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

Os autores reconhecem as instalações e a assistência científica e técnica de a Sydney microscopia &amp; microanálise Research Facility (AMMRF) e o centro australiano para microscopia &amp; microanálise (ACMM) na Universidade de Sydney. Estes estudos foram apoiados pela Australian National Health e projeto de Conselho de pesquisa médica (NHMRC) conceder 161558 e APP1124011 (XZ).

todos os protocolos e ética animal foram aprovados pelo The Sydney Local Saúde Animal Welfare Comissão distrital e institucional Cuidado Animal e Comissão de utilização (IACUC) da Universidade de medicina de Tianjin. Todos os experimentos foram conduzidos em Diretrizes/Regulamento do centenário Instituto, Universidade de Sydney e a Universidade de medicina de Tianjin 1. Indução de malformações cavernosas cerebrais em modelos de Mouse <ol><li>Cruz Cdh5-CreErt2; Ccm2 fl/f...

<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 é uma malformação vascular comum que afeta até 0,5% de indivíduos1. CCM pode ocorrer de forma esporádica ou familiar. Prognóstico do paciente é muitas vezes pouco claro como lesões CCM podem romper inesperadamente para causar acidente vascular cerebral e outras consequências neurológicas. Atualmente, a único tratamento opção é remover cirurgicamente lesões, que são acompanhadas de alto risco.
Recentemente foram reproduzidas em condições humanas de...

CCM são de paredes finas, dilatado malformações vasculares no cérebro, com prevalência de até 0,5% na população humana1. CCM pode ser herdada como uma desordem dominante devido a mutações de perda de função em um dos três genes: CCM1 (aka Krit1), CCM2e CCM3 (também chamado PDCD10)2,3,4 ,5,6. Estes genes estão presentes em um único complexo de sinalização.
Foram desenvolvidos vários modelos para doenças humanas de CCM modelo e entender os caminhos a jusante de genes CCM que são responsáveis por CCM7,8,9,10. O modelo mais robusto é condicionalmente excluir qualquer um dos genes Ccm com tamoxifeno-inducible Cdh5-CreERT2 em P1 em filhotes recém-nascidos8,10. Esses filhotes desenvolvem lesões CCM no cérebro de P6 para a frente e são esperados para ser um modelo ideal para estudos pré-clínicos em busca de mecanismos e agentes terapêuticos no tratamento de doenças do CCM.
Fardo de lesão CCM em cérebro de rato foi medido principalmente pelos métodos baseados em histologia, uma abordagem que é extremamente demorado e sujeito a investigador viés de11,10,12. MRI com base em métodos foram usados para avaliar a carga de lesão CCM no rato adulto modelo9,13. No entanto, um instrumento de MRI animal pequeno altamente especializado e varredura-tempo de várias horas durante a noite é necessária para alcançar uma resolução satisfatória para identificar lesões CCM. Também, não foi relatada se ressonância magnética pode ser usada para detectar lesões do CCM em camundongos Neonatais e resolução pode limitar a sensibilidade.
Recentemente desenvolvemos uma técnica de micro-CT para imagem e analisar CCM lesão14,15. De alta resolução, tempo e método cost-effective dramaticamente impulsionaram o valor do modelo de doença CCM em estudos terapêuticos e mecanicistas. Melhorar o contraste, toda montagem coloração métodos têm sido utilizados para a imagem latente de micro-CT dos tecidos moles e rato embriões16,17. Anteriormente, usamos uma baseada no ósmio de coloração para realçar o contraste para a imagem latente de micro-CT de lesões do CCM no cérebro14. Neste trabalho, usamos um menos tóxico, não-destrutivo, e reagente custo-eficiente, um iodo solução baseada em solução de Lugol, para realçar o contraste para a imagem latente de micro-CT. Iodo pode difundir em todo o cérebro e tem uma elevada afinidade para sangue18.
O protocolo detalhado é apresentado aqui para a indução de lesões do CCM em um modelo de rato neonatal, junto com a imagem e análise de lesões CCM com uma contraste baseados micro-CT. Este método baseado em micro-CT fornece medição global quantitativa do volume de lesão do CCM, identifica com precisão o número e a localização em 3D das lesões do CCM no cérebro do rato e reduz o custo e tempo necessário para o fenótipo desses animais.

<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

Mutações no CCM1 (aka KRIT1), CCM2, ou CCM3 (aka PDCD10) gene causar malformação cavernosa cerebral (CCM) em seres humanos. Modelos do rato da doença CCM foram estabelecidos pela exclusão de tamoxifeno induzido de Ccm genes em animais pós-natal. Esses modelos de rato fornecem ferramentas de valor inestimáveis para investigar o mecanismo molecular e abordagens terapêuticas para a doença CCM. Um método exato e quantitativo para avaliar a progressão e o fardo da lesão é essencial para aproveitar o valor total desses modelos animais. Aqui, demonstramos a indução da doença do CCM em um modelo do rato e o uso do contraste melhorado método de (micro-CT) radiografia computadorizada micro medida CCM encargo de lesão no cérebro de rato. No dia pós-natal 1 (P1), usamos 4-hydroxytamoxifen (4HT) para ativar a atividade de recombinase Cre do transgene de Cdh5-CreErt2 para decompor o alelo floxed de Ccm2. Lesões do CCM em cérebro de rato foram analisadas em P8. Para o micro-CT, solução de Lugol à base de iodo foi usada para aumentar o contraste no tecido cerebral. Nós temos otimizado os parâmetros de verificação e utilizou uma dimensão de voxel de 9,5 µm, que levam a um tamanho mínimo de recurso de aproximadamente 25 µm. Esta resolução é suficiente para medir o número e volume de lesão CCM globalmente e com precisão e fornecer alta qualidade 3D mapeamento de lesões do CCM em cérebro de rato. Esse método aumenta o valor dos modelos rato estabelecida para estudar as bases moleculares e terapias potenciais para CCM e outras doenças cerebrovasculares.

Uma única injeção de 4HT no P1 foi suficiente para induzir lesões CCM no cerebelo. Solução de Lugol iodo contrastado micro-CT suficientemente detectado lesões CCM e podia quantificar o volume e o número. Estamos utilizando o micro-CT otimizado, fotografada lesões CCM nos hindbrains de Ccm2iECKO ratos. Imagens digitalizadas de raios-x foram reconstruídas para produzir imagens em 3D do cérebro do rato, que permitiu a visualização de lesões inteiras no par?...

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

Este protocolo demonstra a indução da doença malformação cavernosa cerebral em um modelo do rato e usa contraste aprimorado micro computadorizada para medir carga de lesão. Esse método aumenta o valor dos modelos de rato estabelecida para estudar a base molecular e terapias potenciais para malformação cavernosa cerebral e outras doenças cerebrovasculares.

Indução e Micro-CT Imaging de malformações cavernosas cerebrais no modelo de Mouse

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

Modelo do rato de Oclusão da Artéria Cerebral Média

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 ...

Medicina

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

Monitoramento metástases tumorais e lesões osteolíticas com bioluminescência e CT Micro Imagem

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-fotão imagem de invasão das células tumorais em um modelo de camundongo ortotópico de carcinoma epidermóide oral

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

A aplicação de ligadura da artéria Cerebral Média Permanente no mouse

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

Modelo de Rato OACM Intraluminal: Avaliação infarto cerebral por coloração violeta 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

Não-invasivo de medição óptica do metabolismo cerebral e Hemodinâmica em Lactentes

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

A indução farmacológica de melanina epidérmica e proteção contra queimaduras solares em um modelo humanizado Rato

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

Simultânea de imagem PET / MRI Durante Rato isquemia-hipoxia cerebral

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

Uma bateria de testes de motor em um Neonatal Rato Modelo de Paralisia Cerebral

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

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology em um Modelo de Malária Cerebral Experimental Usando Ressonância Magnética

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 ...