Reconstrucción de 3-Dimensional Volumen Histología y su aplicación al estudio del ratón glándulas mamarias

Resumen

We present an image registration approach for 3-dimensional (3D) histology volume reconstruction, which facilitates the study of the changes of an organ at the level of macrostructures made up of cells . Using this approach, we studied the 3D changes between wild-type and Igfbp7-null mammary glands.

Resumen

Reconstrucción volumen Histología facilita el estudio de la forma 3D y el cambio de volumen de un órgano a nivel de macro-estructuras formadas por células. También se puede utilizar para investigar y validar nuevas técnicas y algoritmos en imágenes médicas volumétrica y terapias. La creación de los atlas 3D de alta resolución de los diferentes órganos ^1,2,3 es otra aplicación de la reconstrucción del volumen histología. Esto proporciona un recurso para la investigación de las estructuras de tejido y la relación espacial entre diferentes características celulares. Presentamos un método de registro de imágenes para la reconstrucción del volumen histología, que utiliza un conjunto de imágenes blockface ópticos. El volumen histología reconstruida representa una forma fiable de la muestra procesada sin error de registro post-procesamiento propagado. Los hematoxilina y eosina (H & E) manchadas secciones de dos glándulas mamarias de ratón se registraron a sus imágenes blockface correspondientes utilizando puntos de los límites extraídos del edbios de la muestra en la histología y blockface imágenes. La precisión del registro se evaluó visualmente. La alineación de las macroestructuras de las glándulas mamarias también se evaluó visualmente en alta resolución.

Este estudio delinea las diferentes etapas de esta tubería de registro de imágenes, que van desde la escisión de la glándula mamaria a través de volumen histología reconstrucción 3D. Mientras que las imágenes de histología 2D revelan las diferencias estructurales entre pares de secciones, el volumen de la histología en 3D proporciona la capacidad de visualizar las diferencias en la forma y el volumen de las glándulas mamarias.

Introducción

IGFBP7 (la insulina como factor de crecimiento de la proteína de unión a 7) es un miembro de la familia de proteínas de unión de IGF-, y se ha demostrado que se unen al receptor de IGF1 ^4. Down-regulación de IGFBP7 se sabe que se correlaciona con mal pronóstico en cáncer de mama ^5, mientras que la reintroducción de IGFBP7 en modelos de tumores de xenoinjertos inhibe en gran medida los tumores de crecimiento ⁶ a través de la inducción de la apoptosis y senescencia celular ^7. Con el fin de estudiar los efectos de IGFPB7, un ratón-IGFBP7 nula fue creado ⁵ (datos no publicados). Mientras que estos ratones no desarrol

Protocolo

1. Espécimen

1. Impuestos especiales de las glándulas mamarias quirúrgicamente de tipo salvaje CDH1 así como los ratones IGFBP7 nulo tres días publican inicio de la lactancia.
2. Separe las glándulas en portaobjetos de vidrio para ayudar a recuperar la morfología de la glándula mamaria nativo.

2. La fijación y procesamiento de tejidos

1. Fijar las glándulas mamarias en neutro tamponado al 4% PFA O / N a ^{4 °} C.
2. Guarde las glándulas en etanol al 70% antes de la elaboración de tejidos.
3. Transferir las glándulas para pequeños casetes de procesamiento de tejidos.
4. Procesar los

Resultados

Una trampa de técnicas de microscopía tradicionales es que la comprensión de un órgano a nivel microscópico se limita a un campo de visión a la vez. Incluso diapositivas "en total conformidad", que ofrecen secciones enteras de diapositivas, no proporcionan información tridimensional. Con el desarrollo de la diapositiva entera, tecnologías de análisis dinámicos, nuestra capacidad de ver una sección en su totalidad se ha incrementado, sin embargo la extrapolación de las estructuras requiere volumen h...

Discusión

En este estudio, hemos desarrollado un flujo de trabajo de registro de imágenes para reconstruir un volumen histología en 3D a partir de imágenes de histología en 2D de serie, que no requieren puntos de referencia internos seleccionados al azar o marcadores fiduciales implantados dentro del tejido, que puedan distorsionar el tejido. Mediante el método descrito, imágenes blockface ópticos mismos se utilizan como imágenes de referencia antes de seccionar. Utilizamos orificios externos perforados en el bloque de pa...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
16% PFA	VWR International	15710	16% Paraformaldehyde solution
Small tissue processing cassettes	VWR International	CA95029-956
Leica ASP300 Automated Tissue processor	Leica	14047643515
100% ethanol	Fisher Scientific	S25307B
Xylene	VWR International	CA95057-822
Paraffin	Thermo Fisher	39501006	Paraplast Tissue Embedding Medium
Leica EG 1160 Embedding Centre	Leica
Leica rotary microtome	Leica
Milling machine	Argo
Microscope slides	VWR International	CA48312-015
H&E stain	VWR International
Automatic stainer
Coverslips	VWR International	48404-452
MEDITE RCM 7000 Glass Coverslipper	MEDITE
Leica SCN400 slide scanner	Leica
MATLAB	MathWorks Inc	MATLAB 2007b	Development software
MeVisLab	MeVis Medical Solutions AG	MeVisLab 2.1	3D visualization software