Är musen gravid? Ultraljudsbedömning med hög frekvens
Summary
Högupplöst ultraljud kan hjälpa till att effektivisera experiment som kräver tidsbestämda gravida möss genom att bestämma graviditetstillstånd, graviditetsålder och graviditetsförluster. Presenteras här är ett protokoll för att illustrera metoder för att bedöma mus graviditeter samt potentiella fallgropar (bild artefakter) som kan efterlikna graviditet.
Abstract
Musen är däggdjursdjurmodellen för många mänskliga sjukdomar och biologiska processer. Utvecklingsbiologi kräver ofta iscensatta gravida möss för att bestämma utvecklingsprocesser vid olika tidpunkter. Dessutom kräver optimal och effektiv uppfödning av modellmöss en bedömning av tidsbestämda graviditeter. Oftast paras möss över natten, och närvaron av en vaginal plugg bestäms; Det positiva prediktiva värdet av denna teknik är dock suboptimalt, och man måste vänta för att veta om musen verkligen är gravid. Högupplöst ultraljud biomikroskopi är ett effektivt och effektivt verktyg för avbildning: 1) Om en mus är gravid; 2) Vilket graviditetsstadium musen har nått; och 3) Om det finns intrauterin förlust. Förutom embryon och foster måste prövaren också känna igen vanliga artefakter i bukhålan för att inte missta dessa för en gravid livmoder. Den här artikeln innehåller ett protokoll för avbildning tillsammans med belysande exempel.
Introduction
Musen är den föredragna däggdjursmodellen för många mänskliga sjukdomar och biologiska processer1,2,3,4. Forskning inom utvecklingsbiologi kräver ofta iscensatta gravida möss för att bestämma utvecklingsprocesser vid olika tidpunkter5,6,7,8. Dessutom kräver optimal och effektiv uppfödning av modellmöss en bedömning av tidsbestämda graviditeter, särskilt när utredare studerar effekterna av en genmutation på utvecklingen. Vanligtvis parar utredare heterozygous möss över natten, letar efter en vaginal plugg tidigt nästa morgon och hoppas att en graviditet följer9. Att bestämma intrauterin förlust börjar vanligtvis med att kontrollera en nyfödd kull för mendelian förhållanden av genotyper, sedan arbeta bakåt genom att offra gravida möss i olika graviditetsstadier och återställa embryona. Utredare kan bestämma viktökning som ett mått på en positiv graviditet10,11; Men särskilt med genetiskt konstruerade möss kan kullarna vara mycket små och därefter resorbed när det finns intrauterin förlust på grund av vilken viktökningen kanske inte är uppenbar (särskilt tidigt i graviditeten, ~ E6.5-8.5). En mus kan verka falskt gravid på grund av till exempel en godartad buktumör. I grund och botten fungerar man “blind”.
Högupplöst ultraljud biomicroscopy möjliggör direkt visualisering av gravid livmodern och utveckla mus embryon12,13,14,15,16. Även om vi ursprungligen hade utvecklat metoder för att bedöma embryonal mus kardiovaskulär fysiologi16,17, kände vi igen nyttan av denna bildframställning modalitet för att effektivisera vår mus avel. Specifikt behövde vi inte längre vänta för att “se” om en mus var gravid, baserat på antingen den uppenbara viktökningen eller leveransen av en kull; vi kunde bestämma gravid tillstånd och re-mate möss snabbt om dammen inte var gravid. Dessutom kan intrauterin förlust också lätt avbildas, och en tidslinje över förlust kan bestämmas utan att offra musen (se figur 1 för ett schema). Tid, värdefulla modellmöss och medel kan därmed sparas.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det viktigaste första steget i avbildningen är att identifiera slidan och sedan bestämma bifurcation av livmoderhornet till vänster och höger. Genom att följa varje livmoderhorn är det mindre troligt att bildaren felidentifierar tarmens slingor som livmodern. Dessutom är det viktigt att förstå variationerna i tarmens utseende (med / utan fekal materia) för att skilja dessa från livmodern; ibland kan fekala “bollar” i tarmslingor efterlikna en gravid (gravid) livmoder. Även om andra författare har beskrivit …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ingen.
Materials
| Depilatory cream | |||
| Ethanol, 70% | |||
| Fur clippers | |||
| Gauze or KimWipes | |||
| Isoflurane | |||
| Medical oxygen (optional) | |||
| Medical tape | |||
| Mouse imaging system (including anesthesia set-up and imaging platform) | Fujifilm Visual Sonics | Various | Any system with 40 MHz center-frequency ultrasound transducer probe |
| Razor blade (not a safety razor) | |||
| Scale (to weigh mouse) | |||
| Ultrasound gel |
References
- Bogue, M. A., et al. Mouse Phenome Database: an integrative database and analysis suite for curated empirical phenotype data from laboratory mice. Nucleic Acids Research. 46, 843-850 (2018).
- Ito, R., Takahashi, T., Ito, M. Humanized mouse models: Application to human diseases. Journal of Cellular Physiology. 233 (5), 3723-3728 (2018).
- Law, M., Shaw, D. R. Mouse Genome Informatics (MGI) is the international resource for information on the laboratory mouse. Methods in Molecular Biology. 1757, 141-161 (2018).
- Rydell-Törmänen, K., Johnson, J. R. The applicability of mouse models to the study of human disease. Methods in Molecular Biology. 1940, 3-22 (2019).
- Hinton, R. B., Yutzey, K. E. Heart valve structure and function in development and disease. Annual Reviews of Physiology. 73, 29-46 (2011).
- Dickinson, M. E., et al. High-throughput discovery of novel developmental phenotypes. Nature. 537 (7621), 508-514 (2016).
- Tam, P. P. L., et al. Formation of the embryonic head in the mouse: attributes of a gene regulatory network. Current Topics in Developmental Biology. 117, 497-521 (2016).
- Palis, J. Hematopoietic stem cell-independent hematopoiesis: emergence of erythroid, megakaryocyte, and myeloid potential in the mammalian embryo. FEBS Letters. 590 (22), 3965-3974 (2016).
- Behringer, R., Gertsenstein, M., Nagy, K. V., Nagy, A. Selecting female mice in estrus and checking plugs. Cold Spring Harbor Protocols. 2016 (8), (2016).
- Heyne, G. W., et al. A simple and reliable method for early pregnancy detection in inbred mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (4), 368-371 (2015).
- Finlay, J. B., Liu, X., Ermel, R. W., Adamson, T. W. Maternal weight gain as a predictor of litter size in Swiss Webster, C57BL/6J, and BALB/cJ mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (6), 694-699 (2015).
- Zhou, Y. Q., et al. Applications for multifrequency ultrasound biomicroscopy in mice from implantation to adulthood. Physiological Genomics. 10 (2), 113-126 (2002).
- Ji, R. P., Phoon, C. K. L. Noninvasive localization of nuclear factor of activated T cells c1-/- mouse embryos by ultrasound biomicroscopy-Doppler allows genotype-phenotype correlation. Journal of the American Society of Echocardiography. 18 (12), 1415-1421 (2005).
- Kulandavelu, S., et al. Embryonic and neonatal phenotyping of genetically engineered mice. ILAR Journal. 47 (2), 103-117 (2006).
- Mu, J., Slevin, J. C., Qu, D., McCormick, S., Adamson, S. L. In vivo quantification of embryonic and placental growth during gestation in mice using micro-ultrasound. Reproductive Biology and Endocrinology. 6, 34 (2008).
- Phoon, C. K. L., Turnbull, D. H. Cardiovascular imaging in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 6 (1), 15-38 (2016).
- Phoon, C. K. L., Turnbull, D. H. Ultrasound biomicroscopy-Doppler in mouse cardiovascular development. Physiological Genomics. 14 (1), 3-15 (2003).
- Peavey, M. C., et al. A novel use of three-dimensional high-frequency ultrasonography for early pregnancy characterization in the mouse. Journal of Visualized Experiments. (128), e56207 (2017).
- Greco, A., et al. High frequency ultrasound for in vivo pregnancy diagnosis and staging of placental and fetal development in mice. PLoS One. 8 (10), 77205 (2013).
- Flores, L. E., Hildebrandt, T. B., Kühl, A. A., Drews, B. Early detection and staging of spontaneous embryo resorption by ultrasound biomicroscopy in murine pregnancy. Reproductive Biology and Endocrinology. 12, 38 (2014).
- Norton, W. B., et al. Refinements for embryo implantation surgery in the mouse: comparison of injectable and inhalant anesthesias – tribromoethanol, ketamine and isoflurane – on pregnancy and pup survival. Laboratory Animal. 50 (5), 335-343 (2016).
- Thaete, L. G., Levin, S. I., Dudley, A. T. Impact of anaesthetics and analgesics on fetal growth in the mouse. Laboratory Animal. 47 (3), 175-183 (2013).
- Phoon, C. K. L., et al. Tafazzin knockdown in mice leads to a developmental cardiomyopathy with early diastolic dysfunction preceding myocardial noncompaction. Journal of the American Heart Association. 1 (2), (2012).
