Ist meine Maus schwanger? Hochfrequenz-Ultraschalluntersuchung
Summary
Hochauflösender Ultraschall kann helfen, Experimente zu rationalisieren, die zeitgesteuerte trächtige Mäuse erfordern, indem er den Zustand der Schwangerschaft, das Gestationsalter und die Schwangerschaftsverluste bestimmt. Hier wird ein Protokoll vorgestellt, um Methoden zur Beurteilung von Mäuseschwangerschaften sowie potenziellen Fallstricken (Bildartefakte) zu veranschaulichen, die eine Schwangerschaft nachahmen können.
Abstract
Die Maus ist das Säugetiertiermodell der Wahl für viele menschliche Krankheiten und biologische Prozesse. Die Entwicklungsbiologie erfordert oft gestufte trächtige Mäuse, um sich entwickelnde Prozesse zu verschiedenen Zeitpunkten zu bestimmen. Darüber hinaus erfordert eine optimale und effiziente Zucht von Modellmäusen eine Beurteilung der zeitlich geregelten Schwangerschaften. Am häufigsten werden Mäuse über Nacht gepaart und das Vorhandensein eines Vaginalpfropfens wird bestimmt; Der positive prädiktive Wert dieser Technik ist jedoch suboptimal, und man muss warten, um zu wissen, ob die Maus wirklich schwanger ist. Die hochauflösende Ultraschall-Biomikroskopie ist ein effektives und effizientes Werkzeug für die Bildgebung: 1) Ob eine Maus schwanger ist; 2) Welches Gestationsstadium die Maus erreicht hat; und 3) Ob intrauterine Verluste vorliegen. Neben den Embryonen und Föten muss der Prüfer auch häufige Artefakte in der Bauchhöhle erkennen, um diese nicht mit einer graviden Gebärmutter zu verwechseln. Dieser Artikel enthält ein Protokoll für die Bildgebung sowie illustrative Beispiele.
Introduction
Die Maus ist das bevorzugte Säugetiermodell für viele menschliche Krankheiten und biologische Prozesse1,2,3,4. Die Forschung in der Entwicklungsbiologie erfordert oft gestufte trächtige Mäuse, um sich entwickelnde Prozesse zu verschiedenen Zeitpunkten zu bestimmen5,6,7,8. Darüber hinaus erfordert eine optimale und effektive Züchtung von Modellmäusen eine Bewertung von zeitlich geregelten Schwangerschaften, insbesondere wenn die Forscher die Auswirkungen einer Genmutation auf die Entwicklung untersuchen. Typischerweise paaren Forscher heterozygote Mäuse über Nacht, suchen am nächsten Morgen früh nach einem Vaginalpfropfen und hoffen, dass eine Schwangerschaft folgt9. Die Bestimmung des intrauterinen Verlustes beginnt typischerweise mit der Überprüfung eines neugeborenen Wurfes auf Mendelsche Verhältnisse von Genotypen, arbeitet dann rückwärts, indem schwangere Mäuse in verschiedenen Gestationsstadien geopfert und die Embryonen wiederhergestellt werden. Forscher können Gewichtszunahme als Metrik einer positiven Schwangerschaftbestimmen 10,11; Insbesondere bei gentechnisch veränderten Mäusen können die Würfe jedoch sehr klein sein und anschließend resorbiert werden, wenn ein intrauteriner Verlust auftritt, aufgrund dessen die Gewichtszunahme möglicherweise nicht offensichtlich ist (besonders früh in der Schwangerschaft, ~ E6,5-8,5). Eine Maus kann fälschlicherweise schwanger erscheinen, zum Beispiel aufgrund eines gutartigen Bauchtumors. Im Wesentlichen arbeitet man “blind”.
Die hochauflösende Ultraschall-Biomikroskopie ermöglicht die direkte Visualisierung der graviden Gebärmutter und der Entwicklung von Mausembryonen12,13,14,15,16. Obwohl wir zunächst Methoden zur Beurteilung der kardiovaskulären Physiologie embryonaler Mäuse entwickelt hatten16,17, erkannten wir den Nutzen dieser Bildgebungsmodalität, um unsere Mauszucht zu rationalisieren. Insbesondere mussten wir nicht mehr warten, um zu “sehen”, ob eine Maus schwanger war, entweder aufgrund der offensichtlichen Gewichtszunahme oder der Geburt eines Wurfes; Wir konnten den graviden Zustand bestimmen und Mäuse schnell wieder paaren, wenn der Damm nicht schwanger war. Darüber hinaus konnten intrauterine Verluste auch leicht abgebildet werden, und eine Zeitachse des Verlustes konnte bestimmt werden, ohne die Maus zu opfern (siehe Abbildung 1 für ein Schema). Zeit, wertvolle Modellmäuse und Geld können so eingespart werden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Der wichtigste erste Schritt bei der Bildgebung besteht darin, die Vagina zu identifizieren und dann die Verzweigung des Uterushorns nach links und rechts zu bestimmen. Durch die Befolgung jedes Uterushorns ist es weniger wahrscheinlich, dass der Imager Schleifen des Darms als Gebärmutter falsch identifiziert. Darüber hinaus ist es wichtig, die Variationen im Aussehen des Darms (mit / ohne Fäkalien) zu verstehen, um diese von der Gebärmutter zu unterscheiden; Gelegentlich können fäkale “Kugeln” in Darmschleifen ein…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
nichts.
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 |
Referências
- 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).
