Микрокомпьютерная томография и морфометрический анализ головного мозга новорожденных мышей

Резюме

В этом исследовании описаны этапы получения изображений мозга новорожденных мышей с высоким разрешением путем сочетания микрокомпьютерной томографии (микро-КТ) и контрастного вещества в образцах ex vivo . Мы описываем основные морфометрические анализы для количественной оценки размера и формы мозга на этих изображениях.

Аннотация

Нейроизображения являются ценным инструментом для изучения морфологии мозга в экспериментах на животных моделях. Магнитно-резонансная томография (МРТ) стала стандартным методом для мягких тканей, хотя ее низкое пространственное разрешение накладывает некоторые ограничения на мелких животных. В данной статье мы описываем протокол получения трехмерной (3D) информации высокого разрешения о мозге и черепе новорожденных мышей с помощью микрокомпьютерной томографии (микро-КТ). Протокол включает в себя шаги, необходимые для препарирования образцов, окрашивания и сканирования мозга, а также получения морфометрических измерений всего органа и областей интереса (ROI). Анализ изображений включает в себя сегментацию структур и оцифровку координат точек. В целом, эта работа показывает, что комбинация микро-КТ и раствора Люголя в качестве контрастного вещества является подходящей альтернативой для визуализации перинатального мозга мелких животных. Этот рабочий процесс визуализации находит применение в биологии развития, биомедицине и других науках, заинтересованных в оценке влияния различных генетических факторов и факторов окружающей среды на развитие мозга.

Введение

Микрокомпьютерная томография (микро-КТ) является ценным инструментом для различных областей исследований. В биологии он особенно подходит для исследования костей из-за поглощения рентгеновских лучей в минерализованных тканях. Благодаря этой особенности различные вопросы, касающиеся развития костей¹, метаболизма² и эволюции ^3,4, а также других тем, были решены с помощью микро-КТ. В 2008 году de Crespigny et ^al.5 показали, что микро-КТ-изображения мозга взрослых мышей и кроликов могут быть получены с использованием йода....

протокол

Все экспериментальные процедуры проводились в соответствии с рекомендациями Канадского совета по уходу за животными.

1. Отбор и подготовка проб

1. Приготовьте 500 мл 4% параформальдегида (PFA).
   1. Под флюсом для экстракции в шкафу добавьте 20 г порошка PFA к 250 мл 1x фосфатно-солевого буфера (PBS) в стеклянном стакане объемом 1 л. Поместите стакан с магнитом на магнитную пластину для перемешивания.
   2. Помешивайте при нагревании. С помощью термометра постоянно проверяйте температуру раствора, чтобы она не превышала 60 °C.
   3. С помощью пластиковой пипетки Пастера добавьте в раствор капли 1 М NaOH д....

Результаты

Представлен базовый протокол получения изображений мозга новорожденных мышей с высоким разрешением. Головы сканировали после погружения в раствор Люголя. Несмотря на небольшие размеры, можно выделить основные анатомические структуры мозга, такие как обонятельные луковицы, кора, сре?.......

Обсуждение

В данной работе представлен краткий протокол сканирования тканей головного мозга новорожденных мышей с помощью микро-КТ с контрастным веществом. Кроме того, он включает в себя простые процедуры для получения количественных и качественных результатов. На основе этих методов могут быт?.......

Материалы

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