http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fdt/index.html |
References
- World Health Organization. World Malaria Report. , (2014).
- Seydel, K. B., et al. Brain swelling and death in children with cerebral malaria. N Engl J Med. 372 (12), 1126-1137 (2015).
- Penet, M. F., et al. Imaging experimental cerebral malaria in vivo: significant role of ischemic brain edema. J Neurosci. 25 (32), 7352-7358 (2005).
- de Souza, J. B., Riley, E. M. Cerebral malaria: the contribution of studies in animal models to our understanding of immunopathogenesis. Microbes Infect. 4 (3), 291-300 (2002).
- Curfs, J. H., van der Meide, P. H., Billiau, A., Meuwissen, J. H., Eling, W. M. Plasmodium berghei: recombinant interferon-gamma and the development of parasitemia and cerebral lesions in malaria-infected mice. Exp Parasitol. 77 (2), 212-223 (1993).
- Carroll, R. W., et al. A rapid murine coma and behavior scale for quantitative assessment of murine cerebral malaria. PLoS One. 5 (10), (2010).
- Hoffmann, A., et al. Experimental Cerebral Malaria Spreads along the Rostral Migratory Stream. PLoS Pathog. 12 (3), e1005470 (2016).
- Mueller, A. K., Behrends, J., Blank, J., Schaible, U. E., Schneider, B. E. An experimental model to study tuberculosis-malaria coinfection upon natural transmission of Mycobacterium tuberculosis and Plasmodium berghei. J Vis Exp. (84), e50829 (2014).
- Hynynen, K., McDannold, N., Sheikov, N. A., Jolesz, F. A., Vykhodtseva, N. Local and reversible blood-brain barrier disruption by noninvasive focused ultrasound at frequencies suitable for trans-skull sonications. Neuroimage. 24 (1), 12-20 (2005).
- Nag, N., Mellott, T. J., Berger-Sweeney, J. E. Effects of postnatal dietary choline supplementation on motor regional brain volume and growth factor expression in a mouse model of Rett syndrome. Brain Res. 1237, 101-109 (2008).
- Giri, S., et al. T2 quantification for improved detection of myocardial edema. J Cardiovasc Magn Reson. 11, 56 (2009).
- Engwerda, C., Belnoue, E., Gruner, A. C., Renia, L.
- Zhao, H., et al. Olfactory plays a key role in spatiotemporal pathogenesis of cerebral malaria. Cell Host Microbe. 15 (5), 551-563 (2014).
- Nacer, A., et al. Experimental cerebral malaria pathogenesis--hemodynamics at the blood brain barrier. PLoS Pathog. 10 (12), e1004528 (2014).
- Nacer, A., et al. Neuroimmunological blood brain barrier opening in experimental cerebral malaria. PLoS Pathog. 8 (10), e1002982 (2012).
- Pai, S., et al. Real-time imaging reveals the dynamics of leukocyte behaviour during experimental cerebral malaria pathogenesis. PLoS Pathog. 10 (7), e1004236 (2014).
- Shaw, T. N., et al. Perivascular Arrest of CD8+ T Cells Is a Signature of Experimental Cerebral Malaria. PLoS Pathog. 11 (11), e1005210 (2015).
- Potchen, M. J., et al. Acute brain MRI findings in 120 Malawian children with cerebral malaria: new insights into an ancient disease. AJNR Am J Neuroradiol. 33 (9), 1740-1746 (2012).
