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

Apprezziamo molto l'assistenza di Rong Zhao e Jie Li Yan Ying.

questi studi sono stati condotti in conformità con la guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio pubblicato da National Institutes of Health e la animale protocolli approvati dal istituzionale Animal Care e uso Committee (IACUC) di Baylor College of Medicine sotto protocollo numero AN-4203.
 1. preparazione del Mouse incinta per ultrasuoni inizio durante la notte di <ol><li>tempo accoppiamento <ol><li>posto la diga con una comprovata maschio fertile del mouse dopo...

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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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B., 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=5-aza-2'-deoxycytidine+leads+to+reduced+embryo+implantation+and+reduced+expression+of+DNA+methyltransferases+and+essential+endometrial+genes.">5-aza-2'-deoxycytidine leads to reduced embryo implantation and reduced expression of DNA methyltransferases and essential endometrial genes.</a> PLoS One. 7 (9), e45364 (2012).</li><li>Kusakabe, K., Naka, M., Ito, Y., Eid, N., Otsuki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+natural-killer+cell+cytotoxicity+and+enhancement+of+complement+factors+in+the+spontaneously+aborted+mouse+placenta.">Regulation of natural-killer cell cytotoxicity and enhancement of complement factors in the spontaneously aborted mouse placenta.</a> Fertil Steril. 90 (4 Suppl), 1451-1459 (2008).</li><li>Demianczuk, N. 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E., Hildebrandt, T. B., Kuhl, A. A., Drews, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+detection+and+staging+of+spontaneous+embryo+resorption+by+ultrasound+biomicroscopy+in+murine+pregnancy.">Early detection and staging of spontaneous embryo resorption by ultrasound biomicroscopy in murine pregnancy.</a> Reprod Biol Endocrinol. 12, 38 (2014).</li><li>Nguyen, T. 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. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scientists+and+the+3Rs:+attitudes+to+animal+use+in+biomedical+research+and+the+effect+of+mandatory+training+in+laboratory+animal+science.">Scientists and the 3Rs: attitudes to animal use in biomedical research and the effect of mandatory training in laboratory animal science.</a> Lab Anim. 48 (1), 50-60 (2014).</li><li>Pratap, K., Singh, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+training+course+on+laboratory+animal+science:+an+initiative+to+implement+the+Three+Rs+of+animal+research+in+India.">A training course on laboratory animal science: an initiative to implement the Three Rs of animal research in India.</a> Altern Lab Anim. 44 (1), 21-41 (2016).</li><li>Landi, M. S., Shriver, A. J., Mueller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consideration+and+checkboxes:+incorporating+ethics+and+science+into+the+3Rs.">Consideration and checkboxes: incorporating ethics and science into the 3Rs.</a> J Am Assoc Lab Anim Sci. 54 (2), 224-230 (2015).</li></ol>

Questo uso novello di imaging 3D HFUS dimostra la capacità di rilevare, visualizzare e caratterizzare i siti di impianto dell'embrione durante la gravidanza iniziale murina in maniera non invasiva con successo. La tecnologia offre un miglioramento significativo rispetto ai metodi attuali, che si basano sull'interruzione delle gravidanze per tessuto lordo e caratterizzazione istopatologica. Tuttavia si deve osservare che i metodi istologici ancora sarebbero stati considerati più ottimale quando è richiesta la caratteri...

Perdita ricorrente di gravidanza precoce è una delle complicazioni più comuni dopo il concepimento e colpisce circa l'1% delle coppie che cercano di concepire1,2. I meccanismi di perdita iniziale di gravidanza sono molteplici: da anomalie embrionali intrinseche e comorbidità materna a difetti nella recettività endometriale1,3,4. A causa della loro genetica trattabilità, modelli murini sono stati ampiamente utilizzati per indagini di annidamento dell'embrione precoce e gravidanza. Inoltre, il breve tempo gestazionale del mouse e la capacità di effettuare studi su larga scala hanno assicurato l'utilità crescente del mouse nell'affrontare le questioni chiave cliniche in medicina riproduttiva umana5. Detto questo, la stragrande maggioranza dei disegni sperimentali murini richiede ancora numerose dighe per essere euthanized giorni sequenziali gestazionale per quantificare e analizzare il percorso del sito di impianto, numero, dimensioni e modelli di spaziatura durante gravidanza6, 7,8, precludendo quindi studi longitudinali sull'animale stesso.
Nella clinica, l'ecografia è uno strumento affidabile e prezioso per monitorare la vitalità fetale umano e lo sviluppo in un modo non invadente9,10,11. Più recentemente, ultrasuono ad alta frequenza (HFUS) ha cominciato a trovare applicazioni limitate nel topo come un metodo per il monitoraggio fetale vitalità e la crescita durante la gravidanza12,13,14. I recenti progressi tecnologici nella formazione immagine di ultrasuono hanno permesso l'applicazione di dati tridimensionali (3D) per la ricostruzione visiva di organi animali e successivo monitoraggio di patologie15,16, 17. Uso di questa avanzata tecnologia di imaging ha migliorato notevolmente il potere di rilevare le fluttuazioni di volume più piccole, per ridurre la variabilità e per monitorare la progressione di una patologia o l'efficacia di un intervento terapeutico17. Mentre l'utilità principale di questa tecnologia è stato quello di monitorare la progressione della malignità rudimentalmente modelli15,16, imaging 3D HFUS solo recentemente è stata usata per quantificare e monitorare la crescita attiva di impianto dell'embrione e lo sviluppo del feto nell' utero del mouse18.
Qui, dimostriamo come eseguire HFUS imaging per produrre dati 2D e 3D per generare ricostruzioni dell'utero del mouse incinta presto. Dimostriamo che l'utilità di questo nuovo metodo per rilevare questi eventi l'impianto embrionale precoce senza la necessità di interruzione della gravidanza, consentendo ai ricercatori di raccogliere dati in modo non invasivo.

<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

L'ecografia ad alta frequenza (HFUS) è un metodo comune per modo non invasivo monitorare lo sviluppo in tempo reale del feto umano nell'utero. Il mouse è usato ordinariamente come un modello in vivo per studiare l'impianto dell'embrione e la progressione di gravidanza. Purtroppo, tali studi murini richiedono l'interruzione di gravidanza per consentire l'analisi fenotipica follow-up. Per risolvere questo problema, abbiamo usato la ricostruzione tridimensionale (3D) di HFUS imaging dati per individuazione tempestiva e la caratterizzazione di siti di impianto dell'embrione murino e loro progressione inerente allo sviluppo individuale in utero. Combinazione di modellazione e imaging HFUS con ricostruzione 3D, siamo riusciti a accuratamente quantificare il numero di sito di impianto dell'embrione, nonché monitorare la progressione dello sviluppo nei topi di C57BL6J/129S incinto da 5,5 giorni post coito (t.u.) attraverso al t.u. 9,5 con l'utilizzo di un trasduttore. Misure incluse: numero, posizione e volume dei siti di impianto, nonché la spaziatura sito Inter-impianto; vitalità dell'embrione è stata valutata controllando l'attività cardiaca. Nell'immediato periodo post-impianto (t.u. 5.5-8.5), ricostruzione 3D dell'utero gravido in maglia e solida sovrapposizione formato abilitato rappresentazione visiva delle gravidanze in via di sviluppo all'interno di ogni corno uterino. Come topi geneticamente ingegnerizzati continuano a essere utilizzato per caratterizzare i fenotipi riproduttivi femminili derivati da disfunzione uterina, questo metodo offre un nuovo approccio per individuare, quantificare e caratterizzare l'impianto eventi anticipato in vivo. Questo uso novello di imaging 3D HFUS dimostra la capacità di rilevare, visualizzare e caratterizzare i siti di impianto dell'embrione durante la gravidanza iniziale murina in maniera non invasiva con successo. La tecnologia offre un miglioramento significativo rispetto ai metodi attuali, che si basano sull'interruzione delle gravidanze per tessuto lordo e caratterizzazione istopatologica. Qui usiamo un formato video e testo per descrivere come eseguire correttamente gli ultrasuoni della gravidanza iniziale murino per generare dati affidabili e riproducibili con ricostruzione della forma uterina in immagini 3D solidi e mesh.

Come illustrato nella Figura 1, l'ultrasuono ad alta frequenza può rilevare l'impianto sito sviluppo comincia più presto il punto di tempo d.p.c 5,5. Utilizzando il più leggero hyperechoic endometrio proteina come indicatore di siti di impianto a 6,5 d.p.c permette il numero dei siti di impianto e la spaziatura di questi siti per essere quantificati. Come la gravidanza progredisce fino a 7,5 t.u., una più scura hypoechoic sac gestational e palo fetale è ...

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

Un uso novello di tridimensionale ad alta frequenza l'ecografia per la caratterizzazione di gravidanza precoce nel topo

Topi sono ampiamente usati per studiare biologia gestazionale. Tuttavia, interruzione della gravidanza è richiesto per tali studi che preclude le indagini longitudinali e richiede l'uso di un gran numero di animali. Di conseguenza, descriviamo una tecnica non-invasiva dell'ecografia ad alta frequenza per la diagnosi precoce e il monitoraggio di eventi post-impianto nel topo incinta.

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 embrioni di topo Utilizzo ad alta frequenza Ultrasound

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

Ricerca

Biologia dello sviluppo

Assessment of Maternal Vascular Remodeling During Pregnancy in the Mouse Uterus

Valutazione della materna vascolare rimodellamento durante la gravidanza in utero mouse

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

Una tecnica novel di trapianto di grassi del grasso mammario per visualizzare la generazione di vascelli delle cellule staminali endoteliali vascolari

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

Supporto orizzontale intero: un protocollo di elaborazione e imaging novello per le sezioni trasversali tessute spesse e tridimensionali della pelle

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

Rendering tridimensionale e l'analisi di Immunolabeled, chiarito reti vascolari Villous placentare umani

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Three-dimensional Inflammatory Human Tissue Equivalents of Gingiva

Equivalenti di tessuto umano infiammatorio tridimensionale del 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

Fetali del Mouse cardiovascolari Imaging mediante un sistema a ultrasuoni ad alta frequenza (30 / 45MHZ)

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

Colture organotipiche tridimensionale degli organi sensoriali uditivi e vestibolari

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

Generazione di insulina senza impalcatura, tridimensionale esprimendo Pancreatoids dal Mouse progenitori pancreatico 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

Ultrasuono ad alta frequenza per l'analisi dello sviluppo fetale e placentare 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 ...