Mikro-CT-Bildgebung und morphometrische Analyse von Neugeborenengehirnen von Mäusen

Zusammenfassung

Diese Studie beschreibt die Schritte zur Gewinnung hochauflösender Bilder von neugeborenen Mäusegehirnen durch die Kombination von Mikro-Computertomographie (Mikro-CT) und einem Kontrastmittel in ex vivo-Proben . Wir beschreiben grundlegende morphometrische Analysen, um die Größe und Form des Gehirns in diesen Bildern zu quantifizieren.

Zusammenfassung

Neurobilder sind ein wertvolles Werkzeug für die Untersuchung der Gehirnmorphologie in Experimenten mit Tiermodellen. Die Magnetresonanztomographie (MRT) hat sich zur Standardmethode für Weichteile entwickelt, obwohl ihre geringe räumliche Auflösung für Kleintiere einige Grenzen mit sich bringt. Hier beschreiben wir ein Protokoll zur Gewinnung hochauflösender dreidimensionaler (3D) Informationen über Gehirne und Schädel von Mäusen bei Neugeborenen mittels Mikro-Computertomographie (Mikro-CT). Das Protokoll umfasst die Schritte, die erforderlich sind, um die Proben zu sezieren, das Gehirn zu färben und zu scannen und morphometrische Messungen des gesamten Organs und der interessierenden Regionen (ROIs) zu erhalten. Die Bildanalyse umfasst die Segmentierung von Strukturen und die Digitalisierung von Punktkoordinaten. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass die Kombination von Mikro-CT und Lugol-Lösung als Kontrastmittel eine geeignete Alternative für die Darstellung der perinatalen Gehirne von Kleintieren darstellt. Dieser Bildgebungs-Workflow hat Anwendungen in der Entwicklungsbiologie, Biomedizin und anderen Wissenschaften, die daran interessiert sind, die Auswirkungen verschiedener genetischer und umweltbedingter Faktoren auf die Gehirnentwicklung zu bewerten.

Einleitung

Die Mikro-Computertomographie (Mikro-CT) ist ein wertvolles Werkzeug für verschiedene Forschungsbereiche. In der Biologie eignet es sich aufgrund der Röntgenabsorption in mineralisiertem Gewebe besonders für die Knochenforschung. Aufgrund dieser Eigenschaft wurden verschiedene Fragestellungen u.a. zur Knochenentwicklung¹, zum Stoffwechsel² und zur Evolution ^3,4 mit Hilfe der Mikro-CT angegangen. Im Jahr 2008 zeigten de Crespigny et ^al.5, dass Mikro-CT-Bilder von erwachsenen Mäuse- und Kaninchengehirnen mit Jod als Kon....

Protokoll

Alle experimentellen Verfahren folgten den Richtlinien des Canadian Council on Animal Care.

1. Probenentnahme und -vorbereitung

1. Bereiten Sie 500 ml 4% Paraformaldehyd (PFA) vor.
   1. Unter einem Extraktionsflussmittel in einem Schrank 20 g PFA-Pulver zu 250 ml 1x phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) in einem 1-Liter-Glasbecherglas geben. Stellen Sie den Becher mit Magnet auf eine magnetische Rührplatte.
   2. Während des Erhitzens umrühren. Überprüfen Sie mit einem Thermometer ständig die Temperatur der Lösung, um sie unter 60 °C zu halten.
   3. Geben Sie mit einer Pasteurpipette aus Kunststoff Tr....

Diskussion

In dieser Arbeit wird ein prägnantes Protokoll zum Scannen von neonatalem Hirngewebe von Mäusen mittels Mikro-CT mit einem Kontrastmittel vorgestellt. Darüber hinaus enthält es einfache Verfahren zur Erzielung quantitativer und qualitativer Ergebnisse. Aufbauend auf diesen Methoden können weitere alternative oder ergänzende Analysen durchgeführt werden.

Wie im Protokoll gezeigt, können Mikro-CT-Bilder auf unterschiedliche Weise analysiert werden. In früheren Studien schätzte unsere G.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
µCT 35	Scanco Medical AG		Note that Scanco does not offer the  µCT 35 anymore. Their smallest scanner is now the  µCT 45
Avizo	Visualization Sciences Group, VSG
C57BL/6 Mice	Bioterio Facultad de Ciencias Veterinarias Universidad Nacional de La Plata
Conical tubes	Daigger	CH-CI4610-1856
Flux cabinet	Esco	AC2-458
Glass beaker	Glassco	GL-229.202.10
Glass bottle	Simax	CFB017
Glass funnel	HDA	VI1108
HCl	Carlo Erba	403872	Manipulate under a flux cabinet and use personal protective equipment (mask, glass and gloves)
I2	Cicarelli	804211	When preparing I2KI, manipulate under a flux cabinet and use personal protective equipment (mask, glass and gloves)
KI	Cicarelli	PA131542.1210	When preparing I2KI, manipulate under a flux cabinet and use personal protective equipment (mask, glass and gloves)
Magnetic stirring	Arcano	4925
NaOH	Cicarelli	1580110	Manipulate under a flux cabinet and use personal protective equipment (mask, glass and gloves)
Orbital shaker	Biomint	BM021
Paraformaldehyde	Biopack	2000959400	Manipulate under a flux cabinet and use personal protective equipment (mask, glass and gloves)
Paton spatula	Glassco	GL-377.303.01
PBS	Biopack	2000988800
Plastic Pasteur pipette	Daigger	9153
R	R Project		The package geomorph for R was used in the protocol (https://cran.r-project.org/web/packages/geomorph/index.html)
Scissors	Belmed
Sodium azide	Biopack	2000163500
Thermometer	Daigger	7650