発生と光学投影トモグラフィを用いたマウスにおける動脈病変の3次元定量

予備の健康な（非損傷）は、マウスの大腿動脈のスキャン（N = 5）は、送信イメージングは​​有用な画像を提供しなかったことを実証しました。これは、放出された信号のない吸光度/散乱がないので、これは、発光イメージングのために有益である、送信imaging.Howeverすぎ透明になってきてクリア動脈の結果（というよりも、あまりにも不透明）でした。対照的に、大腿動脈（14エラスチン410 nmの励起ピークと一致）405から445 nmでの励起後の最大の信号と、放射チャネルに強くautofluoresce。これらの画像から再構成2次元スライスが明らかに内腔と外膜と内腔からメディアを区別しました。 ワイヤ·28日後に回収し、マウスの大腿動脈に（N = 6）またはligation-（n = 5）を誘起損傷の新生内膜肥厚は、非放射断層突起（ 図3A）で明らかでした。再構成された2-dimensでionalスライス、同心の新生内膜病変は、それらの弱い発光（ 図3Bおよび図S1）によりメディアから区別することができました。 アテローム性動脈硬化症のマウスからのOPT発光大動脈弓の全載標本の画像とその主要な枝（N = 8）、予想される解剖学的分布と同定した病変（ すなわち 、大動脈弓、腕頭動脈、および起源の小弯で左頸動脈および左鎖骨下動脈（ 図4A）の断面像は、これらが（ 図4Bは、S2とS3の図 ）は、典型的には、偏心性病変であり、容易にメディア内腔から区別することを示しました。 OPT以下の組織学的分析のための処理動脈は正常組織学的（米国クローム、PICRを使用して染色した切片で、OPTの非破壊特性を確認しましたosirius赤）および免疫組織化学（α-SMA、マック-2）技術（ 図3Cおよび図4C）。 OPTを使用して、病変の大きさの測定は、同じ動脈11から採取した組織切片の画像解析を用いて得られた測定値と一致することが示されています。 ワイヤ·（R 2 = 0.92）とライゲーションによって誘導される（R 2 = 0.89）、新生内膜病変およびアテローム性動脈硬化プラーク（R = 0.85 2）のためのOPTおよび線形回帰によって密接に相関して組織学によって得られた病変領域の面積測定測定。 OPTの重要な利点は、3次元解析を可能にする能力です。この技術を用いて病変の体積定量化の開発により、我々は、ワイヤ·に病変ボリュームを記録することができました（0.1100±0.0091ミリメートル3であり; n = 6）および連結損傷大腿動脈（0.0200±0.0089ミリメートル3; n = 5）で、また、アテローム性動脈硬化症の腕頭動脈の（0。180±0.018ミリメートル3。 N = 8）。測定は、再現性の高い（それぞれ5.4％の変動係数は、11.4％及び4.8％、N = 4）であった病変のすべてのタイプの。ワイヤ損傷血管における新生内膜病変は、前者によって被害の大きい程度と一致して連結することにより製造されたものよりも大きく（P <0.0001）でした。 生成されたデータは、（ 図を参照してくださいS1 – S3）病変プロファイル（ 図5）のように表され、ダイナミックな、定性的な評価のためにレンダリングすることができました。このアプローチは、明らかに異なる負傷手順に応じて、病変形成の程度を実証し、損傷した血管に病変形成の偏在を強調しました。 図1：マウスの大腿動脈に病変形成を開始するための方法＆＃。160は、膝窩動脈における動脈切開によって、大腿動脈内にガイドワイヤ、血管形成術の（A）逆行挿入損傷および内皮の除去を伸ばすために応じて病変の形成を刺激します。血流は、血管の損傷した部分の上に再確立されます。血流に対する腔内ストレッチ、裸地や中断の非存在下で、（B）新生内膜増殖は、大腿骨または大腿動脈の分岐部のすぐ遠位膝窩動脈のいずれかを連結することにより誘導することができます。 （C）より重篤な非denuding傷害/増殖応答は、一般的な大腿動脈の分岐点を横切って大腿膝窩動脈と動脈の両方を連結することにより誘導することができます。この技術は、大腿動脈の遠位部の血流を遮断します。 図2：マウスの大動脈弓におけるアテロームの特性堆積アテローム性動脈硬化症を起こしやすい（Apolipopotein E欠損マウス）は12週間高コレステロール西洋食を与え、大動脈弓とその主要な枝病変沈着の特徴的なパターンを開発しています。示されるように、病変は、大動脈弓、腕頭動脈内、解剖顕微鏡下で肉眼検査によって、可視（矢印）は、左頸動脈および左鎖骨下動脈の小孔です。 図3：左大腿動脈の結紮後損傷形成 （明瞭性を高めるために反転-暗い領域は、より強い発光に対応する）（A）非断層蛍光発光画像内膜肥厚の同定を可能にする（赤arrowhe広告）。 （B）個別の血 ​​管領域および内腔は、断層再構成に区別することができます。 （C）組織学的分析（アメリカ合衆国のトリクローム）OPTを使用して得られた画像との明確な類似点を強調しています。 （AC）におけるスケールバーは200ミリメートルです。カークビーらから適応。（AC）11スケールバーは200μmです。 図4：アテローム性動脈硬化症を起こしやすいマウスの大動脈弓におけるアテロームのイメージング（A）アテローム（赤矢じり）が非断層画像に容易に明らかである（より暗い領域は、このように透明性を向上させる、より強い発光を示すように反転）大動脈弓の、サイト内で（図2を参照）、光学顕微鏡下での検査によってアテロームベアリングと予測。 （B）は、分布のこのパターンは、断層CRで確認されていますOSS-セクション。 （C）組織学的（アメリカ合衆国トリクローム）染色は、断層のセクションと密接な類似性を示しており、いくつかの異なる抗体を用いた免疫組織化学は、病変分析の伝統的なアプローチとOPTの補完的な性質を強調しています。 （A-B）中のスケールバーは1mmです。 （C）中のスケールバーは250μmです。 RSA、右鎖骨下動脈。 RCA、右頸動脈。 LCA、左頸動脈。 LSA、左鎖骨下動脈、 BCA、腕頭動脈; AAO、大動脈を昇順。 DAOは、下行大動脈。カークビーらから適応。11 図5：病変およびルーメンプロファイルの分析は、動脈損傷の異なる方法に応じて、新生内膜増殖の変化する範囲を示す光学投影断層撮影法は、病変内腔が断面measuremenを渡ることができます。TSは、大腿動脈に沿った距離に対してプロットします。合計ライゲーション（C）は 、ライゲーションの部位で完全な閉塞を生じさせるが、病変が動脈に沿って遠くに延びないのに対し、これは明らかに、無傷の動脈（A）と比較して、部分的なライゲーション（B）が小さく、比較的離散的な病変を生成する、ことを実証します。腔内ワイヤー損傷（D）は、ほぼ完全に試料の先端部を閉塞し、動脈のスキャン区間の全長に沿って延びている病変を生成します。カークビーらから適応。11 結紮損傷後のマウス大腿動脈から得られた断面画像の図S1。アニメーションの再構築。動画像のこのタイプは、定性的および定量的分析に有用です。アニメーションが動脈の遠位セクションの近位から閉塞性新生内膜の緩やかな発展を移動すると、ディスクルーメンとメディアからernibleは、容易に明らかです。側枝を容易に識別することができ、明らかな管腔閉塞およびサイズ​​の病変が増加するにつれて、動脈の外向きのリモデリングがあります。連結のサイトに到達すると、血管の完全な閉塞が発生します。カークビーらから適応。11 。。（ -最初に表示される左）と降順（右）大動脈図S2アテローム性動脈硬化症を起こしやすいマウスの大動脈弓の断面画像のアニメーションの再構築がアニメーションが昇順の断面で開始します。小さな病変は、大動脈弓の方向に走査移動すると、上行大動脈に表示されます。画像は腕頭（左）、左頸動脈（中央）、左鎖骨下（右）動脈の重く病変小孔を示すためにアーチを通って移動します。スキャンは、最初のSUBCで、病変は徐々に減少し、消えこれらの枝に沿って遠位に移動するとlavian動脈、頸動脈、その後で、最終的に腕頭動脈で。興味深いことに、この容器などの分流器の上に腕頭動脈を移動中の病変が右頸動脈と右鎖骨下動脈に分かれます。カークビーらから適応。11 図S3。アニメーション、アテローム性動脈硬化症を起こしやすいマウスの大動脈弓のボリュームレンダリング画像。光学投影断層撮影法は、アポリポタンパク質E欠損マウスの大動脈弓における病変分布を実証し、この場合には、3次元画像の生成を可能にします。 （A）アテローム（左頸動脈と鎖骨下動脈の心門にと大動脈弓の小弯に、腕頭動脈を通して）期待のサイトに存在しています。元の画像に重ねたときに（B）病変のセグメンテーションとレンダリング（赤で表示）の断面を有するプラークの分布を強調しています。カークビーらから適応。11