Name: longitudinal in vivo imaging of the cerebrovasculature: relevance to cns diseases
Uploaded: 2016-12-06T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases at JoVE.com

De auteurs willen graag naar de Ligue Francaise contre l&#39;Epilepsie (tot MA-L), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Grant AVENIR R12087FS (tot FJ), toe te kennen aan de universiteit van Montpellier (tot FJ) en subsidie ​​erkennen van Federatie pour la Recherche sur le Cerveau (NM). Wij erkennen de technische bijstand van Chrystel Lafont aan het IPAM in vivo imaging kern platform faciliteit van Montpellier. We danken ook Mary Vernov (Weill Cornell Medical College) voor het corrigeren van het manuscript.

Muizen zijn toegestaan ad libitum toegang tot voedsel, water, en onderhouden op een 12-uur licht-donker cyclus. Alle procedures waarbij proefdieren gelijkvormig aan nationale en Europese wetten en werden goedgekeurd door het Franse Ministerie van Onderwijs en Wetenschappelijk Onderzoek (CEEA-LR-00651-01). Een totaal van 6 transgene 5xFAD en 4 nestzus wildtype (WT) controlemuizen werden voor deze procedure. 1. Pre-operatieve Voorbereiding <ol><li> Intraperitoneaal (IP) geïnjecteerd Methoxy-X04 (10 mg ...

<ol>
	<li>Harb, R., Whiteus, C., Freitas, C., Grutzendler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+imaging+of+cerebral+microvascular+plasticity+from+birth+to+death.">In vivo imaging of cerebral microvascular plasticity from birth to death.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 33 (1), 146-156 (2013).</li><li>Whiteus, C., Freitas, C., Grutzendler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perturbed+neural+activity+disrupts+cerebral+angiogenesis+during+a+postnatal+critical+period.">Perturbed neural activity disrupts cerebral angiogenesis during a postnatal critical period.</a> Nature. 505 (7483), 407-411 (2014).</li><li>Masamoto, K., 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=Microvascular+sprouting,+extension,+and+creation+of+new+capillary+connections+with+adaptation+of+the+neighboring+astrocytes+in+adult+mouse+cortex+under+chronic+hypoxia.">Microvascular sprouting, extension, and creation of new capillary connections with adaptation of the neighboring astrocytes in adult mouse cortex under chronic hypoxia.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 34 (2), 325-331 (2014).</li><li>Marchi, N., Lerner-Natoli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebrovascular+remodeling+and+epilepsy.">Cerebrovascular remodeling and epilepsy.</a> Neuroscientist. 19 (3), 304-312 (2013).</li><li>Giannoni, 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=Cerebrovascular+pathology+during+the+progression+of+experimental+Alzheimer's+disease.">Cerebrovascular pathology during the progression of experimental Alzheimer's disease.</a> Neurobiol Dis. 88, 107-117 (2016).</li><li>Kimbrough, I. F., Robel, S., Roberson, E. D., Sontheimer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+amyloidosis+impairs+the+gliovascular+unit+in+a+mouse+model+of+Alzheimer's+disease.">Vascular amyloidosis impairs the gliovascular unit in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> Brain. 138 (Pt 12), 3716-3733 (2015).</li><li>Herzig, M. 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=Abeta+is+targeted+to+the+vasculature+in+a+mouse+model+of+hereditary+cerebral+hemorrhage+with+amyloidosis.">Abeta is targeted to the vasculature in a mouse model of hereditary cerebral hemorrhage with amyloidosis.</a> Nat Neurosci. 7 (9), 954-960 (2004).</li><li>Oakley, H., 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=Intraneuronal+beta-amyloid+aggregates,+neurodegeneration,+and+neuron+loss+in+transgenic+mice+with+five+familial+Alzheimer's+disease+mutations:+potential+factors+in+amyloid+plaque+formation.">Intraneuronal beta-amyloid aggregates, neurodegeneration, and neuron loss in transgenic mice with five familial Alzheimer's disease mutations: potential factors in amyloid plaque formation.</a> J Neurosci. 26 (40), 10129-10140 (2006).</li><li>Liston, 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=Circadian+glucocorticoid+oscillations+promote+learning-dependent+synapse+formation+and+maintenance.">Circadian glucocorticoid oscillations promote learning-dependent synapse formation and maintenance.</a> Nat Neurosci. 16 (6), 698-705 (2013).</li><li>Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thinned-skull+cranial+window+technique+for+long-term+imaging+of+the+cortex+in+live+mice.">Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice.</a> Nat Protoc. 5 (2), 201-208 (2010).</li><li>Klunk, W. 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=Imaging+Abeta+plaques+in+living+transgenic+mice+with+multiphoton+microscopy+and+methoxy-X04,+a+systemically+administered+Congo+red+derivative.">Imaging Abeta plaques in living transgenic mice with multiphoton microscopy and methoxy-X04, a systemically administered Congo red derivative.</a> J Neuropathol Exp Neurol. 61 (9), 797-805 (2002).</li><li>Yardeni, T., Eckhaus, M., Morris, H. D., Huizing, M., Hoogstraten-Miller, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retro-orbital+injections+in+mice.">Retro-orbital injections in mice.</a> Lab Anim (NY). 40 (5), 155-160 (2011).</li><li>Cao, V. Y., 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=In+vivo+two-photon+imaging+of+experience-dependent+molecular+changes+in+cortical+neurons.">In vivo two-photon imaging of experience-dependent molecular changes in cortical neurons.</a> J Vis Exp. (71), (2013).</li><li>Holtmaat, 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=Long+term,+high-resolution+imaging+in+the+mouse+neocortex+through+a+chronic+cranial+window.">Long term, high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window.</a> Nat Protoc. 4 (8), 1128-1144 (2009).</li><li>Heppner, F. L., Ransohoff, R. M., Becher, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immune+attack:+the+role+of+inflammation+in+Alzheimer+disease.">Immune attack: the role of inflammation in Alzheimer disease.</a> Nat Rev Neurosci. 16 (6), 358-372 (2015).</li><li>Marker, D. F., Tremblay, M. E., Lu, S. M., Majewska, A. K., Gelbard, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+thin-skull+window+technique+for+chronic+two-photon+in+vivo+imaging+of+murine+microglia+in+models+of+neuroinflammation.">A thin-skull window technique for chronic two-photon in vivo imaging of murine microglia in models of neuroinflammation.</a> J Vis Exp. (43), (2010).</li><li>Joseph-Mathurin, 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=Amyloid+beta+immunization+worsens+iron+deposits+in+the+choroid+plexus+and+cerebral+microbleeds.">Amyloid beta immunization worsens iron deposits in the choroid plexus and cerebral microbleeds.</a> Neurobiol Aging. 34 (11), 2613-2622 (2013).</li><li>Sadowski, 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=Targeting+prion+amyloid+deposits+in+vivo.">Targeting prion amyloid deposits in vivo.</a> J Neuropathol Exp Neurol. 63 (7), 775-784 (2004).</li></ol>

De open schedel techniek voor in vivo twee-foton microscopie biedt het voordeel van onbeperkte beeldvorming sessies grote beeldvormende gebieden 13,14. Deze techniek produceert ontsteking in het interessegebied 14, vaak niet te beïnvloeden of neurovasculaire uitlezingen 15. Integendeel gaat de verdunde schedel transcraniële techniek niet tot neuro-inflammatie, teneinde een betrouwbare weergave van de structuren en cerebrovasculaire plakophoping 10,14. Een tweede voo...

De hersenen vasculatuur is een meercellige structuur, die anatomisch en functioneel is gekoppeld aan neuronen. Een dynamische remodelleren van vaten optreedt tijdens hersenontwikkeling en tijdens de progressie van aandoeningen van het centrale zenuwstelsel (CNS) 1,2. Het is algemeen aanvaard dat cerebrovasculaire schade is een kenmerk van verschillende CNS ziektes, waaronder epilepsie, de ziekte van Alzheimer (AD), traumatisch hersenletsel en encefalitis 3,4. Daarom volgen cerebrovasculaire veranderingen in vivo significant wordt bij het modelleren CNS ziekten, van begin en in chronische fase. Zoals cerebrovasculaire wijzigingen komen vaak gelijktijdig met neuronale schade of plasticiteit, beeldvorming van de neuro-vaatstelsel is een belangrijke toegangspoort tot CNS ziekte pathofysiologie ontcijferen. Dit protocol beschrijft een longitudinale twee-foton gebaseerde procedure om de hermodellering van het cerebrovasculature volgen in een muismodelAD, een progressieve pathologie gekenmerkt door cerebrovasculaire afwijkingen op grote en kleine kaliber schepen te wijten aan amyloidogenic plaqueneerslag 5-7. Deze procedure maakt de visualisatie van amyloïde afzettingen en het volgen van hun positie en groei ten opzichte neurovasculaire remodeling in de loop van de ziekte. Vital fluorescerende kleurstoffen worden geïnjecteerd voor elke opnamesessie voor de visualisatie van de cerebrovasculature en amyloïde plaques in AD transgene muizen 8. Herhaalde beeldvorming sessies van een ROI door middel van een verdunde schedel transcraniële window is niet-invasief en de methode van keuze om neurovasculaire remodeling beoordelen in de levende muis hersenen 2,5,9,10. De onderstaande procedure beschrijft de chirurgische protocol, het capturen en verwerken. De vroege progressie van cerebrale amyloïde angiopathie (CAA) meestal op grote leptomeningiale en indringende arteriolen wordt gekenmerkt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="627">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">methoxy-X04</td>
			<td style="width:125px;">tocris</td>
			<td align="right" style="width:119px;">4920</td>
			<td style="width:167px;">use 10 mg/Kg</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">FITC-Dextran 70Kda</td>
			<td style="width:125px;">sigma</td>
			<td align="right" style="width:119px;">46945</td>
			<td>use 100 mg/Kg</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">gelfoam/Bloxang</td>
			<td style="width:125px;">Bausch and Lomb</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">micorsurgical blade</td>
			<td style="width:125px;">surgistar</td>
			<td align="right" style="width:119px;">6900</td>
			<td>must be sharp and not dented</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">povidone-iodine</td>
			<td style="width:125px;">betadine</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>antisceptic solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">binocular stereomicroscope</td>
			<td style="width:125px;">olympus</td>
			<td style="width:119px;">SX10</td>
			<td>optimal image contrast is crucial for this procedure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">2-photon microscope</td>
			<td style="width:125px;">zeiss</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Zeiss LSM 710mp</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">fine scissors-toughcut</td>
			<td style="width:125px;">Fine science tools</td>
			<td>14058-09</td>
			<td>this scissors are optimized for cutting skin and soft tissue</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

longitudinal in vivo imaging of the cerebrovasculature: relevance to cns diseases

Herinrichting van de hersenen vasculatuur is een gemeenschappelijk kenmerk van hersenen pathologieën. In vivo beeldvormende technieken zijn fundamenteel voor het detecteren cerebrovasculaire plasticiteit of schade ontstaat overwerk en in relatie tot neuronale activiteit of doorbloeding. In vivo twee-foton microscopie maakt het onderzoek mogelijk van de structurele en functionele plasticiteit van grote cellulaire eenheden in de levende hersenen. Met name de uitgedunde schedel venster preparaat maakt de visualisatie van corticale gebieden van belang (ROI) en zonder het significant hersenontsteking. Herhaalde beeldvorming sessies corticale ROI haalbaar, waardoor de karakterisering van ziekte kenmerken in de tijd tijdens de progressie van een groot aantal centrale zenuwstelsel. Deze techniek toegang tot pial structuren binnen 250 urn van de hersenen gebaseerd op de detectie van fluorescerende probes gecodeerd door genetische cellulaire merkers en / of vitale kleurstoffen. Zijn (bijvoorbeeld, fluorescerende dextranen) worden gebruikt om de kaart te luminal compartiment van cerebrovasculaire structuren. Relevant voor de hierin beschreven protocol is het gebruik van een in vivo marker van amyloïde afzettingen, Methoxy-O4, de ziekte van Alzheimer (AD) progressie beoordelen. We beschrijven ook de post-acquisitie beeldverwerking gebruikt om vasculaire veranderingen en amyloïde afzettingen te volgen. Terwijl momenteel gericht op een model van AD, de beschreven protocol andere CZS stoornissen waarbij cerebrovasculaire pathologische veranderingen voordoen relevant.

Dit protocol beschrijft een methode voor het visualiseren van de cerebrovasculature en amyloïde afzettingen overuren. Fluorescerende kleurstoffen werden geïnjecteerd met amyloïde afzettingen (methoxy-XO4) 11 labelen en de cerebrovasculaire lumen (FITC-Dextran) 1 vullen. 3D-beeld analyse software modules werden gebruikt om 3D-beelden van een constant gezichtsveld vastgelegd op opeenvolgende tijdstippen te creëren. Afbeeldingen slechts verkregen in de somatosensor...

Watch this Scientific Journal Video about Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases at JoVE.com

Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases

Dit manuscript beschrijft een procedure om de herinrichting van de cerebrovasculature volgen tijdens amyloïde plaque accumulatie in vivo met behulp van longitudinale twee-foton microscopie. Een uitgedunde schedel bereiden voor de visualisatie van fluorescente kleurstoffen om de progressie van cerebrovasculaire schade te beoordelen in een muizenmodel van de ziekte van Alzheimer.

lengte-<em&gt; In Vivo</em&gt; Imaging van de Cerebrovasculature: Relevantie voor CNS ziekten

Remodeling of the brain vasculature is a common trait of brain pathologies. In vivo imaging techniques are fundamental to detect cerebrovascular ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Longitudinal In Vivo Imaging of the Cerebrovasculature: Relevance to CNS Diseases

The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Het gebruik van Farmacologische fMRI-uitdaging in de Pre-klinisch onderzoek: Toepassing op de 5-HT-systeem

Pharmacological MRI (phMRI) is a new and promising method to study the effects of substances on brain function that can ultimately be used to unravel ...

Intranasal Administration of CNS Therapeutics to Awake Mice

Intranasale toediening van CNS Therapeutics naar Awake Muizen

Intranasal administration is a method of delivering  therapeutic agents to the central nervous system (CNS). It is  non-invasive and allows large ...

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

In vivo Macrophage Imaging Using MR Targeted Contrast Agent for Longitudinal Evaluation of Septic Arthritis

In vivo Macrophage Imaging Met behulp van MR Gerichte Contrast Agent voor Longitudinale Evaluatie van septische artritis

Macrophages are key-cells in the initiation, the development and the regulation of the inflammatory response to bacterial infection. Macrophages are ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in de analyse van neurodegeneratieve ziekten

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Transplantatie in de voorste kamer van het oog voor Longitudinaal, niet-invasieve<em&gt; In vivo</em&gt; Beeldvorming met Single-cell resolutie in real-time

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research.  In the process, many imaging techniques have been developed to study ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19 F MRI voor mobiele Tracking

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. ...

Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging

Polsgolfsnelheid Testen in de Baltimore Longitudinal Study of Aging

Carotid-femoral pulse wave velocity is considered the gold standard for measurements of central arterial stiffness obtained through noninvasive ...

Acute Brain Trauma in Mice Followed By Longitudinal Two-photon Imaging

Acute Brain Trauma in Muizen gevolgd door Longitudinale Twee-foton Imaging

Although acute brain trauma often results from head damage in different accidents and affects a substantial fraction of the population, there is no ...

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

Rose Bengal Photothrombosis door confocale Optical Imaging<em&gt; In Vivo</em&gt;: Een model van de Single Vessel Stroke

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

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

Uitputting van de Muis Cellen van geënte, humane tumoren verbetert Downstream Analyse van Target Cellen

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 ...