마우스에서 초기 임신 특성에 대 한 3 차원 높은-주파수 초음파의 새로운 사용

이 초음파 영상 촬영 절차의 전반적인 목표는 생쥐의 초기 임신을 탐지, 모니터링 및 특성화하는 것입니다. 이 방법은 생쥐 생식 생물학 분야의 핵심 질문에 답하고, 초기 생쥐 임신의 성장, 발달 및 생존 능력을 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 생쥐의 임신을 중단시키지 않고 체내(in vivo)에서 임신 상태를 특성화하고 표현형을 분석할 수 있어, 종단적인 데이터 수집이 가능하다는 점입니다.

일반적으로 이 방법을 처음 접하는 사용자는 모든 이미지를 하나의 평면상에 맞추는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 이는 초음파 프로브의 아주 미세한 증분 이동이 필요하기 때문입니다. 먼저 초음파 기기를 준비하는 것부터 시작하십시오.

트랜스듀서를 켜고 3D 모터 스테이지를 트랜스듀서에 부착합니다. 다음으로, 프로브를 트랜스듀서 클램프에 부착합니다. 이제 마우스를 모니터링 플랫폼 위에 배측으로 눕혀 배치합니다.

노즈 콘을 통해 마취제를 투여하고, 동물의 모든 발을 플랫폼 위의 심박수 모니터링 패드에 조심스럽게 테이프로 고정합니다. 다음으로, 복부에 초음파 전도 젤을 약 1~2 mL 도포합니다. 그런 다음 수동 모터 스테이지를 사용하여 초음파 프로브를 하복부에 위치시킵니다.

초음파를 사용하여 질 입구 바로 머리쪽(cephalad)에 음식으로 채워진 어두운 원형으로 나타나는 방광의 위치를 확인합니다. 방광의 위치를 찾았다면, 프로브를 머리쪽으로 매우 천천히 이동시켜 임신한 자궁을 시각화합니다. 임신한 자궁은 임신 부위에 둥근 영역이 있는 원통형 모양으로 나타나며, 이는 마치 체인에 꿰어진 진주처럼 보인다고 설명할 수 있습니다.

이제 2D 영상 촬영을 진행합니다. 임신된 자궁이 확인되면 방광에서 가장 가까운 임신 부위부터 시작하여 머리 쪽으로 천천히 순차적으로 이동하며 모든 임신 부위의 위치를 파악합니다. 영상을 저장하십시오.

신장, 비장 또는 간이 보인다면 스캔 위치가 너무 머리 쪽(cephalad)으로 치우친 것입니다. 프로브를 방광에 더 가깝게 재배치하고 이미지를 저장하십시오. 다음으로, 동일한 방식으로 반대측 자궁각을 촬영하십시오.

초음파 프레임이 임신 또는 착상 부위의 중심에 위치했을 때 영상을 정지시키고 분석을 위해 이미지를 저장합니다. 지금 또는 나중에 저장된 이미지를 사용하여 고에코성 탈락막 반응을 마커로 착상 위치를 측정합니다. 측정 도구를 수동으로 클릭하고 착상 부위의 위치를 클릭합니다.

그 후, 커서를 다음 식립 부위로 드래그하고 다시 클릭하여 선을 긋습니다. 그러면 소프트웨어에서 해당 선의 길이가 표시됩니다. 모든 식립 부위의 측정이 완료되면 동일한 기술을 사용하여 임신낭 크기와 태아 극의 크기를 측정합니다.

2차원 영상 촬영 후, 프로브를 원하는 3차원 영상의 대략적인 중심 지점에 위치시킵니다. 예를 들어, 사과를 3차원으로 촬영하는 경우 프로브를 사과 심지 부분에 위치시킵니다. 프로브가 적절하게 배치되면 3차원 영상을 획득합니다.

3D 모터 스테이지가 일련의 단계 또는 프레임에 따라 자궁 전체의 이 거리를 이동합니다. 스캔을 획득하는 동안 의도한 구조물이 스캔 내에 완전히 포착되었는지 확인하십시오. 스캔 수집이 완료되면 이미지 처리를 위해 데이터를 불러옵니다.

처리 방법으로 병렬 및 회전 방식을 선택하면 모든 3D 이미지 프레임이 하나의 3D 박스로 로드됩니다. 다음으로, 단계 크기를 0.08 millimeters로 설정한 후, 이미지 블록의 한쪽 끝에서 시작하여 모든 프레임을 스크롤하며 데이터에 익숙해지십시오. 그 다음, 스택의 한쪽 끝에서 시작하여 관심 대상의 외곽선을 수동으로 추적하십시오.

그 다음, 다음 프레임으로 이동하여 객체의 외곽선을 다시 수동으로 추적하십시오. 모든 프레임에 대해 수동 어노테이션이 완료될 때까지 이 과정을 반복합니다. 완료 후 'finish'를 클릭하면 3D 이미지와 객체의 부피 계산값을 얻을 수 있습니다.

이미지의 경우, 메쉬(mesh) 또는 솔리드(solid) 오버레이 중 하나를 선택하십시오. 그런 다음, 명확성을 위해 주변 이미지 정보를 유지할지 또는 제거할지 선택하십시오. 고주파 초음파를 사용하면 수정 후 이르면 5.5일째에 착상 부위의 발달을 감지할 수 있습니다.

착상 부위의 마커로 더 밝게 보이는 고에코성 탈락막화 자궁내막을 사용하여, 수정 후 6.5일째에 착상 부위의 수와 간격을 정량화합니다. 임신이 수정 후 7.5일까지 진행됨에 따라, 더 어둡게 보이는 저에코성 임신낭과 배아극을 모두 쉽게 식별할 수 있습니다. 수정 후 6.5일째 생쥐 자궁의 3차원 재구성을 메시 및 솔리드 오버레이 형식 모두로 제작하였습니다.

수정 후 7.5일에 실시한 3D 스캔 결과 또한 매우 명확하게 나타났습니다. 이 영상을 시청함으로써, 임신 상태를 중단 없이 특성화하기 위해 2D와 3D 모두에서 정확한 초음파 영상을 얻는 방법에 대해 충분히 이해하셨을 것입니다. 숙련된 사용자가 2D 및 3D 초음파 영상을 획득하는 데 소요되는 총 시간은 약 10분에서 20분입니다.

이 절차를 수행할 때 움직임을 작고 점진적으로 유지하는 것이 중요합니다. 이 기술은 연구자들이 마우스의 정상 및 비정상 임신 표현형을 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다.