Name: induction and micro-ct imaging of cerebral cavernous malformations in mouse model
Uploaded: 2017-09-04T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction and Micro-CT Imaging of Cerebral Cavernous Malformations in Mouse Model at JoVE.com

המחברים להכיר את המתקנים ואת מדעיים וטכניים בסיוע מיקרוסקופ את סידני &amp; במתקן מחקר Microanalysis (AMMRF) ומרכז אוסטרלי עבור Microanalysis (ACMM) ב אוניברסיטת סידני מיקרוסקופיה. מחקרים אלה נתמכו על ידי הבריאות הלאומית האוסטרלית ולהעניק פרוייקט המועצה למחקר רפואי (NHMRC) 161558 ו- APP1124011 (XZ).

כל אתיקה בעלי חיים והפרוטוקולים אושרו על-ידי סידני המקומי בריאות בעלי חיים רווחה בוועדה המחוזית, טיפול בעלי חיים מוסדיים, שימוש הוועדה (IACUC) מאוניברסיטת טיאנג'ין לרפואה. כל הניסויים נערכו תחת ההנחיות/התקנות של המכון מאה שנה, אוניברסיטת סידני, טיינג'ין הרפואי האוניברסיטאי 1. א...

<ol>
	<li>Fischer, A., Zalvide, J., Faurobert, E., Albiges-Rizo, C., Tournier-Lasserve, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+cavernous+malformations:+from+CCM+genes+to+endothelial+cell+homeostasis.">Cerebral cavernous malformations: from CCM genes to endothelial cell homeostasis.</a> Trends Mol Med. 19 (5), 302-308 (2013).</li><li>Liquori, C. 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=Mutations+in+a+gene+encoding+a+novel+protein+containing+a+phosphotyrosine-binding+domain+cause+type+2+cerebral+cavernous+malformations.">Mutations in a gene encoding a novel protein containing a phosphotyrosine-binding domain cause type 2 cerebral cavernous malformations.</a> Am J Hum Genet. 73 (6), 1459-1464 (2003).</li><li>Laberge-le Couteulx, 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=Truncating+mutations+in+CCM1,+encoding+KRIT1,+cause+hereditary+cavernous+angiomas.">Truncating mutations in CCM1, encoding KRIT1, cause hereditary cavernous angiomas.</a> Nat Genet. 23 (2), 189-193 (1999).</li><li>Sahoo, T., 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=Mutations+in+the+gene+encoding+KRIT1,+a+Krev-1/rap1a+binding+protein,+cause+cerebral+cavernous+malformations+(CCM1).">Mutations in the gene encoding KRIT1, a Krev-1/rap1a binding protein, cause cerebral cavernous malformations (CCM1).</a> Hum Mol Genet. 8 (12), 2325-2333 (1999).</li><li>Denier, 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=Mutations+within+the+MGC4607+gene+cause+cerebral+cavernous+malformations.">Mutations within the MGC4607 gene cause cerebral cavernous malformations.</a> Am J Hum Genet. 74 (2), 326-337 (2004).</li><li>Bergametti, F., 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=Mutations+within+the+programmed+cell+death+10+gene+cause+cerebral+cavernous+malformations.">Mutations within the programmed cell death 10 gene cause cerebral cavernous malformations.</a> Am J Hum Genet. 76 (1), 42-51 (2005).</li><li>McDonald, D. 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=A+novel+mouse+model+of+cerebral+cavernous+malformations+based+on+the+two-hit+mutation+hypothesis+recapitulates+the+human+disease.">A novel mouse model of cerebral cavernous malformations based on the two-hit mutation hypothesis recapitulates the human disease.</a> Hum Mol Genet. 20 (2), 211-222 (2011).</li><li>Boulday, G., 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=Developmental+timing+of+CCM2+loss+influences+cerebral+cavernous+malformations+in+mice.">Developmental timing of CCM2 loss influences cerebral cavernous malformations in mice.</a> J Exp Med. 208 (9), 1835-1847 (2011).</li><li>Chan, A. 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=Mutations+in+2+distinct+genetic+pathways+result+in+cerebral+cavernous+malformations+in+mice.">Mutations in 2 distinct genetic pathways result in cerebral cavernous malformations in mice.</a> J Clin Invest. 121 (5), 1871-1881 (2011).</li><li>Zheng, X., 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=Cerebral+cavernous+malformations+arise+independent+of+the+heart+of+glass+receptor.">Cerebral cavernous malformations arise independent of the heart of glass receptor.</a> Stroke. 45 (5), 1505-1509 (2014).</li><li>McDonald, D. 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=Fasudil+decreases+lesion+burden+in+a+murine+model+of+cerebral+cavernous+malformation+disease.">Fasudil decreases lesion burden in a murine model of cerebral cavernous malformation disease.</a> Stroke. 43 (2), 571-574 (2012).</li><li>Maddaluno, 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=EndMT+contributes+to+the+onset+and+progression+of+cerebral+cavernous+malformations.">EndMT contributes to the onset and progression of cerebral cavernous malformations.</a> Nature. 498 (7455), 492-496 (2013).</li><li>Gibson, C. 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=Strategy+for+identifying+repurposed+drugs+for+the+treatment+of+cerebral+cavernous+malformation.">Strategy for identifying repurposed drugs for the treatment of cerebral cavernous malformation.</a> Circulation. 131 (3), 289-299 (2015).</li><li>Choi, J. 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=Micro-CT+Imaging+Reveals+Mekk3+Heterozygosity+Prevents+Cerebral+Cavernous+Malformations+in+Ccm2-Deficient+Mice.">Micro-CT Imaging Reveals Mekk3 Heterozygosity Prevents Cerebral Cavernous Malformations in Ccm2-Deficient Mice.</a> PLoS One. 11 (8), 0160833 (2016).</li><li>Zhou, Z., 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=Cerebral+cavernous+malformations+arise+from+endothelial+gain+of+MEKK3-KLF2/4+signalling.">Cerebral cavernous malformations arise from endothelial gain of MEKK3-KLF2/4 signalling.</a> Nature. 532 (7597), 122-126 (2016).</li><li>Metscher, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroCT+for+comparative+morphology:+simple+staining+methods+allow+high-contrast+3D+imaging+of+diverse+non-mineralized+animal+tissues.">MicroCT for comparative morphology: simple staining methods allow high-contrast 3D imaging of diverse non-mineralized animal tissues.</a> BMC Physiol. 9, 11 (2009).</li><li>Johnson, J. T., 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=Virtual+histology+of+transgenic+mouse+embryos+for+high-throughput+phenotyping.">Virtual histology of transgenic mouse embryos for high-throughput phenotyping.</a> PLoS Genet. 2 (4), 61 (2006).</li><li>Anderson, R., Maga, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Procedure+for+Rapid+Imaging+of+Adult+Mouse+Brains+with+MicroCT+Using+Iodine-Based+Contrast.">A Novel Procedure for Rapid Imaging of Adult Mouse Brains with MicroCT Using Iodine-Based Contrast.</a> PLoS One. 10 (11), 0142974 (2015).</li><li>Zheng, X., 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=Dynamic+regulation+of+the+cerebral+cavernous+malformation+pathway+controls+vascular+stability+and+growth.">Dynamic regulation of the cerebral cavernous malformation pathway controls vascular stability and growth.</a> Dev Cell. 23 (2), 342-355 (2012).</li></ol>

CCM הוא שבץ נפוצה המשפיעה עד 0.5% של יחידים1. CCM יכול להתרחש הטופס ספורדי או משפחתית. פרוגנוזה החולה לעתים קרובות לא ברור כמו נגעים CCM יכול הקרע באופן בלתי צפוי לגרום שבץ מוחי ו השלכות נוירולוגיות אחרות. כיום, הוא אפשרות הטיפול היחידה להסרת נגעים, אשר מלווים בסיכון גבוה.
<p class="jove_con...

CCM הם קירות דקים, התרחבו מומים בכלי הדם במוח עם שכיחות של עד 0.5% האוכלוסייה האנושית1. יכול להיות תורשתית CCM כהפרעה דומיננטית בשל אובדן-של-פונקציה מוטציות בגן אחד הגנים 3: CCM1 (aka Krit1), CCM2ו- CCM3 (הנקראת גם PDCD10)2,3,4 5, ,6. גנים אלו נמצאים יחיד איתות מורכבים.
מודלים שונים פותחו למחלה CCM האדם מודל, כדי להבין את המסלולים במורד הזרם של גנים CCM אשר אחראים CCM7,8,9,10. המודל החזקה ביותר היא מותנית למחוק באחד הגנים Ccm עם טמוקסיפן-inducible Cdh5-CreERT2 -P1 הגורים היילוד8,10. הגורים צפויים להיות מודל אידיאלי עבור מחקרים קליניים בחיפוש של מנגנונים, סוכני טיפולית בטיפול במחלות CCM ולפתח CCM נגעים במוח מ- P6 ואילך.
CCM נטל הנגע במוח העכבר יש כבר נמדד בעיקר על ידי שיטות מבוססות-היסטולוגיה, גישה זו זמן רב מאוד, על החוקר הטיה10,11,12. MRI המבוסס על שיטות השתמשו כדי להעריך CCM הנגע נטל העכבר למבוגרים דגם9,13. עם זאת, מאוד מיוחדים מכשיר MRI קטן בעל חיים עם סריקה-זמן של מספר שעות ללון נדרש כדי להגיע לפתרון משביע רצון לזיהוי CCM נגעים. בנוסף, MRI יכול לשמש כדי לזהות נגעים CCM בעכברים neonatal לא דווחה, רזולוציה עשוי להגביל את הרגישות.
לאחרונה פיתחנו שיטה מיקרו-CT תמונה ולנתח CCM הנגע14,15. זה ברזולוציה גבוהה, שיטה חסכונית וזמן באופן דרמטי שיפרה את הערך של מודל המחלה CCM במחקרים מכניסטית וטיפוליים. שיטות לשיפור חדות, כל הר מכתימים שימשו עבור מיקרו-CT הדמיה של רקמות רכות, העכבר עוברי16,17. בעבר, השתמשנו מבוסס-אוסמיום מכתים כדי לשפר את הניגודיות עבור מיקרו-CT הדמיה של CCM נגעים במוח14. בנייר זה, השתמשנו רעיל פחות, גמישה, ומבוססות ריאגנט חסכוניים, יוד הפתרון של Lugol, כדי לשפר את הניגודיות עבור מיקרו-CT הדמיה. יוד יכול לפזר ברחבי המוח, יש זיקה גבוהה בדם18.
פרוטוקול מפורט מוצג כאן את תנאי הגיוס של נגעים CCM במודל של עכברים neonatal יחד עם ההדמיה וניתוח של נגעים CCM עם מבוסס ניגודיות מיקרו-טי בשיטה זו מבוסס מיקרו-CT מספק מדידה הכללית כמותית של נפח הנגע CCM מזהה במדויק את מספר ומיקום תלת-ממדי של CCM נגעים במוח העכבר, מקטינה באופן משמעותי את העלות, הזמן הנדרש כדי פנוטיפ בעלי חיים אלה.

<table >
	
		
		
		
		
	
	<tbody>
		<tr >
			<td >4-hydroxy tamoxifen</td>
			<td >Sigma-Aldrich</td>
			<td >H6278</td>
			<td >To activate Cdh5-CreErt2</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Corn oil</td>
			<td >Sigma-Aldrich</td>
			<td >C8267-500ML</td>
			<td >To dilute 4-hydroxy tamoxifen</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Stereomicroscope</td>
			<td >Leica</td>
			<td >M205FA</td>
			<td >To take macroscopic images</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Lugol&#39;s Iodine solution</td>
			<td >Sigma-Aldrich</td>
			<td >L6146</td>
			<td >To stain samples for contrast micro-CT</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Plastic paraffin film</td>
			<td >Parafilm</td>
			<td >PM992</td>
			<td >To package samples</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Micro-CT</td>
			<td >Xradia</td>
			<td >MicroXCT-400</td>
			<td >Micro-CT</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >3D rendering software</td>
			<td >FEI Visualization Science group</td>
			<td >Avizo 3D image processing software</td>
			<td >To analyse micro-CT scans</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction and micro-ct imaging of cerebral cavernous malformations in mouse model

מוטציות CCM1 (aka KRIT1), CCM2, או CCM3 (aka PDCD10) ג'ין לגרום מום מוחי חלול (CCM) אצל בני אדם. העכבר מודלים של המחלה CCM הוקמו על-ידי מחיקת טמוקסיפן המושרה Ccm גנים בבעלי חיים לאחר הלידה. מודלים אלה העכבר מספקים כלים שלא יסולא בפז לחקור את המנגנון המולקולרי, גישות טיפוליות למחלות CCM. שיטה כמותית ומדויקים כדי להעריך את הנגע נטל והתקדמות חיונית כדי לרתום את הערך המלא של מודלים בעלי חיים אלה. . הנה, נדגים את תנאי הגיוס של מחלת CCM במודל של עכברים, השימוש של הניגוד משופרת רנטגן טומוגרפיה מיקרו (מיקרו-CT) שיטת מדידה CCM הנגע נטל במוח העכבר. ביום כמחנכת 1 (P1), השתמשנו 4-hydroxytamoxifen (4HT) כדי להפעיל Cre פעילות recombinase מ transgene Cdh5-CreErt2 כדי לדבוק אלל floxed של Ccm2. CCM נגעים במוח העכבר נותחו-P8. עבור מיקרו-CT, הפתרון של יוד מבוססי Lugol נעשה שימוש כדי לשפר את הניגודיות ברקמת המוח. יש אופטימיזציה הפרמטרים סריקה ואנו מנוצל מימד voxel של 9.5 מיקרומטר, אשר להוביל בגודל תכונה מינימלי של 25 מיקרומטר. החלטה זו מספיקה למדוד את נפח הנגע CCM ומספר ברחבי העולם ובאופן מדויק, ולספק מיפוי תלת-ממד באיכות גבוהה של CCM נגעים במוח העכבר. שיטה זו מגבירה את הערך של הדגמים העכבר הוקמה כדי ללמוד את הבסיס המולקולרי של טיפולים פוטנציאליים עבור CCM ומחלות אחרות כשאבדן.

זריקה אחת של 4HT-P1 היה מספיק כדי לגרום CCM נגעים המוח הקטן. Lugol של יוד בניגוד המיקרו-CT מספיק זוהה CCM נגעים, יכול לכמת שלה אמצעי האחסון ואת המספר. ניצול של אופטימיזציה של המיקרו-CT, אנחנו עם תמונה CCM נגעים ב hindbrains של Ccm2iECKO עכברים. צילומים סרוקים שוחזרו לייצר תמונות תלת-מ?...

Watch this Scientific Journal Video about Induction and Micro-CT Imaging of Cerebral Cavernous Malformations in Mouse Model at JoVE.com

Induction and Micro-CT Imaging of Cerebral Cavernous Malformations in Mouse Model

פרוטוקול זה מדגים את תנאי הגיוס של מחלה מוחית מום חלול במודל של עכברים, שימושים חדות משופרת מיקרו טומוגרפיה כדי למדוד את הנגע הנטל. שיטה זו מגבירה את הערך של העכבר ויצר מודלים ללמוד את הבסיס המולקולרי של טיפולים פוטנציאליים חלול מום מוחי ומחלות אחרות כשאבדן.

אינדוקציה והדמיה מיקרו-CT של המוח מומים חלול במודל עכבר

Mutations in the CCM1 (aka KRIT1), CCM2, or CCM3 (aka PDCD10) gene cause cerebral cavernous malformation (CCM) in humans. Mouse models of CCM disease have ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Mouse Model of Middle Cerebral Artery Occlusion

עכבר דגם ספיגה התיכון עורק מוחי

Stroke is the most common fatal neurological disease in the United States 1. The majority of strokes (88%) result from blockage of blood vessels in the ...

Monitoring Tumor Metastases and Osteolytic Lesions with Bioluminescence and Micro CT Imaging

ניטור גרורות סרטן ונגעים Osteolytic עם פליטת אור CT ו - Micro Imaging

Following intracardiac delivery of MDA-MB-231-luc-D3H2LN cells to Nu/Nu mice, systemic metastases developed in the injected animals. Bioluminescence ...

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

Multi-פוטון הדמיה של הפלישה תאים סרטניים במודל עכבר orthotopic של קרצינומה של תאים קשקשיים אוראלי

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

The Application Of Permanent Middle Cerebral Artery Ligation in the Mouse

היישום של קשירת העורקים התיכון הקבע מוחין העכבר

Focal cerebral ischemia is among the most common type of stroke seen in patients. Due to the clinical significance there has been a prolonged effort to ...

Mouse Model of Intraluminal MCAO: Cerebral Infarct Evaluation by Cresyl Violet Staining

מודל עכבר של MCAO intraluminal: הערכת אוטם מוחית על ידי כתמים סגולים Cresyl

Stroke is the third  cause of mortality and the leading cause of disability in the World. Ischemic  stroke accounts for approximately 80% of all strokes. ...

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

מדידה אופטית לא פולשנית של מטבוליזם ופרמטרים המודינמיים במוח אצל תינוקות

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

Pharmacologic Induction of Epidermal Melanin and Protection Against Sunburn in a Humanized Mouse Model

אינדוקציה תרופתי של עוריות מלנין והגנה מפני כוויות שמש בדגם מואנש מאוס

Fairness of skin, UV sensitivity and skin cancer  risk all correlate with the physiologic function of the melanocortin 1  receptor, a Gs-coupled signaling ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

ההדמיה PET / MRI בו זמנית בעכבר מוחין היפוקסיה-איסכמיה

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

A Battery of Motor Tests in a Neonatal Mouse Model of Cerebral Palsy

סדרת מבחנים Motor במודל של עכברים ילודים של שיתוק מוחין

As the sheer number of transgenic mice strains grow and rodent models of pediatric disease increase, there is an expanding need for a comprehensive, ...

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

בשנת מעקב Vivo של בצקת פיתוח ופתולוגיה מיקרוסקולרית במודל של מלריה מוחית ניסיוני באמצעות תהודה מגנטית הדמיה

Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of ...