I risultati sulla risposta microvascolare al particolato atmosferico sono riprodotte con l&#39;autorizzazione di Environmental Health Perspectives 24. I dati meteorologici e di qualità dell&#39;aria convalidati sono stati gentilmente forniti da The Royal Meteorological Institute belga e l&#39;Agenzia per l&#39;ambiente fiammingo. Il software di analisi dell&#39;immagine retinica è stato ottenuto da Dr. N. Ferrier (Madison Facoltà di Ingegneria e del Fundus Photograph Reading Center, Dipartimento di Oftalmologia e Scienze Visive, Università del Wisconsin-Madison). Tijs Louwies e Eline Provost sono supportati con una borsa di studio VITO. Eline Provost detiene una ricerca comunione aspirante del Fondo Scientifico fiammingo. Tim S. Nawrot è titolare di una borsa di studio iniziale del Consiglio europeo della ricerca.

Il Consiglio di etica della Hasselt University e University Hospital Antwerp approvato gli studi. I partecipanti hanno dato il loro consenso informato scritto per partecipare. 1 Configurazione strumento <ol><li> Rimuovere le coperture di protezione nere dalla fotocamera digitale retina e il blocco principale del dispositivo. </li><li> Aprire il vano batterie e inserire la batteria nella fotocamera. Non scollegare il cavo di collegamento della batteria e l&#39;unità principale. </li><li> Avvitare la telecamera sull&#39;unità principale e collegare i due fili. Collegare l&#39;unità principale alla rete elettrica e al computer con il cavo USB in dotazione. </li><li> Avviare l&#39;unità principale attivando il pulsante on / off su &quot;on&quot;. Avviare la fotocamera attivando il pulsante on / off su &quot;on&quot;. </li><li> Avviare il computer. Questo consentirà di evitare errori di collegamento tra l&#39;unità principale e il computer. </li></ol> 2 Acquisizione di foto <ol><li> Avviare la retina ImagiSoftware di controllo ng (e inserire la password richiesta). Il software è una parte della fotocamera digitale della retina (vedi tabella materiali per i link). </li><li> Inizia lo studio facendo clic sull&#39;icona &quot;Studio&quot; nella parte superiore sinistra dello schermo. Per un nuovo paziente, compilare tutti i dettagli, come ID del paziente, nome del paziente, data di nascita, ecc Se il paziente è già presente nel sistema, compilare il &quot;ID paziente&quot; e utilizzare &quot;Cerca elenco cronologico&quot;. Fare doppio clic sul nome del paziente per iniziare lo studio. </li><li> Chiedere al paziente di prendere posto davanti alla cinepresa, posizionare la / il mento sulla mentoniera e la fronte contro il resto fronte e &quot;bloccare&quot; la testa di prendere una fotografia. </li><li> Chiedere al paziente di guardare dritto nell&#39;obiettivo della telecamera. Spostare la telecamera nella (XY) piano orizzontale per l&#39;occhio destro o sinistro. </li><li> Utilizzare la mentoniera per posizionare la cornea del paziente all&#39;interno dei due cerchi che compaiono sul display della fotocamera. Fine-tuneutilizzando la rotella sul joystick. </li><li> Spostare la fotocamera in avanti, indietro e lateralmente nel piano XY in modo da posizionare la pupilla del paziente all&#39;interno dei circoli. Assicurarsi che l&#39;alunno forma un cerchio continuo. In questo modo, l&#39;iride del paziente saranno divisi in due pezzi. </li><li> Utilizzare il &quot;grilletto&quot; sul joystick per passare dalla cornea alla retina. In questa fase, il paziente deve osservare una luce verde. Chiedere al paziente di guardare la luce verde. </li><li> Mettere a fuoco la fotocamera allineando le due linee che compaiono quando la ruota alla base del joystick sia acceso. Girare la ruota fino a quando le due linee formano una linea continua. </li><li> Utilizzare la luce verde per posizionare l&#39;occhio nella posizione ottimale per una fotografia. Se necessario, spostare la luce utilizzando i tasti freccia sul lato destro della fotocamera. Posizionare la luce verde in modo che il disco ottico sia centrato sul display della fotocamera. </li><li> Cerca per 2 macchie bianche che sembravano dopo switching alla retina (nel passo 2.7). Per trovare i punti, spostare l&#39;unità nel piano XY. Le macchie sono visibili come una macchia sfocata. Spostare l&#39;unità in avanti o indietro fino a quando le macchie sfocate diventano luminosi, macchie bianche. Il brillante e rotondo le macchie, migliore è la qualità dell&#39;immagine è. Posizionare i punti fino a quando entrambi sono visibili. Usare la rotella sul joystick per portare i punti al centro del display della fotocamera. </li><li> Verificare che le due linee (dal punto 2.8) formano una linea continua. Il disco ottico è centrato sul display della fotocamera ed è fiancheggiato da due luminosi, macchie bianche. Prendete la fotografia retinica sparando il pulsante sulla parte superiore del joystick. </li><li> Salvare la foto premendo il pulsante &quot;studio completo&quot; nell&#39;angolo in basso a destra dello schermo del computer. Completamento dello studio salverà automaticamente le immagini in una mappa e chiudere lo studio. </li></ol> 3 Analisi di Fotografia della retina <ol><li> Determinare il rapporto di scala da measurante la distanza tra il centro della macula (fovea) e il centro del disco ottico (punto cieco). Anatomicamente questa distanza è determinata per essere 4.500 micron o 2,5 volte il diametro del disco ottico, con quest&#39;ultimo essendo circa 1.800 micron. Assicurarsi che la distanza è misurata in pixel. Calcolare il rapporto di scala dividendo 4.500 per la distanza (in pixel) tra la macula e il punto cieco. </li><li> Aprire il software di analisi dei vasi della retina &quot;IVAN&quot;. NOTA: Il software è stato creato presso l&#39;Università del Wisconsin a Madison. Informazioni dettagliate sull&#39;uso di IVAN è presa dal manuale. </li><li> Compilare il rapporto di scala e procedere con la configurazione. </li><li> Verificare che i tre anelli gialli appaiono sulla fotografia retinica. Il rapporto di scala determina il raggio del cerchio interno e racchiude la papilla. Verificare che il punto centrale dell&#39;anello interno è sul punto di mezzo del disco ottico. Se questo non è il caso, regolare laposizione del cerchio utilizzando i tasti cursore. I raggi dei cerchi media ed esterna sono 2x e 3x maggiore del raggio del cerchio interno, rispettivamente. In questo modo, le zone A e B vengono creati ad una distanza fissa dal disco ottico. </li><li> Verificare che l&#39;immagine retinica ha il disco ottico nel centro della fotografia. Questo assicura un forte fuoco dell&#39;immagine nella zona B e questo faciliterà il processo di classificazione (Figura 4A). </li><li> Si osservi che il software rileva automaticamente i vasi sanguigni e assegna questi vasi come venule (Figura 4B). </li><li> Distinguere i vasi tra arteriole e venule basati su differenze fisiologiche. Arteriole saranno indicati in rosso e venule in blu (Figura 4C). Utilizzare le seguenti linee guida per identificare ogni nave: <ol><li> Determinare il colore del vaso. Arteriole hanno un colore rosso-arancio più chiaro con una forte riflessione della luce centrale. Le vene hanno più scuro violacolore -Red con poco o nessun riflesso di luce centrale. </li><li> Determinare la rotta della nave. Arteriole tendono ad essere dritta e liscia a grandi linee; sono più regolari sia percorso e contorno. Venule sono generalmente più tortuoso, e più irregolare nei contorni e diametro. Venule sono più ampi di diametro al margine del disco rispetto alle arteriole corrispondenti. </li><li> Identificare la nave, cercando in l&#39;annotazione della nave precedente. In linea di principio, arteriole si alternano con venule. Pertanto, se un venule distinta viene misurata, la prossima nave è più probabile che sia un arteriola. </li><li> Definire il modello di attraversamento. Come regola generale, arteriole non attraversano arteriole e venule non attraversano venule. Se una nave di identità sconosciuta attraversa un ramo venoso all&#39;interno o distale alla zona B, poi la nave sconosciuta è un arteriola. Se si attraversa un ramo arteriolare all&#39;interno o distale alla zona B, allora è una venule. </li><li> Identificare i rami più piccoli da loro tracciando proximally per la loro ramificazione da una nave madre, la cui identità può essere evidente dalle prime due linee guida. Utilizzare angoli tra navi a differenziare incroci e diramazioni. NOTA: partenze sono spesso quasi perpendicolare (90 °) o, se i due vasi sono scorrevano in parallelo, l&#39;angolo di incrocio può essere molto bassa (inferiore a 30 °). Ramificazioni sono di solito un po &#39;meno perpendicolare (con l&#39;angolo tra i due rami da 30 ° a 45 °). </li><li> Selezionare la lunghezza della nave nella zona di classificazione. Assicurarsi che la deviazione standard della nave selezionata non superi il valore di 10. piccole deviazioni standard indicano una buona misura. </li></ol></li><li> Utilizzare gli strumenti software per selezionare le navi che non sono stati selezionati dal software stesso. Le stesse regole si applicano per queste navi, come per le navi selezionate automaticamente dal software. </li><li> Determinare Central Retinal arteriolare e venulare equivalente (CRAEe CRVE) automaticamente IVAN. </li><li> Calcolare il CRAE e CRVE dai rispettivi pescherecci ramificazione figlia utilizzando formule rivedute della Parr e Hubbard 28. NOTA: Il rapporto tra tronchi e rami, con coefficienti di ramificazione empiricamente derivati, è dato in due seguenti formule per approssimare equivalenti navi. IVAN utilizza i sei più grandi arteriole e venule per il calcolo CRAE e CRVE. Le formule sono applicate in una procedura iterativa per abbinare i sei più grandi (arteriole o venule) fino ad ottenere il vaso arteriolare centrale (o venulare) equivalente. Arteriole: <img alt="Equazione 1" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51904/51904eq1.jpg" /> (1) Venule: <img alt="Equazione 2" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51904/51904eq2.jpg" /> (2) dove w 1, w 2, e W sono le ampiezze del ramo più stretto, il ramo più ampio, e il tronco principale, rispettivamente. NOTA: Assumere that in una fotografia della retina le sei più grandi arteriole sono 120, 110, 100, 90, 80, e 70 micron di larghezza. Mettere 120 e 70 nell&#39;equazione (1), nonché 110 e 80, 100 e 90 Dopo la prima iterazione ci sono tre valori: 122,2, 120,0, 118,4 e. Eseguire la successiva iterazione accoppiando 122,2 e 118,4, ottenendo 149,8. Riporto il numero medio (120.0) per l&#39;iterazione finale. Coppia 149.8 e 120.0 a 168.7 resa per CRAE. </li></ol>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari effettivi o potenziali concorrenti.

<html> Analisi delle immagini Retina si propone come uno strumento utile per lo studio delle risposte microvascolari in studi epidemiologici. Quando l&#39;operatore è vissuto, ci vogliono meno di 5 minuti per scattare una foto fundus. Inoltre, questa procedura non invadente per la visualizzazione del microcircolo può essere utilizzato per i partecipanti provenienti da tenera età fino alla vecchiaia. La letteratura è in aumento rispetto alle associazioni tra i cambiamenti morfologici nel s...

La microcircolazione è costituito da vasi con diametro inferiore a 150 micron e comprende piccole arterie di resistenza, arteriole, capillari, venule e. Questi vasi costituiscono una grande parte del sistema circolatorio e svolgono un ruolo importante nel mantenimento della salute cardiovascolare. Il diametro del vaso di 150 micron è una fisiologica e un limite fisico. Le proprietà reologiche dei vasi con un diametro inferiore a 150 micron differiscono dalle grandi arterie. Inoltre, la maggior parte delle variazioni di resistenza di autoregolazione si verificano a valle di 150 micron di letti vascolari espositrici sangue flusso autoregolazione 1. Il microcircolo ha due funzioni importanti. La funzione primaria è quella di fornire cellule con l&#39;ossigeno e substrati metabolici al fine di soddisfare la domanda dei tessuti e per drenare i prodotti di scarto e anidride carbonica. Alterazioni nel numero di navi di scambio e gli schemi di flusso microvascolare riduce la superficie di scambio efficace e possono LEAd per perfusione tissutale ottimale e un fallimento per soddisfare la domanda metabolica 2. Inoltre, la pressione idrostatica scende all&#39;interno del letto vascolare e la microcircolazione svolge un ruolo nella regolazione della resistenza periferica totale 3. La retina è un tessuto a strati fodera l&#39;interno dell&#39;occhio. La sua funzione principale è quella di convertire la luce in ingresso in un segnale neurale che è ulteriormente propagato alla corteccia visiva per l&#39;elaborazione di informazioni visive. La funzione della retina è vedere il mondo esterno e tutte le strutture oculari coinvolte in questo processo sono otticamente trasparente. Questo rende il tessuto retinico accessibile per l&#39;imaging non invasiva del microcircolo 4. Imaging della retina viene utilizzato per identificare le malattie degli occhi. Ad esempio, una forma avanzata di degenerazione maculare può portare alla perdita della vista a causa della crescita anormale dei vasi sanguigni nella macula. Questi vasi sanguigni tendono ad essere più permeabili e soggetti a bleedinge fuoriuscita di sangue e proteine ​​all&#39;interno o al di sotto della retina. Questi ultimi eventi sono responsabili per i danni irreversibili ai fotorecettori. Sviluppo di glaucoma correla con un danneggiamento delle cellule gangliari e dei loro assoni. L&#39;effetto di questo processo porta alla coppa del disco ottico, che può essere osservata nelle immagini retiniche 5. La retinopatia diabetica è causata da iperglicemia che porta a danneggiare le pareti dei vasi retinici. Ciò può causare ischemia, la crescita di nuovi vasi sanguigni e un cambiamento nella rete geometrica vascolare. Inoltre, la barriera emato-retinica può essere soggetto a rottura, causando perdite di capillari dilatati e hyperpermeable aneurismi 6. Microcircolo della retina mostra omologia con i letti microvascolari presenti nel cuore, i polmoni e il cervello 7. Si è stabilito che le malattie sistemiche che colpiscono la microcircolazione del cervello può causare cambiamenti paralleli nella retina. Arteriolare narrowing e una maggiore luce arteriolare riflesso della retina è associato con anomalie dei vasi, lesioni della sostanza bianca e lacunes che sono causati da malattia cerebrale piccolo vascello 8. Una relazione significativa è stata scoperta tra stretti venule retiniche, una rete microvascolare retina alterata e l&#39;insorgenza della malattia di Alzheimer. Si suggerisce che il cervello di pazienti hanno un microcircolo cerebrale alterata che è anche osservabile nella retina 9. La prova è in aumento anche in merito alla correlazione tra cambiamenti vascolari retiniche e coronarica 10,11 malattie cardiache. Il rapporto tra il diametro delle arterie retiniche e delle vene retiniche (A / V) ha dimostrato di essere un proxy sensibile per riflettere ipertensione e aterosclerosi 12. Un restringimento delle arterie e allargamento delle vene, portando ad un rapporto A / V diminuito, corrobora il rischio di ictus e infarto del miocardio 13. L&#39;ipertensione può causare direttoischemia retinica e infarti retiniche che diventano visibili come macule e profondi della retina macchie bianche 14. Serre e Sasongko recentemente riassunti della letteratura e hanno concluso che l&#39;esposizione a stile di vita e fattori di rischio ambientale (ad esempio, la dieta, l&#39;attività fisica, il fumo e inquinamento atmosferico) può indurre cambiamenti morfologici del letto microvascolare retina 15. È importante sottolineare che tali alterazioni retiniche sono stati associati con fattori di rischio cardiovascolare, anche prima che le manifestazioni cliniche delle malattie 16. Aumenti significativi nell&#39;incidenza di morbilità e mortalità cardiovascolare sono stati attribuiti e lungo e le esposizioni a breve termine al particolato atmosferico 17,18. La ricerca indica che il particolato (PM), una importante frazione di inquinamento dell&#39;aria, contribuisce allo sviluppo di malattie cardiovascolari e induce eventi cardiovascolari 19,20. Una perdita di valore della funzione diil letto microvascolare è pensato di svolgere un ruolo nelle associazioni osservate. A questo proposito, un&#39;associazione tra l&#39;esposizione all&#39;inquinamento atmosferico e restringimento arteriolare nella retina è stato segnalato da Adar e colleghi 21. Il calibro arteriolare retinico era stretto e calibro venulare era più largo tra i 4607 partecipanti del Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) che vivevano in zone con una maggiore esposizione a breve e lungo termine per la materia PM 2,5 (particolato ≤ 2,5 micron di diametro) 21. Infiammazione sistemica causata da esposizione cronica all&#39;inquinamento atmosferico può causare più ampi diametri venulari 22. Questo avvalora gli studi che riportano l&#39;impatto del fumo sul letto microvascolare retina 23. Un recente report di pubblicazione sulla associazione tra esposizione a breve termine all&#39;inquinamento atmosferico e cambiamenti microvascolari in adulti sani (22-63 anni di età), misurati con fundus retinico fotografia 24. Un IncreaSE in PM (particolato ≤ 10 micron di diametro), 10 e BC (nero di carbonio, una combustione sottoprodotto che può essere utilizzato come proxy per il gas di scarico diesel legati al traffico) è stato associato con una diminuzione in arteriolare calibro 24,25. In questo protocollo video scientifico, le procedure sono descritte per raccogliere le immagini del fundus dell&#39;occhio, effettuare analisi delle immagini per ottenere arteriolare e venulare calibri dei vasi, e per calcolare Central Retinal arteriolare Equivalente (CRAE) e centrale della retina venulare Equivalente (CRVE). Imaging della retina sta guadagnando una maggiore attenzione perché la retina è l&#39;unico tessuto che permette l&#39;analisi discreta del microcircolo e immagini possono essere raccolti dalla più tenera età fino alla vecchiaia 26,27. CRAE e CRVE sembrano essere i parametri sensibili che riflettono l&#39;impatto dello stile di vita modificabili e ambientali fattori di rischio cardiovascolare sul microcircolo. Nel manoscritto, la ripetibilitàdel vaso di analisi è dimostrata. Inoltre, l&#39;applicabilità dell&#39;analisi microcircolo retinico in studi epidemiologici è indicato riassumendo i nostri risultati ottenuti in un design-misure ripetute con una particolare attenzione per l&#39;impatto del particolato atmosferico di esposizione 24.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="970">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:321px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:223px;">Company</td>
			<td style="width:196px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:231px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Canon CR-2 nonmydriatic retinal camera&#160;</td>
			<td>Hospithera (Brussels, Belgium)</td>
			<td></td>
			<td>http://www.usa.canon.com/cusa/healthcare/products/eyecare/digital_non_mydriatic_retinal_cameras/cr_2. Any other retinal camera with comparable resolution and specifications can be used for the analysis of the retinal microvasculature. Compatibility should&#160; be checked before starting a study.</td>
		</tr>
		<tr height="357">
			<td height="357" style="height:357px;width:321px;">IVAN: Vessel Measurement Software</td>
			<td style="width:223px;"></td>
			<td style="width:196px;"></td>
			<td style="width:231px;">This software can be used without charge for scientific purpose. It can be obtained by contacting Dr. Nicola Ferrier (Madison School of Engineering and the Fundus Photograph Reading 
			Center, Department of Ophthalmology and Visual Sciences, University of Wisconsin&#8211;Madison). http://directory.engr.wisc.edu/me/faculty/ferrier_nicola. Phone: (608) 265-8793, 
			Fax: (608) 265-2316 or e-mail: ferrier@engr.wisc.edu 
			&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fundus photography as a convenient tool to study microvascular responses to cardiovascular disease risk factors in epidemiological studies

La microcircolazione è costituito da vasi con diametro inferiore a 150 micron. Esso costituisce gran parte del sistema circolatorio e svolge un ruolo importante nel mantenimento della salute cardiovascolare. La retina è un tessuto che riveste l&#39;interno dell&#39;occhio ed è l&#39;unico tessuto che permette una analisi non invasiva del microcircolo. Al giorno d&#39;oggi, le immagini del fundus di alta qualità possono essere acquisite con fotocamere digitali. Immagini retiniche possono essere raccolti in 5 minuti o meno, anche senza dilatazione delle pupille. Questa procedura non invadente e veloce per la visualizzazione del microcircolo è attraente da applicare in studi epidemiologici e per monitorare la salute cardiovascolare da tenera età fino alla vecchiaia. Malattie sistemiche che colpiscono la circolazione può portare a cambiamenti morfologici progressivi nel sistema vascolare della retina. Ad esempio, cambiamenti nei calibri dei vasi delle arterie e delle vene retiniche sono stati associati con ipertensione, atherosclerosi, e aumento del rischio di ictus e infarto del miocardio. Le larghezze delle navi siano derivati ​​dall&#39;uso di software di analisi delle immagini e la larghezza delle sei maggiori arterie e le vene sono riassunti nella Central Retinal arteriolare Equivalente (CRAE) e l&#39;equivalente Central Retinal venulare (CRVE). Le ultime caratteristiche hanno dimostrato utile per studiare l&#39;impatto dello stile di vita modificabili e fattori di rischio di malattia cardiovascolare ambientali. Le procedure per acquisire le immagini del fondo oculare e le fasi di analisi per ottenere CRAE e CRVE sono descritti. Coefficienti di variazione di misure ripetute di CRAE e CRVE sono meno del 2% ed entro-rater affidabilità è molto alta. Utilizzando uno studio panel, la rapida risposta dei calibri dei vasi retinici di modifiche a breve termine particolato atmosferico, un noto fattore di rischio per mortalità e morbilità cardiovascolare, viene segnalato. In conclusione, l&#39;imaging della retina si propone come uno strumento comodo e strumentale per Studi epidemiologicis per studiare le risposte microvascolari a fattori di rischio di malattia cardiovascolare.

Ripetibilità di CRAE e CRVE Determinazione Un gruppo di 61 persone tra 22-56 anni e privi di malattie cardiovascolari clinicamente diagnosticati è stato reclutato per lo studio tecnico e la ripetibilità intra-rater variabilità di Central Retinal arteriolare Equivalente (CRAE) e centrale della retina venulare equivalenti (CRVE) determinazioni. Il fondo del occhio destro di ogni individuo è stato fotografato due volte entro un periodo di tempo di 5 minuti con una macchina fotografica della r...

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Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies

Analisi di immagine retinica è una procedura discreto per la visualizzazione del microcircolo. L&#39;impatto dei fattori di rischio di malattia cardiovascolare può portare a cambiamenti di calibro dei vasi retinici. Le procedure per acquisire le immagini del fondo oculare e la procedura per il calcolo della nave calibri sono descritti.

Fundus Fotografia come un comodo strumento per studiare le risposte microvascolari a malattie cardiovascolari Fattori di rischio in studi epidemiologici

The microcirculation consists of blood vessels with diameters less than 150 &#181;m. It makes up a large part of the circulatory system and plays an ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

19.0K Views.  Flemish Institute for Technological Research (VITO).  Analisi di immagine retinica è una procedura discreto per la visualizzazione del microcircolo. L'impatto dei fattori di rischio di malattia cardiovascolare può portare a cambiamenti di calibro dei vasi retinici. Le procedure per acquisire le immagini del fondo oculare e la procedura per il calcolo della nave calibri sono descritti. 

Video: Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies

Spectral Karyotyping to Study Chromosome Abnormalities in Humans and Mice with Polycystic Kidney Disease

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being analyzed 1, 2. This classical banding technique, however, is not reliable in identifying complex chromosomal aberrations such as those associated with cancer. To overcome the limitations of the banding technique, Spectral Karyotyping (SKY) is introduced to provide much reliable information on chromosome abnormalities.
SKY is a multicolor fluorescence in-situ hybridization (FISH) technique to detect metaphase chromosomes with spectral microscope 3, 4. SKY has been proven to be a valuable tool for the cytogenetic analysis of a broad range of chromosome abnormalities associated with a large number of genetic diseases and malignancies 5, 6. SKY involves the use of multicolor fluorescently-labelled DNA probes prepared from the degenerate oligonucleotide primers by PCR. Thus, every chromosome has a unique spectral color after in-situ hybridization with probes, which are differentially labelled with a mixture of fluorescent dyes (Rhodamine, Texas Red, Cy5, FITC and Cy5.5). The probes used for SKY consist of up to 55 chromosome specific probes 7-10.
The procedure for SKY involves several steps (Figure 1). SKY requires the availability of cells with high mitotic index from normal or diseased tissue or blood. The chromosomes of a single cell from either a freshly isolated primary cell or a cell line are spread on a glass slide. This chromosome spread is labeled with a different combination of fluorescent dyes specific for each chromosome. For probe detection and image acquisition,the spectral imaging system consists of sagnac interferometer and a CCD camera. This allows measurement of the visible light spectrum emitted from the sample and to acquire a spectral image from individual chromosomes. HiSKY, the software used to analyze the results of the captured images, provides an easy identification of chromosome anomalies. The end result is a metaphase and a karyotype classification image, in which each pair of chromosomes has a distinct color (Figure 2). This allows easy identification of chromosome identities and translocations. For more details, please visit Applied Spectral Imaging website (<a href="http://www.spectral-imaging.com/" target="_blank">http://www.spectral-imaging.com/</a>).
SKY was recently used for an identification of chromosome segregation defects and chromosome abnormalities in humans and mice with Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD), a genetic disease characterized by dysfunction in primary cilia 11-13. Using this technique, we demonstrated the presence of abnormal chromosome segregation and chromosomal defects in ADPKD patients and mouse models 14. Further analyses using SKY not only allowed us to identify chromosomal number and identity, but also to accurately detect very complex chromosomal aberrations such as chromosome deletions and translocations (Figure 2).

Spectral Karyotyping (SKY) is an advanced cytogenetics technique to identify genomic and chromosomal aberrations. This technique takes advantage of chromosome painting probes, which allow classification of all chromosomes. SKY can also identify complex chromosome aberrations and segregation defects in mice and humans with various diseases, including polycystic kidney disease.

Cariotipo spettrale allo studio anomalie cromosomiche negli esseri umani e nei topi con malattia del rene policistico

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being ...

Ricerca

Medicina

Isolation and Excision of Murine Aorta; A Versatile Technique in the Study of Cardiovascular Disease

Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated blood is the aorta. The aorta may become affected in diseases such as atherosclerosis and aneurysm. Researchers investigating these diseases would benefit from direct observation of the aorta to characterize disease progression as well as to evaluate efficacy of potential therapeutics. The goal of this protocol is to describe proper isolation and excision of the aorta to aid investigators researching cardiovascular disease. Isolation and excision of the aorta allows investigators to look at gross morphometric changes as wells as allowing them to preserve and stain the tissue to look at histologic changes if desired. The aorta may be used for molecular studies to evaluate protein and gene expression to discover targets of interest and mechanisms of action. This technique is superior to imaging modalities as they have inherent limitations in technology and cost. Additionally, primary isolated cells from a freshly isolated and excised aorta can allowing researchers to perform further in situ and in vitro assays. The isolation and excision of the aorta has the limitation of having to sacrifice the animal however, in this case the benefits outweigh the harm as it is the most versatile technique in the study of aortic disease.

Pathology of the aorta can lead to severe morbidity and mortality, therefore research of disease progression and potential therapies is warranted. Here, we present a protocol to isolate and excise the murine aorta to aid researchers in their investigation of cardiovascular disease.

Isolamento e Asportazione di Murine Aorta; Una tecnica versatile nello studio delle malattie cardiovascolari

Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated ...

Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models

This study adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating translational dysphagia research. Successful outcomes are dependent upon three critical components: test chambers that permit self-feeding while standing unrestrained in a confined space, recipes that mask the aversive taste/odor of commercially-available oral contrast agents, and a step-by-step test protocol that permits quantification of swallow physiology. Elimination of one or more of these components will have a detrimental impact on the study results. Moreover, the energy level capability of the fluoroscopy system will determine which swallow parameters can be investigated. Most research centers have high energy fluoroscopes designed for use with people and larger animals, which results in exceptionally poor image quality when testing mice and other small rodents. Despite this limitation, we have identified seven VFSS parameters that are consistently quantifiable in mice when using a high energy fluoroscope in combination with the new murine VFSS protocol. We recently obtained a low energy fluoroscopy system with exceptionally high imaging resolution and magnification capabilities that was designed for use with mice and other small rodents. Preliminary work using this new system, in combination with the new murine VFSS protocol, has identified 13 swallow parameters that are consistently quantifiable in mice, which is nearly double the number obtained using conventional (i.e., high energy) fluoroscopes. Identification of additional swallow parameters is expected as we optimize the capabilities of this new system. Results thus far demonstrate the utility of using a low energy fluoroscopy system to detect and quantify subtle changes in swallow physiology that may otherwise be overlooked when using high energy fluoroscopes to investigate murine disease models.

This study successfully adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating translational dysphagia research.

Adattamento umani videofluoroscopia Rondine metodi di studio per individuare e caratterizzare disfagia in modelli di malattia Murine

This study adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating ...

Using Adeno-associated Virus as a Tool to Study Retinal Barriers in Disease

M&#252;ller cells are the principal glial cells of the retina. Their end-feet form the limits of the retina at the outer and inner limiting membranes (ILM), and in conjunction with astrocytes, pericytes and endothelial cells they establish the blood-retinal barrier (BRB). BRB limits material transport between the bloodstream and the retina while the ILM acts as a basement membrane that defines histologically the border between the retina and the vitreous cavity. Labeling M&#252;ller cells is particularly relevant to study the physical state of the retinal barriers, as these cells are an integral part of the BRB and ILM. Both BRB and ILM are frequently altered in retinal disease and are responsible for disease symptoms.
There are several well-established methods to study the integrity of the BRB, such as the Evans blue assay or fluorescein angiography. However these methods do not provide information on the extent of BRB permeability to larger molecules, in nanometer range. Furthermore, they do not provide information on the state of other retinal barriers such as the ILM. To study BRB permeability alongside retinal ILM, we used an AAV based method that provides information on permeability of BRB to larger molecules while indicating the state of the ILM and extracellular matrix proteins in disease states. Two AAV variants are useful for such study: AAV5 and ShH10. AAV5&#160;has a natural tropism for photoreceptors but it cannot get across to the outer retina when administered into the vitreous when the ILM is intact (i.e., in wild-type retinas). ShH10 has a strong tropism towards glial cells and will selectively label M&#252;ller glia in both healthy and diseased retinas. ShH10 provides more efficient gene delivery in retinas where ILM is compromised. These viral tools coupled with immunohistochemistry and blood-DNA analysis shed light onto the state of retinal barriers in disease.

To investigate the blood-retinal barrier permeability and the inner limiting membrane integrity in animal models of retinal disease, we used several adeno-associated virus (AAV) variants as tools to label retinal neurons and glia. Virus mediated reporter gene expression is then used as an indicator of retinal barrier permeability.

Utilizzando virus adeno-associati come strumento per studiare le barriere della retina nella malattia

M&#252;ller cells are the principal glial cells of the retina. Their end-feet form the limits of the retina at the outer and inner limiting membranes ...

Vein Interposition Model: A Suitable Model to Study Bypass Graft Patency

Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. Research models for bypass graft failure are essential for a better understanding of pathobiological and pathophysiological processes during graft patency loss. Large animal models, such as pigs or sheep, resemble human anatomical structures but require special facilities and equipment. This video describes a rat vein interposition model to investigate vein graft patency loss. Rats are inexpensive and easy to handle. Compared to mouse models, the convenient size of rats permits better operability and enables a sufficient amount of material to be obtained for further diverse analysis. In brief, the inferior epigastric vein of a donor rat is harvested and used to replace a segment of the femoral artery. Anastomosis is conducted via single stitches and sealed with fibrin glue. Graft patency can be monitored non-invasively using duplex sonography. Myointimal hyperplasia, which is the main cause for graft patency loss, develops progressively over time and can be calculated from histological cross sections.

This video demonstrates a model to study the development of myointimal hyperplasia after venous interposition surgery in rats.

Vena interposizione Modello: un modello adatto per studiare Bypass Graft pervietà

Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. ...

Smartphone Fundus Photography

Smartphone fundus photography is a simple technique to obtain ocular fundus pictures using a smartphone camera and a conventional handheld indirect ophthalmoscopy lens. This technique is indispensable when picture documentation of optic nerve, retina, and retinal vessels is necessary but a fundus camera is not available. The main advantage of this technique is the widespread&#160;availability of smartphones that allows documentation of macula and optic nerve changes in many settings that was not previously possible. Following the well-defined steps detailed here, such as proper alignment of the phone camera, handheld lens, and the patient&#39;s pupil, is the key for obtaining a clear retina picture with no interfering light reflections and aberrations. In this paper, the optical principles of indirect ophthalmoscopy and fundus photography will be reviewed first. Then, the step-by-step method to record a good quality retinal image using a smartphone will be explained.

Fundus photography normally requires specialized fundus cameras that are not always available in all clinical settings.&#160;Here, a simple method to record ocular fundus images using a smartphone camera and a conventional high-plus handheld indirect ophthalmoscopy lens is described.

Smartphone Fundus Fotografia

Smartphone fundus photography is a simple technique to obtain ocular fundus pictures using a smartphone camera and a conventional handheld indirect ...

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

As a functional status of microcirculation, microvascular vasomotion is important for the delivery of oxygen and nutrients and the removal of carbon dioxide and waste products. The impairment of microvascular vasomotion might be a crucial step in the development of microcirculation-related diseases. In addition, the highly vascularized pancreatic islet is adapted to support endocrine function. In this respect, it seems possible to infer that the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion might affect pancreatic islet function. Analyzing the pathological changes of the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion may be a feasible strategy to determine contributions that pancreatic islet microcirculation makes to related diseases, such as diabetes mellitus, pancreatitis, etc. Therefore, this protocol describes using a laser Doppler blood flow monitor to determine the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion, and to establish parameters (including average blood perfusion, amplitude, frequency, and relative velocity of pancreatic islet microvascular vasomotion) for evaluation of the microcirculatory functional status. In a streptozotocin-induced diabetic mouse model, we observed an impaired functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion. In conclusion, this approach for assessing pancreatic islet microvascular vasomotion in vivo may reveal mechanisms relating to pancreatic islet diseases.

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

Pancreatic islet microvascular vasomotion regulates islet blood distribution and maintains the physiological function of islet &#946; cells. This protocol describes using a laser Doppler monitor to determine the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion in vivo and to assess the contributions of pancreatic islet microcirculation to pancreatic-related diseases.

Laser Doppler: Uno strumento per la misurazione dell'isolotto pancreatico Vasomotion microvascolare In Vivo

As a functional status of microcirculation, microvascular vasomotion is important for the delivery of oxygen and nutrients and the removal of carbon ...

Conducting Maximal and Submaximal Endurance Exercise Testing to Measure Physiological and Biological Responses to Acute Exercise in Humans

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic responses to acute exercise are predominantly influenced by the duration and intensity of the exercise regimen. As exercise is increasingly thought of as a therapeutic treatment and/or diagnostic tool, it is important that standardizable methodologies be utilized to understand the variability and to increase the reproducibility of exercise outputs and measurements of responses to such regimens. To that end, we describe two different cycling exercise regimens that yield different physiologic outputs. In a maximal exercise test, exercise intensity is continually increased with a greater workload resulting in an increasing cardiopulmonary and metabolic response (heart rate, stroke volume, ventilation, oxygen consumption and carbon dioxide production). In contrast, during endurance exercise tests, the demand is increased from that at rest, but is raised to a fixed submaximal exercise intensity resulting in a cardiopulmonary and metabolic response that typically plateaus. Along with the protocols, we provide suggestions on measuring physiologic outputs that include, but are not limited to, heart rate, slow and forced vital capacity, gas exchange metrics, and blood pressure to enable the comparison of exercise outputs between studies. Biospecimens can then be sampled to assess cellular, protein, and/or gene expression responses. Overall, this approach can be easily adapted into both short- and long-term effects of two distinct exercise regimens.

To assess the influence of exercise intensity on physiologic and biologic responses, two different exercise testing protocols were utilized. Methods outlining exercise testing on a cycle ergometer as an incremental maximal oxygen consumption test and endurance, steady state submaximal endurance test are described.

Lo svolgimento di prova per misurare le risposte fisiologiche e biologiche all'esercizio acuto negli esseri umani di esercizio submassimale e massima resistenza

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic ...

The Dyspepsia Educational Tool As a Novel Aid in Dyspepsia Management

Digital educational tools have a well-established role in current healthcare. In particular, disorders that are managed non-pharmacologically benefit from this development, as it enables patient engagement in self-management. Dyspepsia is a condition thought to arise from gastric and duodenal perturbations, brain-gut axis disturbances, and dietary factors. Behavioral interventions are a major part of dyspepsia treatment, hence patient engagement and motivation through education is essential. Protocols that describe the development process of such educational tools are scarce. We provide a methodology describing development of a dyspepsia educational tool. Assessment of users' needs is the first step, followed by a literature search. The content is developed based on the main themes and entered into a content management system, to build the program. Final adjustments are made after a pilot test of the tool. The presented protocol can be used as a guide for development of a digital dyspepsia educational tool or as a tool for similar situations.

This protocol describes the development process of a digital dyspepsia educational tool. Assessment of unmet needs and literature, content development, and building of the tool are presented. The methodology can be used as a guide for future development of digital educational tools.

Lo strumento educativo Dyspepsia come un nuovo aiuto nella gestione della dispepsia

Digital educational tools have a well-established role in current healthcare. In particular, disorders that are managed non-pharmacologically benefit from ...

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we demonstrate a murine cryoinjury infarct model that generates precise infarct sizes with high reproducibility and replicability. In brief, after intubation and sternotomy of the animal, the heart is lifted from the thorax. The probe of a handheld liquid nitrogen delivery system is applied onto the myocardial wall to induce cryoinjury. Impaired ventricular function and electrical conduction can be monitored with echocardiography or optical mapping. Transmural myocardial remodeling of the infarcted area is characterized by collagen deposition and loss of cardiomyocytes. Compared to other models (e.g., LAD-ligation), this model utilizes a handheld liquid nitrogen delivery system to generate more uniform infarct sizes.

This article demonstrates a model to study cardiac remodeling after myocardial cryoinjury in mice.

Un modello di criolesionismo per studiare l'infarto miocardico nel mouse

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...