Longitudinale<em> In Vivo</em> Imaging del Cerebrovasculature: Rilevanza per le malattie del sistema nervoso centrale
Summary
Questo manoscritto descrive una procedura per monitorare il rimodellamento del cerebrovasculature durante accumulo di placca amiloide in vivo utilizzando longitudinale microscopia a due fotoni. Una preparazione assottigliato-teschio consente la visualizzazione di coloranti fluorescenti per valutare la progressione del danno cerebrale in un modello murino della malattia di Alzheimer.
Abstract
Rimodellamento del sistema vascolare cerebrale è un tratto comune di patologie cerebrali. In vivo tecniche di imaging sono fondamentali per rilevare la plasticità cerebrale o danni che si verificano straordinari e in relazione alle attività neuronale o il flusso di sangue. In vivo microscopia a due fotoni permette lo studio della plasticità strutturale e funzionale di grandi unità cellulari nel cervello vivente. In particolare, la preparazione finestra assottigliato-teschio permette la visualizzazione delle regioni corticali di interesse (ROI) senza indurre fenomeni significativi infiammazione cerebrale. sessioni di imaging ripetitivi di ROI corticale sono fattibili, che fornisce la caratterizzazione dei tratti distintivi della malattia nel tempo durante la progressione di numerose malattie del sistema nervoso centrale. Questa tecnica accedere alle strutture piale entro 250 micron del cervello si basa sul rilevamento di sonde fluorescenti codificati da marcatori cellulari genetici e / o coloranti vitali. Questi ultimi (ad esempio, destrani fluorescenti) vengono utilizzati per mappare la luminal comparto delle strutture cerebrovascolari. Germane al protocollo qui descritto è l'uso di un marcatore in vivo di depositi amiloidi, metossi-O4, per valutare il morbo di Alzheimer progressione (AD). Abbiamo anche descrivere l'elaborazione delle immagini post-acquisizione utilizzato per tenere traccia delle modifiche vascolari e deposizioni amiloidi. Pur concentrandosi attualmente su un modello di AD, il protocollo descritto è rilevante per altri disturbi del sistema nervoso centrale in cui si verificano cambiamenti patologici cerebrovascolari.
Introduction
Il vascolare cerebrale è una struttura multi-cellulare, che è anatomicamente e funzionalmente accoppiato ai neuroni. Un rimodellamento dinamica dei vasi si verifica durante lo sviluppo del cervello e durante la progressione di patologie del sistema nervoso centrale (CNS) 1,2. E 'ampiamente accettato che il danno cerebrale è una caratteristica di molte malattie del sistema nervoso centrale, tra cui l'epilessia, il morbo di Alzheimer (AD), trauma cranico e encefalite 3,4. Pertanto, il rilevamento delle modifiche cerebrovascolari in vivo diventa significativo quando si modellano le malattie del sistema nervoso centrale, dall'esordio e in fasi croniche. Come modifiche cerebrovascolari si verificano spesso in concomitanza con un danno neuronale o la plasticità, l'imaging del neuro-vascolare rappresenta un punto di ingresso chiave per decifrare le malattie del sistema nervoso centrale fisiopatologia.
Questo protocollo descrive una procedura basata due fotoni longitudinale per monitorare il rimodellamento della cerebrovasculature in un modello murino diDC, una patologia progressiva caratterizzata da difetti cerebrovascolari su grandi e piccoli vasi di calibro a causa di deposizione della placca amyloidogenic 5-7. Questa procedura permette la visualizzazione dei depositi amiloidi e inseguimento della loro posizione e della crescita rispetto al rimodellamento neurovascolari tutto il corso della malattia. Coloranti fluorescenti vitali vengono iniettati prima di ogni sessione di imaging per la visualizzazione delle cerebrovasculature e amiloide placche in topi transgenici AD 8. Sessioni di imaging ripetute di un ROI attraverso una finestra cranio transcranica assottigliata è non invasiva e il metodo di scelta per valutare il rimodellamento neurovascolare nel cervello di topo vivente 2,5,9,10.
La procedura che segue illustra il protocollo chirurgico, acquisizione ed elaborazione delle immagini. La progressione precoce di angiopatia amiloide cerebrale (CAA) per lo più in generale leptomeningeo e arteriole penetranti è caratterizzata.
Protocol
Representative Results
Discussion
La tecnica aperta cranio in vivo microscopia a due fotoni offre il vantaggio di sessioni di imaging illimitate di grandi campi di imaging 13,14. Tuttavia, questa tecnica produce anche infiammazione nella regione di interesse 14, spesso incompatibili o impatto neuro-vascolari read-outs 15. Al contrario, la tecnica cranio transcranial assottigliata non comporti neuro-infiammazione, permettendo l'imaging affidabile delle strutture cerebrovascolari e accumulo di placca 10,1…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori vorrebbero riconoscere la Ligue Francaise contre l'épilepsie (a MA-L), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale di Grant AVENIR R12087FS (a FJ), concedere presso l'Università di Montpellier (a FJ) e Grant dalla Federazione pour la Recherche sur le Cerveau (a NM). Riconosciamo l'assistenza tecnica di Chrystel Lafont al IPAM in impianto piattaforma di base imaging in vivo di Montpellier. Ringraziamo anche Mary Vernov (Weill Cornell Medical College) per la correzione del manoscritto.
Materials
| methoxy-X04 | tocris | 4920 | use 10 mg/Kg |
| FITC-Dextran 70Kda | sigma | 46945 | use 100 mg/Kg |
| gelfoam/Bloxang | Bausch and Lomb | ||
| micorsurgical blade | surgistar | 6900 | must be sharp and not dented |
| povidone-iodine | betadine | antisceptic solution | |
| binocular stereomicroscope | olympus | SX10 | optimal image contrast is crucial for this procedure |
| 2-photon microscope | zeiss | Zeiss LSM 710mp | |
| fine scissors-toughcut | Fine science tools | 14058-09 | this scissors are optimized for cutting skin and soft tissue |
References
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