Name: induction and micro-ct imaging of cerebral cavernous malformations in mouse model
Uploaded: 2017-09-04T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 12 s
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저자 인정 시설 및 현미경 검사 법 및 시드니의 대학에 Microanalysis (ACMM)에 대 한 시드니 현미경 및 Microanalysis 연구 시설 (AMMRF)와 호주 중심의 과학 및 기술 지원. 이러한 연구는 호주 국민 건강에 의해 지원 되었다 고 의료 연구 위원회 (NHMRC) 프로젝트는 161558 및 APP1124011 (XZ)를 부여 합니다.

모든 동물 윤리 및 프로토콜 시드니 지역 건강 지구 동물 복지 위원회 및 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 천진 의과대학의에 의해 승인 했다. 모든 실험 100 주년 연구소, 시드니 대학, 천진 의과대학의 지침/규정에 따라 실시 했다 1. 마우스 모델에서 대뇌 동굴 같은 기형의 유도 <ol><li>크로스 Cdh5-CreErt2; Ccm2 fl/플로리다 Ccm2 fl/플로리다와 새끼를 생성 하와 쥐 Cdh5-CreErt2; Ccm2 fl/플로리다 (Ccm2 iECKO) 새끼 및 littermate 컨트롤 (Ccm2 fl/플로리다). Cdh5-CreErt2 및 Ccm2 fl/플로리다 동물 앞에서 설명한 19 되었습니다.</li>
	<li>4HT 100% 에탄올에 녹이 고 30 µ L의 aliquots에서-80 ° C에서 저장 (4HT 농도: 10 mg/mL). 사용 당일, 옥수수 오일 (0.5 mg/mL)에서 aliquoted 4HT 희석.</li>
	<li>Intragastrically 4HT의 50 µ L를 주사 (0.5 mg/mL)는 인슐린 주사기를 사용 하 여 실험 CCM 장애를 유도 하는 p 1에서 신생아 강아지를.</li>
</ol> 2. 마이크로-CT 검사에 대 한 준비를 샘플 <ol><li>이산화탄소 질 식 통해 P8에 신생아 강아지를 안락사.</li>
	<li>마우스 심장의 심 실에 10 mL 주사기에 PBS에 2% paraformaldehyde 3 mL와 29 게이지 바늘을 삽입 하 여 내 심장 관류 수행. 
	주의: Paraformaldehyde은 독성; 적절 한 보호 착용.</li>
	<li>는가 위를 사용 하 여 본문에서 머리를 분리 합니다. 머리는 위를 사용 하 여 모든 피부를 제거 하 고 껍질 전체 뇌 해 부를 집게를 사용 하 여 두개골을.</li>
	<li>Stereomicroscope와 두뇌의 확대, 1 x 이득, 0.6, 감마와 20 ms 노출 시간 x 7.82에서 촬영할.</li>
	<li>해결 해 부 두뇌 PBS 솔루션에서 4 %paraformaldehyde 하룻밤. 
	주의: Paraformaldehyde은 독성; 적절 한 보호 착용.</li>
	<li>다음 날에는 집게를 사용 하 여 hindbrains를 분리 하 고 PBS 솔루션 세척.</li>
	<li>Lugol에 hindbrains를 품 어 &#39; 48 h. s 요오드 솔루션</li>
	<li>인큐베이션, 다음 짧게 공기 건조 초과 Lugol 제거 하려면 hindbrains &#39; s 요오드 솔루션.</li>
	<li>는 Lugol 팩 &#39; s 요오드 스테인드 0.65 mL microcentrifuge 튜브에 조직을 수축 ( 그림 2 A)를 피하기 위해 플라스틱 파라핀 영화와 완전히 물개 hindbrains.</li>
	<li>스캔 ( 그림 2 B) 동안 이동에서 그들을 방지 하기 위해 스폰지와 함께 5 mL 플라스틱 튜브에서 microcentrifuge 튜브 장소.</li>
</ol> 3. 쥐의 뇌에서 CCM 마이크로-CT 스캔 <ol><li>수직 마이크로 CT 시스템에서 알루미늄 홀더에 튜브에 포장 hindbrain 탑재.</li>
	<li>540 투영 및 50의 소스 상태 2 s 노출 시간에 검색 매개 변수를 설정할 단층 데이터 집합 (이미지 해상도 9.5 μ m/픽셀)을 얻으려고 kV 및 10 W.</li>
	<li>검사에서 검사는 재건축 자동으로 하드웨어 기반 투영 재구성 소프트웨어 마이크로 CT 시스템을 제공한 16-비트 축 조각의 이미지 시리즈 생산 (&#34; TXM &#34; 파일).</li>
</ol> 4. 마이크로-CT 데이터 집합의 분석 <ol><li>복원된 이미지 파일 (&#34; TXM &#34; 파일) 3 차원 분석 소프트웨어에서 두뇌를 사용 하 여 시각화는 &#34; 볼륨 렌더링 &#34; 함수.</li>
	<li>변환 사용 하 여 원하는 방향 hindbrain는 &#34; 경계 상자 &#34; 및 &#34; 클리핑 평면 &#34; 기능.</li>
	<li>확장된 모드에서 변환 된 이미지를 다시 샘플링 하 고 복 크기 보존.</li>
	<li>만들기 &#34; 새 레이블 필드 편집 &#34; 변환 된 이미지 (4.3)에 hindbrain 스케일 강도 사용 하 여 강조.</li>
	<li>강조 표시 된 영역을 추가 하 고 실행 &#34; 분석 라벨 &#34; 전체 hindbrain (즉, 전체 볼륨 및 지역)의 측정을 얻을. 측정 Excel 파일로 내보내기.</li>
	<li>Hindbrain를 사용 하 여 시각화는 &#34; isosurface 렌더링 &#34; 함수.</li>
	<li>다른 만드는 &#34; 새로운 레이블 필드 편집 &#34; 병 변과 스케일 강도 사용 하 여 변환 된 이미지와 하이라이트 영역에.</li>
	<li>강조 표시 된 영역을 추가 하 고 실행 &#34; 레이블 &#34; hindbrain (즉, 전체 볼륨 및 지역) 내에서 장애의 측정을 얻기 위해 분석. 측정 Excel 파일로 내보내기.</li>
	<li>시각화를 사용 하 여 병 변은 &#34; 표면 생성 &#34; 및 &#34; 보기 표면 &#34; 기능.</li>
	<li>Hindbrain 원하는 방향에서의 이미지를 스냅숏 또는 생성 하는 장애의 3 차원 시각화를 위한 영화.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Fischer, A., Zalvide, J., Faurobert, E., Albiges-Rizo, C., Tournier-Lasserve, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+cavernous+malformations:+from+CCM+genes+to+endothelial+cell+homeostasis.">Cerebral cavernous malformations: from CCM genes to endothelial cell homeostasis.</a> Trends Mol Med. 19 (5), 302-308 (2013).</li><li>Liquori, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+a+gene+encoding+a+novel+protein+containing+a+phosphotyrosine-binding+domain+cause+type+2+cerebral+cavernous+malformations.">Mutations in a gene encoding a novel protein containing a phosphotyrosine-binding domain cause type 2 cerebral cavernous malformations.</a> Am J Hum Genet. 73 (6), 1459-1464 (2003).</li><li>Laberge-le Couteulx, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Truncating+mutations+in+CCM1,+encoding+KRIT1,+cause+hereditary+cavernous+angiomas.">Truncating mutations in CCM1, encoding KRIT1, cause hereditary cavernous angiomas.</a> Nat Genet. 23 (2), 189-193 (1999).</li><li>Sahoo, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+the+gene+encoding+KRIT1,+a+Krev-1/rap1a+binding+protein,+cause+cerebral+cavernous+malformations+(CCM1).">Mutations in the gene encoding KRIT1, a Krev-1/rap1a binding protein, cause cerebral cavernous malformations (CCM1).</a> Hum Mol Genet. 8 (12), 2325-2333 (1999).</li><li>Denier, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+within+the+MGC4607+gene+cause+cerebral+cavernous+malformations.">Mutations within the MGC4607 gene cause cerebral cavernous malformations.</a> Am J Hum Genet. 74 (2), 326-337 (2004).</li><li>Bergametti, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+within+the+programmed+cell+death+10+gene+cause+cerebral+cavernous+malformations.">Mutations within the programmed cell death 10 gene cause cerebral cavernous malformations.</a> Am J Hum Genet. 76 (1), 42-51 (2005).</li><li>McDonald, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+mouse+model+of+cerebral+cavernous+malformations+based+on+the+two-hit+mutation+hypothesis+recapitulates+the+human+disease.">A novel mouse model of cerebral cavernous malformations based on the two-hit mutation hypothesis recapitulates the human disease.</a> Hum Mol Genet. 20 (2), 211-222 (2011).</li><li>Boulday, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+timing+of+CCM2+loss+influences+cerebral+cavernous+malformations+in+mice.">Developmental timing of CCM2 loss influences cerebral cavernous malformations in mice.</a> J Exp Med. 208 (9), 1835-1847 (2011).</li><li>Chan, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+2+distinct+genetic+pathways+result+in+cerebral+cavernous+malformations+in+mice.">Mutations in 2 distinct genetic pathways result in cerebral cavernous malformations in mice.</a> J Clin Invest. 121 (5), 1871-1881 (2011).</li><li>Zheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+cavernous+malformations+arise+independent+of+the+heart+of+glass+receptor.">Cerebral cavernous malformations arise independent of the heart of glass receptor.</a> Stroke. 45 (5), 1505-1509 (2014).</li><li>McDonald, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fasudil+decreases+lesion+burden+in+a+murine+model+of+cerebral+cavernous+malformation+disease.">Fasudil decreases lesion burden in a murine model of cerebral cavernous malformation disease.</a> Stroke. 43 (2), 571-574 (2012).</li><li>Maddaluno, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EndMT+contributes+to+the+onset+and+progression+of+cerebral+cavernous+malformations.">EndMT contributes to the onset and progression of cerebral cavernous malformations.</a> Nature. 498 (7455), 492-496 (2013).</li><li>Gibson, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategy+for+identifying+repurposed+drugs+for+the+treatment+of+cerebral+cavernous+malformation.">Strategy for identifying repurposed drugs for the treatment of cerebral cavernous malformation.</a> Circulation. 131 (3), 289-299 (2015).</li><li>Choi, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-CT+Imaging+Reveals+Mekk3+Heterozygosity+Prevents+Cerebral+Cavernous+Malformations+in+Ccm2-Deficient+Mice.">Micro-CT Imaging Reveals Mekk3 Heterozygosity Prevents Cerebral Cavernous Malformations in Ccm2-Deficient Mice.</a> PLoS One. 11 (8), 0160833 (2016).</li><li>Zhou, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+cavernous+malformations+arise+from+endothelial+gain+of+MEKK3-KLF2/4+signalling.">Cerebral cavernous malformations arise from endothelial gain of MEKK3-KLF2/4 signalling.</a> Nature. 532 (7597), 122-126 (2016).</li><li>Metscher, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroCT+for+comparative+morphology:+simple+staining+methods+allow+high-contrast+3D+imaging+of+diverse+non-mineralized+animal+tissues.">MicroCT for comparative morphology: simple staining methods allow high-contrast 3D imaging of diverse non-mineralized animal tissues.</a> BMC Physiol. 9, 11 (2009).</li><li>Johnson, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+histology+of+transgenic+mouse+embryos+for+high-throughput+phenotyping.">Virtual histology of transgenic mouse embryos for high-throughput phenotyping.</a> PLoS Genet. 2 (4), 61 (2006).</li><li>Anderson, R., Maga, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Procedure+for+Rapid+Imaging+of+Adult+Mouse+Brains+with+MicroCT+Using+Iodine-Based+Contrast.">A Novel Procedure for Rapid Imaging of Adult Mouse Brains with MicroCT Using Iodine-Based Contrast.</a> PLoS One. 10 (11), 0142974 (2015).</li><li>Zheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+regulation+of+the+cerebral+cavernous+malformation+pathway+controls+vascular+stability+and+growth.">Dynamic regulation of the cerebral cavernous malformation pathway controls vascular stability and growth.</a> Dev Cell. 23 (2), 342-355 (2012).</li></ol>

저자는 공개 없다.

CCM은 개인1의 0.5%까지 영향을 미치는 일반적인 혈관 기형입니다. CCM 산발적 또는 가족 형태로 발생할 수 있습니다. 환자 예 후 명확 하지 않습니다 종종 CCM 병 변 원인 뇌졸중 및 기타 신경학 상 결과 예기치 않게 파열 수로. 현재 유일한 치료 옵션은 높은 위험을 동반 하는 병 변 수술로 제거 하는.
인간의 CCM 조건에 재현 되어 최근 동물 모델7</sup...

CCM는 얇은 벽으로, 뇌의 혈관 기형 인간의 인구1에서 최대 0.5%의 보급으로 크기. CCM 3 개의 유전자 중 하나에 손실의 기능 돌연변이 때문에 지배적인 무질서로 상속 될 수 있습니다: CCM1 (일명 Krit1), CCM2및 CCM3 ( PDCD10라고도 함)2,3,4 ,,56. 이 유전자는 복잡 한 신호에 존재 하는.
CCM7,8,,910에 대 한 책임은 CCM 유전자의 다운스트림 경로 이해 하 고 모델 인간의 CCM 질병에 다양 한 모델 개발 되었습니다. 가장 강력한 모델 조건부로 신생아 강아지8,10p 1에서 tamoxifen을 유도할 수 있는 Cdh5 CreERT2 와 함께 Ccm 유전자 중 하나를 삭제 하는 것입니다. 이 새끼는 이후 P6에서 뇌 병 변 CCM을 개발 하 고 검색 메커니즘에 대 한 전 임상 연구 및 치료제 CCM 질병 치료에 대 한 이상적인 모델이 될 것으로 예상 된다.
쥐의 뇌에서 CCM 병 변 부담 조직학 기반 방법, 매우 시간이 걸리는 하는 방식으로 주로 측정 되었다 하 고 조사에 따라 바이어스10,,1112. MRI 기반 방법 성인 마우스 모델9,13CCM 병 변 부담을 평가 하기 위해 사용 되었습니다. 그러나, 고도로 전문화 된 작은 동물 MRI 계기와 하룻밤 몇 시간의 긴 검색 시간 CCM 병 변 식별에 만족 스러운 해결책을 달성 하기 위해 필요 합니다. 또한, 여부 MRI 신생아 쥐에 있는 CCM 장애 감지를 사용할 수 있는 보고 하지 않은 고 해상도 감도 제한할 수 있습니다.
우리는 최근 이미지 CCM 병 변14,15를 분석 하는 마이크로-CT 기술 개발. 이 고해상도, 시간 및 비용 효율적인 방법을 극적으로 증가 기계 및 치료 연구에 CCM 질병 모델의 값. 대비 향상, 전체 마운트 착 방법 부드러운 조직 및 마우스 배아16,17의 마이크로-CT 영상에 대 한 사용 되었습니다. 이전에 우리는 오스뮴 기반 얼룩을 사용 뇌14병 변 CCM의 마이크로-CT 영상에 대 한 대비 향상. 이 문서에서 우리는 더 적은 독성, 비-파괴적인, 사용 하 고 비용 효율적인 시는 요오드 기반 Lugol의 솔루션, 마이크로-CT 영상에 대 한 대비를 강화 하. 요오드 두뇌에 걸쳐 확산 수 있으며 혈18에 대 한 높은 선호도 있습니다.
자세한 프로토콜은 여기는 이미징 함께 신생아 마우스 모델에서 CCM 변의 유도 및 발표 대비 기반 마이크로 중부와 CCM 장애의 분석 이 마이크로-CT 기반된 메서드 CCM 병 변 양의 양적 글로벌 측정, 수와 쥐의 뇌 병 변 CCM의 3 차원 위치를 정확 하 게 식별 하며 비용을 크게 줄일 수와 시간 표현 형이이 동물 있어야 합니다.

<table><tbody><tr><td>4-hydroxy tamoxifen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H6278</td><td>To activate Cdh5-CreErt2</td></tr><tr><td>Corn oil</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C8267-500ML</td><td>To dilute 4-hydroxy tamoxifen</td></tr><tr><td>Stereomicroscope</td><td>Leica</td><td>M205FA</td><td>To take macroscopic images</td></tr><tr><td>Lugol&#039;s Iodine solution</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L6146</td><td>To stain samples for contrast micro-CT</td></tr><tr><td>Plastic paraffin film</td><td>Parafilm</td><td>PM992</td><td>To package samples</td></tr><tr><td>Micro-CT</td><td>Xradia</td><td>MicroXCT-400</td><td>Micro-CT</td></tr><tr><td>3D rendering software</td><td>FEI Visualization Science group</td><td>Avizo 3D image processing software</td><td>To analyse micro-CT scans</td></tr></tbody></table>

induction and micro-ct imaging of cerebral cavernous malformations in mouse model

돌연변이 CCM1 (일명 KRIT1), CCM2, 또는 CCM3 (일명 PDCD10) 유전자는 인간의 대뇌 동굴 같은 기형 (CCM) 일으킬. CCM 질병 마우스 모델 출생 후 동물에서 Ccm 유전자의 tamoxifen 유도 삭제에 의해 설립 되었습니다. 이 마우스 모델 분자 메커니즘 및 CCM 질병에 대 한 치료 접근을 조사 하는 귀중 한 도구를 제공 합니다. 병 변 및 진행을 평가 하는 정확 하 고 양적 방법 이러한 동물 모델의 전체 가치를 활용 하기 위해 필수적 이다. 여기, CCM 질병 마우스 모델에서의 유도 시연 하 고 대비를 사용 하 여 향상 된 마우스 두뇌에서 측정 CCM 병 변 부담 x 선 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 (마이크로 CT) 메서드. 출생 후 하루 1 (P1), 우리 다니엘 Ccm2의 floxed 대립 유전자를 Cdh5 CreErt2 transgene에서 Cre recombinase 활동을 활성화 하기 위해 4-hydroxytamoxifen (4HT) 사용. 마우스 두뇌 병 변 CCM P8에 분석 되었다. 마이크로-CT, 뇌 조직에 대비 향상을 기반으로 하는 요오드는 Lugol의 솔루션 사용 되었습니다. 우리는 검색 매개 변수를 최적화 하 고 이어질 약 25 µ m의 최소 기능 크기 9.5 µ m의 복 치수를 활용. 이 해결책은 세계적으로 그리고 정확 하 게, CCM 병 변 볼륨 및 수를 측정 하 여 마우스 두뇌 병 변 CCM의 높은-품질 3 차원 매핑을 제공 충분 합니다. 이 메서드는 CCM 및 기타 뇌혈관 질환에 대 한 분자 및 잠재적인 치료 연구 설립된 마우스 모델의 가치를 향상 시킵니다.

P 1에서 4HT의 단일 주사 소 뇌 병 변 CCM을 유도 하기 충분 했다. Lugol의 요오드 화물 대조 마이크로-CT는 충분히 CCM 장애를 감지 하 고 그것의 양 및 수 정할 수 있습니다. 최적화 된 마이크로-CT를 활용 하 여, 우리 Ccm2iECKO 쥐의 hindbrains 병 변 CCM을 몇 군데. 검사 x-레이 이미지 생산 다른 깊이 방향에 뇌 실질에 전체 장애의 시각화를 허용, 마우스 뇌의 3 차원 이?...

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Induction and Micro-CT Imaging of Cerebral Cavernous Malformations in Mouse Model

이 프로토콜 대뇌 동굴 같은 기형 질병 마우스 모델에서의 유도 및 고 사용 대비 향상 된 병 변 부담을 측정 하기 위해 마이크로 컴퓨터 단층 촬영. 이 방법은 분자 기초 및 대뇌 동굴 같은 기형에 대 한 잠재적인 치료 및 기타 뇌혈관 질병 연구 설립된 마우스 모델의 가치를 향상 시킵니다.

유도 및 마우스 모델에서 대뇌 동굴 같은 기형의 마이크로-CT 영상

Mutations in the CCM1 (aka KRIT1), CCM2, or CCM3 (aka PDCD10) gene cause cerebral cavernous malformation (CCM) in humans. Mouse models of CCM disease have ...

induction-micro-ct-imaging-cerebral-cavernous-malformations-mouse

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10.9K 조회수.  Centenary Institute. 이 프로토콜 대뇌 동굴 같은 기형 질병 마우스 모델에서의 유도 및 고 사용 대비 향상 된 병 변 부담을 측정 하기 위해 마이크로 컴퓨터 단층 촬영. 이 방법은 분자 기초 및 대뇌 동굴 같은 기형에 대 한 잠재적인 치료 및 기타 뇌혈관 질병 연구 설립된 마우스 모델의 가치를 향상 시킵니다.

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Contrast Enhanced Vessel Imaging using MicroCT

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between different soft tissues and body fluids is inherently poor in micro-CT images 1. Under these circumstances, visualization of blood vessels becomes a nearly impossible task. To overcome this and to improve the visualization of blood vessels exogenous contrast agents can be used. Herein, we present a methodology for visualizing the vascular network in a rodent model. By using a long-acting aqueous colloidal polydisperse iodinated blood-pool contrast agent, eXIA 160XL, we optimized image acquisition parameters and volume-rendering techniques for finding blood vessels in live animals. Our findings suggest that, to achieve a superior contrast between bone and soft tissue from vessel, multiple-frames (at least 5-8/ frames per view), and 360-720 views (for a full 360&deg; rotation) acquisitions were mandatory. We have also demonstrated the use of a two-dimensional transfer function (where voxel color and opacity was assigned in proportion to CT value and gradient magnitude), in visualizing the anatomy and highlighting the structure of interest, the blood vessel network. This promising work lays a foundation for the qualitative and quantitative assessment of anti-angiogenesis preclinical studies using transgenic or xenograft tumor-bearing mice.

Contrast enhanced small animal vessel imaging by microCT is a rapid, cost-effective and high-throughput technique for serial in situ examination for tumor development, for analyzing the network of blood vessels that nourish them, and for following the response of tumors to preclinical therapeutic intervention(s).

MicroCT를 사용하여 대비 향상된 베셀 영상

Microscopic computed tomography (microCT) offers high-resolution volumetric imaging of the anatomy of living small animals. However, the contrast between ...

연구

의학

Cerebrovascular Casting of the Adult Mouse for 3D Imaging and Morphological Analysis

Vascular imaging is crucial in the clinical diagnosis and management of cerebrovascular diseases, such as brain arteriovenous malformations (BAVMs). Animal models are necessary for studying the etiopathology and potential therapies of cerebrovascular diseases. Imaging the vasculature in large animals is relatively easy. However, developing vessel imaging methods of murine brain disease models is desirable due to the cost and availability of genetically-modified mouse lines. Imaging the murine cerebral vascular tree is a challenge. In humans and larger animals, the gold standard for assessing the angioarchitecture at the macrovascular (conductance) level is x-ray catheter contrast-based angiography, a method not suited for small rodents.
In this article, we present a method of cerebrovascular casting that produces a durable skeleton of the entire vascular bed, including arteries, veins, and capillaries that may be analyzed using many different modalities. Complete casting of the microvessels of the mouse cerebrovasculature can be difficult; however, these challenges are addressed in this step-by-step protocol. Through intracardial perfusion of the vascular casting material, all vessels of the body are casted. The brain can then be removed and clarified using the organic solvent methyl salicylate. Three dimensional imaging of the brain blood vessels can be visualized simply and inexpensively with any conventional brightfield microscope or dissecting microscope. The casted cerebrovasculature can also be imaged and quantified using micro-computed tomography (micro-CT)1. In addition, after being imaged, the casted brain can be embedded in paraffin for histological analysis.
The benefit of this vascular casting method as compared to other techniques is its broad adaptation to various analytic tools, including brightfield microscopic analysis, CT scanning due to the radiopaque characteristic of the material, as well as histological and immunohistochemical analysis. This efficient use of tissue can save animal usage and reduce costs. We have recently demonstrated application of this method to visualize the irregular blood vessels in a mouse model of adult BAVM at a microscopic level2, and provide additional images of the malformed vessels imaged by micro-CT scan. Although this method has drawbacks and may not be ideal for all types of analyses, it is a simple, practical technique that can be easily learned and widely applied to vascular casting of blood vessels throughout the body.

In this article, we present a simple, practical technique for cerebrovascular casting that is easy to perform and can be utilized to image the vascular tree of the adult mouse brain.

3D 이미징 및 형태학의 분석을위한 성인 마우스 뇌혈관 캐스팅

Vascular imaging is crucial in the clinical diagnosis and management of cerebrovascular diseases, such as brain arteriovenous malformations (BAVMs). ...

신경과학

Combined Near-infrared Fluorescent Imaging and Micro-computed Tomography for Directly Visualizing Cerebral Thromboemboli

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of stroke than relying on indirect measurements, and will be a potent and robust vascular research tool. We use an optical imaging approach that labels thrombi with a molecular imaging thrombus marker&#160;&#8212; a Cy5.5 near-infrared fluorescent (NIRF) probe that is covalently linked to the fibrin strands of the thrombus by the fibrin-crosslinking enzymatic action of activated coagulation factor XIIIa during the process of clot maturation. A micro-computed tomography (microCT)-based approach uses thrombus-seeking gold nanoparticles (AuNPs) functionalized to target the major component of the clot: fibrin. This paper describes a detailed protocol for the combined in vivo microCT and ex vivo NIRF imaging of thromboemboli in a mouse model of embolic stroke. We show that in vivo microCT and fibrin-targeted glycol-chitosan AuNPs (fib-GC-AuNPs) can be used for visualizing both in situ thrombi and cerebral embolic thrombi. We also describe the use of in vivo microCT-based direct thrombus imaging to serially monitor the therapeutic effects of tissue plasminogen activator-mediated thrombolysis. After the last imaging session, we demonstrate by ex vivo NIRF imaging the extent and the distribution of residual thromboemboli in the brain. Finally, we describe quantitative image analyses of microCT and NIRF imaging data. The combined technique of direct thrombus imaging allows two independent methods of thrombus visualization to be compared: the area of thrombus-related fluorescent signal on ex vivo NIRF imaging vs. the volume of hyperdense microCT thrombi in vivo.

This protocol describes the application of combined near-infrared fluorescent (NIRF) imaging and micro-computed tomography (microCT) for visualizing cerebral thromboemboli. This technique allows the quantification of thrombus burden and evolution. The NIRF imaging technique visualizes fluorescently labeled thrombus in excised brain, while the microCT technique visualizes thrombus inside living animals using gold-nanoparticles.

직접 대뇌 Thromboemboli 시각화를위한 결합 된 근적외선 형광 이미징 및 마이크로 계산 된 단층 촬영

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of ...

A Volumetric Method for Quantification of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage

Subarachnoid hemorrhage (SAH) is a subtype of hemorrhagic stroke. Cerebral vasospasm that occurs in the aftermath of the bleeding is an important factor determining patient outcome and is therefore frequently taken as a study endpoint. However, in small animal studies on SAH, quantification of cerebral vasospasm is a major challenge. Here, an ex vivo method is presented that allows quantification of volumes of entire vessel segments, which can be used as an objective measure to quantify cerebral vasospasm. In a first step, endovascular casting of the cerebral vasculature is performed using a radiopaque casting agent. Then, cross-sectional imaging data are acquired by micro computed tomography. The final step involves 3-dimensional reconstruction of the virtual vascular tree, followed by an algorithm to calculate center lines and volumes of the selected vessel segments. The method resulted in a highly accurate virtual reconstruction of the cerebrovascular tree shown by a diameter-based comparison of anatomical samples with their virtual reconstructions. Compared with vessel diameters alone, the vessel volumes highlight the differences between vasospastic and non-vasospastic vessels shown in a series of SAH and sham-operated mice.

The goal of this article is to present a method that allows a 3-dimensional reconstruction of the cerebrovascular tree in mice after micro computed tomography and determination of volumes of entire vessel segments that can be used to quantify cerebral vasospasm in murine models of subarachnoid hemorrhage.

거미 막 밑 출혈의 Murine 모델에 대뇌 Vasospasm의 정량화에 대 한 체적 메서드

Subarachnoid hemorrhage (SAH) is a subtype of hemorrhagic stroke. Cerebral vasospasm that occurs in the aftermath of the bleeding is an important factor ...

A Micro-CT-based Method for Characterizing Lesions and Locating Electrodes in Small Animal Brains

Lesion and electrode location verification are traditionally done via histological examination of stained brain slices, a time-consuming procedure that requires manual estimation. Here, we describe a simple, straightforward method for quantifying lesions and locating electrodes in the brain that is less laborious and yields more detailed results. Whole brains are stained with osmium tetroxide, embedded in resin, and imaged with a micro-CT scanner. The scans result in 3D digital volumes of the brains with resolutions and virtual section thicknesses dependent on the sample size (12&#8211;15 and 5&#8211;6 &#181;m&#160;per voxel for rat and zebra finch brains, respectively). Surface and deep lesions can be characterized, and single tetrodes, tetrode arrays, electrolytic lesions, and silicon probes can also be localized. Free and proprietary software allows experimenters to examine the sample volume from any plane and segment the volume manually or automatically. Because this method generates whole brain volume, lesions and electrodes can be quantified to a much higher degree than in current methods, which will help standardize comparisons within and across studies.

This article describes a straightforward method to prepare small animal brains for micro-CT imaging, in which lesions can be quantified and electrodes located with high precision in the context of the whole brain.

병 변 특성화 및 작은 동물 두뇌에 전극을 위치에 대 한 마이크로-CT 기반 방법

Lesion and electrode location verification are traditionally done via histological examination of stained brain slices, a time-consuming procedure that ...

Simultaneous Imaging of Microglial Dynamics and Neuronal Activity in Awake Mice

Since brain functions are under the continuous influence of the signals derived from peripheral tissues, it is critical to elucidate how glial cells in the brain sense various biological conditions in the periphery and transmit the signals to neurons. Microglia, immune cells in the brain, are involved in synaptic development and plasticity. Therefore, the contribution of microglia to neural circuit construction in response to the internal state of the body should be tested critically by intravital imaging of the relationship between microglial dynamics and neuronal activity.
Here, we describe a technique for the simultaneous imaging of microglial dynamics and neuronal activity in awake mice. Adeno-associated virus encoding R-CaMP, a gene-encoded calcium indicator of red fluorescence protein, was injected into layer 2/3 of the primary visual cortex in CX3CR1-EGFP transgenic mice expressing EGFP in microglia. After viral injection, a cranial window was installed onto the brain surface of the injected region. In vivo two-photon imaging in awake mice 4 weeks after the surgery demonstrated that neural activity and microglial dynamics could be recorded simultaneously at the sub-second temporal resolution. This technique can uncover the coordination between microglial dynamics and neuronal activity, with the former responding to peripheral immunological states and the latter encoding the internal brain states.

Here, we describe a protocol combining adeno-associated virus injection with cranial window implantation for simultaneous imaging of microglial dynamics and neuronal activity in awake mice.

깨어 있는 생쥐의 소교세포 역학 및 신경 활동의 동시 이미징

Since brain functions are under the continuous influence of the signals derived from peripheral tissues, it is critical to elucidate how glial cells in ...

경두개 중뇌동맥 폐색 마우스 모델 구축

A Modified Transcranial Middle Cerebral Artery Occlusion Model to Study Stroke Outcomes in Aged Mice

In experimental stroke research, middle cerebral artery occlusion (MCAO) with an intraluminal filament is widely used to model ischemic stroke in mice. The filament MCAO model typically exhibits a massive cerebral infarction in C57Bl/6 mice that sometimes includes brain tissue in the territory supplied by the posterior cerebral artery, which is largely due to a high incidence of posterior communicating artery atresia. This phenomenon is considered a major contributor to the high mortality rate observed in C57Bl/6 mice during long-term stroke recovery after filament MCAO. Thus, many chronic stroke studies exploit distal MCAO models. However, these models usually produce infarction only in the cortex area, and consequently, the assessment of post-stroke neurologic deficits could be a challenge. This study has established a modified transcranial MCAO model in which the MCA at the trunk is partially occluded either permanently or transiently via a small cranial window. Since the occlusion location is relatively proximal to the origin of the MCA, this model generates brain damage in both the cortex and striatum. Extensive characterization of this model has demonstrated an excellent long-term survival rate, even in aged mice, as well as readily detectable neurologic deficits. Therefore, the MCAO mouse model described here represents a valuable tool for experimental stroke research.

저자 스포트라이트: 뇌졸중 연구의 혁신적인 기법과 미래 방향 

This protocol demonstrates a unique mouse stroke model with a medium-sized infarct and an excellent survival rate. This model allows preclinical stroke researchers to extend the ischemia duration, use aged mice, and assess long-term functional outcomes.

늙은 쥐의 뇌졸중 결과를 연구하기 위해 수정된 경두개 중뇌동맥 폐색 모델

In experimental stroke research, middle cerebral artery occlusion (MCAO) with an intraluminal filament is widely used to model ischemic stroke in mice. ...

허혈성 뇌졸중 마우스 모델을 개발하기 위한 원위 중동맥의 폐색

Induction of Acute Ischemic Stroke in Mice Using the Distal Middle Artery Occlusion Technique

Ischemic stroke remains the predominant cause of mortality and functional impairment among the adult populations globally. Only a minority of ischemic stroke patients are eligible to receive intravascular thrombolysis or mechanical thrombectomy therapy within the optimal time window. Among those stroke survivors, around two-thirds suffer neurological dysfunctions over an extended period. Establishing a stable and repeatable experimental ischemic stroke model is extremely significant for further investigating the pathophysiological mechanisms and developing effective therapeutic strategies for ischemic stroke. The middle cerebral artery (MCA) represents the predominant location of ischemic stroke in humans, with the MCA occlusion serving as the frequently employed model of focal cerebral ischemia. In this protocol, we describe the methodology of establishing the distal MCA occlusion (dMCAO) model through transcranial electrocoagulation in C57BL/6 mice. Since the occlusion site is located at the cortical branch of MCA, this model generates a moderate infarcted lesion restricted to the cortex. Neurological behavioral and histopathological characterization have demonstrated visible motor dysfunction, neuron degeneration, and pronounced activation of microglia and astrocytes in this model. Thus, this dMCAO mouse model provides a valuable tool for investigating the ischemiastroke and worth of popularization.

저자 스포트라이트: 뇌졸중 연구를 위해 마우스에서 신뢰할 수 있는 원위 MCA 폐색 모델 확립

Here, we present a protocol to establish a distal middle cerebral artery occlusion (dMCAO) model through transcranial electrocoagulation in C57BL/6J mice and evaluate the subsequent neurological behavior and histopathological features.

원위 중동맥 폐색 기법을 사용한 마우스의 급성 허혈성 뇌졸중 유도

Ischemic stroke remains the predominant cause of mortality and functional impairment among the adult populations globally. Only a minority of ischemic ...

유도 및 마우스 모델에서 대뇌 동굴 같은 기형의 마이크로-CT 영상

요약

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이 비디오의 챕터

MicroCT를 사용하여 대비 향상된 베셀 영상

3D 이미징 및 형태학의 분석을위한 성인 마우스 뇌혈관 캐스팅

직접 대뇌 Thromboemboli 시각화를위한 결합 된 근적외선 형광 이미징 및 마이크로 계산 된 단층 촬영

거미 막 밑 출혈의 Murine 모델에 대뇌 Vasospasm의 정량화에 대 한 체적 메서드

병 변 특성화 및 작은 동물 두뇌에 전극을 위치에 대 한 마이크로-CT 기반 방법

깨어 있는 생쥐의 소교세포 역학 및 신경 활동의 동시 이미징

늙은 쥐의 뇌졸중 결과를 연구하기 위해 수정된 경두개 중뇌동맥 폐색 모델

늙은 쥐의 뇌졸중 결과를 연구하기 위해 수정된 경두개 중뇌동맥 폐색 모델

늙은 쥐의 뇌졸중 결과를 연구하기 위해 수정된 경두개 중뇌동맥 폐색 모델

원위 중동맥 폐색 기법을 사용한 마우스의 급성 허혈성 뇌졸중 유도