Name: 3d modeling of the lateral ventricles and histological characterization of periventricular tissue in humans and mouse
Uploaded: 2015-05-19T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about 3D Modeling of the Lateral Ventricles and Histological Characterization of Periventricular Tissue in Humans and Mouse at JoVE.com

An NINDS Grant NS05033 (JCC) supported this work. The University of Connecticut RAC, SURF and OUR programs provided additional support.

नोट: पशु प्रक्रियाओं कनेक्टिकट IACUC विश्वविद्यालय ने मंजूरी दे दी है और एनआईएच दिशा निर्देशों के अनुरूप किया गया। मानव ऊतकों और डेटा विश्लेषण और प्रक्रियाओं के अनुपालन में थे और कनेक्टिकट आईआरबी के वि?...

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	<li>Del Bigio, M. 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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=Ultra-high+7T+MRI+of+structural+age-related+changes+of+the+subthalamic+nucleus.">Ultra-high 7T MRI of structural age-related changes of the subthalamic nucleus.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 33, 4896-4900 (2013).</li><li>Marti-Bonmati, L., Sopena, R., Bartumeus, P., Sopena, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodality+imaging+techniques.">Multimodality imaging techniques.</a> Contrast Media Mol Imaging. 5, 180-189 (2010).</li><li>Bergmann, O., 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+age+of+olfactory+bulb+neurons+in+humans.">The age of olfactory bulb neurons in humans.</a> Neuron. 74, 634-639 (2012).</li><li>Sanai, N., 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=Corridors+of+migrating+neurons+in+the+human+brain+and+their+decline+during+infancy.">Corridors of migrating neurons in the human brain and their decline during infancy.</a> Nature. 478, 382-386 (2011).</li><li>Wang, 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=Identification+and+characterization+of+neuroblasts+in+the+subventricular+zone+and+rostral+migratory+stream+of+the+adult+human+brain.">Identification and characterization of neuroblasts in the subventricular zone and rostral migratory stream of the adult human brain.</a> Cell Res. 21, 1534-1550 (2011).</li><li>Carmen Gomez-Roldan, D. e. l., M, , 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=Neuroblast+proliferation+on+the+surface+of+the+adult+rat+striatal+wall+after+focal+ependymal+loss+by+intracerebroventricular+injection+of+neuraminidase.">Neuroblast proliferation on the surface of the adult rat striatal wall after focal ependymal loss by intracerebroventricular injection of neuraminidase.</a> The Journal of Comparative Neurology. 507, 1571-1587 (2008).</li></ol>

हम उपकरण और चूहों में और मानव में मस्तिष्क के निलय प्रणाली की अखंडता का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। ये उपकरण, तथापि, यह भी, या 14,21,22 उम्र बढ़ने की प्र?...

एक ependymal सेल monolayer लाइनों मस्तिष्क रीढ़ की हड्डी द्रव (सीएसएफ) और मध्य द्रव (ISF) 1-3 के बीच द्वि-दिशात्मक बाधा और परिवहन कार्यों प्रदान मस्तिष्क के निलय प्रणाली। इन कार्यों मस्तिष्क विषैला मुक्त और शारीरिक संतुलन 2,3 में रखने के लिए मदद करते हैं। चोट या बीमारी के माध्यम से इस अस्तर के कुछ भागों से मनुष्य के नुकसान में अन्य उपकला अस्तर के रूप में पाया पुनर्योजी प्रतिस्थापन में परिणाम के लिए प्रकट नहीं होता है; बल्कि ependymal सेल कवरेज के नुकसान निलय सतह पर ependymal कोशिकाओं के denuded क्षेत्रों को कवर astrocytes की एक meshwork के साथ periventricular astrogliosis में परिणाम के लिए प्रकट होता है। महत्वपूर्ण सीएसएफ / ISF मुद्रा और निकासी तंत्र को गंभीर नतीजों इस उपकला परत 1,2,4-7 के नुकसान से परिणाम की भविष्यवाणी की जाएगी। मानव उम्र बढ़ने के एक आम सुविधा पार्श्व निलय (ventriculomegaly) और observ के रूप में जुड़े periventricular शोफ बढ़े हुए हैएमआरआई और तरल पदार्थ से तनु उलटा वसूली एमआरआई (एमआरआई / स्वभाव) 8-14 द्वारा एड। Ventriculomegaly और निलय अस्तर के सेलुलर संगठन के बीच संबंधों की जांच करने के लिए, शवपरीक्षा मानव एमआरआई दृश्यों पार्श्व वेंट्रिकल periventricular ऊतक के histological तैयारी के साथ मिलान किया गया। Ventriculomegaly के मामलों में, gliosis की पर्याप्त क्षेत्रों पार्श्व वेंट्रिकल की दीवार के साथ ependymal सेल कवरेज की जगह थी। निलय विस्तार एमआरआई आधारित मात्रा विश्लेषण से पता नहीं किया गया था, ependymal सेल अस्तर बरकरार था और gliosis निलय अस्तर 6 के साथ नहीं पाया गया। इस मिश्रित दृष्टिकोण अंश का wholemount तैयारियाँ या पूरे पार्श्व वेंट्रिकल की दीवार और निलय संस्करणों 6 का 3 डी मॉडलिंग का उपयोग कर पार्श्व वेंट्रिकल अस्तर के सेलुलर अखंडता में पहली व्यापक प्रलेखन का ब्यौरा परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है। कई रोगों (अल्जाइमर रोग, एक प्रकार का पागलपन) और चोटों (घाव मस्तिष्क चोट)एक प्रारंभिक नयूरोपथोलोगिकल सुविधा के रूप में ventriculomegaly दिखा। जिससे ependymal सेल अस्तर के क्षेत्रों के अनाच्छादन सामान्य ependymal सेल समारोह के साथ हस्तक्षेप और सीएसएफ / ISF तरल पदार्थ और घुला हुआ पदार्थ विनिमय के बीच समस्थिति संतुलन समझौता करने के लिए भविष्यवाणी की जाएगी। इस प्रकार, अंतर्निहित या पड़ोसी मस्तिष्क संरचना को वेंट्रिकुलर सिस्टम, अपने सेलुलर संरचना, और परिणाम में परिवर्तन का एक और अधिक संपूर्ण परीक्षा अंततः निलय बढ़ने के साथ जुड़े neuropathology के बारे में अधिक प्रकट करने के लिए शुरू हो जाएगा। एक साथ ऊतकीय ऊतकों के नमूनों इसी तक सीमित पहुंच के साथ बहुविध इमेजिंग डेटा की कमी है, और विशेष रूप से अनुदैर्ध्य डेटा दृश्यों में, मानव मस्तिष्क विकृतियों का विश्लेषण कठिन बना देता है। मानव बुढ़ापे या बीमारी में पाया मॉडलिंग phenotypes अक्सर माउस मॉडल के साथ प्राप्त किया जा सकता है और पशु मॉडल मानव रोग दीक्षा और प्रगति के बारे में सवालों का पता लगाने के लिए हमारी सबसे अच्छा अर्थ में से एक हो जाते हैं। में कई अध्ययनोंस्वस्थ युवा चूहों पार्श्व वेंट्रिकल की दीवारों की cytoarchitecture और अंतर्निहित स्टेम सेल आला 4,7-15 वर्णन किया है। इन अध्ययनों से 6,15 उम्र बढ़ने के माध्यम से निलय दीवारों की 3 डी मॉडलिंग और सेलुलर विश्लेषण शामिल करने के लिए बढ़ा दिया गया है। चूहों एक अपेक्षाकृत मजबूत subventicular क्षेत्र (SVZ) 6,15 अस्तर एक अक्षुण्ण ependymal सेल करने के लिए सेल आला आधारस्थित स्टेम प्रदर्शित बल्कि periventricular gliosis और न ही ventriculomegaly न तो आयु वर्ग के चूहों में मनाया जाता है। इस प्रकार, हड़ताली प्रजाति विशिष्ट मतभेद 6,15 उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान सामान्य रखरखाव और पार्श्व वेंट्रिकल अस्तर की अखंडता दोनों में मौजूद हैं। इसलिए, मनुष्यों में पाया स्थितियों से पूछताछ करने के लिए सबसे अच्छा उपयोग चूहों को, दो प्रजातियों के बीच मतभेद की विशेषता और उचित रूप से किसी भी मॉडलिंग प्रतिमान में विचार किया जाना चाहिए। यहाँ, हम दोनों मनुष्यों और मीटर में पार्श्व निलय को अनुदैर्ध्य परिवर्तन और संबद्ध periventricular ऊतक का मूल्यांकन करने के लिए प्रक्रियाओं को पेशouse। हमारे प्रक्रियाओं सेलुलर संगठन और संरचना दोनों चिह्नित करने के लिए 3 डी प्रतिपादन और माउस और मानव निलय दोनों की volumetry, और periventricular ऊतक के पूरे माउंट तैयारियों के immunohistochemical विश्लेषण का उपयोग शामिल है। एक साथ इन प्रक्रियाओं निलय प्रणाली में परिवर्तन और संबद्ध periventricular ऊतक चिह्नित करने के लिए एक साधन प्रदान करते हैं।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="881">
	<tbody>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:227px;">Name of the Materal/Equipment</td>
			<td style="width:363px;">Company</td>
			<td style="width:131px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:160px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>21600-069</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Paraformaldehyde (PFA)</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>19210</td>
			<td>Use at 4% in PBS, 4 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Normal Horse Serum</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>16050</td>
			<td>10% in PBS-TX (v/v)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Normal Goat Serum</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>16210</td>
			<td>10% in PBS-TX (v/v)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Triton X-100 (TX)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8787</td>
			<td>0.1% in PBS (v/v)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vibratome</td>
			<td>Leica</td>
			<td>VT1000S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fluorescence Microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Imager.M2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Camera</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>ORCA R2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microscope Stage Controller</td>
			<td>Ludl Electronic Products</td>
			<td>MAC 6000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stereology software</td>
			<td>MBF Bioscience</td>
			<td colspan="2">Stereo Investigator 11</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stereology software</td>
			<td>ImageJ/NIH</td>
			<td>NIH freeware</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3D Reconstruction software</td>
			<td>MBF Bioscience</td>
			<td colspan="2">Neurolucida Explorer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Confocal Microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>TCS SP2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MRI Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Freesurfer</td>
			<td colspan="2">https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/DownloadAndInstall</td>
			<td>Segmentation and Volume</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ITK-Snap</td>
			<td>http://www.itksnap.org/pmwiki/pmwiki.php</td>
			<td></td>
			<td>Segmentation and Volume</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Multi-image Analysis GUI (Mango)</td>
			<td>http://ric.uthscsa.edu/mango/</td>
			<td></td>
			<td>Longitudinal overlay</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Whole Mount Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">22.5&#176; microsurgical straight stab knife</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC9854830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">parafilm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">wax bottom dissecting dish&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">pins</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">fine forceps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">aquapolymount</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dissecting Microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>MZ95</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Whole Mount Antibodies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">mouse anti-b-catenin</td>
			<td>BD Bioschiences, San Jose, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td>1:250</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">goat anti-GFAP</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td></td>
			<td>1:250</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">rabbit anti-AQP4 (aquaporin-4)</td>
			<td>&#160;Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>1:400</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Coronal Antibodies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anti-S100&#946; antibody</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td>1:500</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">4&#8217;,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>D-1306</td>
			<td>10 &#181;g/mL in PBS</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

3d modeling of the lateral ventricles and histological characterization of periventricular tissue in humans and mouse

The ventricular system carries and circulates cerebral spinal fluid (CSF) and facilitates clearance of solutes and toxins from the brain. The functional units of the ventricles are ciliated epithelial cells termed ependymal cells, which line the ventricles and through ciliary action are capable of generating laminar flow of CSF at the ventricle surface. This monolayer of ependymal cells also provides barrier and filtration functions that promote exchange between brain interstitial fluids (ISF) and circulating CSF. Biochemical changes in the brain are thereby reflected in the composition of the CSF and destruction of the ependyma can disrupt the delicate balance of CSF and ISF exchange. In humans there is a strong correlation between lateral ventricle expansion and aging. Age-associated ventriculomegaly can occur even in the absence of dementia or obstruction of CSF flow. The exact cause and progression of ventriculomegaly is often unknown; however, enlarged ventricles can show regional and, often, extensive loss of ependymal cell coverage with ventricle surface astrogliosis and associated periventricular edema replacing the functional ependymal cell monolayer. Using MRI scans together with postmortem human brain tissue, we describe how to prepare, image and compile 3D renderings of lateral ventricle volumes, calculate lateral ventricle volumes, and characterize periventricular tissue through immunohistochemical analysis of en face lateral ventricle wall tissue preparations. Corresponding analyses of mouse brain tissue are also presented supporting the use of mouse models as a means to evaluate changes to the lateral ventricles and periventricular tissue found in human aging and disease. Together, these protocols allow investigations into the cause and effect of ventriculomegaly and highlight techniques to study ventricular system health and its important barrier and filtration functions within the brain.

Immunostained 50 माइक्रोन राज्याभिषेक वर्गों और 3 डी पुनर्निर्माण (चित्रा 3) के आधार पर माउस पार्श्व निलय का कंटूर ट्रेसिंग मात्रा डेटा की बीमारी या चोट के लिए एक मॉडल प्रणाली के रूप में माउस का उपयोग कर विभ?...

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3D Modeling of the Lateral Ventricles and Histological Characterization of Periventricular Tissue in Humans and Mouse

मनुष्य और माउस में Periventricular ऊतक के पार्श्व ventricles और histological विशेषता के 3 डी मॉडलिंग

Using MRI scans (human), 3D imaging software, and immunohistological analysis, we document changes to the brain&#8217;s lateral ventricles. Longitudinal 3D mapping of lateral ventricle volume changes and characterization of periventricular cellular changes that occur in the human brain due to aging or disease are then modeled in mice.

The ventricular system carries and circulates cerebral spinal fluid (CSF) and facilitates clearance of solutes and toxins from the brain. The functional ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Mouse Models of Periventricular Leukomalacia

Periventricular Leukomalacia के माउस मॉडल

We describe a protocol for establishing mouse models of periventricular leukomalacia (PVL). PVL is the predominant form of brain injury in premature ...

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

मॉडलिंग प्रासंगिक और क्रोनिक माइग्रेन के तंत्रिका इम्यून संकेतन फैल अवसाद का प्रयोग इन विट्रो में</em

Migraine and its transformation to chronic migraine are healthcare burdens in need of improved treatment options.  We seek to define how neural immune ...

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

3 डी इमेजिंग और morphological विश्लेषण के लिए वयस्क माउस के cerebrovascular कास्टिंग

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

Tissue Preparation and Immunostaining of Mouse Sensory Nerve Fibers Innervating Skin and Limb Bones

ऊतक और माउस संवेदी तंत्रिका फाइबर त्वचा और अंग की हड्डी Innervating तैयार Immunostaining

Detection and primary processing of physical, chemical and thermal sensory stimuli by peripheral sensory nerve fibers is key to sensory perception in ...

Manual Drainage of the Zebrafish Embryonic Brain Ventricles

Zebrafish भ्रूण मस्तिष्क ventricles के मैनुअल ड्रेनेज

Cerebrospinal fluid  (CSF) is a protein rich fluid contained within the brain ventricles. It is  present during early vertebrate embryonic development and ...

Intact Histological Characterization of Brain-implanted Microdevices and Surrounding Tissue

मस्तिष्क प्रत्यारोपित microdevices और आसपास के ऊतकों के बरकरार histological विशेषता

Research  into the design and utilization of brain-implanted microdevices, such as  microelectrode arrays, aims to produce clinically relevant devices ...

Non-invasive Assessment of Changes in Corticomotoneuronal Transmission in Humans

मनुष्यों में कोर्टिकोटोनूरोनल ट्रांसमिशन में परिवर्तन के गैर-आक्रामक आकलन

The corticospinal pathway is the major pathway connecting the brain with the muscles and is therefore highly relevant for movement control and motor ...

Live Imaging of the Ependymal Cilia in the Lateral Ventricles of the Mouse Brain

माउस मस्तिष्क के पार्श्व निलय में Ependymal पक्ष्माभिका का लाइव इमेजिंग

Multiciliated ependymal cells line the ventricles in the adult brain. Abnormal function or structure of ependymal cilia is associated with various ...

Cortex-, Hippocampus-, Thalamus-, Hypothalamus-, Lateral Septal Nucleus- and Striatum-specific In Utero Electroporation in the C57BL/6 Mouse

Cortex-, Hippocampus-, Thalamus-, Hypothalamus-, Lateral Septal Nucleus- and Striatum-specific In Utero Electroporation in the C57BL/6 Mouse

प्रांतस्था, Hippocampus-, Thalamus-, Hypothalamus-, पार्श्व सेप्टल Nucleus- और स्ट्रिएटम-विशिष्ट<em&gt; गर्भाशय में</em&gt; C57BL 6 / माउस electroporation में

In utero electroporation is a widely used technique for fast and efficient spatiotemporal manipulation of various genes in the rodent central nervous ...

Modeling Neuronal Death and Degeneration in Mouse Primary Cerebellar Granule Neurons

माउस प्राथमिक अनुमस्तिष्क granules न्यूरॉन्स में ंयूरॉन मौत और अध कि मॉडलिंग

Cerebellar granule neurons (CGNs) are a commonly used neuronal model, forming an abundant homogeneous population in the cerebellum. In light of their ...