İndüksiyon ve fare modeli serebral derin malformasyon mikro-CT görüntüleme
Summary
Bu iletişim kuralı bir fare modeli hastalığında serebral derin malformasyon indüksiyon gösterir ve kullanır kontrast mikro bilgisayarlı tomografi lezyon yük ölçmek için geliştirilmiş. Bu yöntem moleküler temelini ve serebral derin malformasyon için potansiyel tedaviler ve diğer serebrovasküler hastalıklar çalışmaya kurulan fare modelleri değerini artırır.
Abstract
Mutasyonların CCM1 (aka KRIT1), CCM2, veya CCM3 (aka PDCD10) gene neden serebral derin malformasyon (CCM) insanlarda. Fare modelleri CCM hastalığının indüklenen tamoxifen silme postnatal hayvanlarda Ccm genlerin tarafından kurulmuştur. Bu fare modelleri moleküler mekanizması ve CCM hastalığı için tedavi yaklaşımları araştırmak için çok değerli çözümler sağlar. Lezyon yük ve ilerlemeyi değerlendirmek için doğru ve nicel bir yöntem bu hayvan modellerin tam değeri koşum için esastır. Burada, biz bir fare modeli hastalığında CCM indüksiyon göstermek ve x-ışını mikro Bilgisayarlı Tomografi (mikro-CT) yöntemi ölçü CCM lezyon yük fare beynindeki için geliştirilmiş kontrast kullanın. Doğum sonrası gün 1 (P1), Ccm2floxed alleli ayırmak için Cdh5-CreErt2 transgene Cre recombinase aktivitesinden etkinleştirmek için 4-hydroxytamoxifen (4HT) kullanılır. Fare beyin lezyonlarının CCM P8 analiz edildi. Mikro-CT için iyot dayalı Lugol’ın çözüm beyin dokusunda kontrast geliştirmek için kullanıldı. Biz tarama parametreleri en iyi duruma getirilmiş ve 9,5 µm, voxel boyutunun yaklaşık 25 µm minimum özellik boyutu için yol faydalanır. Bu çözünürlük CCM lezyon birimi ve numarasını genel olarak ve doğru bir şekilde ölçmek ve fare beynindeki CCM lezyonların yüksek kaliteli 3-b eşleme sağlamak yeterli olur. Bu yöntem moleküler temeli ve potansiyel tedaviler CCM ve diğer serebrovasküler hastalıklar için çalışmaya kurulan fare modelleri değerini artırır.
Introduction
CCM ince duvarlı, insan nüfusunun%10.5’yaygınlığı ile vasküler malformasyon beyin büyümüş. CCM nedeniyle işlev kaybı mutasyonlar birinde üç genleri dominant bozukluk olarak miras: CCM1 (aka KRIT1), CCM2ve CCM3 ( PDCD10olarak da bilinir)2,3,4 ,5,6. Bu genlerin tek bir karmaşık sinyal mevcut.
Çeşitli modelleri modeli insan CCM hastalık ve akış aşağı yolları CCM7,8,9,10için sorumludur CCM genlerin anlamak için geliştirilmiştir. En güçlü modeli yeni doğan yavrular8,10 Ccm genlerinde tamoxifen indüklenebilir Cdh5-CreERT2 , P1 ile herhangi bir koşullu olarak silmektir. Bu pups ileriye P6 beyin lezyonlarının CCM geliştirmek ve arama mekanizmaları için önceden klinik çalışmalar ve CCM hastalıkları tedavisinde terapötik ajanlar için ideal bir model olacağı tahmin ediliyor.
CCM lezyon yük fare beynindeki ölçülen öncelikle Histoloji tabanlı yöntemler tarafından son derece zaman alıcı bir yaklaşım ve araştırmacı tabi10,11,12önyargı. MRI tabanlı yöntemleri CCM lezyon yük yetişkin fare modeli9,13‘ te değerlendirmek için kullanılmaktadır. Ancak, son derece uzmanlaşmış küçük hayvan MRI enstrüman ve gece için birkaç saat uzun inceden inceye gözden geçirmek zaman CCM lezyonlar belirlenmesi için tatmin edici bir çözüme ulaşmak için gereklidir. Ayrıca, MRI CCM lezyonlar yenidoğan farelerde algılamak için kullanılıp kullanılamayacağı değil bildirilmiştir ve çözünürlük hassasiyeti sınırlayabilir.
Son zamanlarda bir mikro-CT teknik resim ve CCM lezyon14,15çözümlemek için geliştirdik. Bu yüksek çözünürlüklü, zaman ve maliyet-etkin yöntem önemli ölçüde mekanik ve tedavi edici çalışmalar CCM hastalığı modelinde değerini artırdı. Yumuşak doku ve fare embriyo16,17mikro-CT görüntüleme için kontrast arttırıcı, Bütün Dağı boyama yöntemleri kullanılmaktadır. Daha önce biz bir boyama Osmiyum tabanlı mikro-CT görüntüleme beyin14CCM lezyonların için kontrastı Artır için kullandık. Bu gazetede bir daha az toksik, yıkıcı olmayan-kullandık ve maliyet-etkin reaktifi tabanlı bir iyot Lugol’ın çözümü, mikro-CT görüntüleme için kontrastı artırmak için. İyot beyin diffüz ve kan18için yüksek bir yakınlık vardır.
Detaylı iletişim kuralı burada bir yenidoğan fare modeli ile birlikte görüntüleme lezyonlarının CCM indüksiyon ve CCM lezyonlar kontrast tabanlı mikro tomografi ile analizi için sunulan Bu mikro-CT tabanlı yöntem CCM lezyon birimin nicel küresel ölçüm sağlar, doğru sayı ve 3-b farenin beyin lezyonlarının CCM konumunu tanımlar ve büyük ölçüde maliyeti azaltır ve bu hayvanların fenotip için gerekli süre.
Protocol
Representative Results
Discussion
CCM bireyler1ilâ % 0,5 etkiler ortak bir vasküler malformasyon var. CCM durum sporadik veya ailesel formunda oluşabilir. CCM lezyonlar beklenmedik biçimde kontur ve diğer nörolojik sonuçları neden rüptürü gibi hasta prognoz genellikle belli değildir. Şu anda, tek tedavi seçeneği cerrahi olarak yüksek riskli tarafından eşlik eder lezyonları kaldırmaktır.
İnsan CCM koşulları son zamanlarda çoğaltılamaz içinde hayvan modelleri7…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar imkanları ve Sydney mikroskobu ve Microanalysis araştırma tesisi (AMMRF) ve Avustralya Merkezi bilimsel ve teknik yardım mikroskobu & Microanalysis (ACMM) Sydney Üniversitesi için kabul edersiniz. Bu çalışmalar Avustralya Ulusal Sağlık tarafından desteklenen edildi ve tıbbi araştırma Konseyi (NHMRC) projesi 161558 ve APP1124011 (XZ) hibe.
Materials
| 4-hydroxy tamoxifen | Sigma-Aldrich | H6278 | To activate Cdh5-CreErt2 |
| Corn oil | Sigma-Aldrich | C8267-500ML | To dilute 4-hydroxy tamoxifen |
| Stereomicroscope | Leica | M205FA | To take macroscopic images |
| Lugol's Iodine solution | Sigma-Aldrich | L6146 | To stain samples for contrast micro-CT |
| Plastic paraffin film | Parafilm | PM992 | To package samples |
| Micro-CT | Xradia | MicroXCT-400 | Micro-CT |
| 3D rendering software | FEI Visualization Science group | Avizo 3D image processing software | To analyse micro-CT scans |
References
- Fischer, A., Zalvide, J., Faurobert, E., Albiges-Rizo, C., Tournier-Lasserve, E. Cerebral cavernous malformations: from CCM genes to endothelial cell homeostasis. Trends Mol Med. 19 (5), 302-308 (2013).
- Liquori, C. L., et al. Mutations in a gene encoding a novel protein containing a phosphotyrosine-binding domain cause type 2 cerebral cavernous malformations. Am J Hum Genet. 73 (6), 1459-1464 (2003).
- Laberge-le Couteulx, S., et al. Truncating mutations in CCM1, encoding KRIT1, cause hereditary cavernous angiomas. Nat Genet. 23 (2), 189-193 (1999).
- Sahoo, T., et al. Mutations in the gene encoding KRIT1, a Krev-1/rap1a binding protein, cause cerebral cavernous malformations (CCM1). Hum Mol Genet. 8 (12), 2325-2333 (1999).
- Denier, C., et al. Mutations within the MGC4607 gene cause cerebral cavernous malformations. Am J Hum Genet. 74 (2), 326-337 (2004).
- Bergametti, F., et al. Mutations within the programmed cell death 10 gene cause cerebral cavernous malformations. Am J Hum Genet. 76 (1), 42-51 (2005).
- McDonald, D. A., et al. A novel mouse model of cerebral cavernous malformations based on the two-hit mutation hypothesis recapitulates the human disease. Hum Mol Genet. 20 (2), 211-222 (2011).
- Boulday, G., et al. Developmental timing of CCM2 loss influences cerebral cavernous malformations in mice. J Exp Med. 208 (9), 1835-1847 (2011).
- Chan, A. C., et al. Mutations in 2 distinct genetic pathways result in cerebral cavernous malformations in mice. J Clin Invest. 121 (5), 1871-1881 (2011).
- Zheng, X., et al. Cerebral cavernous malformations arise independent of the heart of glass receptor. Stroke. 45 (5), 1505-1509 (2014).
- McDonald, D. A., et al. Fasudil decreases lesion burden in a murine model of cerebral cavernous malformation disease. Stroke. 43 (2), 571-574 (2012).
- Maddaluno, L., et al. EndMT contributes to the onset and progression of cerebral cavernous malformations. Nature. 498 (7455), 492-496 (2013).
- Gibson, C. C., et al. Strategy for identifying repurposed drugs for the treatment of cerebral cavernous malformation. Circulation. 131 (3), 289-299 (2015).
- Choi, J. P., et al. Micro-CT Imaging Reveals Mekk3 Heterozygosity Prevents Cerebral Cavernous Malformations in Ccm2-Deficient Mice. PLoS One. 11 (8), 0160833 (2016).
- Zhou, Z., et al. Cerebral cavernous malformations arise from endothelial gain of MEKK3-KLF2/4 signalling. Nature. 532 (7597), 122-126 (2016).
- Metscher, B. D. MicroCT for comparative morphology: simple staining methods allow high-contrast 3D imaging of diverse non-mineralized animal tissues. BMC Physiol. 9, 11 (2009).
- Johnson, J. T., et al. Virtual histology of transgenic mouse embryos for high-throughput phenotyping. PLoS Genet. 2 (4), 61 (2006).
- Anderson, R., Maga, A. M. A Novel Procedure for Rapid Imaging of Adult Mouse Brains with MicroCT Using Iodine-Based Contrast. PLoS One. 10 (11), 0142974 (2015).
- Zheng, X., et al. Dynamic regulation of the cerebral cavernous malformation pathway controls vascular stability and growth. Dev Cell. 23 (2), 342-355 (2012).
