Name: non-invasive optical imaging of the lymphatic vasculature of a mouse
Uploaded: 2013-03-08T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Non-invasive Optical Imaging of the Lymphatic Vasculature of a Mouse at JoVE.com

Dette arbeidet ble støttet av følgende tilskudd til Eva Sevick: NIH R01 CA128919 og NIH R01 HL092923.

Alle dyrestudier ble utført i samsvar med standarder for University of Texas Health Science Center (Houston, TX), Institutt for sammenliknende Medicine og Senter for Molecular Imaging etter vurdering og godkjenning av protokollen av deres respektive Institutional Animal Care og bruk komité (IACUC) eller Animal Welfare Committee (AWC). 1. Utarbeidelse av Dyr 24 Hr Før Imaging Trinnene nedenfor må gjøres (som nødvendig) dagen før lymfatiske avbildning finn...

<ol>
	<li>Alitalo, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+lymphatic+vasculature+in+disease.">The lymphatic vasculature in disease.</a> Nat. Med. 17, 1371-1380 (2011).</li><li>Rasmussen, J. C., Tan, I. C., Marshall, M. V., Fife, C. E., Sevick-Muraca, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lymphatic+imaging+in+humans+with+near-infrared+fluorescence.">Lymphatic imaging in humans with near-infrared fluorescence.</a> Curr. Opin. Biotechnol. 20, 74-82 (2009).</li><li>Rasmussen, J. 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=Human+Lymphatic+Architecture+and+Dynamic+Transport+Imaged+Using+Near-infrared+Fluorescence.">Human Lymphatic Architecture and Dynamic Transport Imaged Using Near-infrared Fluorescence.</a> Transl. Oncol. 3, 362-372 (2010).</li><li>Sevick-Muraca, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translation+of+near-infrared+fluorescence+imaging+technologies:+emerging+clinical+applications.">Translation of near-infrared fluorescence imaging technologies: emerging clinical applications.</a> Annu. Rev. Med. 63, 217-231 (2012).</li><li>Kwon, S., Sevick-Muraca, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+quantitative+imaging+of+lymph+function+in+mice.">Noninvasive quantitative imaging of lymph function in mice.</a> Lymphat. Res. Biol. 5, 219-231 (2007).</li><li>Kwon, S., Sevick-Muraca, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+phenotyping+with+near-infrared+fluorescence+lymphatic+imaging.">Mouse phenotyping with near-infrared fluorescence lymphatic imaging.</a> Biomed Opt Express. 2, 1403-1411 (2011).</li><li>Marshall, M. V., 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=Near-infrared+fluorescence+imaging+in+humans+with+indocyanine+green:+a+review+and+update.">Near-infrared fluorescence imaging in humans with indocyanine green: a review and update.</a> The Open Surgical Oncology Journal. 2, 12-25 (2010).</li><li>Davies-Venn, C. 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=Albumin-Binding+Domain+Conjugate+for+Near-Infrared+Fluorescence+Lymphatic+Imaging.">Albumin-Binding Domain Conjugate for Near-Infrared Fluorescence Lymphatic Imaging.</a> Mol. Imaging Biol. , (2011).</li><li>Sharma, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+imaging+of+lymph+function.">Quantitative imaging of lymph function.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 292, 3109-3118 (2007).</li><li>Kwon, S., Sevick-Muraca, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+lymphatic+imaging+in+tumor-bearing+mice.">Functional lymphatic imaging in tumor-bearing mice.</a> J. Immunol. Methods. 360, 167-172 (2010).</li><li>Karlsen, T. V., McCormack, E., Mujic, M., Tenstad, O., Wiig, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimally+invasive+quantification+of+lymph+flow+in+mice+and+rats+by+imaging+depot+clearance+of+near-infrared+albumin.">Minimally invasive quantification of lymph flow in mice and rats by imaging depot clearance of near-infrared albumin.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 302, 391-401 (2012).</li><li>Zhou, Q., Wood, R., Schwarz, E. M., Wang, Y. J., Xing, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+lymphatic+imaging+demonstrates+the+dynamics+of+lymph+flow+and+lymphangiogenesis+during+the+acute+versus+chronic+phases+of+arthritis+in+mice.">Near-infrared lymphatic imaging demonstrates the dynamics of lymph flow and lymphangiogenesis during the acute versus chronic phases of arthritis in mice.</a> Arthritis Rheum. 62, 1881-1889 (2010).</li><li>Adams, K. E., 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=Direct+evidence+of+lymphatic+function+improvement+after+advanced+pneumatic+compression+device+treatment+of+lymphedema.">Direct evidence of lymphatic function improvement after advanced pneumatic compression device treatment of lymphedema.</a> Biomed. Opt. Express. 1, 114-125 (2010).</li><li>Tan, I. 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=Assessment+of+lymphatic+contractile+function+after+manual+lymphatic+drainage+using+near-infrared+fluorescence+imaging.">Assessment of lymphatic contractile function after manual lymphatic drainage using near-infrared fluorescence imaging.</a> Arch. Phys. Med. Rehabil. 92, 756-764 (2011).</li><li>Lapinski, P. E., 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=RASA1+maintains+the+lymphatic+vasculature+in+a+quiescent+functional+state+in+mice.">RASA1 maintains the lymphatic vasculature in a quiescent functional state in mice.</a> J. Clin. Invest. 122, 733-747 (2012).</li><li>Maus, E. 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=Near-infrared+fluorescence+imaging+of+lymphatics+in+head+and+neck+lymphedema.">Near-infrared fluorescence imaging of lymphatics in head and neck lymphedema.</a> Head Neck. 34, 448-453 (2012).</li><li>Galanzha, E. I., Tuchin, V. V., Zharov, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+small+animal+mesentery+models+for+in+vivo+flow+cytometry,+dynamic+microscopy,+and+drug+screening.">Advances in small animal mesentery models for in vivo flow cytometry, dynamic microscopy, and drug screening.</a> World J. Gastroenterol. 13, 192-218 (2007).</li><li>Schramm, R., 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=The+cervical+lymph+node+preparation:+a+novel+approach+to+study+lymphocyte+homing+by+intravital+microscopy.">The cervical lymph node preparation: a novel approach to study lymphocyte homing by intravital microscopy.</a> Inflammation research : official journal of the European Histamine Research Society. 55, 160-167 (2006).</li><li>Hall, M. 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=Imaging+prostate+cancer+lymph+node+metastases+with+a+multimodality+contrast+agent.">Imaging prostate cancer lymph node metastases with a multimodality contrast agent.</a> Prostate. 72, 129-146 (2012).</li><li>Zhu, B., Sevick-Muraca, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimizing+excitation+leakage+and+maximizing+measurement+sensitivity+for+molecular+imaging+with+near-infrared+fluorescence.">Minimizing excitation leakage and maximizing measurement sensitivity for molecular imaging with near-infrared fluorescence.</a> J. Innovat. Opt. Health Sci. 4, 301-307 (2011).</li></ol>

Vi bruker en tilpasset, små dyr NIRF imaging system for å ta bilder av merket lymfeårer i mus. Å konstruere filmer av lymph bevegelse, 300 eller flere bilder samles. For funksjonell analyse av lymfekar fra filmer, er to eller flere ROIs manuelt trukket langs en lymph fartøy. Dimensjonene på ROIs holdes konstant for hvert fartøy, og er omtrent diameteren av fartøyet. Mens hele dyret romlig oppløsning kan skildre fluorescerende lymfekar på 100 mikron eller mindre, kan en macrolens for finere oppløsning benyttes...

<table border="1"><tbody><tr><td> Løsninger, Reagenser og utstyr </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> Indocyanine grønn (ICG) </td><td> Patheon Italia SPA </td><td> NDC 25431-424-02 </td><td> Rekonstituer til 645 mikrometer (5 μg/10 mL) </td></tr><tr><td> Syklisk albuminbinding Domain (cABD) </td><td> Bachem </td><td> Custom </td><td> Rekonstituer til 200 mikrometer (6,8 μg/10 mL) </td></tr><tr><td> IRDye800 </td><td> Li-COR </td><td> IRDye 800CW </td><td> Rekonstituer ifølge produsentens instruksjoner, konjugat med cABD på equilmolar konsentrasjoner </td></tr><tr><td> Sterilt vann </td><td> Hospira, Inc., Lake Forest, IL </td><td> NDC 0409-4887-10 </td><td></td></tr><tr><td> NAIR </td><td> Church &amp; Dwight Co,Inc. </td><td> Lokale butikker </td><td> <a href="http://www.nairlikeneverbefore.com" target="_blank">www.nairlikeneverbefore.com</a> </td></tr><tr><td> Imaging System (komponenter nedenfor) </td><td> Center for Molecular Imaging </td><td> N / A </td><td> Custom-bygget i våre laboratorier. </td></tr><tr><td> Elektron-multiplisere charge-coupled device (EMCCD) kamera </td><td> Princeton Instruments, Trenton, NJ </td><td> Photon Max 512 </td><td></td></tr><tr><td> Nikon kamera linse </td><td> Nikon Inc., Melville, NY </td><td> Modell 1992 nr., Nikkor 28mm </td><td></td></tr><tr><td> Optisk filter </td><td> Andover Corp, Salem, NH </td><td> ANDV11333 </td><td> To 830.0/10.0 nm båndpassfiltre brukes foran objektivet </td></tr><tr><td> 785-nm laser diode </td><td> Intens Ltd, North Brunswick, NJ </td><td> 1005-9MM-78503 </td><td> 500 mW av optisk utgang </td></tr&gt; <tr><td> Kollimasjonsoptikk </td><td> Thorlabs, Newton, NJ </td><td> C240TME-B </td><td> Collimates laserutskrift før opprydding filter </td></tr><tr><td> Clean-up filter </td><td> Semrock, Inc., Rochester, NY </td><td> LD01-785/10-25 </td><td> Fjerner laser utslipp i fluorescens bandet </td></tr><tr><td> Optisk diffuser </td><td> Thorlabs, Newton, NJ </td><td> ED1-C20 </td><td> Sprer laser over dyret </td></tr><tr><td> V + + </td><td> Digital Optics, Browns Bay, Auckland, New Zealand </td><td> Versjon 5.0 </td><td> Programvaren som brukes til å styre kamera og lagre bilder til datamaskinen. <a href="http://digitaloptics.net/" target="_blank">http://digitaloptics.net/</a> </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Analytisk programvaren enten av de følgende programvarepakker kan brukes for bildeanalyse </td></tr><tr><td> ImageJ </td><td> National Institutes for helse, Bethesda, MD </td><td> Nyeste versjonen tilgjengelig </td><td> Freeware tilgjengelig på <a href="http://rsbweb.nih.gov/ij/" target="_blank">http://rsbweb.nih.gov/ij/</a> </td></tr><tr><td> MATLAB </td><td> MathWorks, Natick, MA </td><td> Versjon 2008a eller senere </td><td> <a href="http://www.mathworks.com/" target="_blank">http://www.mathworks.com/</a> </td></tr></tbody></table>

non-invasive optical imaging of the lymphatic vasculature of a mouse

Lymphatic karsystemet er en viktig del av sirkulasjonssystemet som opprettholder væske homeostase, gir immun overvåking, og formidler fettopptaket i tarmen. Men til tross for sin kritiske funksjon, er det forholdsvis liten forståelse av hvordan lymfesystemet tilpasser seg betjene disse funksjonene i helse og sykdom 1. Nylig har vi vist evne til å dynamisk bilde lymphatic arkitektur og lymfe &quot;pumpe&quot; handling i normale mennesker, så vel som hos personer som lider lymphatic dysfunksjon bruker Trace administrasjon av en nær-infrarødt lysrør (NIRF) fargestoff og en tilpasset, Gen III- intensivert imaging system 2-4. NIRF bildebehandling viste dramatiske endringer i lymfatisk arkitektur og funksjon med sykdom hos mennesker. Det er fortsatt uklart hvordan disse endringene skjer og nye dyremodeller blir utviklet for å belyse deres genetiske og molekylære basis. I denne protokollen, presenterer vi NIRF lymphatic, small dyr bildebehandling 5,6 med indocyanine grønn (ICG), et fargestoff som har vært brukt i 50 år hos mennesker 7, og en NIRF dye-merket syklisk albuminbinding domene (cABD-IRDye800) peptid som fortrinnsvis binder mus og menneskelig albumin 8 . Ca 5,5 ganger sterkere enn ICG har cABD-IRDye800 en lignende lymfatisk klaring profil og kan injiseres i mindre doser enn ICG å oppnå tilstrekkelige NIRF signaler for imaging 8. Fordi begge cABD-IRDye800 og ICG binder seg til albumin i interstitialrommet 8, kan de begge skildre aktivt protein transport inn i og innenfor lymfekar. Intradermal (ID) injeksjoner (5-50 pl) av ICG (645 uM) eller cABD-IRDye800 (200 uM) i saltløsning blir administrert til dorsal aspekt av hver bakpote og / eller til venstre og høyre side av bunnen av halen på et isofluran-bedøvet mus. Den resulterende fargestoff-konsentrasjonen i dyret er 83-1,250 ug / kg for ICG eller 113-1,700 ug / kg forcABD-IRDye800. Umiddelbart etter injeksjoner, er funksjonell lymphatic bildebehandling utført for opptil 1 time ved hjelp av en tilpasset, små dyr NIRF imaging system. Hel dyr romlig oppløsning kan skildre fluorescerende lymfekar på 100 mikron eller mindre, og bilder av strukturer inntil 3 cm i dybden kan erverves 9. Bildene er kjøpt ved hjelp av V + + programvare og analysert ved hjelp av ImageJ eller MATLAB programvare. Under analysen, er påfølgende regioner av interesse (ROIs) omfatter hele kardiameteren trukket langs en gitt lymfe fartøy. Dimensjonene for hver ROI holdes konstant for en gitt fartøy og NIRF intensitet måles for hver ROI til kvantitativt vurdere &quot;pakker&quot; av lymfe beveger gjennom fartøy.

Eksempel på NIRF Lymfatisk Imaging i Mus Når ICG eller cABD-IRDye800 injiseres ID på haleroten av en normal mus, bør det lymfatiske vaskulaturen mellom injeksjonsstedet ved haleroten og inguinal lymfeknute (LN) være umiddelbart visualisert. Kort etter injeksjon (noen få sekunder til minutter), bør det lymfatiske fartøyet mellom inguinal LN og aksillær LN bli visualisert som vist på fig 2. Siden lymfekar i mus varierer fra dyr til dyr som de gjør i mennesker, kan vari...

Watch this Scientific Journal Video about Non-invasive Optical Imaging of the Lymphatic Vasculature of a Mouse at JoVE.com

Non-invasive Optical Imaging of the Lymphatic Vasculature of a Mouse

Nylig utviklet imaging teknikker som bruker nær-infrarødt fluorescens (NIRF) kan bidra til å klargjøre hvilken rolle lymfesystemet spiller i kreft metastasering, immunrespons, sår reparasjon og andre lymphatic-assosierte sykdommer.

Ikke-invasiv optisk avbildning av Lymfatisk blodkar av en mus

The lymphatic  vascular system is an important component of the circulatory system that  maintains fluid homeostasis, provides immune surveillance, and ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Non-invasive Imaging of Leukocyte Homing and Migration in vivo

Non-invasive Imaging of Leukocyte Homing and Migration in vivo

Two-photon (2P) microscopy is a high resolution imaging technique that has been broadly adapted by biologists.  The value of 2P microscopy is that it ...

Use of an Optical Trap for Study of Host-Pathogen Interactions for Dynamic Live Cell Imaging

Dynamic live cell imaging allows direct visualization of real-time interactions between cells of the immune system1, 2; however, the lack of spatial and ...

A Method for Labeling Vasculature in Embryonic Mice

The establishment of a functional blood vessel network is an essential part of organogenesis, and is required for optimal organ function. For example, in ...

Intravital Imaging of the Mouse Popliteal Lymph Node

Intravital Imaging av Mouse popliteal lymfeknute

Lymph nodes (LNs) are secondary lymphoid organs, which are strategically located throughout the body to allow for trapping and presentation of foreign ...

Non-invasive Imaging of Disseminated Candidiasis in Zebrafish Larvae

Non-invasiv bildediagnostikk av utbredt candidiasis i sebrafisk Larver

Disseminated candidiasis caused by the pathogen Candida albicans is a clinically important problem in hospitalized individuals and is associated with a 30 ...

Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat

Non-Invasive Model of Neuropathogenic Escherichia coli Infection in the Neonatal Rat

Non-invasiv Model of Neuropathogenic<em&gt; Escherichia coli</em&gt; Infeksjon i Neonatal Rat

Investigation of the interactions between animal host and bacterial pathogen is only meaningful if the infection model employed replicates the principal ...

Complete Thymectomy in Adult Rats with Non-invasive Endotracheal Intubation

Komplett tymektomi hos voksne rotter med Non-invasiv endotrakeal intubering

Thymectomy in neonatal rodents is an established and reliable procedure for immunological studies. However, in adult rats, complications of hemorrhage and ...

The Mesenteric Lymph Duct Cannulated Rat Model: Application to the Assessment of Intestinal Lymphatic Drug Transport

Mesentriske Lymfe Duct kannulert Rat Modell: Søknad til Vurdering av Intestinal Lymphatic Drug Transport

The intestinal lymphatic system plays key roles in fluid transport, lipid absorption and immune function. Lymph flows directly from the small intestine ...

Non-invasive Imaging of the Innate Immune Response in a Zebrafish Larval Model of Streptococcus iniae Infection

Non-invasive Imaging of the Innate Immune Response in a Zebrafish Larval Model of Streptococcus iniae Infection

Non-invasiv Imaging av det medfødte immunrespons i en Sebrafisk Larve Modell av<em&gt; Streptococcus iniae</em&gt; Infeksjon

The aquatic pathogen, Streptococcus iniae, is responsible for over 100 million dollars in annual losses for the aquaculture industry and is capable of ...

A Non-invasive and Technically Non-intensive Method for Induction and Phenotyping of Experimental Bacterial Pneumonia in Mice

En ikke-invasiv og Teknisk Non-intensiv metode for induksjon og fenotyping of Experimental bakteriell lungebetennelse hos mus

Although community-acquired pneumonia remains a major public health problem, murine models of bacterial pneumonia have recently facilitated significant ...