Modellazione 3D del laterale ventricoli e istologica Caratterizzazione del Tissue periventricolare di esseri umani e il mouse

Un ependimali linee monostrato cellulare il sistema ventricolare del cervello fornire funzioni bidirezionali di barriera e di trasporto tra il fluido cerebrale spinale (CSF) e liquido interstiziale (ISF) ^1-3. Queste funzioni aiutano a mantenere in equilibrio fisiologico ^2,3 libero da agenti tossici nel cervello. Negli esseri umani la perdita di porzioni di questo rivestimento per infortunio o malattia non sembra tradursi in sostituzione rigenerativa come si trova in altri rivestimenti epiteliali; piuttosto la perdita di copertura cellulare ependimale sembra comportare astrogliosis periventricolare con un reticolo di astrociti che coprono regioni spoglie di cellule ependimali in superficie ventricolo. Gravi ripercussioni ai meccanismi importanti CSF / cambio ISF e di liquidazione sarebbero previsti come conseguenza la perdita di questo strato epiteliale ^1,2,4-7.

Una caratteristica comune di invecchiamento umano è allargata ventricoli laterali (ventricolomegalia) ed edema periventricolare associati come observcato da MRI e fluido attenuato inversion recovery MRI (risonanza magnetica / FLAIR) ^8-14. Per indagare il rapporto tra ventricolomegalia e l'organizzazione cellulare del rivestimento ventricolo, post-mortem sequenze MRI umani sono stati abbinati con preparati istologici di ventricolo laterale del tessuto periventricolare. Nei casi di ventricolomegalia, aree consistenti di gliosi avevano sostituito copertura cellulare ependimale lungo la parete del ventricolo laterale. Quando l'espansione ventricolo non è stato rilevato da analisi del volume basato su risonanza magnetica, il rivestimento delle cellule ependimale era intatto e gliosi non è stato rilevato lungo il rivestimento ventricolo ^6. Questo approccio combinatorio rappresenta la prima documentazione dettaglio cambiamenti globali in integrità cellulare del rivestimento ventricolo laterale utilizzando preparazioni wholemount di porzioni o l'intera parete del ventricolo laterale e modellazione 3D di volumi ventricolo ^6. Molte malattie (malattia di Alzheimer, la schizofrenia) e le lesioni (lesioni cerebrali traumatiche)mostrano ventricolomegalia come funzionalità neuropathological presto. Denudation delle aree del rivestimento delle cellule ependimale quindi sarebbe previsto per interferire con la normale funzione delle cellule ependimali e compromettere l'equilibrio omeostatico tra CSF / fluido ISF e scambio soluto. Così, un esame più approfondito delle modifiche apportate al sistema ventricolare, la sua composizione cellulare, e la conseguenza di strutture cerebrali sottostanti o vicine alla fine inizierà a rivelare di più sulla neuropatologia associata con l'allargamento del ventricolo.

La mancanza di dati di imaging multimodali, in particolare sequenze di dati longitudinali, con accesso limitato ai corrispondenti campioni istologici rende l'analisi di patologie cerebrali umane difficile. Fenotipi modellazione trovano in invecchiamento umano o malattia può spesso essere realizzato con modelli di topo e modelli animali diventano uno dei nostri migliori mezzi per esplorare le domande circa l'inizio e la progressione delle malattie umane. Diversi studi insani giovani topi hanno descritto la citoarchitettura delle pareti ventricolo laterale e la nicchia di cellule staminali sottostante ^4,7-15. Questi studi sono stati estesi per includere la modellazione 3D e analisi cellulare delle pareti del ventricolo attraverso invecchiamento ^6,15. Né gliosi periventricolare né ventricolomegalia sono osservati in topi anziani, piuttosto topi mostrano una zona subventicular relativamente robusta (SVZ) staminali nicchia di cellule soggiacente ad una cella ependimale intatto fodera ^6,15. Così, esistono notevoli differenze specie-specifiche sia nella manutenzione e l'integrità del rivestimento ventricolo laterale generale durante il processo di invecchiamento ^6,15. Pertanto, per migliori topi uso di interrogare le condizioni presenti negli esseri umani, le differenze tra le due specie hanno bisogno di essere caratterizzato e adeguatamente considerati in qualsiasi paradigma di modellazione. Qui vi presentiamo le procedure per valutare le variazioni longitudinali ai ventricoli laterali e tessuto periventricolare associati in esseri umani e mouse. Le nostre procedure comprendono Rendering 3D e volumetria del mouse e ventricoli umani, e l'uso di analisi immunoistochimica di interi preparati montaggio di tessuto periventricolare per caratterizzare sia di organizzazione e struttura cellulare. Insieme, questi procedimenti forniscono un mezzo per caratterizzare cambiamenti nel sistema ventricolare e tessuto periventricular associato.