Видео с изображениями и Пространственно-временные Карты для анализа моторику желудочно у мышей

Энтеросолюбильное нервной системы (ENS) представляет собой характеристическую нейронной сети из желудочно-кишечного тракта и модулирует различные функции, такие как переваривание содержимого кишечника, всасывание питательных веществ и секреции и реабсорбции жидкости. Нейроны ENS находятся в мышечной оболочки кишечника и подслизистой сплетения. Мышечной оболочки кишечника сплетения играет важную роль в регуляции желудочно-кишечного ¹ тогда подслизистой сплетения в основном занимается контролем секреции ^2,3. Мышечной оболочки кишечника сплетения расположен между продольными и круговыми слоями мышечных желудочно-стены. Сократительной активности слоев гладких мышечных кишечной стенки облегчает первичные функции желудочно-кишечного тракта путем смешивания и метательные кишечного содержимого по длине кишечника ^3. Хотя внешняя иннервация желудочно-кишечного тракта из ЦНС способствует функции желудочно-кишечного в естественных, То ЭНС способен регулировать функции желудочно-кишечного независимо. Это уникальное свойство позволяет функциональную расследование кишечных нервных цепей и их вклад в желудочно-кишечного экс естественных.

Толстокишечные мигрирующий моторный комплекс (CMMCs) спонтанные, нейрогенные события, которые являются преобладающими узор двигателя наблюдается в изолированной толстой кишке мышей в отсутствие фекальных шариков ^4-9. CMMCs определяются как ритмических сокращений, которые распространяются вдоль горизонтального расстояния, что, по меньшей мере половина общей длины толстой кишки (т.е., от слепой кишки до прямой кишки) ^10. Отношения между CMMCs и узоров сократительных которые продвигают фекальные шарики еще четко установлено, однако некоторые фармакологические различия были зарегистрированы ^11. Тем не менее, способность ENS функционировать независимо от ЦНС и существование нейронных опосредованного моделей моторных в ISolated толстой кишки представляет собой идеальную аналитическую систему для изучения нарушений в подвижности в результате основной дисфункции ENS. Спонтанность желудочно-кишечных моделей моторных позволяет функциональные изменения в ответ на фармакологические раздражители должны быть оценены.

Использование видео изображений и пространственно-временной картографии была впервые разработана количественно изучить небольшой перистальтику кишечника у морских свинок ^12. Здесь, экс виво методика описана, что позволяет исследовать мыши ободочной узоров моторики с использованием видео изображений и анализ этих записей, чтобы построить с высоким разрешением (~ 100 мкм, 33 мсек) карты толстокишечной диаметром как функция положения вдоль толстой кишки и времени (пространственно-временных карт). Использование ПО в доме детектирования кромки (Analyse2; предоставляется по запросу), данные из полноразмерных ободочной сегментов сжимается в реальном времени обрабатываются для генерации пространственно-временных карт для каждого эксперимента. На этом этапе, видеофайлы (AVI) являются отличиемавторизованном и преобразуется в пространственно-временных карт с использованием Analyse2. Пространственно-временные карты (Рисунок 2) изображают сократимость течением времени и позволяет измерять нескольких параметров, включая скорость распространения, величине длины и продолжительности. Диаметр Gut также записывается в течение всего срока эксперимента в качестве меры общей сократимости сегмента ткани. Этот метод может быть применен для идентификации различий в точки инициации сократительных комплексов, которые могут указывать измененное кишечно нейронную связь.

Аналогичный протокол видеоизображения предназначен для оценки гранул тягу у морских свинок было сообщено ¹³ однако здесь мы приводим применение подхода визуализации видео для количественного определения спонтанной моторику толстого кишечника (т.е. при отсутствии гранул). Мы также предоставить подробную информацию для содействия в вскрытия и подготовки желудочно-кишечной ткани для подхода видео изображения. ЭтаПротокол предоставляет исследователям доступной и легко тиражироваться инструмента для анализа кишечно нейронной контроль функции желудочно-кишечного в животных моделях болезни включая генетические мышиных моделях.

Методика видеоизображения позволяет анализировать моторику толстого кишечника в ответ на различные фармакологические препараты. Препараты могут быть введены с помощью просвета кишечника или ванночку внешними по отношению к ободочной подготовки. В разных регионах мыши желудочно-кишечного тракта проявляют определенные шаблоны моторики, такие как тонкого кишечника сегментации и CMMCs в толстой кишке.

Этот метод был использован для идентификации штамма различия в небольшом функции кишечника; дифференциальная чувствительность к 5-НТ _{3 и} 5-HT ₄ антагонистов наблюдались в тощей кишке BALB / C и C57 / BL6 мышей вследствие полиморфной природы гена tph2 выраженной в двух штаммов ^6. Эффект 5-НТ ингибированием моторики остается конспорными, так как противоречивые данные Сообщалось о важности эндогенного 5-НТ на толстой перистальтики и CMMCs ^14,15. Изменения в подвижности до- и послеродовом периоде при развитии ^7, и последствия генных мутаций на желудочно-кишечного в животных моделях болезни ¹⁰ также могут быть рассмотрены с использованием видеоизображения. Здесь мы проиллюстрируем применение метода для исследования толстой моторики в мышиной модели NL3 ^R451C аутизма, который выражает миссенс-мутации в гене Nlgn3 кодирующий синаптическую адгезии белка нейролигины-3 ^16. Эта мутация была впервые идентифицирована в пациентах с диагнозом расстройства аутистического спектра ^{(ASD) 17,} который прочно ассоциируется с GI дисфункции ^18-22. Мы исследовали, влияет ли синаптической мутация NL3 R451C нейронных выходов в ENS, используя технику видео изображений. Мы представляем данные, характеризующие CMMCs исходно и в ответ на серотонинергической 5НТ антагонист трописетрон _3/4 рецептора в мышиной модели NL3 ^R451C аутизма.