Geração e quantificação 3-Dimensional de Arterial lesões em ratos por meio de tomografia óptica de Projeção

Varrimento preliminar da saudáveis ​​(não lesionado) artérias femorais de murino (n = 5), demonstrou que a imagem de transmissão não fornecer imagens úteis. Isto era uma consequência das artérias compensados ​​ficarem demasiado transparente (ao invés de também opaco) para imaging.However transmissão, isso é benéfico para a imagiologia de emissão como não há nenhuma absorvância / espalhamento do sinal emitido. Em contraste, as artérias femorais autofluoresce fortemente no canal de emissão, com o maior sinal de excitação a seguinte 405-445 nm (consistente com um pico de excitação de 410 nm para a elastina 14). 2 fatias tridimensionais reconstruídos a partir dessas imagens distinguidas claramente a mídia do lúmen e adventícia e lúmen. Em artérias femorais murinos colhidas 28 dias após arame (n = 6) ou ligation- (n = 5) lesão induzida espessamento neointimal foi evidente em projecções de emissões não tomográficos (Figura 3A). Em reconstruídos 2-dimensfatias ional, lesões neointimais concêntricos poderia ser distinguido a partir do suporte por sua emissão mais fraca (Figura 3B e Figura S1). Imagens de emissão OPT de amostras inteiras de montagem do arco aórtico e seus principais ramos de camundongos aterosclerótica (n = 8) lesões identificadas com a distribuição anatômica antecipada (ie., Na pequena curvatura do arco aórtico, a artéria inominada, e as origens da carótida esquerda e artéria subclávia esquerda (Figura 4A). imagens transversais indicou que estes eram lesões tipicamente excêntricos e foram prontamente distinguidos dos meios de comunicação e lúmen (Figura 4B, as Figuras S2 e S3). Artérias de processamento para análise histológica seguinte OPT confirmou a natureza não-destrutiva de OPT, com cortes corados com sucesso usando histológico (Estados Unidos Trichrome, PicrOsirius vermelho) e imuno-histoquímica (α-SMA, Mac-2) técnicas (Figuras 3C e 4C). A medição do tamanho da lesão utilizando TPO demonstrou ser consistente com as medições obtidas usando análise de imagem de secções histológicas colhidas no mesmo artéria 11. Planimetricos medições de área de lesão obtidos por OPT e histologia correlacionada de perto por regressão linear para o arame (R 2 = 0,92) e induzida por ligadura (R 2 = 0,89) lesões neointimais e placas ateroscleróticas (R 2 = 0,85). Um benefício importante de OPT é a sua capacidade para permitir a análise a 3 dimensões. Através do desenvolvimento de quantificação volumétrica de lesões com esta técnica, nós fomos capazes de gravar volumes de lesão no arame (0,1100 ± 0,0091 milímetro 3; n = 6) e artérias femorais com lesão de ligação (0,0200 ± 0,0089 milímetro 3; n = 5) e também em artérias ateroscleróticas braquiocefálicas (0.180 ± 0,018 milímetros 3; n = 8). As medições foram altamente reprodutíveis (coeficiente de variação de 5,4%, 11,4% e 4,8%, respectivamente, n = 4) de todos os tipos de lesão. Lesões neointimal em vasos de feridas fios eram maiores (p <0,0001) do que os produzidos por ligação, de acordo com o grau mais elevado de danos infligidos pelo antigo. Os dados gerados também pode ser expressa como perfis de lesão (Figura 5) e processado para avaliação dinâmica e qualitativa (ver figuras S1 – S3). Esta abordagem demonstrou claramente a extensão da formação da lesão, em resposta a diferentes procedimentos de ferimento e em destaque a distribuição desigual da formação da lesão em vasos lesionados. Figura 1: Os métodos para iniciar a formação da lesão na artéria femoral murino & #.160, (A) inserção retrógrada de uma angioplastia fio guia no interior da artéria femoral, por meio de uma arteriotomia da artéria popliteal estimula a formação da lesão em resposta ao estiramento lesão e remoção do endotélio. O fluxo sanguíneo é restabelecida através da secção lesada do navio. (B) proliferação da neoíntima na ausência de estiramento intraluminal, desnudação ou interrupção do fluxo de sangue pode ser induzida por ligação quer a femoral ou da artéria popliteal imediatamente distai em relação à bifurcação da artéria femoral. (C) Um desnudando não resposta mais grave lesão / proliferação pode ser induzida através da ligação de ambas as artérias femorais e poplíteos através do ponto de ramificação da artéria femoral comum. Esta técnica também vai bloquear o fluxo de sangue na porção distai da artéria femoral. Figura 2:. Característica deposição do ateroma no arco da aorta do rato A aterosclerose propenso (Apolipopotein E ratinhos deficientes) alimentados com uma dieta ocidental níveis elevados de colesterol durante 12 semanas desenvolver um padrão característico de deposição lesão no arco aórtico e seus ramos principais. Como demonstrado, as lesões são visíveis (setas), por inspecção bruto sob um microscópio de dissecação, no arco aórtico, a artéria inominada, e no óstio da artéria carótida esquerda e a artéria subclávia esquerda. Figura 3:. A formação da lesão seguinte ligadura da artéria femoral esquerda (A) imagens de emissão de fluorescência não-tomográficos (invertido para aumentar a clareza – regiões escuras correspondem a emissão mais forte) permitir a identificação do espessamento da íntima (arrowhe vermelhoPublicidades). (B) regiões distintas vasculares e do lúmen podem ser distinguidos em reconstruções tomográficas. (C) A análise histológica (Estados Unidos trichrome) enfatiza a clara semelhança com imagens obtidas utilizando OPT. Barras de escala em (AC) estão a 200 mm. Adaptado de Kirkby et al. 11 barras de escala em (AC) são 200 m. Figura 4:. De imagem do ateroma no arco da aorta de ratos propensos a aterosclerose (A) de ateroma (setas vermelhas) é prontamente aparente em imagens não-tomográficos (invertido de modo que as regiões mais escuras indicam emissão mais forte, melhorando assim a clareza) do arco aórtico, em locais como previsto ateroma-bearing por inspeção sob microscopia de luz (veja a Figura 2). (B) Este padrão de distribuição é confirmada no cr tomográficaOSS-seções. (C) histológico (Estados Unidos trichrome) coloração demonstra uma estreita semelhança com cortes tomográficos, e imuno-histoquímica utilizando vários anticorpos diferentes enfatiza a natureza complementar de OPT com abordagens tradicionais para a análise da lesão. Barras de escala em (A-B) são um milímetro; A barra de escala em (C) é de 250 um. RSA, artéria subclávia direita; RCA, artéria carótida direita; LCA, artéria carótida esquerda; LSA, artéria subclávia esquerda; BCA, artéria inominada; AAo, aorta ascendente; Dão, aorta descendente. Adaptado de Kirkby et al. 11 Figura 5: Análise de perfis de lesão e lúmen indica variando extensão da proliferação neointimal em resposta a diferentes métodos de lesão arterial tomografia projeção óptica permite lesão e lúmen atravessar measuremen seccionais.ts a ser registada em função distância ao longo da artéria femoral. Isto demonstra claramente que, em comparação com uma artéria não lesionado (A), a ligadura parcial (B) produz lesões pequenas, relativamente discretas, ao passo que a ligação total (C) produz oclusão completa no local de ligação, mas a lesão não se estende até ao longo da artéria . Lesão de arame intraluminal (D) produz uma lesão que tapa quase completamente a porção distai da amostra e se estende ao longo de todo o comprimento da secção da artéria digitalizada. Adaptado de Kirkby et al. 11 Figura S1. Animadas reconstrução de imagens transversais obtidos a partir de uma artéria femoral do rato após lesão ligadura. Este tipo de imagem animada é útil tanto para análise qualitativa e quantitativa. À medida que a animação se move do proximal às secções distais da artéria do desenvolvimento gradual de uma neoíntima oclusiva, discoernible do lúmen e da mídia, é facilmente perceptível. Ramos laterais podem ser facilmente identificado e não existe oclusão luminal evidente e remodelação para fora da artéria com o aumento no tamanho das lesões. A oclusão completa da embarcação ocorre uma vez que o local de ligação é alcançada. Adaptado de Kirkby et al. 11 .. Figura S2 reconstrução animadas de imagens transversais de um arco aórtico de um rato aterosclerose propensas A animação começa com secções transversais da ascendente (da esquerda – que aparece em primeiro lugar) e descendente (à direita) aorta. Pequenas lesões aparecem na aorta ascendente como as de verificação se move na direcção do arco aórtico. As imagens, em seguida, mover-se através do arco para mostrar os óstios fortemente lesionado do braquiocefálico (à esquerda), carótida esquerda (no meio) e subclávia esquerda (direita) artérias. Como a verificação se move distalmente ao longo desses ramos das lesões e reduzir gradualmente desaparecer, pela primeira vez no subcartéria Lavian, em seguida, na carótida e, finalmente, na artéria inominada. Curiosamente, a lesão nos movimentos artéria inominada para o divisor de fluxo como este navio se divide em artérias carótida direita e subclávia direita. Adaptado de Kirkby et al. 11 Figura S3. Animadas, imagem-rendido volume de um arco da aorta de um murganho propenso a aterosclerose. A tomografia de projecção óptica permite a geração de imagens 3-dimensionais, neste caso, demonstrando distribuição lesão no arco aórtico de um apolipoproteína E do rato deficiente. (A) ateroma está presente nos locais esperados (ao longo da artéria inominada, no óstio das artérias carótidas e subclávia esquerda e na curvatura menor do arco aórtico). (B) Segmentação e prestação de lesão (mostrado em vermelho) tendo secções transversais enfatiza a distribuição das placas quando sobreposta à imagem original.Adaptado de Kirkby et al. 11