Modelagem 3D do lateral ventrículos e histológica Caracterização do Tecido Periventricular em humanos e mouse

Um ependimais linhas monocamada de células do sistema ventricular do cérebro fornecendo funções de barreira e de transporte bi-direccionais entre o cerebral fluido espinhal (CSF) e fluido intersticial (ISF) ^1-3. Estas funções ajudam a manter o cérebro e no equilíbrio fisiológico ^2,3 livre de substâncias tóxicas. Nos seres humanos a perda de porções do revestimento esta, devido a lesão ou doença não parece resultar na substituição regenerativa como encontrado em outros revestimentos epiteliais; em vez de perda de cobertura de célula ependimária parece resultar em astrogliose periventricular com uma malha de astrócitos que abrangem regiões desnudados de células ependimais na superfície do ventrículo. As repercussões graves para mecanismos importantes CSF / troca ISF e de apuramento seria previsível como resultado da perda desta camada epitelial ^1,2,4-7.

Uma característica comum de envelhecimento humano é ampliado ventrículos laterais (ventriculomegalia) e edema periventricular associadas como observed por ressonância magnética e-fluido recuperação inversa da atenuação de ressonância magnética (MRI / DOM) ^8-14. Para investigar a relação entre ventriculomegalia e a organização celular do revestimento do ventrículo, seqüências de RM humanos post-mortem foram combinados com preparações histológicas de tecido periventricular ventrículo lateral. Nos casos de ventriculomegalia, áreas substanciais de gliosis tinha substituído cobertura celular ependymal ao longo da parede do ventrículo lateral. Quando a expansão ventrículo não foi detectado por análise de volume com base em ressonância magnética, o revestimento celular ependimária estava intacto e gliose não foi detectada ao longo do revestimento do ventrículo ^6. Esta abordagem combinatória representa a primeira documentação detalhando mudanças abrangentes na integridade celular do revestimento do ventrículo lateral usando preparações wholemount de partes ou toda a parede ventrículo lateral e modelagem 3D dos volumes do ventrículo ^6. Várias doenças (doença de Alzheimer, esquizofrenia) e lesões (traumatismo crânio-encefálico)ventriculomegalia mostrar como um recurso neuropatológico cedo. Desnudação de áreas do revestimento celular ependymal assim seria previsto para interferir com a função das células ependymal normal e comprometer o equilíbrio homeostático entre CSF / fluido ISF eo intercâmbio soluto. Assim, um exame mais profundo de mudanças no sistema ventricular, a sua composição celular, ea consequência para estruturas cerebrais subjacentes ou vizinhos acabará por começar a revelar mais sobre a neuropatologia associada com aumento do ventrículo.

A falta de dados de imagens multimodais, nomeadamente sequências de dados longitudinais, juntamente com acesso limitado a amostras de tecido histológico correspondente torna a análise de patologias cerebrais humanas difícil. Modelando fenótipos encontrados em envelhecimento humano ou doença muitas vezes pode ser conseguido com modelos do rato e modelos animais tornar-se um dos nossos melhores meios para explorar questões sobre iniciação doença humana e progressão. Vários estudos incamundongos jovens saudáveis ​​têm descrito a citoarquitetura das paredes do ventrículo lateral e o nicho de células-tronco subjacente ^4,7-15. Esses estudos foram alargados para incluir a modelagem 3D e análise celular das paredes do ventrículo através de envelhecimento ^6,15. Nem gliosis periventricular nem ventriculomegalia são observados em ratos envelhecidos, em vez ratos exibir uma zona subventicular relativamente robusta (SVZ) tronco nicho de células subjacente a uma célula ependymal intacto forro ^6,15. Assim, as diferenças específicas de espécies de batimento existir tanto na manutenção geral e integridade do revestimento ventrículo lateral durante o processo de envelhecimento ^6,15. Portanto, para melhores ratinhos uso para interrogar condições encontradas em seres humanos, as diferenças entre as duas espécies têm de ser caracterizada apropriadamente e considerado em qualquer paradigma de modelagem. Aqui, apresentamos os procedimentos para avaliar as mudanças longitudinais para os ventrículos laterais e do tecido periventricular associadas em seres humanos e mouse. Nossos procedimentos incluem renderização em 3D e volumetria do mouse e ventrículos humanos e uso de análise imuno-histoquímica das preparações inteiras de montagem de tecido periventricular para caracterizar tanto organização e estrutura celular. Em conjunto, estes procedimentos proporcionam um meio para caracterizar as alterações no sistema ventricular e tecido periventricular associado.