Monstervoorbereiding voor op computertomografie gebaseerde driedimensionale visualisatie van murine achterpootvaten
7 oktober 2021
Hier beschrijven we een visualisatie- en kwantificeringsmethode voor muizenvaten met behulp van micro-röntgen computertomografie.
Het is mogelijk om CT-beelden te maken van bloedvaten in de onderste ledematen en de buikorganen met behulp van het stapprotocol. De methode maakt de evaluatie van de volledige bloedvaten volledig mogelijk. Bovendien is het mogelijk om alleen slagaders of tegelijkertijd slagaders en aderen te evalueren.
Het is erg belangrijk om bloedstolsels, lekken of bloed goed te voorkomen en luchtbellen te voorkomen. Injecteer vóór de operatie 1 eenheid/gram heparine in PBS in de intraperitoneale holte van de muis. Maak na 30 minuten een middellijnincisie in het borstbeen van de geëuthanaseerde muis en bevestig de open thorax met pinnen.
Snijd de opgaande aorta voordat u het hart verwijdert en verwijder vervolgens de long om de dalende aorta bloot te leggen. Snijd de dalende aorta diagonaal om de doorsnede van het vat te onthullen. Plaats vervolgens een 22-gauge katheter in de dalende aorta terwijl u de vaatverwijdingsbuffer uitvoert.
Pin de wortel van de katheter en maak een knoop om lekkage door de terugstroming te voorkomen. Als u klaar bent, start u de perfusie met een verwarmde vaatverwijdende oplossing bij een vaste druk tussen 13 en 15 kilopascal. Perfuseer na drie minuten een oplossing van 4%paraformaldehyde in PBS gedurende 3 minuten.
Stop de perfusie en vul de verlengbuis die op de katheter is aangesloten met 2 ml van het vers bereide contrastmedium verdund in de verhouding 1:1 tot perfusie met een vaste tussen 13 en 15 kilopascal. Om slagaders te visualiseren, controleert u de teennagel van de mond om te bevestigen dat het contrastmiddel de slagader heeft bereikt. Controleer op dezelfde manier de inferieure vena cava van het diafragma om de volledige circulatie van het contrastmedium te bevestigen en alle bloedvaten te visualiseren.
Als de circulatie van het contrastmedium is voltooid, sluit u de driewegstopkraan en verwijdert u de buis. Incubeer het monster 's nachts bij 4 graden Celsius. In dit protocol werden alle vaten in de onderste ledematen van de muis gevisualiseerd.
De resultaten van een ischemiemodel voor de achterpoten bevestigden dat de niet-geligeerde femorale slagader parallel liep aan de dijbeenader. Ook maakte de onderbreking in de contrastmedia het gemakkelijk om een geligeerde femorale slagader en de ontwikkeling van collaterale vaten te bekijken. Een paar vaten gevuld met het contrastmedium konden worden bekeken.
Aan de andere kant werd ook de verstoring in de contrastmedia opgemerkt als gevolg van vermenging van niet-conflicterende media, of onvoldoende perfusie. Het was onmogelijk om de slagaders op het oppervlak van het lichaam te bekijken door microscopische stereomicroscopische observatie van het contrastmedium, wat het gemakkelijker maakte om defecten in de vasculatuur te beoordelen. Het is erg belangrijk om luchtbellen te vermijden bij het inbrengen van de katheter.
Omdat hun buikorganen ook ontspannen zijn, is het mogelijk om uit de organen te halen en een CT-scan te maken. Door deze methode te gebruiken, konden we een nieuw kwart van verzadiging identificeren.
Overzicht
Dit artikel beschrijft een methode voor het visualiseren en kwantificeren van bloedvaten in de achterpoten van muizen met behulp van micro-röntgen-computertomografie. De techniek maakt een uitgebreide evaluatie mogelijk van de bloedvaten in de onderste ledematen en de abdominale organen.
Belangrijke Onderdelen van de Studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschap
- Vasculaire biologie
- Beeldvormingstechnieken
Achtergrond
- Micro-röntgencomputertomografie is een krachtig beeldvormingsinstrument.
- Het begrijpen van de structuur van bloedvaten is cruciaal voor diverse biologische studies.
- Eerdere methoden boden mogelijk geen uitgebreide visualisatie.
- Deze studie heeft tot doel de visualisatietechnieken voor muismodellen te verbeteren.
Doel van de studie
- Om een betrouwbare methode te ontwikkelen voor het visualiseren van bloedvaten in de achterpoten.
- Om kwantificering van vasculaire structuren in muismodellen mogelijk te maken.
- Om de impact van interventies op de vasculaire gezondheid te beoordelen.
Gebruikte methoden
- Injectie van heparine om bloedstolsels te voorkomen.
- Perfusie van contrastmiddel om bloedvaten te visualiseren.
- CT-beeldvorming om gedetailleerde vasculaire structuren vast te leggen.
- Evaluatie van zowel slagaders als aders in de achterpoten.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle visualisatie van alle vaten in de onderste extremiteiten.
- Identificatie van collaterale vaten in een model van ischemie van het achterpoten.
- Opgemerkte uitdagingen met luchtbellen en onvolledige perfusie.
- De methode maakte beoordeling van vasculaire defecten mogelijk.
Conclusies
- De methode biedt een uitgebreide aanpak voor vasculaire beeldvorming.
- Het kan het begrip van vasculaire aandoeningen in muismodellen verbeteren.
- Toekomstige toepassingen kunnen studies naar vasculaire gezondheid en ziekten omvatten.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor directie
Deze methode maakt een uitgebreide 3D-visualisatie van murine vasculaire netwerken mogelijk, wat de preklinische beoordeling van angiogene responsen en vasculaire pathologie ondersteunt. Door kwantitatieve structurele gegevens van de vasculatuur in de achterpoot en abdominale organen te verschaffen, verbetert het de targetvalidatie in vasculaire biologie en modellen van ischemische ziekten. De techniek vergroot de voorspellende betrouwbaarheid bij de identificatie van lead-compounds door de afhankelijkheid van 2D-secties te verminderen en directe observatie van de vasculaire architectuur en collaterale vorming mogelijk te maken.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen met betrekking tot angiogenese en vasculaire remodellering in ischemische modellen te onderzoeken.
- Operationele waarde: Biedt functionele validatie van vasculaire targets via directe 3D-beeldvorming van perfusiedefecten en collaterale ontwikkeling.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt portfolio-triage door vasculaire responsen op farmacologische of genetische interventies te kwantificeren.
Screening & assayontwikkeling
- Klaarheid van de assay: Bereidt gestandaardiseerde biologische systemen voor op downstream screening van verbindingen door een baseline van de vasculaire morfologie vast te stellen.
- Kwantitatieve output: Levert meetbare vasculaire parameters zoals vatdichtheid, vertakkingspatronen en perfusievolledigheid voor de standaardisatie van de assay.
- Schaalbaarheid: Compatibel met micro-CT platforms, wat reproduceerbare beeldvorming over verschillende laboratoria en onderzoekslocaties mogelijk maakt.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Relevantie voor ziektebeelden: Modelleert fysiologische en pathologische angiogenese bij ischemie van de achterpoot, wat bijdraagt aan de translationele afstemming van biomarkers.
- Preklinische continuïteit: Slaat een brug tussen ontdekkingsbevindingen en preklinische validatie door longitudinale vasculaire beoordeling mogelijk te maken.
- Risico-gecorrigeerde besluitvorming: Informeert go/no-go-criteria door vasculaire defecten en compensatiemechanismen die de drugseffectiviteit beïnvloeden te visualiseren.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode past binnen het continuüm van ontdekking tot preklinisch onderzoek, in het bijzonder in de fasen van target-validatie en lead-optimalisatie, waarbij vasculaire fenotypes kritieke uitleesparameters zijn.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing van angiogene pathways en vasculaire integriteit in ziektemodellen.
- Screening: Maakt assay-ready vasculaire modellen mogelijk met reproduceerbare, kwantitatieve imaging-outputs voor de evaluatie van verbindingen.
- Analytics: Biedt structurele en op perfusie gebaseerde read-outs die vergelijkende analyse tussen verschillende experimentele condities mogelijk maken.
- Translationeel onderzoek: Verbindt moleculaire bevindingen met vasculaire uitkomsten in preklinische modellen, ter ondersteuning van effectbeoordeling gekoppeld aan biomarkers.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar imaging-platform voor vasculaire fenotypering in meerdere therapeutische gebieden.
Operationele en bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen in targetvalidatie door mechanistische ambiguïteit in vasculaire responsen te verminderen.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid en standaardisatie door gestandaardiseerde perfusie- en beeldvormingsprotocollen.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door vroege detectie van vasculaire tekortkomingen mogelijk te maken en uitval in een laat stadium te verminderen.
- Impact op portfolio: Faciliteert risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling op basis van kwantitatieve vasculaire morfologie- en perfusiegegevens.
Overwegingen voor Implementatie
- Vereist expertise in microsurgische vasculaire perfusie en het omgaan met contrastmiddelen.
- Afhankelijk van de micro-CT-beeldvormingsinfrastructuur en de mogelijkheden voor de bereiding van contrastmiddelen.
- Standaardisatie tussen teams van de perfusiedruk, timing en contrastverdunning is noodzakelijk voor reproduceerbare resultaten.
- Aanpassing aan verschillende modelsystemen kan aanpassingen in de canulatietechniek en perfusieparameters vereisen.
- Praktische beperkingen omvatten gevoeligheid voor luchtbellen, onvolledige perfusie en contrastmenging, wat de kwaliteit van de visualisatie kan beïnvloeden.
