Name: Bioluminescentie en nabij-infrarood beeldvorming van oogzenuwontsteking en hersenontsteking in de EAE Model van Multiple Sclerose in Muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-03-01T10:10:00.000+00:00
Duration: 8 min 5 s
Description: Leer bioluminescentie en nabij-infrarood beeldvorming voor opticusneuritis en hersenontsteking in het EAE-model van multiple sclerose bij muizen. Deze methode maakt real-time monitoring van ziekteprogressie en therapeutische effecten mogelijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit onderzoek werd ondersteund door de Deutsche Forschungsgemeinschaft (CRC1039 A3) en de financiering van onderzoek programma &quot;Landesoffensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz&quot; (LOEWE) van de staat van Hessen, Research Center for Translational Medicine en Farmacologie TMP en de Else Kröner-Fresenius Foundation (EKFS), Research Training Group Translationeel Onderzoek Innovatie - Pharma (TRIP).

1. EAE inductie in SJL / J muizen <ol><li> muizen <ol><li> Gebruik 11 weken oude vrouwelijke SJL / J-muizen en laten wennen aan de laboratoriumruimte gedurende 7 dagen. Gebruik n = 10 muizen per groep. </li><li> Voor de beoordeling van de medicatie effecten, het beheer van de drug en placebo voor de controlegroep continu via het drinkwater of via voedsel pellets te beginnen 3 of 5 dagen na immunisatie (n = 10 per groep). Tijdens de piek van de ziekte, de toediening van geneesmiddelen of placebo met melk of 3% suiker water geweekte cornflakes. </li></ol></li><li> immunisatie materiaal <ol><li> Gebruik een EAE inductie kit bestaande antigeen (peptide van proteolipide-eiwit, PLP139-151, 1 mg / ml emulsie) in een emulsie met volledig Freund&#39;s adjuvans (CFA, hitte gedode Mycobacterium tuberculosis H37 Ra) en 2 flesjes (5 ug elk) gelyofiliseerd pertussis toxine (PTX). </li><li> Los het PTX (2 ug / ml) in 1 x met fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS, dat wil zeggen, &lt;/ Em&gt; toe te voegen 1,5 ml PBS aan elke PTX buis, meng goed, verwijder met dezelfde pipet tip, en toe te voegen aan 1 ml PBS in een 50-mL buis); goed mengen. </li></ol></li><li> Immunisatie <ol><li> Injecteer PLP / CFA subcutaan in 2 porties, elk 100 pl, zowel aan de basis van de staart. Niet injecteren in de achterkant van de nek, omdat eventuele immuunreacties in de huid in de bovenrug of nek beeldvorming van het hoofd en ruggenmerg storen. </li><li> Injecteer 100 ui PTX intraperitoneaal (ip), tweemaal per muis, de eerste 1-2 uur na immunisatie en de tweede van 24 uur. </li><li> Voor de controlemuizen, injecteren CFA zonder PLP (2 porties van 100 ui) plus PTX zonder PLP. </li></ol></li><li> Muis hanteren na immunisatie <ol><li> Weeg de muizen om de andere dag tot dag 7, en weeg ze dagelijks. OPMERKING: Muizen verliezen ongeveer 1-2 g lichaamsgewicht tijdens EAE. De daling markeert het begin van de EAE. </li><li> Beoordelen van klinische symptomen dagelijks van dag 7 accordgens de standaard scoringssystemen (dwz Score 0: geen duidelijke veranderingen in motorische functies; score 0,5: distale verlamming van de staart; score 1: volledige verlamming van de staart; score 1,5: lichte verlamming van één of beide achterpoten; score 2: ernstige parese van achterpoten; score 2.5: volledige verlamming van één achterpoot; score 3: volledige verlamming van beide achterpoten; score 3.5:. volledige verlamming van de achterpoten en parese van een voorpoot Euthanaseren muizen met een score van 3,5 of hoger voor &gt; 12 h. </li></ol></li><li> EAE verloop en het tijdstip van beeldvorming <ol><li> Voer de eerste beeldvormende bij het begin van de ziekte bij de muizen bereikt scores&gt; 1, die optreedt rond dag 10 - 12 na immunisatie. </li><li> Voer de tweede beeldvormende bij de piek, die wordt bereikt 1 of 2 dagen na de eerste symptomen en duurt 1-3 dagen. OPMERKING: Vervolgens zal de muizen volledig herstellen binnen 7 tot 10 dagen. Imaging tijdens de pauzes kunnen vertonen nog steeds vasculair lekken,maar ontsteking indicatoren moeten negatief zijn. </li></ol></li></ol> 2. Bioluminescent en nabij-infrarood beeldvorming van oogzenuwontsteking en hersenontsteking <ol><li> Instelling van het beeldvormingssysteem <ol><li> Voeren in vivo beeldvorming met alle apparatuur waarmee voor de analyse van bioluminescentie en nabij-infrarode signalen. </li><li> Houd muizen onder 2-2,5% isofluraan anesthesie gedurende alle beeldvormende procedures. </li><li> Plaats een of twee muizen naast elkaar in de inrichting met de middelste gasvoorziening. Plaats de bovenste rug in het midden. </li><li> Gebruik twee muizen tegelijk, één per groep, voor de evaluatie van de medicatie effecten te vergelijken paren. Dit is belangrijk voor bioluminescente beeldvorming. </li><li> Scherm de plaats van immunisatie met zwarte stof en nemen beeld een foto en basislijn tot de juiste positionering van de muis / muizen te beoordelen. Gebruik de B-focus met een 6,5-cm afstand tot de camera voor alle beelden. </li></ol></li><li> Injectie en beeldvorming van bioluminescent ontsteking sonde <ol><li> Gebruik de in vivo beeldvorming systeeminstellingen: Epi-BLI, Em filteren geopend, Ex filter blok, fStop 1, binning 8, richten B = 6,5 cm, ad blootstelling 120 s; neem een ​​baseline afbeelding. </li><li> Injecteer 100 ul ip van de kant-en-klare chemiluminescent reagens (40 mg / ml). Meng goed voor het vullen van de spuit. </li><li> Leg bioluminescentie beelden 5, 10 en 15 minuten na injectie. Het tijdsverloop van de bioluminescent piek verschilt tussen dieren. NB: De piek zal plaatsvinden 5 - 10 minuten na de injectie; een daling van 15 minuten geeft aan dat geen verdere beelden nodig. Gebruik de muis paren van controle en behandeling groepen om kleine vooroordelen als gevolg van verschillende verloop in de tijd te elimineren. </li><li> Vul beschrijvingen om het experiment betrokken. Observeer een dialoogvenster pop-up automatisch; Het bevat informatie, zoals muizenstam, geslacht, tijdstip, tijdstip probe injectie, groepen, enz. Sla de bestanden allemaal in one folder; ze zal tijd-tags en alle beschrijvingen hebben. </li></ol></li><li> Injectie en beeldvorming van nabij-infrarood fluorescerende nanopartikels voor BBB integriteit <ol><li> Gebruik nabij-infrarood epifluorescentie beeldvorming in de B-focus (afstand: 6,5 cm). De excitatie / emissie maxima van de gepegyleerde fluorescente nanodeeltjes 675/690 nm. Leg twee beelden op verschillende golflengten, bij Ex640 / Em700 en Ex675 / Em720; gebruik maken van een 2-s belichting, binning 8 en fStop 2. Neem beeld van een baseline. </li><li> Injecteer 70 pi van gepegyleerde fluorescerende infrarood nanodeeltjes iv via de staartader en stel je de muizen 3 uur en 24 uur na injectie met behulp van de bovenstaande instellingen. Meng de oplossing ruim voor het vullen van de spuit. </li><li> Injecteer 0,9% natriumchloride in controlemuizen, die nodig zijn om de specificiteit van het signaal te bepalen. </li></ol></li><li> Injectie en beeldvorming van de nabij-infrarood fluorescente probe voor MMP-activiteit <ol><li> Scheren of ontharen het hoofd en Upper wervelkolom regio voorzichtig een dag voor het nemen van de basislijn. De huid mag niet worden verwond. </li><li> Gebruik nabij-infrarood epifluorescentie beeldvorming in de B-focus (afstand: 6,5 cm). De excitatie / emissie maxima van de MMP activeerbare probe 680/700 nm. Leg twee beelden op verschillende golflengten, bij Ex640 / Em700 en Ex675 / Em720; gebruik maken van een 1-s belichting, binning 8 en fStop 2. Neem beeld van een baseline. </li><li> Voeg 200 ul van 1 x PBS om de 1,5 ml buis van de kant-en-klare oplossing (20 nmol / 1,5 ml in 1 x PBS), zodat het voldoende 10 muizen zijn; meng goed voor het vullen van de spuit. LET OP: De verstrekte volume is geen rekening mee houden dat sommige volume verloren gaat tijdens het vullen van spuiten en injectie. </li><li> Injecteer 150 ui van de probe iv via staartader 24 uur voor de beeldvorming. Injecteer alleen PBS bij controledieren om de specificiteit van het signaal te bepalen. </li><li> Op 24 uur na injectie, neem Epi-FL beelden ten minste twee golflengten, Ex640 / Em700 en Ex 675 / EM720, met de bovenstaande instellingen (1-s belichting, scherpstelling B, binning 8 en fStop 2) toegelicht. Opmerking: Het gebruik van twee golflengten maakt spectrale ontmenging door het aftrekken van de niet-specifieke signaal. </li></ol></li></ol> 3. Afbeelding Analyses <ol><li> Bioluminescentie analyse (BLI) <ol><li> Dubbelklik op de software om deze te openen. </li><li> In de bovenste menubalk, klik op het icoon file browser, ga naar de directory van de map van het experiment, en selecteer deze; dit zal alle bestanden in de map in een tabel. </li><li> Configureer de kolommen met de beschrijving om het experiment betrokken. </li><li> Voor kwaliteitscontrole, dubbelklikt u op een bestand van een niet-responder muis zonder symptomen van EAE en / of een naïeve muis om de specificiteit van de EAE signalen te controleren. NB: Er mag geen signaal in naïeve muizen en minimale signaal in non-responder muizen. <ol><li> Controleer het basislijn voor de injectie van de provoor elke muis als verdere controle van de specificiteit van het signaal; het zou negatief zijn. </li></ol></li><li> Om een ​​beeld te selecteren, dubbelklikt u op het eerste bestand van de eerste EAE muis en controleer de lichtgevende intensiteit (LUT bar bereik) en lokalisatie. Bekijk alle foto&#39;s één voor één. Sluit het bestand met de laagste intensiteit voor elke muis (dat wil zeggen, houd 2 van 3 beelden per muis). </li><li> Beeldaanpassing en uitvoer <ol><li> Dubbelklik op het eerste bestand te kwantificeren. Observeer een nieuw venster pop-up. Onder &quot;options&quot; (bovenste menu), pas de labels weer te geven in elk beeld. </li><li> In het juiste gereedschap palet, ga naar &quot;image aanpassing.&quot; Standaard worden de minimum en maximum intensiteiten ingesteld op &quot;auto&quot; en weergegeven in regenboogkleuren pseudocolor. Selecteer &quot;manual&quot; om de instellingen indien nodig te wijzigen. OPMERKING: Bijvoorbeeld kunnen alle uitgevoerde beelden identiek LUT bars (identiek minima en maxima) moeten goed vergelijkbaar zijn.De aanpassing van de minima en maxima heeft geen invloed op de kwantitatieve resultaten. </li><li> Klik op de afbeelding export, selecteert png, de directory, en de naam van een afbeelding </li></ol></li><li> Kwantificering van de Regio&#39;s of Interest (ROI) <ol><li> Ga naar de &quot;ROI&quot; tool in het palet tool. Selecteer de ROI-methode (cirkel, auto rechthoekig, of de vrije hand) en het aantal van de ROI. Houd u aan de ROI pop-up venster in het venster afbeelding. </li><li> Met behulp van de muis, passen de grootte en positie. Gebruik identieke ROI drempels voor alle beelden als de auto-ROI-tool wordt gebruikt. Gebruik identieke gebieden voor alle afbeeldingen als ROI maten en posities handmatig (bijv ronde ROI) worden gedefinieerd. </li><li> Klik op &quot;meten RO.I. Neem een nieuw venster pop-up. Pas de kolommen (bijvoorbeeld bestandsnaam, dier nummer, groep, experiment, gebied, totaal telt, gemiddeld telt, SD telt, min en max telt, ruimte, tijd , tijdstip van sonde injectie, etc.). Sla de aangepaste instellingen. Wanneer ready, alles selecteren (Ctrl + A) en kopieer en plak de tabel in een spreadsheet. </li><li> Exporteer het beeld als png de ROI op zijn plaats. Opslaan en sluiten van het beeldbestand. </li></ol></li><li> Herhaal de procedure (stappen 3.1.6 - 3.1.7) voor alle beeldbestanden die moeten worden gekwantificeerd. Kopieer alle ROI kwantificering in de spreadsheet. LET OP: Hier kunnen de resultaten worden gesorteerd per groep, tijdstip, enz. En statistisch geanalyseerd. Gebruik de totale tellingen van bioluminescentie signalen in de ROI voor statistische analyses. </li></ol></li><li> (NIR) analyse van fluorescerende nanodeeltjes-Infrared in de buurt <ol><li> Met behulp van de controles in de software aan te passen aan de drempel van het beeld. Let op: Dit heeft geen invloed op de kwantitatieve resultaat. </li><li> Visueel vergelijken de opnamen bij Ex / Em 675/720 en Ex / Em 640/700 om de specificiteit van het signaal te beoordelen. </li><li> Gebruik de opnamen bij Ex / Em 675/720 voor de kwantitatieve analyse (maximaal excitatie: 680 nm). Definieer ROI, waarbij de auto-ROI gereedschap kan worden gebruikt. Stel de auto-ROI drempel en gebruiken voor alle afbeeldingen. Kwantificeren van de totale stralende efficiëntie in ROI (zie stap 3.1). </li></ol></li><li> (NIR) analyse van protease-gevoelige probe-infrarood buurt <ol><li> Met behulp van software, moet u het drempel van het beeld. Let op: Dit heeft geen invloed op de kwantitatieve resultaat. Voer spectrale ontmenging van de auto-fluorescentie. De unmixing tool is geïmplementeerd in Living Image. De auto-unmixing maakt gebruik van de Ex / Em 640/700 als de specifieke en 675/720 als de auto-tl-imago. </li><li> Selecteer de ongemengde beeld en bepalen de ROI, zoals hierboven beschreven. Gebruik de totale stralende efficiëntie in ROI voor kwantitatieve en statistische analyses. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Compston, A., Coles, A. <a target="_blank" href="http://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(08)61620-7/abstract">Multiple sclerosis.</a> Lancet. 372 (9648), 1502-1517 (2008).</li>
<li>Dunn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+mobility+impairment+on+the+burden+of+caregiving+in+individuals+with+multiple+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Rev+Pharmacoecon+Outcomes+Res%22%5BJournal%5D)">Impact of mobility impairment on the burden of caregiving in individuals with multiple sclerosis.</a> Expert Rev Pharmacoecon Outcomes Res. 10 (4), 433-440 (2010).</li>
<li>Dutta, R., Trapp, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+neuronal+dysfunction+and+degeneration+in+multiple+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of neuronal dysfunction and degeneration in multiple sclerosis.</a> Prog Neurobiol. 93 (1), 1-12 (2011).</li>
<li>Sawcer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+risk+and+a+primary+role+for+cell-mediated+immune+mechanisms+in+multiple+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Genetic risk and a primary role for cell-mediated immune mechanisms in multiple sclerosis.</a> Nature. 476 (7359), 214-219 (2011).</li>
<li>Schmitz, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((R-flurbiprofen+attenuates+experimental+autoimmune+encephalomyelitis+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22EMBO+Mol+Med%22%5BJournal%5D)">R-flurbiprofen attenuates experimental autoimmune encephalomyelitis in mice.</a> EMBO Mol Med. 6 (11), 1398-1422 (2014).</li>
<li>Balls, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origins+and+early+days+of+the+Three+Rs+concept%5BTitle%5D)+AND+%22Altern+Lab+Anim%22%5BJournal%5D)">The origins and early days of the Three Rs concept.</a> Altern Lab Anim. 37 (3), 255-265 (2009).</li>
<li>Barthelmes, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+Experimental+Autoimmune+Encephalomyelitis+in+Mice+and+Evaluation+of+the+Disease-dependent+Distribution+of+Immune+Cells+in+Various+Tissues%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Induction of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in Mice and Evaluation of the Disease-dependent Distribution of Immune Cells in Various Tissues.</a> J Vis Exp. (111), (2016).</li>
<li>Leahy, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+trajectory+of+osteoarthritis+development+in+a+mouse+model+by+serial+near-infrared+fluorescence+imaging+of+matrix+metalloproteinase+activities%5BTitle%5D)+AND+%22Arthritis+Rheumatol%22%5BJournal%5D)">Analysis of the trajectory of osteoarthritis development in a mouse model by serial near-infrared fluorescence imaging of matrix metalloproteinase activities.</a> Arthritis Rheumatol. 67 (2), 442-453 (2015).</li>
<li>Scales, H. E., et al. Assessment of murine collagen-induced arthritis by longitudinal non-invasive duplexed molecular optical imaging. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aScales%2C+HE+%22Rheumatology+%28Oxford%29%22">Rheumatology (Oxford)</a>. 55 (3), 564-572 (2016).</li>
<li>Nahrendorf, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual+channel+optical+tomographic+imaging+of+leukocyte+recruitment+and+protease+activity+in+the+healing+myocardial+infarct%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Dual channel optical tomographic imaging of leukocyte recruitment and protease activity in the healing myocardial infarct.</a> Circ Res. 100 (8), 1218-1225 (2007).</li>
<li>Eaton, V. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+tomographic+imaging+of+near+infrared+imaging+agents+quantifies+disease+severity+and+immunomodulation+of+experimental+autoimmune+encephalomyelitis+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuroinflammation%22%5BJournal%5D)">Optical tomographic imaging of near infrared imaging agents quantifies disease severity and immunomodulation of experimental autoimmune encephalomyelitis in vivo.</a> J Neuroinflammation. 10, (2013).</li>
<li>Kandagaddala, L. D., Kang, M. J., Chung, B. C., Patterson, T. A., Kwon, O. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+and+activation+of+matrix+metalloproteinase-9+and+NADPH+oxidase+in+tissues+and+plasma+of+experimental+autoimmune+encephalomyelitis+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Toxicol+Pathol%22%5BJournal%5D)">Expression and activation of matrix metalloproteinase-9 and NADPH oxidase in tissues and plasma of experimental autoimmune encephalomyelitis in mice.</a> Exp Toxicol Pathol. 64 (1-2), 109-114 (2012).</li>
<li>Wang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+fluorescence+imaging+of+myelination%5BTitle%5D)+AND+%22J+Histochem+Cytochem%22%5BJournal%5D)">In situ fluorescence imaging of myelination.</a> J Histochem Cytochem. 58 (7), 611-621 (2010).</li>
<li>Wang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.jneurosci.org/content/31/7/2382">Longitudinal near-infrared imaging of myelination.</a> J Neurosci. 31 (7), 2382-2390 (2011).</li>
<li>Engelhardt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+mechanisms+involved+in+T+cell+migration+across+the+blood-brain+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Transm%22%5BJournal%5D)">Molecular mechanisms involved in T cell migration across the blood-brain barrier.</a> J Neural Transm. 113 (4), 477-485 (2006).</li>
<li>Badawi, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+EAE+and+prevention+of+blood-brain+barrier+breakdown+after+vaccination+with+novel+bifunctional+peptide+inhibitor%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">Suppression of EAE and prevention of blood-brain barrier breakdown after vaccination with novel bifunctional peptide inhibitor.</a> Neuropharmacology. 62 (4), 1874-1881 (2012).</li>
<li>Simmons, S. B., Pierson, E. R., Lee, S. Y., Goverman, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+heterogeneity+of+multiple+sclerosis+in+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+immunology%22%5BJournal%5D)">Modeling the heterogeneity of multiple sclerosis in animals.</a> Trends in immunology. 34 (8), 410-422 (2013).</li>
<li>Lin, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+fMRI+detects+white-matter+dysfunction+in+mice+with+acute+optic+neuritis%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Dis%22%5BJournal%5D)">Diffusion fMRI detects white-matter dysfunction in mice with acute optic neuritis.</a> Neurobiol Dis. 67, 1-8 (2014).</li>
<li>Knier, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutralizing+IL-17+protects+the+optic+nerve+from+autoimmune+pathology+and+prevents+retinal+nerve+fiber+layer+atrophy+during+experimental+autoimmune+encephalomyelitis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Autoimmun%22%5BJournal%5D)">Neutralizing IL-17 protects the optic nerve from autoimmune pathology and prevents retinal nerve fiber layer atrophy during experimental autoimmune encephalomyelitis.</a> J Autoimmun. 56, 34-44 (2015).</li>
<li>Schellenberg, A. E., Buist, R., Yong, V. W., Del Bigio, M. R., Peeling, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+of+blood-spinal+cord+barrier+disruption+in+mice+with+experimental+autoimmune+encephalomyelitis%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging of blood-spinal cord barrier disruption in mice with experimental autoimmune encephalomyelitis.</a> Magn Reson Med. 58 (2), 298-305 (2007).</li>
<li>Mori, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+pathological+alterations+of+lower+lumbar+cords+detected+by+ultrahigh-field+MRI+in+a+mouse+multiple+sclerosis+model%5BTitle%5D)+AND+%22Int+Immunol%22%5BJournal%5D)">Early pathological alterations of lower lumbar cords detected by ultrahigh-field MRI in a mouse multiple sclerosis model.</a> Int Immunol. 26 (2), 93-101 (2014).</li>
<li>Bittner, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endothelial+TWIK-related+potassium+channel-1+%28TREK1%29+regulates+immune-cell+trafficking+into+the+CNS%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Med%22%5BJournal%5D)">Endothelial TWIK-related potassium channel-1 (TREK1) regulates immune-cell trafficking into the CNS.</a> Nat Med. 19 (9), 1161-1165 (2013).</li>
<li>Theien, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+effects+of+treatment+with+a+small-molecule+VLA-4+antagonist+before+and+after+onset+of+relapsing+EAE%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Differential effects of treatment with a small-molecule VLA-4 antagonist before and after onset of relapsing EAE.</a> Blood. 102 (13), 4464-4471 (2003).</li>
<li>Hawkins, B. T., Davis, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+blood-brain+barrier%2Fneurovascular+unit+in+health+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Rev%22%5BJournal%5D)">The blood-brain barrier/neurovascular unit in health and disease.</a> Pharmacol Rev. 57 (2), 173-185 (2005).</li>
<li>Coisne, C., Mao, W., Engelhardt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cutting+edge%3A+Natalizumab+blocks+adhesion+but+not+initial+contact+of+human+T+cells+to+the+blood-brain+barrier+in+vivo+in+an+animal+model+of+multiple+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Immunol%22%5BJournal%5D)">Cutting edge: Natalizumab blocks adhesion but not initial contact of human T cells to the blood-brain barrier in vivo in an animal model of multiple sclerosis.</a> J Immunol. 182 (10), 5909-5913 (2009).</li>
<li>Andresen, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+intravital+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">High-resolution intravital microscopy.</a> PLoS One. 7 (12), e50915(2012).</li>
<li>Bukilica, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress-induced+suppression+of+experimental+allergic+encephalomyelitis+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Stress-induced suppression of experimental allergic encephalomyelitis in the rat.</a> Int J Neurosci. 59 (1-3), 167-175 (1991).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.

De huidige video toont technieken voor bioluminescentie en nabij-infrarood fluorescentie in vivo beeldvorming van EAE in SJL / J muizen. We tonen aan dat bioluminescentie met gebruikmaking van een ontsteking-gevoelige probe toont voornamelijk optische neuritis en kwantificering eens met de klinische evaluatie van EAE ernst en de werking van medicijnen. De bioluminescentie methode niet kon ontsteking van het lumbale ruggenmerg, die een primaire plaats van EAE manifestatie 17 detecteren, w...

Multiple sclerose wordt veroorzaakt door de auto-immuun-gemedieerde aanval en vernietiging van de myeline-omhulling in de hersenen en het ruggenmerg1. Met een totale incidentie van ongeveer 3,6 gevallen per 100.000 mensen per jaar bij vrouwen en ongeveer 2,0 bij mannen, is MS de op een na meest voorkomende oorzaak van neurologische handicaps bij jonge volwassenen, na traumatische verwondingen2,3. De pathologie van de ziekte wordt veroorzaakt door genetische en omgevingsfactoren4, maar is nog steeds niet volledig begrepen. Autoreactieve T-lymfocyten komen het centrale zenuwstelsel binnen en veroorzaken een inflammatoire cascade die focale infiltratie veroorzaakt in de witte stof van de hersenen, het ruggenmerg en de oogzenuw. In de meeste gevallen zijn deze infiltraties aanvankelijk omkeerbaar, maar de persistentie neemt toe met het aantal terugvallen. Er zijn een aantal knaagdiermodellen ontwikkeld om de pathologie van de ziekte te bestuderen. De terugkerende-remitterende EAE in SJL/J-muizen en de primaire-progressieve EAE in C57BL6-muizen zijn de meest populaire modellen.
De klinische EAE-scores, die de omvang van de motorische functiedeficiënten beschrijven, en het lichaamsgewicht zijn de gouden standaard om de ernst van EAE te beoordelen. Deze klinische tekenen komen overeen met de omvang van immuuncel-infiltratie en myeline-vernietiging in het ruggenmerg en voorspellen matig de effectiviteit van medicijnbehandeling bij mensen5. Deze tekens weerspiegelen echter voornamelijk de vernietiging van de ventrale vezelbanen in het ruggenmerg. Momenteel is er geen eenvoudige, niet-invasieve, betrouwbare en reproduceerbare methode om in vivo herseninfiltratie en optische neuritis in levende muizen te beoordelen. 
De in vivo beeldvorming komt overeen met de 3 "R" principes van Russel en Burch (1959), die een Vervanging, Reductie en Verfijning van dierproeven6 claimen, omdat beeldvorming de resultaten van één dier op verschillende tijdstippen verhoogt en een vermindering van het totale aantal mogelijk maakt. Momenteel wordt ontsteking of myeline-status voornamelijk ex vivo beoordeeld via immunohistologie, FACS-analyse of verschillende moleculair-biologische methoden7, die allemaal geëuthaniseerde muizen vereisen op specifieke tijdstippen. 
Er zijn een aantal in vivo beeldvormingssysteemsondes ontwikkeld om ontsteking in de huid, gewrichten en het vasculaire systeem te beoordelen. De technieken zijn gebaseerd op de activering van bioluminescente of nabij-infrarood fluorescente substraten door weefselperoxidasen, waaronder myeloperoxidase (MPO), matrix metalloproteïnasen (MMP's)8 en cathepsines9 of cyclooxygenase2. Deze sondes zijn voornamelijk gevalideerd in modellen van artritis of atherosclerose9,10. Een cathepsine-gevoelige sonde is ook gebruikt voor fluorescentie moleculaire tomografische beeldvorming van EAE11. MMP's, met name MMP2 en MMP9, dragen bij aan de protease-gemedieerde BBB-vernietiging in EAE en worden opgereguleerd op plaatsen van immuuncel-infiltratie12, wat suggereert dat deze sondes nuttig kunnen zijn voor EAE-beeldvorming. Hetzelfde geldt voor peroxidase- of cathepsine-gebaseerde sondes. Technisch is beeldvorming van ontsteking in de hersenen of het ruggenmerg aanzienlijk uitdagender omdat de schedel of wervelkolom bioluminescente en nabij-infrarode signalen absorberen. 
Naast ontstekingsindicatoren zijn er fluorescente chemicaliën beschreven, die specifiek binden aan myeline en mogelijk een kwantificering van myelinisatie toestaan13. Een nabij-infrarode fluorescente sonde, 3,3'-diethylthiatricarbocyanine jodide (DBT), bleek specifiek te binden aan myelinevezels en werd gevalideerd als een kwantitatief hulpmiddel in muismodellen van primaire myelinisatiedefecten en in door cuprizone opgewekte demyelinisatie14. In EAE was het DBT-signaal eerder verhoogd, wat de ontsteking van de myelinevezels weerspiegelt5. 
Een extra kenmerk van EAE en MS is de BBB-breuk, die resulteert in verhoogde vasculaire permeabiliteit en de extravasatie van bloedcellen, extracellulair vocht en macromoleculen in het CNS-parenchym. Dit kan leiden tot oedeem, ontsteking, oligodendrocytenschade en uiteindelijk demyelinisatie15,16. Daarom kan visualisatie van de BBB-lek met behulp van fluorescente sondes, zoals met fluorochroom gelabeld bovien serumalbumine5, die normaal gesproken zeer langzaam van bloed naar weefsel verdergaan, nuttig zijn om EAE te beoordelen.
In de huidige studie hebben we de bruikbaarheid van verschillende sondes in EAE beoordeeld en tonen we de procedure voor de meest betrouwbare en robuuste bioluminescente techniek. Bovendien bespreken we de voor- en nadelen van nabij-infrarode sondes voor MMP-activiteit en BBB-integriteit.

<table><tbody><tr><td>AngioSpark-680</td><td>Perkin Elmer, Inc., Waltham, USA</td><td>NEV10149</td><td>Beeldvormingssonde, pegylerde nanodeeltjes, nuttig voor beeldvorming van de integriteit van de bloed-hersenbarrière</td></tr><tr><td>MMP-sense 680</td><td>Perkin Elmer, Inc., Waltham, USA</td><td>NEV10126</td><td>Beeldvormingssonde, activeerbaar door matrix metalloproteïnasen, nuttig voor beeldvorming van ontsteking</td></tr><tr><td>XenoLight RediJect Inflammation Probe</td><td>Perkin Elmer, Inc., Waltham, USA</td><td>760535</td><td>Beeldvormingssonde, activeerbaar door oxidasen, nuttig voor beeldvorming van ontsteking</td></tr><tr><td>PLP139-151/CFA emulsie&nbsp;</td><td>Hooke Labs, St Lawrence, MA</td><td>EK-0123</td><td>EAE-inductiekit</td></tr><tr><td>Pertussis Toxin</td><td>Hooke Labs, St Lawrence, MA</td><td>EK-0123</td><td>EAE-inductiekit</td></tr><tr><td>IVIS Lumina Spectrum</td><td>Perkin Elmer, Inc., Waltham, USA</td><td></td><td>Bioluminescentie- en infraroodbeeldvormingssysteem</td></tr><tr><td>LivingImage 4.5 software&nbsp;</td><td>Perkin Elmer, Inc., Waltham, USA</td><td>CLS136334</td><td>IVIS-analysesoftware</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Abbott Labs, Illinois, USA</td><td>26675-46-7</td><td>Anestheticum</td></tr></tbody></table>

bioluminescentie en nabij-infrarood beeldvorming van oogzenuwontsteking en hersenontsteking in de eae model van multiple sclerose in muizen

Bioluminescence and Near-infrared Imaging of Optic Neuritis and Brain Inflammation in the EAE Model of Multiple Sclerosis in Mice

Experimentele auto-immune encefalomyelitis (EAE) in SJL / J-muizen is een model voor relapsing-remitting multiple sclerose (RRMS). Klinische EAE scores beschrijven motorische functie zijn eenvoudig uitlezen van de immuun-gemedieerde ontsteking van het ruggenmerg. Echter, scores en lichaamsgewicht niet mogelijk een in vivo bepaling van hersenontsteking en optische neuritis. Dit laatste is een vroege en frequente manifestatie bij ongeveer 2/3 van MS. Hier tonen wij werkwijzen voor bioluminescentie en nabij infrarood levende imaging beoordelen EAE opgewekt optische neuritis, hersenontsteking en bloed-hersenbarrière (BBB) verstoringen in levende muizen met een in vivo beeldvormingssysteem. Een lichtgevende substraat geactiveerd door oxidases voornamelijk toonde oogzenuwontsteking. Het signaal was specifiek en kon de visualisatie van medicatie effecten en ziekte tijdsverloop, waarbij de klinische scores parallel. Gepegyleerd fluorescente nanodeeltjes die in de vasculatur geblevene voor langere tijd werden gebruikt om de integriteit van BBB beoordelen. Nabij infrarood beeldvorming onthulde een BBB lek op het hoogtepunt van de ziekte. Het signaal was het sterkst rond de ogen. Een bijna-infrarood substraat voor matrix metalloproteïnasen werd gebruikt om EAE opgewekt inflammatie. Auto-fluorescentie bemoeid met het signaal, waarbij spectrale ontmenging voor de kwantificering. Overall, bioluminescentie een betrouwbare methode om EAE-geassocieerde optische neuritis en medicatie effecten ingeschat en was superieur aan het nabije infrarood technieken wat betreft signaal specificiteit, robuustheid, gemak van kwantificering en kosten.

Tijdsverloop van bioluminescentie van oogzenuwontsteking De bioluminescentie signaal van de probe ontsteking was de sterkste rond de ogen en traden uitsluitend EAE muizen met neuritis optica. Een signaal deed zich noch in de niet-EAE muizen of muizen niet geïnjecteerd met ontsteking probe. Het signaal verdween toen de muizen hersteld. Dus het signaal specifiek voor optische neuritis, en de piek van het signaal...

De getoonde techniek voor in vivo bioluminescentie levende en nabije infrarood beeldvorming van optische neuritis en encefalitis bij de experimentele autoimmune encefalomyelitis (EAE) model voor multiple sclerose in SJL / J muizen.

Bioluminescentie en nabij-infrarood beeldvorming van oogzenuwontsteking en hersenontsteking in de EAE Model van Multiple Sclerose in Muizen

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in SJL/J mice is a model for relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS). Clinical EAE scores describing ...

Het algemene doel van deze beeldvormingstechniek is het visualiseren en kwantificeren van optische neuritis en hersenontsteking in het EAE-model van multiple sclerose bij levende muizen. De methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het vakgebied van de neuro-immunologie, zoals nieuwe mechanismen die het verloop van EAE en multiple sclerose beïnvloeden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat door EAE opgewekte optische neuritis en hersenontsteking gedurende het hele ziekteverloop in levende muizen kunnen worden waargenomen en gekwantificeerd.De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot therapie, omdat we het effect van medicatie kunnen observeren dat niet uit de EAE-scores naar voren komt. Los bij deze procedure PTX op in 1x PBS tot een concentratie van 2 µg/mL en meng dit goed. Injecteer vervolgens tweemaal subcutaan 100 µL PLP/CFA aan de basis van de staart bij de muizen onder korte isofluraan-anesthesie.Injecteer niet in de nek, omdat immuunreacties in de huid van de bovenrug of nek de beeldvorming van de kop en het ruggenmerg zullen verstoren. Injecteer één tot twee uur na immunisatie 100 µL PTX intraperitoneaal bij de muizen. Injecteer

bioluminescence-near-infrared-imaging-optic-neuritis-brain

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

This video demonstrates a procedure for assessing blood-brain barrier disruption in an EAE mouse model. Fluorescent dyes of different sizes are injected retro-orbitally and circulate through the brain's blood vessels. The smaller dye leaks through gaps into the brain tissue, while the larger dye enters only if the disruption is severe, correlating with the extent of barrier damage.

Determining Blood-Brain Barrier Disruption Using Fluorescent Dyes in an EAE Mouse Model

In this video, a mouse model of multiple sclerosis is established using experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). The mouse is injected with an emulsion containing a neuronal peptide and an adjuvant, triggering an immune response that activates autoreactive T cells. This is followed by an injection of pertussis toxin (PTX) to increase blood-brain barrier permeability, allowing the autoreactive T-cells to infiltrate the brain. This infiltration initiates a signaling cascade that...

Induction of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in a Mouse Model

Source: Breid, S., et. al. Bioluminescence Imaging of Neuroinflammation in Transgenic Mice After Peripheral Inoculation of Alpha-Synuclein Fibrils. J. Vis. Exp. (2017)This video demonstrates the bioluminescence imaging of neuroinflammation in transgenic mice, showcasing luciferase-luciferin reactions in activated astrocytes. The protocol enables non-invasive quantification of astrocytic activation, aiding studies on CNS inflammation and therapeutic efficacy.

Bioluminescence Imaging of Neuroinflammation in a Transgenic Mouse

Source: Schmitz, K., et al., Bioluminescence and Near-infrared Imaging of Optic Neuritis and Brain Inflammation in the EAE Model of Multiple Sclerosis in Mice. J. Vis. Exp. (2017).This video demonstrates the method for visualizing and monitoring Experimental Autoimmune Encephalomyelitis or EAE-induced inflammation in the optic nerve using bioluminescence imaging. It includes positioning the mouse, reagent injection, and capturing sequential images to monitor changes in bioluminescence over time.

Bioluminescence Imaging in an EAE Mouse Model

We beschrijven een methode voor het implanteren en onderhouden van glazen ramen over de blootgestelde ruggenmerg van volwassen muizen voor het bestuderen van experimentele auto-immuun encefalomyelitis. Deze ramen bieden chronische optische toegang tot het ruggenmerg voor het monitoren van celdynamica op subcellulair niveau in levende dieren met behulp van twee-foton microscopie.

Implantatie van glazen ruggenmergvensters bij volwassen muizen met experimentele auto-immuun encefalomyelitis

Dit manuscript beschrijft de methoden voor inductie en scoren van het experimentele auto-immuunencefalomyelitis (EAE) model, samen met de beoordeling van immuunceldistributie en mRNA-cytokineniveaus in lymfeklieren, milt, bloed en ruggenmerg met behulp van flowcytometrie en kwantitatieve PCR, respectievelijk, in verschillende fasen van de ziekte.

Inductie van experimentele auto-immune Encefalomyelitis in Muizen en evaluatie van de ziekte-afhankelijke Verdeling van immuuncellen in verschillende weefsels

Perifere injectie van alfa-synucleine fibrillen in het peritoneum of de tong van Tg (M83 +/-: GFAP -Luc +/-) muizen, die humaan alfa-synucleine met familiaire A53T mutatie en vuurvlieg luciferase tot expressie brengen, kunnen neuropathologie induceren, waaronder neuroinflammatie in het centrale zenuwstelsel.

Bioluminescentie beeldvorming van ontstekingsprocessen in transgene muizen Na Perifere Enten van alfa-synucleine fibrillen

Dit protocol beschrijft hoe hoge resolutie beeldvormende technieken zoals spectrale domein optische coherentie tomografie en scannen van laser ophthalmoscopy kan worden gebruikt in kleine knaagdieren, met behulp van een oogheelkundige imaging platform systeem, om informatie te verkrijgen over netvlies dikte en microglial cel distributie, respectievelijk.

In Vivo Beeldvorming van Cx3cr1gfp/gfp Reporter muizen met spectrale domein optische coherentie tomografie en scannen Laser Ophthalmoscopy

Hier presenteren we protocollen om te onderzoeken op bijzondere waardeverminderingen van de neurovasculaire eenheid tijdens de experimentele autoimmune encefalomyelitis in vivo. Wij ingaan specifiek op het bepalen van de bloed - hersenbarrière permeabiliteit en gelatinase activiteit die betrokken zijn bij migratie van leukocyten in de glia-limitans.

Visualiseren van de waardevermindering van het endotheel en gliale belemmeringen van de neurovasculaire eenheid tijdens de experimentele Autoimmune encefalomyelitis In Vivo

Experimentele auto-immuun encefalomyelitis (EAE) dient als een diermodel van multiple sclerose. Dit artikel beschrijft een benadering voor het scoren van ruggenmergontsteking, demyelinisatie en axonaal letsel bij EAE. Daarnaast wordt een methode gepresenteerd om oplosbare neurofilamentlichtniveaus in het muizenserum te kwantificeren, waardoor de beoordeling van axonaal letsel bij levende muizen wordt vergemakkelijkt.

Scoren van ontsteking, demyelinisatie en axonletsel van het centrale zenuwstelsel bij experimentele auto-immuunencefalomyelitis

Leer bioluminescentie en nabij-infrarood beeldvorming voor opticusneuritis en hersenontsteking in het EAE-model van multiple sclerose bij muizen. Deze methode maakt real-time monitoring van ziekteprogressie en therapeutische effecten mogelijk.

Bioluminescentie en nabij-infrarood beeldvorming van oogzenuwontsteking en hersenontsteking in de EAE Model van Multiple Sclerose in Muizen (Video) | JoVE Journal

Bioluminescentie en nabij-infrarood beeldvorming van oogzenuwontsteking en hersenontsteking in de EAE Model van Multiple Sclerose in Muizen

Meer video's verkennen