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요약

우리는을위한 마우스 모델에서 얇게 - 두개골 대뇌 피질의 창 (TSCW)를 생성하는 방법을 제시 생체 내 10월 영상.

초록

광 간섭 단층 촬영 (OCT)는 높은 공간적 - 시간적 해상도 바이오 메디컬 이미징 기술이다. 그 최소한 침략 방식으로 10월는 피부과 안과, 그리고 gastroenterology 1-3에서 널리 사용되었습니다. 얇게 - 두개골 대뇌 피질의 창 (TSCW)를 사용, 우리는 생체 내 이미지 피질을하는 도구로 스펙트럼 도메인 10월 (SD -10 월) 양상을 채용하고 있습니다. 더 다양한 기능을 제공으로 일반적으로, 오픈 - 머리가 신경 이미징에 사용 된 그러나, TSCW의 접근 방식은 덜 침습적이며, neuropathology의 연구에 장기 이미징을위한 효과적인 의미입니다. 여기, 우리는 대뇌 피질의 생체 10월 이미지에서의 마우스 모델에서 TSCW를 만드는 방법을 제시한다.

서문

초기 1990 년대의 도입 이후, 10 월은 조직 구조와 기능 2 생물 이미징 용도로 사용되었습니다. 10월는 광섬유 켈슨 간섭계 2,4과 낮은 일관성 광원을 구현하여 backscattered 조명 4 반향 시간 지연을 측정하여 단면 이미지를 생성합니다. 또한 푸리에 도메인 10월 (FD 10 월)로 알려진 SD 10 월은, 첫째 1995 5 소개 및 전통적인 시간 도메인 10월 (TD -10 월)에 비해 우수한 이미징 양상을 제공합니다. SD 10 월에서 참조 암은 높은 속도와 초 고해상도 이미지 획득 6-9의 결과로 고정 유지됩니다.

현재 TSCW 모델은 전통적인 craniotomy 대신에 두 광자 현미경의 생체 뇌 이미징 응용 프로그램에 주로 사용되었습니다. 이러한 TSCW은 추가 IMA을 제공하기 위해 사용자 정의 두개골 판이나 유리 커버 슬립 10-13와 동시에 사용되어왔다안정성을 ging. 우리의 연구에서 우리는 TSCW을 사용하는 경우 다음과 같은 액세서리는 10월 이미징에 필요한 아니라는 것을 관찰했다. 그들은 광학 빔을 방해하고 10월 이미지를 변경 할 수 있으므로 따라서, 두개골 판이나 유리 커버 용지의 부족은 이미지 창 크기의 넓은 범위의 할 수 있습니다.

얇게-두개골 준비 두 광자 현미경 10-13를 사용하여 뇌의 이미징 연구에 도움이 될 입증되었습니다. 우리의 실험에서, 우리는 TSCW을 통해 생체 내 이미지 피질에 SD 10 월 시스템을 사용합니다. 우리의 사용자 정의 SD 10 월 영상 설정은 각각 8 μm 및 20 μm의 축 방향 및 측 방향 해상도의 결과로 97 nm의 대역폭과 1,295 nm의 중심이 superluminescent 다이오드 (SLD), 14로 구성된 광대역, 낮은 간섭 광원을 포함 . 우리의 광학 이미징 장치와 함께, 우리는 TSCW을 통해 이미지가 O에 구조와 기능을 파악하고 시각화에 큰 가능성이 있다는 구상ptically 조밀 한 뇌 조직.

프로토콜

1. 외과 준비

  1. 6~8주 세 사이의 여성 CD 1 마우스는 우리 실험에 사용되었습니다.
  2. 케타민과 xylazine 조합 (80 MG / kg ketamine/10 MG / kg xylazine)의 intraperitoneal 주사와 마우스를 마취. ~ 37 ° C.에 최적의 체온을 보장하기 위해 homeothermic 패드에서 마우스를 놓으십시오 지속적인 동물의 반사 신경 (예를 들면, 무딘 집게와 발을 곤란하게) 테스트에 의해 마취의 수준을 모니터링하고 필요한 경우 더 많은 마취를 삽입.
  3. 인공 눈물의 연고와 함께 두 눈에 기름칠. 면도칼을 사용하여 두피에 머리카락을 제거하고 70 % 알코올 시험을 치루 패드를 사용하여 잔류 머리카락을 제거합니다. 두피 이상 Nair 헤어 제거 크림의 얇은 층을 적용하고 적용하려면 2 분 정도 기다리십시오. 부드럽게 생리를 사용하여 Nair와 나머지 머리는 면봉과 알코올 시험을 치루 패드를 moistened 닦아. 두피는 이제 완전히 사나이 답게해야합니다.
  4. betadine 면봉 스틱을 사용하여 두피를 소독하고 7 청소0 % 에탄올 사립 패드.
  5. ~ 37 최적의 체온을 보장하기 위해 수술 커튼에 동물을주의 깊게 포장 ° C와 두개골을 고정 할 수있는 stereotaxic 프레임에 동물을 탑재합니다. 살짝의 안정성을 보장하기 위해 두개골을 누릅니다. 사용 재료의 목록은 표 1에 제공됩니다.

2. 얇게 - 두개골 두피 창 준비

  1. 눈 사이의 중간 선 지점에 절개를 시작합니다. 귀 사이의 중간 선 지점으로 caudally 계속합니다. 집게가있는 부분 피부를.
  2. 해부 현미경으로 얇게 할 지역을 찾아 부드럽게 핀셋을 사용하여 근막을 제거합니다. 얇게 대뇌 피질의 창을 만들기 전에 멸균 면봉으로 두개골을 말린다. 우리의 실험에서, 우리는 4 만든 × 4mm는 두개의 창 ~ bregma에 뒤쪽과 측면 1mm를 얇게.
  3. 빛 한눈에 모션 onl를 사용하여 수술 핸드 드릴에 드릴 비트 크기 0.75 mm를 둥근 카바이드 버를 사용하여 두개골을 썼음 시작Y. 두개골로 직접 압력을 가하지 마십시오. 멸균 생리와 면봉을 사용하여 뼈 먼지를 제거하고 두개골을 과열 방지를 위해 매 20-30 초를 드릴 중지합니다. 생리는 또한 두개골 전체의 열을 사라지고에 도움이됩니다.
  4. 소형 뼈의 바깥 층이 완전히 제거되면 중간 작은 구멍이 많은 뼈 층은 이제 표시됩니다. 혈관이 작은 구멍이 많은 뼈 계층에서 더 명백만큼 ​​일부 약간의 출혈이있을 수 있습니다. 녹색 돌 버로 전환하여 작은 구멍이 많은 층 더 섬세하므로 특히주의를 사용하여 드릴 계속 진행합니다. 두개골 창 전체 반반 함을 만들 때 녹색 돌 버 적은 뼈 자료를 삭제합니다. 뼈 먼지를 제거하고 두개골을 냉각 가끔 드릴 중지합니다.
  5. 마지막으로, 두개골이 더 투명하고 뇌에 vasculature 나면 이제 볼 수 있습니다, 연마 버를 사용하여 두개골을 연마 시작합니다. 이 수 두개골을 부드럽게하면서 숱이 더 정확.주세요 SKU의 두께를 확인부드럽게 포셉과에 눌러 붙인다. 두개골이 약간 유연하게 될 때 연마를 중지합니다.
  6. 얇게 두개골 창이 완전히 부드럽고 반사 및 이미징 (그림 1)에 대한 준비가되어 있어야합니다. 뇌의 고도의 분산 조직의 특성으로 인해, 두개골은 최적 깊이 침투에 대해 최소 55 μm로 얇게해야합니다. 사용 재료의 목록은 표 1에 제공됩니다.

3. 광 결맞음 단층 촬영 영상

  1. 수술이 완료되면 마취의 적절한 수준을 보장하고 필요한 경우 추가 마취를 관리하는 동물의 호흡 속도와 반사 신경을 확인합니다. stereotaxic 프레임에서 동물을 제거 동물 이미징 역 수술 커튼에 싸여 있으며, 교통 동물 유지.
  2. 이미지는 반사 표지판을 확인하고 필요한 경우 추가 인공 눈물을 적용하기 전에. 두개골을 확보 할 수있는 stereotaxic 프레임에 동물을 탑재합니다.
  3. 아래의 장소 동물10월 카메라와 광학 빔 (그림 2)에 따라 위치 TSCW합니다. 두개골과 뇌의 단면도는 이제 (그림 3) 시각화 할 수 있습니다.
  4. 관심 지역이 위치한되면 데이터 수집이 시작 할 수 있습니다. 영상을 위해, 우리는 4.0 mm의 폭과 이미지 창을 달성하기 위해 갈보 거울을 사용합니다. 2mm의 이미지 깊이는 6 사고 전력 MW과 초점 얇게 두개골 아래의 1mm를 얻은 것입니다. 각 단면적 이미지 당 0.14 초의 수집 속도 2,048 축 스캔으로 구성.
  5. 뇌의 용적 검사는 XY의 화살 방향으로 빔을 스캔 첫 번째 갈보 거울과 코로나에서 스캔 두 번째 갈보 거울과 스캔을위한 갈보 거울 두 개를 사용하여 2D 단면 일련의 이미지를 수집하여 구할 수 있습니다 방향.

결과

대뇌 피질 위에 얇게 창을 만든 후 vasculature는 이제 더 시각적으로 눈에 잘 띄는해야합니다 (그림 1)과 (최대 1 ㎜) 깊이 이미징 깊이있게됩니다. 140 μm (그림 1)에서 측정 및 더 큰 광학 선명도를 제공하는 일반 두개골에 비해 오른쪽 피질은 약 55 μm로 얇게되어 있습니다. 또한 10-15 μm로 썼음하면 11 그러나 유리 커버 용지와 두개골 플레이트의 사용 등 필요한는

토론

10월와 얇게-두개골 영상은 최근 15, 16, 조사 된 소설 신경 영상 기술이다. 우리의 실험에서, 우리는 생체 내 마우스 모델에서 TSCW을 통해 SD 10 월 영상의 가능성을 보여 주었다. 결과에서 두개골이 약 55 μm로 얇게되어 있고 침투 깊이는 각각의 축 방향 및 측 방향에서 8 μm 및 20 μm의 이미지 해상도로 약 1mm에서 얻어진다. 정상적인 두개골 (그림 4)에 비해 신호 강도 프로파...

공개

관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

감사의 말

이 작품은 컨셉 교부금의 UC 발견 증명 의해 NIH (R00 EB007241)에 의해 지원되었다. 저자는 또한이 실험에서 그녀의 도움 재클린 허바드 감사드립니다.

자료

NameCompanyCatalog NumberComments
자료 회사 카탈로그 번호 코멘트
케타민 피닉스 제약 57319-542-02
Xylazine Akorn 주식회사 139-236
인공 눈물 연고 럭비 0536-6550-91
Nair 교회 & 드와이트 (주) 주식회사 4010130
멸균 알코올 준비 패드 켄달 의료 6818
면화는 Applicators 줬 Fisherbrand 23-400-115
Betadine 솔루션 Swabstick 퍼듀 제품 67618-153-01
생리 식염수, 0.9 % 피닉스 제약 57319-555-08
Stereotactic 프레임 Stoelting
고속 외과 핸드 드릴 Foredom 38,000 RPM
초경 라운드 버 Stoelting 0.75 mm
경질 - 그린 스톤 Shofu 생크 : HP
모양 : BA1
CompoMaster 거친 & CompoMaster 폴리 셔 Shofu 모양 : 미니 PT.
SpaceDrapes Braintree 과학 주식회사

참고문헌

  1. Bizheva, K., Unterhuber, A., Hermann, B., Povazay, B., Sattmann, H., Drexler, W. Imaging ex vivo and in vitro brain morphology in animal models with ultrahigh resolution optical coherence tomography. Journal of Biomedical Optics. 9, 719-724 (2004).
  2. Fujimoto, J. G. Optical coherence tomography for ultrahigh resolution in vivo imaging. Nature Biotechnology. 21, 1361-1367 (2003).
  3. Wantanabe, H., Rajagopalan, U. M., Nakamichi, Y., Igarashi, K. M., Kadono, H., Tanifuji, M. Swept source optical coherence tomography as a tool for real time visualization and localization of electrodes used in electrophysiological studies of brain in vivo. Biomedical Optics Express. 2, 3129-3134 (2011).
  4. Huang, D., Swanson, E. A., Lin, C. P., Schuman, J. S., Stinson, W. G., Chang, W., Hee, M. R., Flottee, T., Gregory, K., Puliafito, C. A., Fujimoto, J. G. Optical coherence tomography. Science. 254, 1178-1181 (1991).
  5. Mitsui, T. Dynamic range of optical reflectometry with spectral interferometry. Japanese Journal of Applied Physics. 38, 6133-6137 (1999).
  6. de Boer, J. F., Cense, B., Park, B. H., Pierce, M. C., Tearney, G. J., Bouma, B. Improved signal-to-noise ratio in spectral-domain compared with time-domain optical coherence tomograhy. Optics Letters. 28, 2067-2069 (2003).
  7. de Boer, J. F. Ch. 5. Optical Coherence Tomography: Technology and Applications. , (2008).
  8. Choma, M. A., Sarunic, M. V., Yang, C., Izatt, J. A. Sensitivity advantage of swept source and fourier domain optical coherence tomography. Optics Express. 11, 2183-2189 (2003).
  9. Leitgeb, R. A., Drexler, W., Unterhuber, A., Hermann, B., Bajraszewski, T., Le, T., Stingl, A., Fercher, A. F. Ultrahigh resolution fourier domain optical coherence tomography. Optics Express. 12, 2156-2165 (2004).
  10. Drew, P. J., Shih, A. Y., Driscoll, J. D., Knutsen, P. M., Blinder, P., Davalos, D., Akassoglou, K., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull. Nature Methods. 7, 981-984 (2010).
  11. Shih, A. Y., Mateo, C., Drew, P. J., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. A Polished and Reinforced Thinned-skull Window for Long-term Imaging of the Mouse. J. Vis. Exp. 61, e3742 (2012).
  12. Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice. Nature Protocols. 5, (2010).
  13. Lu, M., Majewska, S., K, A., Gelbard, H. A. A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation. J. Vis. Exp. (43), e2059 (2010).
  14. Wang, Y., Oh, C. M., Oliveira, M. C., Islam, M. S., Ortega, A., Park, B. H. GPU accelerated real-time multi-functional spectral-domain optical coherence tomography system at 1300nm. Optics Express. 20, 14797-14813 (2012).
  15. Aguirre, A. D., Chen, Y., Fujimoto, J. F. Depth-resolved imaging of functional activation in the rat cerebral cortex using optical coherence tomography. Opt. Lett. 31, 3459-3461 (2006).
  16. Chen, Y., Aguirre, A. D., Ruvinskaya, L., Devor, A., Boas, D. A., Fujimoto, J. G. Optical coherence tomography (OCT) reveals depth-resolved dynamics during functional brain activation. Journal of Neuroscience Methods. 178, 162-173 (2009).
  17. Liang, C., Wierwille, J., Moreira, T., Schwartzbauer, G., Jafri, M. S., Tang, C., Chen, Y. A forward-imaging needle-type OCT probe for image guided stereotactic procedures. Opt Express. 19, 26283-26294 (2011).
  18. Srinivasan, V. J., Sakadzic, S., Gorczynska, I., Ruvinskaya, S., Wu, W., Fugimoto, J. G., Boas, D. A. Quantitative cerebral blood flow with optical coherence tomography. Optics Express. 18, 2477-2494 (2010).
  19. Galetta, K. M., Calabresi, P. A., Frohman, E. M., Balcer, L. J. Optical Coherence Tomography (OCT): imaging the visual pathway as a model for neurodegeneration. The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 8, 117-132 (2011).
  20. Seigo, M. A., Sotirchos, E. S., Newsome, S., Babiarz, A., Eckstein, C., Ford, E., Oakley, J. D., Syc, S. B., Frohman, T. C., Ratchford, J. N., Balcer, L. J., Frohman, E. M., Calabresi, P. A., Saidha, S. In vivo assessment of retinal neuronal layers in multiple sclerosis with maual and automated optical coherence tomography segementation techniques. J. Neurol. , (2012).
  21. Frohman, E. M., Fujimoto, J. G., Frohman, T. C., Calabresi, P. A., Cutter, G., Balcer, L. J. Optical coherence tomography: a window into the mechanisms of multiple sclerosis. Nature Clinical Practice. 4, 664-675 (2008).
  22. Gill, A. S., Rajneesh, K. F., Owen, C. M., Yeh, J., Hsu, M., Binder, D. K. Early optical detection of cerebral edema in vivo. J. Neurosurg. 114, 470-477 (2011).

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