Name: longitudinal in vivo imaging of the cerebrovasculature: relevance to cns diseases
Uploaded: 2016-12-06T14:00:00
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Die Autoren möchten die Ligue Francaise contre l&#39;Epilepsie zu bestätigen (MA-L), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Grants AVENIR R12087FS (FJ), gewähren von der Universität Montpellier (FJ) und Grant von Federation pour la Recherche sur le Cerveau (NM). Wir erkennen die technische Unterstützung von Chrystel Lafont bei der IPAM in-vivo-Bildgebung Kernplattform Einrichtung von Montpellier. Wir danken auch Mary Vernov (Weill Cornell Medical College) für das Manuskript Korrektur.

Mäuse sind erlaubt ad libitum Zugang zu Nahrung, Wasser und gewartet werden auf einer 12-Stunden - Licht-Dunkel - Zyklus. Alle Verfahren beteiligt Labortieren entsprachen nationalen und europäischen Gesetze und wurden von der Französisch Ministerium für Bildung und wissenschaftliche Forschung (CEEA-LR-00651-01) zugelassen. Insgesamt 6 transgenen 5xFAD und 4 littermate Wildtyp- (WT) Kontrollmäuse wurden für dieses Verfahren verwendet. 1. Die präoperative Vorbereitung <ol><li> Intraperitoneal (IP...

<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>

Die Open-Schädel Technik zur in - vivo - Zwei-Photonen - Mikroskopie bietet den Vorteil der unbegrenzten Imaging - Sitzungen von großen Abbildungsfelder 13,14. Aber auch diese Technik eine Entzündung in der Region von Interesse 14, oft inkompatibel oder aufprallneurovaskuläre Auslesungen 15 erzeugt. Im Gegensatz dazu wird der ausgedünnte Schädel transkranielle Technik nicht dazu führen , neuro-Entzündung, die eine zuverlässige Abbildung der zerebrovaskulären S...

Das Gehirn ist ein Gefßsystem mehrzelligen Struktur, die anatomisch und funktionell mit Neuronen gekoppelt. Eine dynamische Umgestaltung von Gefäßen tritt in der gesamten Entwicklung des Gehirns und während des Fortschreitens von Erkrankungen des zentralen Nervensystems (CNS) 1,2. Es ist weithin anerkannt , dass zerebrovaskuläre Schaden ist ein Markenzeichen von mehreren Erkrankungen des ZNS, einschließlich Epilepsie, Alzheimer-Krankheit (AD), Schädel - Hirn - Verletzungen und Enzephalitis 3,4. Daher wird Tracking zerebrovaskulären Änderungen in vivo signifikant , wenn ZNS - Erkrankungen Modellierung von Beginn und in chronischen Phasen. Als zerebrovaskulären Änderungen ergeben sich häufig gleichzeitig mit neuronaler Schädigung oder Plastizität auftreten, Bildgebung des Neuro-Gefäß stellt einen zentralen Einstiegspunkt CNS Krankheit Pathophysiologie zu entziffern. Dieses Protokoll beschreibt einen Längs Zwei-Photonen-basierten Verfahren, um den Umbau des cerebrovasculature in einem Mausmodell zu verfolgen vonAD, eine progressive Pathologie gekennzeichnet durch zerebrovaskuläre Defekte auf großen und kleinen Kalibers Gefäße aufgrund amyloidogene Plaqueablagerung 5-7. Dieses Verfahren ermöglicht die Darstellung von Amyloidablagerungen und Verfolgung ihrer Position und das Wachstum in Bezug auf neurovaskuläre Remodellierung im Verlauf der Erkrankung. Vital Fluoreszenzfarbstoffe werden vor jeder Bildgebungssitzung für die Visualisierung der cerebrovasculature und Amyloidplaques in AD transgenen Mäuse injiziert 8. Wiederholte Imaging - Sitzungen eines ROI durch einen ausgedünnten Schädel transkranielle Fenster ist nicht-invasiv und die Methode der Wahl neurovaskuläre Remodeling im lebenden Gehirn der Maus 2,5,9,10 zu beurteilen. Das folgende Verfahren beschreibt die chirurgische Protokoll, Bildaufnahme und -verarbeitung. Die frühe Progression von zerebrale Amyloid-Angiopathie (CAA) meist bei großen leptomeningealen und eindringende Arteriolen charakterisiert.

<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

Remodeling des Gehirns Gefäßen ist ein gemeinsames Merkmal von Hirnerkrankungen. In vivo sind Abbildungsverfahren grundlegende zerebrovaskulären Plastizität oder Beschädigung auftretende Verlängerung und in Bezug auf neuronale Aktivität oder den Blutfluss zu detektieren. In vivo Zweiphotonenmikroskopie ermöglicht die Untersuchung der strukturellen und funktionellen Plastizität von großen Zelleinheiten in lebenden Gehirn. Insbesondere die ausgedünnten Schädel Fenster Vorbereitung ermöglicht die Visualisierung der kortikalen Regionen von Interesse (ROI) ohne signifikante Entzündung des Gehirns zu induzieren. Repetitive Imaging-Sitzungen der kortikalen ROI sind möglich, während der Progression zahlreicher ZNS-Erkrankungen die Charakterisierung von Krankheits Kennzeichen im Laufe der Zeit bieten. Diese Technik der Pia-Strukturen innerhalb von 250 &amp; mgr; m des Gehirns Zugriff beruht auf der Detektion von Fluoreszenzsonden kodiert durch genetische Zellmarker und / oder Vitalfarbstoffen. Letztere (zB fluoreszierende Dextrane) werden verwendet , um die lumin zur Karteal Raum von zerebrovaskulären Strukturen. Germane dem Protokoll hierin beschrieben ist die Verwendung eines in vivo - Marker von Amyloidablagerungen, Methoxy-O4, Alzheimer-Krankheit (AD) Fortschreiten zu beurteilen. Wir beschreiben auch die nach dem Erwerb der Bildverarbeitung verwendet, um Gefäßveränderungen und amyloiden Ablagerungen verfolgen. Während gegenwärtig auf einem Modell der AD Fokussierung ist das beschriebene Protokoll zu anderen ZNS-Erkrankungen relevant, wo pathologische zerebrovaskulären Änderungen auftreten.

Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren zur Visualisierung des cerebrovasculature und Amyloidablagerungen Überstunden. Fluoreszierende Farbstoffe wurden injiziert amyloiden Ablagerungen zu beschriften (methoxy-xO4) 11 und die zerebrovaskuläre Lumen (FITC-Dextran) 1 zu füllen. 3D-Bild-Analyse-Software-Module wurden verwendet, um 3D-Bilder eines konstanten Sichtfeld zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten erfasst erstellen. Repräsentative Bilder im somatosensorische...

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

Mit Längs Zwei-Photonen - Mikroskopie Dieses Manuskript beschreibt ein Verfahren , um den Umbau des cerebrovasculature während Amyloid - Plaque - Akkumulation in vivo zu verfolgen. Ein ausgedünnten Schädel Vorbereitung ermöglicht die Visualisierung von Fluoreszenzfarbstoffen, das Fortschreiten von zerebrovaskulären Schädigung in einem Mausmodell der Alzheimer-Krankheit zu bewerten.

in Längsrichtung<em&gt; In Vivo</em&gt; Imaging des Cerebrovasculature: Bedeutung für ZNS-Erkrankungen

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

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Die Verwendung von pharmakologischen fMRT-Herausforderung in der präklinischen Forschung: Anwendung auf die 5-HT-System

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Forschung

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

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Depletion von Maus-Zellen aus menschlichem Tumorxenografte deutlich verbessert Downstream-Analyse von Zielzellen

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 ...