Name: in vivo dynamics of retinal microglial activation during neurodegeneration: confocal ophthalmoscopic imaging and cell morphometry in mouse glaucoma
Uploaded: 2015-05-11T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Dynamics of Retinal Microglial Activation During Neurodegeneration: Confocal Ophthalmoscopic Imaging and Cell Morphometry in Mouse Glaucoma at JoVE.co

We thank the Scientific Computing and Imaging Institute of the University of Utah for use of FluoRender software (R01GM09815). This work was supported by grants from the Glaucoma Research Foundation, Melsa M. and Frank Theodore Barr Foundation and the US National Institute of Health, (R01EY020878 and R01EY023621) to M.L.V., and (R01EY017182 and R01EY017950) to B.K.A.

В естественных изображений выполняется в свободных от патогенов объектов, использующих протоколы, утвержденные Комитетом по уходу и использованию животных Институциональная по крайней университета штата Юта. Примечание: Этот протокол изображения используется для репортер?...

Живой мониторинг числа клеток микроглии и морфологической активации во время нейродегенеративных заболеваний требует использования неинвазивных методов визуализации, которые позволяют подробную визуализацию функций клеток. После обработки изображений, клетки микроглии должны бы?...

Микроглия являются нейроиммунных клетки, которые исключительно проживают в центральной нервной системе (ЦНС), так как в начале эмбрионального развития и на протяжении взрослой жизни. Оснащен комплексной репертуара рецепторов, микроглии активность и гетерогенности регулируются их двунаправленного взаимодействия с соседними нейронами, глии, гематоэнцефалический барьер и проникающих нейровоспалительных клетки 1,2. Базальные микроглии функции способствуют физиологической технического обслуживания и ремонта, а они пробуют их территорию для возмущений гомеостаза 3,4. Во время травмы или болезни ЦНС, микроглии являются первыми отвечают на нейронных сигналов, которые затем вызывают их перехода к реактивной фенотипа, называется &quot;активированный микроглии 2,5-7. Активация микроглии включает в себя сложную цикл генов белков и выражения, которые связаны с клеточной сомы и процесс изменения размеров и реконструкции 6-9. Активация микроглии, а также перераспределение клеток икластеризации, может сопровождаться местной общее увеличение числа клеток (называемых microgliosis). Это может быть результатом пролиферации клеток и самообновления, с или без набора из крови моноцитов 3,4,7,10-14. В широком диапазоне возрастных хронических заболеваний ЦНС, устойчивый microgliosis и активация микроглии параллельно прогрессирования заболевания 15-19. Как микроглии влияние нейродегенерация остается неясным, в основном потому, что они играют как нейропротекторные и вредные роли, которые могут иметь различные взносы в начале заболевания и прогрессии. Живые исследования отображения, направленных на изучение хронического заболевания ЦНС мониторинг микроглии поведение в поврежденной ЦНС моделей животных и человека, и показали, что микроглии изменения могут быть обнаружены начало на ранних стадиях заболевания 15-17,19,20. Таким образом, важно разработать подходы для выявления и мониторинга микроглии активации в естественных условиях. Неинвазивная Deteие региональных изменений в активации мозга микроглии был создан как важно в естественных условиях показатель прогрессии нейродегенеративных заболеваний, с использованием молекулярного изображений или биолюминесценции и позитронно-эмиссионной томографии или магнитно-резонансную томографию 18,21,22. Эти высоко количественные и неинвазивные методы молекулярной и атомной изображений обнаружить глиоза с региональным разрешением. Кроме того, два фотона конфокальной изображений в CX3CR1 GFP / + мышей позволило наблюдение микроглии мозга с сотовой резолюции 3,4,9,20,23-28. Тем не менее, этот подход ограничивает долгосрочные и повторное наблюдение хронических микроглии изменений, учитывая потенциальный риск нарушения их поведение, даже минимально инвазивных процедур визуализации мозга 29. Кроме того, сетчатка предлагает оптимальные условия для прямого, в естественных условиях визуализации и повторного мониторинга микроглии в их нетронутыми ЦНС нише всей старения, следующие острой травмы, ипотенциально во хронических нейродегенеративных заболеваний. Таким образом, недавние исследования доказали целесообразность изображений с высоким разрешением сетчатки микроглии, экспрессирующих GFP путем адаптации конфокальной лазерного сканирования офтальмоскопия (cSLO) к изображению живой CX3CR1 GFP / + мышей. Это был использован для отслеживания еженедельные изменения в GFP + клеток чисел в отдельных мышей в течение 10 недель после острой травмы или индуцированной глазной гипертензии 30-36. Мы расширили этот подход для выполнения долгосрочного изображений в течение нескольких месяцев, и количественно отслеживать изменения в активации микроглии на основе размера сома с использованием анализа морфометрического. Размер сомный был определен в качестве полезного метрики активации микроглии в живых визуальных исследований с использованием двух-фотонной конфокальной микроскопии в корковых ломтиками выполнять в естественных изображений в CX3CR1-GFP + 9 микроглии. Эти и другие исследования также продемонстрировали корреляцию между размером сомный и уровни экспрессии белка Iba1, WHIch также увеличивается с 9,37 активации. Таким образом, активируется микроглии может быть идентифицирован в живых мышей, и их количество и распределение наблюдали в течение времени, в течение здоровья и болезни ЦНС. Этот протокол описывает методы cSLO живой приобретения и анализа изображений для мониторинга количества клеток микроглии, распределение и морфологические активации во сетчатки ганглиозных клеток (РГК) дегенерации (рис 1). Таким образом, это исследование использует: 1) модель мыши наследственной глаукоме (DBA / 2J), который подвергается возрастной зависит зрительный нерв и сетчатку нейродегенерацию и показывает замечательную изменчивость прогрессирования заболевания между 5 и 10 месяцев 38,39, 2) в месяц cSLO в естественных изображений для долгосрочного визуализации GFP + клеток в сетчатке и зрительном нерве немиелинизированные гетерозиготных Cx3cr1 GFP / + DBA / 2J мышей в возрасте 3-5 месяцев, 3) в прямом эфире анализ изображений с помощью сегментации и порога, чтобы изолировать клетки somata и меруИК область. Эти стратегии применяются для оценки кинетики сетчатки микроглии состояниях активации на ранних стадиях хронического глаукомы.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="2010">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:617px;">Name</td>
			<td style="width:444px;">Company</td>
			<td style="width:208px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:741px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:617px;">DBA/2J and 
			CX3CR1-GFP/+ mice</td>
			<td>The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME</td>
			<td>000671 and 00582</td>
			<td>Mice are breed in-house, introducing new breeders every 3 to 4 generations to prevent genetic drift.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">301/2G needle and 1 ml tuberculin slip-tip syringe</td>
			<td>BD, East Rutherford, NJ</td>
			<td>305106 and 309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:617px;">2,2,2-tribromoethanol, tert-Amyl alcohol 99% and phosphate buffer saline tablets</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td>T48402, 152463 and P4417</td>
			<td>Avertin solution (pH 7.3, sterile filtered) must be freshly made solution or stored at 4&#186;C for up to 1 week.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Heat therapy T/Pump</td>
			<td>Gaymar Industries, Orchard Park, NY</td>
			<td>TP-650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Cotton-tipped applicators</td>
			<td>Fisher Scientific, Pittsburgh, PA</td>
			<td>23-400-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tropicamide 1%&#160;</td>
			<td>Bausch &#38; Lomb, Rochester, NY</td>
			<td>NDC 24208-585-64</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PMMA contact lenses, 1.70-base curve, 3.2 mm total diameter, 0.40 mm-thick center</td>
			<td>Cantor &#38; Nissel Ltd., Northamptonshire, UK</td>
			<td>G003709</td>
			<td>Lenses are rinsed with sterile PBS and stored in polypropylene boxes.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">HRA/Spectralis confocal scanning laser ophthalmoscope and Eye Explorer software</td>
			<td>Heidelberg Engineering GmbH, Carlsbad, CA</td>
			<td>Version 1.7.1.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PowerPoint</td>
			<td>Microsoft, Redmond, WA</td>
			<td>Version 14.4.3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Adobe Photoshop</td>
			<td>Adobe, San Jose, CA</td>
			<td>Version CS3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FluoRender</td>
			<td>Scientific Computing and Imaging Institute, University of Utah</td>
			<td>Version 2.13</td>
			<td>Freeware. http://www.sci.utah.edu/software/13-software/127-fluorender.html</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">NIS-Elements C</td>
			<td>Nikon, Melville, NY</td>
			<td>Version 4.30.01</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo dynamics of retinal microglial activation during neurodegeneration: confocal ophthalmoscopic imaging and cell morphometry in mouse glaucoma

Микроглия, которые нейроиммунных клетки ЦНС резидентов, превратить их морфологию и размер в ответ на поражения ЦНС, переход на активированном состоянии с различными функциями и профилей экспрессии генов. Роли активации микроглии в области здравоохранения, травмы и заболевания остаются не полностью понял из-за их динамической и сложной регуляции в ответ на изменения в их микросреды. Таким образом, очень важно, чтобы неинвазивно отслеживать и анализировать изменения в микроглии активации в течение долгого времени в здоровом организме. В естественных условиях исследования активации микроглии были задержаны по технических ограничений, отслеживания микроглии поведения без изменения окружающей среды ЦНС. Это было особенно сложным при хронической нейродегенерации, где долгосрочные изменения должны быть отслежены. Сетчатка, орган ЦНС поддается неинвазивной визуализации живого, предлагает мощную систему визуализации и характеризуют динамику активации микроглии во хронических заболеваний. в естественных сетчатки микроглии, с помощью конфокальной офтальмоскопии (cSLO) и CX3CR1 GFP / + мышей репортер, чтобы визуализировать микроглии с сотовой резолюции. Кроме того, мы опишем методы для количественной оценки ежемесячные изменения в активации клеток и плотности в больших клеток подмножеств (200-300 клеток на сетчатке). Мы подтверждаем использование сомный области в качестве полезного метрики для живого отслеживания активации микроглии в сетчатке с применением автоматизированной порог на основе морфометрического анализа изображений в естественных условиях. Мы используем эти живые приобретение изображения и анализирует стратегии для мониторинга динамических изменений в микроглии активации и microgliosis на ранних стадиях сетчатки нейродегенерацией в мышиной модели хронического глаукомы. Этот подход должен быть полезно исследовать вклад микроглии в нейронной и аксонов снижение хронических расстройств ЦНС, которые влияют на сетчатку и зрительный нерв.

Наши последнее в естественных условиях исследования использовали эти живые приобретение и анализа изображений методы визуализации и отслеживать кинетики и закономерности ДЗН и сетчатки микроглии изменений на ранних стадиях хронического глаукомы и их отношения до конца нейрод?...

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Dynamics of Retinal Microglial Activation During Neurodegeneration: Confocal Ophthalmoscopic Imaging and Cell Morphometry in Mouse Glaucoma at JoVE.co

In Vivo Dynamics of Retinal Microglial Activation During Neurodegeneration: Confocal Ophthalmoscopic Imaging and Cell Morphometry in Mouse Glaucoma

Активация микроглии и microgliosis являются ключевыми ответы на хронической нейродегенерации. Здесь мы представляем методы для в естественных условиях долгосрочного визуализации сетчатки CX3CR1-GFP + клеток микроглии по конфокальной офтальмоскопии, и порог и морфометрических анализ для выявления и количественной оценки их активации. Мы следим за микроглии изменения на ранних стадиях возрастного глаукомы.

В Vivo Динамика сетчатки микроглии активации во нейродегенерации: конфокальной офтальмоскопической изображений и клеточной морфометрии в мышь Глаукома

Microglia, which are CNS-resident neuroimmune cells, transform their morphology and size in response to CNS damage, switching to an activated state with ...

Research

JoVE Journal

Medicine

In Vivo Dynamics of Retinal Microglial Activation During Neurodegeneration: Confocal Ophthalmoscopic Imaging and Cell Morphometry in Mouse Glaucoma

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Многофотонная изображений опухолевой инвазии сотовый в Ортотопическая Модель мыши устного плоскоклеточный рак

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

В естественных условиях Биолюминесценция изображения опухоли Гипоксия Динамика груди метастазы рака мозга у мышей

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There ...

In vivo Imaging of Tumor Angiogenesis using Fluorescence Confocal Videomicroscopy

In vivo Imaging of Tumor Angiogenesis using Fluorescence Confocal Videomicroscopy

В естественных изображений опухолевого ангиогенеза с помощью флуоресцентной конфокальной видеомикроскопии

Fibered confocal fluorescence in vivo imaging with a fiber optic bundle uses the same principle as fluorescent confocal microscopy. It can excite ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

В естественных условиях 19 F МРТ для отслеживания сотовых

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

Sequential In vivo Imaging of Osteogenic Stem/Progenitor Cells During Fracture Repair

Последовательный<em&gt; В естественных условиях</em&gt; Визуализация остеогенные стволовых / клеток-предшественников во время разрушения Ремонт

Bone turns over continuously and is highly regenerative following injury. Osteogenic stem/progenitor cells have long been hypothesized to exist, but in ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

Внутриматочная телеметрии измерить мышь сократительной давления<em&gt; В Vivo</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo: A Model of Single Vessel Stroke

Rose Bengal Photothrombosis by Confocal Optical Imaging In Vivo:  A Model of Single Vessel Stroke

Роза Бенгалия фототромбоза конфокальной оптической томографии<em&gt; В Vivo</em&gt;: Модель одно судно инсульта

In vivo imaging techniques have increased in utilization due to recent advances in imaging dyes and optical technologies, allowing for the ability to ...

Glaucoma-inducing Procedure in an In Vivo Rat Model and Whole-mount Retina Preparation

Glaucoma-inducing Procedure in an In Vivo Rat Model and Whole-mount Retina Preparation

Глаукома индуцирующего процедуры в<em&gt; В Vivo</em&gt; Крыса модель и всего монтажа Retina Подготовка

Glaucoma is a disease of the central nervous system affecting retinal ganglion cells (RGCs). RGC axons making up the optic nerve carry visual input to the ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

Истощение мышиных клеток из ксенотрансплантатов опухолей человека значительно улучшает Downstream Анализ клеток-мишеней

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...

Fluorescent Dye Labeling of Erythrocytes and Leukocytes for Studying the Flow Dynamics in Mouse Retinal Circulation

Флуоресцентная маркировка красителей эритроцитов и лейкоцитов для изучения динамики потока в циркуляции сетчатки мышей

The retinal and choroidal blood flow dynamics may provide insight into the pathophysiology and sequelae of various ocular diseases, such as glaucoma, ...