Name: a novel use of three-dimensional high-frequency ultrasonography for early pregnancy characterization in the mouse
Uploaded: 2017-10-24T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Use of Three-dimensional High-frequency Ultrasonography for Early Pregnancy Characterization in the Mouse at JoVE.com

Wir schätzen sehr die Hilfe von Rong Zhao, Jie Li und Yan Ying.

diese Studien wurden gemäß dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren herausgegeben von der National Institutes of Health und tierischen Protokolle genehmigt durch die institutionelle Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) vom Baylor College of Medicine unter Protokoll Nummer AN-4203.
 1. Vorbereitung der schwangere Maus für Ultraschall <ol><li><ol><li>Ort der Damm mit einem bewährten fruchtbaren männlichen Timed Paarung Maus über Nacht Anfang nac...

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	<li>Rai, R., Regan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recurrent+miscarriage.">Recurrent miscarriage.</a> Lancet. 368 (9535), 601-611 (2006).</li><li>Sugiura-Ogasawara, M., Ozaki, Y., Suzumori, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+recurrent+miscarriage.">Management of recurrent miscarriage.</a> J Obstet Gynaecol Res. 40 (5), 1174-1179 (2014).</li><li>Kutteh, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+strategies+for+the+management+of+recurrent+pregnancy+loss.">Novel strategies for the management of recurrent pregnancy loss.</a> Semin Reprod Med. 33 (3), 161-168 (2015).</li><li>Page, J. M., Silver, R. 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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=Estimation+of+mouse+fetal+weight+by+ultrasonography:+application+from+clinic+to+laboratory.">Estimation of mouse fetal weight by ultrasonography: application from clinic to laboratory.</a> Lab Anim. 46 (3), 225-230 (2012).</li><li>Singh, S., 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=Quantitative+volumetric+imaging+of+normal,+neoplastic+and+hyperplastic+mouse+prostate+using+ultrasound.">Quantitative volumetric imaging of normal, neoplastic and hyperplastic mouse prostate using ultrasound.</a> BMC Urol. 15, 97 (2015).</li><li>Liu, L., 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=Ultrasound-mediated+destruction+of+paclitaxel+and+oxygen+loaded+lipid+microbubbles+for+combination+therapy+in+ovarian+cancer+xenografts.">Ultrasound-mediated destruction of paclitaxel and oxygen loaded lipid microbubbles for combination therapy in ovarian cancer xenografts.</a> Cancer Lett. 361 (1), 147-154 (2015).</li><li>Ni, J., 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=Monitoring+Prostate+Tumor+Growth+in+an+Orthotopic+Mouse+Model+Using+Three-Dimensional+Ultrasound+Imaging+Technique.">Monitoring Prostate Tumor Growth in an Orthotopic Mouse Model Using Three-Dimensional Ultrasound Imaging Technique.</a> Transl Oncol. 9 (1), 41-45 (2016).</li><li>Peavey, 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=Three-Dimensional+High-Frequency+Ultrasonography+for+Early+Detection+and+Characterization+of+Embryo+Implantation+Site+Development+in+the+Mouse.">Three-Dimensional High-Frequency Ultrasonography for Early Detection and Characterization of Embryo Implantation Site Development in the Mouse.</a> PLoS One. 12 (1), e0169312 (2017).</li><li>Song, 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=Cytosolic+phospholipase+A2alpha+is+crucial+[correction+of+A2alpha+deficiency+is+crucial]+for+'on-time'+embryo+implantation+that+directs+subsequent+development.">Cytosolic phospholipase A2alpha is crucial [correction of A2alpha deficiency is crucial] for 'on-time' embryo implantation that directs subsequent development.</a> Development. 129 (12), 2879-2889 (2002).</li><li>Nallasamy, S., Li, Q., Bagchi, M. K., Bagchi, I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Msx+homeobox+genes+critically+regulate+embryo+implantation+by+controlling+paracrine+signaling+between+uterine+stroma+and+epithelium.">Msx homeobox genes critically regulate embryo implantation by controlling paracrine signaling between uterine stroma and epithelium.</a> PLoS Genet. 8 (2), e1002500 (2012).</li><li>Hirate, 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=Mouse+Sox17+haploinsufficiency+leads+to+female+subfertility+due+to+impaired+implantation.">Mouse Sox17 haploinsufficiency leads to female subfertility due to impaired implantation.</a> Sci Rep. 6, 24171 (2016).</li><li>Wang, T. S., 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=Dysregulated+LIF-STAT3+pathway+is+responsible+for+impaired+embryo+implantation+in+a+Streptozotocin-induced+diabetic+mouse+model.">Dysregulated LIF-STAT3 pathway is responsible for impaired embryo implantation in a Streptozotocin-induced diabetic mouse model.</a> Biol Open. 4 (7), 893-902 (2015).</li><li>Ji, R. 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=Onset+of+cardiac+function+during+early+mouse+embryogenesis+coincides+with+entry+of+primitive+erythroblasts+into+the+embryo+proper.">Onset of cardiac function during early mouse embryogenesis coincides with entry of primitive erythroblasts into the embryo proper.</a> Circ Res. 92 (2), 133-135 (2003).</li><li>Srinivasan, S., 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=Noninvasive,+in+utero+imaging+of+mouse+embryonic+heart+development+with+40-MHz+echocardiography.">Noninvasive, in utero imaging of mouse embryonic heart development with 40-MHz echocardiography.</a> Circulation. 98 (9), 912-918 (1998).</li><li>Franco, N. H., Olsson, I. 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Diese neuartige Nutzung des HFUS 3D-Imaging demonstriert die Fähigkeit, erfolgreich zu erkennen, zu visualisieren und Implantation des Embryos Websites während der frühen Schwangerschaft murinen in eine nicht-invasive Weise zu charakterisieren. Die Technologie bietet eine deutliche Verbesserung gegenüber aktuellen Methoden, die auf die Unterbrechung der Schwangerschaft für grobe Gewebe und histologischen Charakterisierung angewiesen sind. Jedoch sollte angemerkt werden, dass die histologische Methoden noch optimaler...

Wiederkehrende frühen Schwangerschaftverlust gehört zu den häufigsten Komplikationen nach der Empfängnis und betrifft etwa 1 % der Paare versuchen,1,2zu begreifen. Die zugrunde liegenden Mechanismen der frühen Schwangerschaftverlust sind vielfältig: vom inneren embryonalen Missbildungen und mütterliche Komorbiditäten auf Mängel im Endometrium Empfänglichkeit1,3,4. Aufgrund ihrer genetischen Lenkbarkeit wurden Mausmodelle für Untersuchungen des frühen Embryos und Schwangerschaft weithin genutzt. Darüber hinaus Schwangerschafts kurz von der Maus und die Fähigkeit, groß angelegte Studien haben dafür gesorgt das wachsende Dienstprogramm der Maus in wichtigen klinischen Fragestellungen in menschlichen Reproduktionsmedizin5. Das heißt, die überwiegende Mehrheit der murinen experimentellen Designs erfordern noch zahlreiche Staudämme, eingeschläfert werden auf sequentielle Schwangerschafts Tage zu quantifizieren und Implantation Standort, Anzahl, Größe und Abstand Muster während der Schwangerschaft6zu analysieren, 7,8, damit entgegensteht Längsschnittstudien auf das gleiche Tier.
In der Klinik ist Ultraschall eine zuverlässige und wertvolle Tool zur Überwachung von menschlichen fötalen Entwicklungsfähigkeit und Entwicklung in eine nicht-invasive Weise9,10,11. Vor kurzem hat Hochfrequenz-Ultraschall (HFUS) begonnen, begrenzte Anwendungen in der Maus als eine Methode zur Überwachung der fetalen Rentabilität und Wachstum während der Schwangerschaft12,13,14zu finden. Die jüngsten technologischen Fortschritte in der Ultraschall-Bildgebung erlaubt die Anwendung von dreidimensionalen (3D) Daten für visuelle Rekonstruktion von Tierorganen und anschließende Überwachung von Pathologien15,16, 17. Verwendung dieses fortschrittliche imaging-Technologie hat sich verbessert die Macht zu erkennen, kleinere Volumenschwankungen, Inter Tier Variabilität zu reduzieren und das Fortschreiten der Pathologie oder die Wirksamkeit einer therapeutischen Intervention17zu überwachen. Während der primäre nutzen dieser Technologie zur Überwachung der malignen Progression bei Oncomouse Modelle15,16 wurde, wurde HFUS 3D-Imaging erst vor kurzem zur quantitate und Überwachen des aktiven Wachstums der Implantation des Embryos und Entwicklung des Fötus in der Maus Gebärmutter18.
Hier zeigen wir wie HFUS imaging um zu 2-D und 3-d-Daten zu erzeugen, um Rekonstruktionen des frühen schwangere Maus Uterus erzeugen durchführen. Wir zeigen den Nutzen von dieser neuartigen Methode zur Erkennung dieser frühen embryonalen Implantation Ereignisse ohne die Notwendigkeit einer Schwangerschaftsunterbrechung, erlauben Forschern, Daten in eine nicht-invasive Weise zu sammeln.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>VisualSonics Vevo 2100 Ultrasound Imaging Platform/Machine</td>
			<td>VisualSonics, inc.</td>
			<td>VS-11945</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vevo Imaging Station</td>
			<td>VisualSonics, inc.</td>
			<td>SA-11982</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aquasonic 100 Ultrasound Transmission Gel</td>
			<td>Parker</td>
			<td>#SKU PLI 01-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane (IsoThesia) 100mL bottle</td>
			<td>Henry Shein</td>
			<td>#29404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PuraLubenAnimal Ophthalmic Ointment</td>
			<td>Dechra</td>
			<td>#12920060</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel use of three-dimensional high-frequency ultrasonography for early pregnancy characterization in the mouse

Hochfrequenz-Sonographie (HFUS) ist eine gängige Methode, die Echtzeit-Entwicklung des menschlichen Fötus in der Gebärmutternicht-invasiv zu überwachen. Die Maus wird routinemäßig als in Vivo Modell zur Implantation des Embryos und das Fortschreiten der Schwangerschaft zu studieren. Leider benötigen solche murinen Studien Schwangerschaft Unterbrechung um Follow-up-phänotypische Analyse zu ermöglichen. Um dieses Problem zu beheben, verwendet wir dreidimensionale (3D) Rekonstruktion des HFUS Bilddaten zur frühzeitigen Erkennung und Charakterisierung von murinen Embryo Implantation Websites und ihre individuelle Entwicklung Fortschreiten in Utero. Die Kombination HFUS Bildgebung mit 3-d-Rekonstruktion und Modellierung, konnten wir genau quantifizieren Embryo Implantation Sitenummer sowie Entwicklungsstörungen Progression bei schwanger C57BL6J/129S Mäuse aus 5,5 Tage Post Koitus (d.p.c.) bis zu 9,5 d.p.c. überwachen mit dem Einsatz von einem Schallkopf. Messungen enthalten: Zahl, Lage und Umfang der Implantation als auch inter Implantationsort Abstand; Embryo Rentabilität wurde durch die Überwachung der Herztätigkeit bewertet. In der unmittelbar nach der Implantation Periode (5,5 bis 8,5 d.p.c.), 3-d-Rekonstruktion der trächtigen Gebärmutter aus Mesh und solide Overlay aktiviert Format visuelle Darstellung der entwickelnden Schwangerschaften innerhalb jedes uterine Horn. Gentechnisch veränderte Mäuse weiterhin verwendet werden, um weibliche reproduktive Phänotypen abgeleitet uterine Dysfunktion zu charakterisieren, bietet diese Methode einen neuen Ansatz zu erkennen, zu quantifizieren und zu charakterisieren frühen Implantation Veranstaltungen in Vivo. Diese neuartige Nutzung des HFUS 3D-Imaging demonstriert die Fähigkeit, erfolgreich zu erkennen, zu visualisieren und Implantation des Embryos Websites während der frühen Schwangerschaft murinen in eine nicht-invasive Weise zu charakterisieren. Die Technologie bietet eine deutliche Verbesserung gegenüber aktuellen Methoden, die auf die Unterbrechung der Schwangerschaft für grobe Gewebe und histologischen Charakterisierung angewiesen sind. Hier verwenden wir eine Video und Text-Format um zu beschreiben, wie man erfolgreich führen Sie Ultraschall der murinen Frühschwangerschaft, zuverlässige und reproduzierbare Daten mit Rekonstruktion des uterinen Form aus Mesh und solide 3-d-Bilder zu generieren.

Wie in Abbildung 1gezeigt, kann der Hochfrequenz-Ultraschall erkennen Implantation Website Entwicklung beginnt so früh wie die 5,5 d.p.c Zeitpunkt. Mit leichter Hyperechoic kann decidualized Endometrium als Marker für die Implantation Websites auf 6,5 d.p.c die Anzahl der Implantation Websites und Abstände dieser Seiten quantifiziert werden. Als die Schwangerschaft sind fortschreitet, um 7,5 d.p.c., ein dunkler echoarmen Fruchthöhle und fetalen Pol auch l...

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A Novel Use of Three-dimensional High-frequency Ultrasonography for Early Pregnancy Characterization in the Mouse

Eine neue Verwendung des dreidimensionalen Hochfrequenz-Sonographie zur frühen Schwangerschaft Charakterisierung in der Maus

Mäuse sind weit verbreitet, Schwangerschafts Biologie zu studieren. Schwangerschaftsabbruch ist jedoch erforderlich für solche Studien, die longitudinale Untersuchungen entgegensteht und erfordert den Einsatz einer großen Anzahl von Tieren. Daher beschreiben wir eine nicht-invasive Technik der Hochfrequenz-Sonographie zur Früherkennung und Überwachung von Ereignissen nach der Implantation in die schwangere Maus.

High-frequency ultrasonography (HFUS) is a common method to non-invasively monitor the real-time development of the human fetus in utero. The mouse is ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Contrast Imaging in Mouse Embryos Using High-frequency Ultrasound

Contrast Imaging in Maus Embryonen Verwendung von Hochfrequenz-Ultraschall

Ultrasound contrast-enhanced imaging can convey essential quantitative information regarding tissue vascularity and perfusion and, in targeted ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Assessment of Maternal Vascular Remodeling During Pregnancy in the Mouse Uterus

Beurteilung der Maternal Vascular Remodeling während der Schwangerschaft in der Gebärmutter Maus

The placenta mediates the exchange of factors such as gases and nutrients between mother and fetus and has specific demands for supply of blood from the ...

A Novel Mammary Fat Pad Transplantation Technique to Visualize the Vessel Generation of Vascular Endothelial Stem Cells

Eine neuartige Mamma-Fat-Pad-Transplantationstechnik zur Visualisierung der Gefäßerzeugung von vaskulären endothelialen Stammzellen

Endothelial cells (ECs) are the fundamental building blocks of the vascular architecture and mediate vascular growth and remodeling to ensure proper ...

Horizontal Whole Mount: A Novel Processing and Imaging Protocol for Thick, Three-dimensional Tissue Cross-sections of Skin

Horizontale Ganze Mount: Ein neuartiges Verarbeitungs- und Imaging-Protokoll für dickes, dreidimensionales Gewebequerschnitt der Haut

Processing a tissue of interest to generate a microscopic image that supports a scientific argument can be challenging. The acquisition of high-quality ...

Three-dimensional Rendering and Analysis of Immunolabeled, Clarified Human Placental Villous Vascular Networks

Dreidimensionale Darstellung und Analyse der Immunolabeled, geklärt menschlichen Plazenta Zotten vaskulärer Netzwerke

Nutrient and gas exchange between mother and fetus occurs at the interface of the maternal intervillous blood and the vast villous capillary network that ...

Three-dimensional Inflammatory Human Tissue Equivalents of Gingiva

Dreidimensionale entzündliche menschliches Gewebe Äquivalente der Gingiva

Periodontal diseases (such as gingivitis and periodontitis) are the leading causes of tooth loss in adults. Inflammation in gingiva is the fundamental ...

Fetal Mouse Cardiovascular Imaging Using a High-frequency Ultrasound (30/45MHZ) System

Fetal Mouse Cardiovascular Imaging Using a High-frequency Ultrasound 30/45MHZ System

Fetale kardiovaskuläre Bildgebung mit einem Hochfrequenz-Ultraschall (30 / 45MHZ) Maus

Congenital heart defects (CHDs) are the most common cause of childhood morbidity and early mortality. Prenatal detection&#160;of the underlying molecular ...

Three-dimensional Organotypic Cultures of Vestibular and Auditory Sensory Organs

Dreidimensionale organotypischen Kulturen der vestibulären und akustische Sinnesorgane

The sensory organs of the inner ear are challenging to study in mammals due to their inaccessibility to experimental manipulation and optical observation. ...

Generation of Scaffold-free, Three-dimensional Insulin Expressing Pancreatoids from Mouse Pancreatic Progenitors In Vitro

Generation of Scaffold-free, Three-dimensional Insulin Expressing Pancreatoids from Mouse Pancreatic Progenitors In Vitro

Generation von Gerüst-frei, dreidimensionale Insulin mit dem Ausdruck Pancreatoids vom Maus Pankreas Stammväter In-vitro-

The pancreas is a complex organ composed of many different cell types that work together to regulate blood glucose homeostasis and digestion. These cell ...

High Frequency Ultrasound for the Analysis of Fetal and Placental Development In Vivo

High Frequency Ultrasound for the Analysis of Fetal and Placental Development In Vivo

Hochfrequenz-Ultraschall für die Analyse der fetalen und plazentaren Entwicklung In Vivo

Ultrasound imaging is a widespread method used to detect organ anomalies and tumors in human and animal tissues. The method is non-invasive, harmless, and ...