Er musen min gravid? Høyfrekvent ultralydvurdering
Summary
Høyoppløselig ultralyd kan bidra til å strømlinjeforme eksperimenter som krever tidsinnstilte gravide mus ved å bestemme tilstanden til graviditet, svangerskapsalder og graviditetstap. Presentert her er en protokoll for å illustrere metoder for å vurdere musegraviditeter samt potensielle fallgruver (bildeartefakter) som kan etterligne graviditet.
Abstract
Musen er den pattedyr dyremodellen du velger for mange menneskelige sykdommer og biologiske prosesser. Utviklingsbiologi krever ofte iscenesatte gravide mus for å bestemme utviklende prosesser på ulike tidspunkter. Videre krever optimal og effektiv avl av modellmus en vurdering av tidsdømte graviditeter. Vanligvis er mus parret over natten, og tilstedeværelsen av en vaginal plugg bestemmes; Imidlertid er den positive prediktive verdien av denne teknikken suboptimal, og man må vente med å vite om musen virkelig er gravid. Ultralydbiomikroskopi med høy oppløsning er et effektivt verktøy for avbildning: 1) Om en mus er gravid; 2) Hvilket svangerskapsstadium musen har nådd; og 3) Om det er intrauterine tap. I tillegg til embryoer og fostre må undersøkeren også gjenkjenne vanlige gjenstander i bukhulen for ikke å forveksle disse for en gravid livmor. Denne artikkelen inneholder en protokoll for avbildning sammen med illustrasjonseksempler.
Introduction
Musen er den foretrukne pattedyrmodellen for mange menneskelige sykdommer og biologiske prosesser1,2,3,4. Forskning på utviklingsbiologi krever ofte iscenesatte gravide mus for å bestemme utviklende prosesser på ulike tidspunkter5,6,7,8. Videre krever optimal og effektiv avl av modellmus en vurdering av tidsmessige graviditeter, spesielt når etterforskere studerer effekten av en genmutasjon på utvikling. Vanligvis parrer etterforskere heterozygote mus over natten, ser etter en vaginal plugg tidlig neste morgen, og håper at en graviditet følger9. Å bestemme intrauterin tap starter vanligvis med å sjekke et nyfødt søppel for mendeliske forhold mellom genotyper, og deretter jobbe bakover ved å ofre gravide mus på ulike svangerskapsstadier, og gjenopprette embryoene. Etterforskere kan bestemme vektøkning som en beregning av en positiv graviditet10,11; Men spesielt med genetisk konstruerte mus kan kullene være svært små og deretter resorbert når det er intrauterin tap på grunn av hvilken vektøkningen kanskje ikke er åpenbar (spesielt tidlig i svangerskapet, ~ E6,5-8,5). En mus kan virke falsk gravid på grunn av for eksempel en godartet magesvulst. I hovedsak fungerer man “blind”.
Høyoppløselig ultralydbiomikroskopi muliggjør direkte visualisering av gravid livmor og utvikling av museembryoer12,13,14,15,16. Selv om vi i utgangspunktet hadde utviklet metoder for å vurdere embryonal mus kardiovaskulær fysiologi16,17, anerkjente vi nytten av denne avbildningsmodaliteten for å effektivisere museavlen vår. Spesielt måtte vi ikke lenger vente med å “se” om en mus var gravid, basert på enten den åpenbare vektøkningen eller leveringen av et søppel; vi kunne bestemme gravid tilstand og re-mate mus raskt hvis demningen ikke var gravid. Videre kan intrauterine tap også lett avbildes, og en tidslinje for tap kan bestemmes uten å ofre musen (se figur 1 for et skjematisk). Tid, verdifulle modellmus og midler kan dermed spares.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det viktigste første trinnet i bildet er å identifisere skjeden og deretter bestemme bifurkasjonen av livmorhornet til venstre og høyre. Ved å følge hvert livmorhorn er det mindre sannsynlig at imageren feil identifiserer tarmens løkker som livmor. Videre er det viktig å forstå variasjonene i tarmens utseende (med / uten fekal materie) å skille disse fra livmoren; av og til kan fekale “baller” i tarmløkker etterligne en gravid (gravid) livmor. Selv om andre forfattere har beskrevet diagnosen graviditet og iscen…
Declarações
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 |
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).
