طولي<em> في فيفو</em> التصوير من Cerebrovasculature: الأقرب للأمراض الجهاز العصبي المركزي
Summary
توضح هذه المخطوطة إجراء لتتبع إعادة تشكيل cerebrovasculature خلال تراكم ترسبات الأميلويد في الجسم الحي باستخدام طولية اثنين من الفوتون المجهري. وإعداد ضعفت الجمجمة يمكن تصور الأصباغ الفلورية لتقييم تطور الضرر الدماغية في نموذج الفأر من مرض الزهايمر.
Abstract
إعادة تشكيل الأوعية الدموية في الدماغ هو سمة مشتركة من أمراض الدماغ. في الجسم الحي تقنيات التصوير أساسية للكشف عن المطاوعة الدماغية أو الأضرار التي تحدث الوقت بدل الضائع وفيما يتعلق نشاط الخلايا العصبية أو تدفق الدم. في الجسم الحي المجهري اثنين الفوتون يسمح للدراسة اللدونة الهيكلية والوظيفية وحدات الخلوية كبيرة في الدماغ المعيشة. على وجه الخصوص، وإعداد إطار ضعفت الجمجمة يسمح التصور من المناطق القشرية ذات الاهتمام (ROI) دون التسبب التهابا حادا في الدماغ. جلسات التصوير المتكررة من العائد على الاستثمار القشرية ذات جدوى، وتوفير توصيف بصمات المرض مع مرور الوقت خلال تطور العديد من الأمراض الجهاز العصبي المركزي. هذه التقنية الوصول إلى الهياكل حنوني داخل 250 ميكرون من الدماغ تعتمد على الكشف عن تحقيقات الفلورسنت المشفرة بواسطة علامات الخلوية الوراثية و / أو الأصباغ الحيوية. وتستخدم (على سبيل المثال، dextrans الفلورسنت) الأخيرة لتعيين LUMINمقصورة آل البنى الدماغية. وثيق لبروتوكول الموصوفة هنا هو استخدام علامة في الجسم الحي من الودائع اميلويد، ميثوكسي-O4، لتقييم مرض الزهايمر (AD) التقدم. نحن أيضا وصف معالجة الصور بعد الحيازة تستخدم لتتبع التغيرات الأوعية الدموية وترسبات الأميلويد. مع التركيز في الوقت الحاضر على نموذج م، بروتوكول صفها هو ذات الصلة لاضطرابات الجهاز العصبي المركزي أخرى حيث تحدث التغييرات الدماغية المرضية.
Introduction
الأوعية الدموية في الدماغ هو بنية متعددة الخلايا، التي تشريحيا ووظيفيا بالإضافة إلى الخلايا العصبية. إعادة عرض ديناميكية السفن يحدث في جميع أنحاء نمو الدماغ وخلال تطور أمراض الجهاز العصبي المركزي (CNS) 1،2. ومن المسلم به على نطاق واسع أن الضرر الدماغية هو السمة المميزة لعدة أمراض الجهاز العصبي المركزي، بما في ذلك الصرع ومرض الزهايمر (AD)، إصابات الدماغ، والتهاب الدماغ 3،4. لذلك، وتتبع التغيرات الدماغية في الجسم الحي يصبح كبيرا عندما النمذجة أمراض الجهاز العصبي المركزي، من بداية وفي المراحل المزمنة. في كثير من الأحيان تحدث تعديلات الدماغية بالتزامن مع تلف الخلايا العصبية أو اللدونة، والتصوير من العصبية الأوعية الدموية يمثل نقطة انطلاق رئيسية إلى فك الجهاز العصبي المركزي الفيزيولوجيا المرضية المرض.
يصف هذا البروتوكول إجراء طولية على أساس ثنائي الفوتون لتتبع إعادة تشكيل cerebrovasculature في نموذج الفأر منم، وعلم الأمراض التدريجي تميزت العيوب الدماغية على السفن عيار الكبيرة والصغيرة بسبب amyloidogenic وحة ترسب 5-7. يسمح هذا الإجراء لتصور الودائع اميلويد وتتبع موقف ونموها فيما يتعلق إعادة عائية عصبية طوال فترة المرض. يتم حقن الأصباغ الفلورية الحيوية قبل كل دورة التصوير لتصور من cerebrovasculature واميلويد لويحات في الفئران المعدلة وراثيا م 8. جلسات التصوير المتكررة من العائد على الاستثمار من خلال نافذة الجمجمة الجمجمة ضعيفة غير قابلة للالغازية وطريقة اختيار لتقييم إعادة عائية عصبية في دماغ الفأر المعيشة 2،5،9،10.
يحدد الإجراء أدناه بروتوكول الجراحية، واقتناء الصور ومعالجة. يتميز التقدم المبكر لاعتلال وعائي دماغي اميلويد (CAA) معظمها في السحايا الرقيقة كبير والشرايين اختراق.
Protocol
Representative Results
Discussion
تقنية الجمجمة مفتوحة لفي الجسم الحي اثنين الفوتون المجهر تقدم ميزة جلسات التصوير غير محدود من مجالات التصوير الكبيرة 13،14. ومع ذلك، وتنتج هذه التقنية أيضا التهاب في المنطقة التي تهم 14، في كثير من الأحيان غير متوافق أو تؤثر العصبية الوعائية 15 ال?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أن نعترف الدوري الفرنسي فرانسيز مناهضة L'épilepsie (لMA-L)، المعهد الوطني للسانتيه آخرون للبحوث ميديكال غرانت AVENIR R12087FS (لFJ)، منح من جامعة مونبلييه (لFJ) ومنحة من الاتحاد من أجل لا بحوث سور جنيه Cerveau (لNM). ونحن نعترف المساعدة التقنية من Chrystel افون في IPAM في الجسم الحي منشأة منصة التصوير الأساسية مونبلييه. كما نشكر ماري Vernov (كلية وايل كورنيل الطبية) لتنقيح الكتابة المخطوطة.
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
- Harb, R., Whiteus, C., Freitas, C., Grutzendler, J. In vivo imaging of cerebral microvascular plasticity from birth to death. J Cereb Blood Flow Metab. 33 (1), 146-156 (2013).
- Whiteus, C., Freitas, C., Grutzendler, J. Perturbed neural activity disrupts cerebral angiogenesis during a postnatal critical period. Nature. 505 (7483), 407-411 (2014).
- Masamoto, K., et al. Microvascular sprouting, extension, and creation of new capillary connections with adaptation of the neighboring astrocytes in adult mouse cortex under chronic hypoxia. J Cereb Blood Flow Metab. 34 (2), 325-331 (2014).
- Marchi, N., Lerner-Natoli, M. Cerebrovascular remodeling and epilepsy. Neuroscientist. 19 (3), 304-312 (2013).
- Giannoni, P., et al. Cerebrovascular pathology during the progression of experimental Alzheimer’s disease. Neurobiol Dis. 88, 107-117 (2016).
- Kimbrough, I. F., Robel, S., Roberson, E. D., Sontheimer, H. Vascular amyloidosis impairs the gliovascular unit in a mouse model of Alzheimer’s disease. Brain. 138 (Pt 12), 3716-3733 (2015).
- Herzig, M. C., et al. Abeta is targeted to the vasculature in a mouse model of hereditary cerebral hemorrhage with amyloidosis. Nat Neurosci. 7 (9), 954-960 (2004).
- Oakley, H., et al. Intraneuronal beta-amyloid aggregates, neurodegeneration, and neuron loss in transgenic mice with five familial Alzheimer’s disease mutations: potential factors in amyloid plaque formation. J Neurosci. 26 (40), 10129-10140 (2006).
- Liston, C., et al. Circadian glucocorticoid oscillations promote learning-dependent synapse formation and maintenance. Nat Neurosci. 16 (6), 698-705 (2013).
- Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. B. Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice. Nat Protoc. 5 (2), 201-208 (2010).
- Klunk, W. E., et al. Imaging Abeta plaques in living transgenic mice with multiphoton microscopy and methoxy-X04, a systemically administered Congo red derivative. J Neuropathol Exp Neurol. 61 (9), 797-805 (2002).
- Yardeni, T., Eckhaus, M., Morris, H. D., Huizing, M., Hoogstraten-Miller, S. Retro-orbital injections in mice. Lab Anim (NY). 40 (5), 155-160 (2011).
- Cao, V. Y., et al. In vivo two-photon imaging of experience-dependent molecular changes in cortical neurons. J Vis Exp. (71), (2013).
- Holtmaat, A., et al. Long term, high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window. Nat Protoc. 4 (8), 1128-1144 (2009).
- Heppner, F. L., Ransohoff, R. M., Becher, B. Immune attack: the role of inflammation in Alzheimer disease. Nat Rev Neurosci. 16 (6), 358-372 (2015).
- Marker, D. F., Tremblay, M. E., Lu, S. M., Majewska, A. K., Gelbard, H. A. A thin-skull window technique for chronic two-photon in vivo imaging of murine microglia in models of neuroinflammation. J Vis Exp. (43), (2010).
- Joseph-Mathurin, N., et al. Amyloid beta immunization worsens iron deposits in the choroid plexus and cerebral microbleeds. Neurobiol Aging. 34 (11), 2613-2622 (2013).
- Sadowski, M., et al. Targeting prion amyloid deposits in vivo. J Neuropathol Exp Neurol. 63 (7), 775-784 (2004).
