In vivo avbildning av Optic Nerve Fiber Integritet av Kontrast-forsterket MR i Mus

Basert på sin gunstige nevro-anatomiske strukturen gnager visuelle systemet tilbyr unike muligheter for å evaluere farmakologiske forbindelser og deres evne til å megle neurobeskyttelse ^pt eller pro-regenerative effekter ^2,3. Videre tillater det studier på de funksjonelle og nevro-anatomiske karakteristikker av mus mutanter, som nylig eksemplifisert for mus mangler den presynaptiske stillas protein Fagott ^fire. Videre gir et bredt spekter av tilleggsverktøy ekstra med av retinal ganglion celle (RGC) og RGC axon tall samt RGC aktivitet, for eksempel ved elektroretinografi og atferdstester, og fastsettelse av kortikale rearrangementer av optisk avbildning av iboende signaler. De nyeste tekniske utviklingen innen lasermikros aktivere in situ visualisering av RGC regenerering av dype vev fluorescens bildebehandling i hele fjellet eksemplarer av synsnerven (ON) og hjerne. I denne histological tilnærming, tetrahydrofuran basert vev clearing i kombinasjon med lys ark fluorescens mikroskopi tillater oppløsning på enkeltfibre som re-gå inn i deafferented ON og optikk kanalen ^fem. Selv om slike teknikker kan være overlegen i oppløsning og bestemmelse av vekstmønster, har de ikke gjør det mulig gjentatte og langsgående analyser av individuelle vekst arrangement, som er spesielt ønskelig for å vurdere prosessen med langvarig regenerering.

Kontrastforsterket MR har vært ansatt for minimal invasiv visualisering av retino-tectal projeksjon i mus og rotter ^6,7. Dette kan oppnås ved direkte intraokulært levering av paramagnetiske ioner (f.eks, Mn ^{2 +)} til netthinnens celler. Som kalsium analog, Mn ^{2 +} er innlemmet i RGC somata via spenningsstyrte kalsiumkanaler og transporteres aktivt langs aksonal cytoskjelettet av intakt PÅ og optisk kanalen. Mens det hoper seg opp i hjernen kjernerav den visuelle fremvisning, dvs. den laterale geniculate kjernen (LGN) og superior colliculus (SC), transsynaptic forplantning inn i den primære visuelle cortex synes ubetydelig ^8,9, selv om det kan forekomme ^10,11. Under MR-sekvensering, paramagnetisk Mn ^{2 +} forsterker MR kontrast hovedsakelig ved å forkorte T _pt spin-gitter relaksasjonstiden ^12. Slike Mn ^{2 +} forbedret MR (MEMRI) har blitt brukt i ulike nevro-anatomiske og funksjonelle studier av rotter, inkludert vurderingen av aksonal regenerasjon og degenerasjon etter PÅ skade ^13,14, presis anatomisk kartlegging av retino-tectal projeksjon ¹⁵ , så vel som bestemmelse av aksonal transport-egenskaper etter at den farmakologiske behandlingen ^16.. Nylige forbedringer i dosering, giftighet, og kinetikk av nevronale Mn ^{2 +} opptak og transport, samt forbedret MR protokoller har utvidet sin søknad til studier på transgenemus ⁹ bruker 3 Tesla skannere som vanligvis brukes i klinisk praksis ^17.

Her presenterer vi en MEMRI protokoll egnet for langsgående in vivo avbildning av musen retino-tectal projeksjon og eksemplifisere sin anvendbarhet ved å vurdere Mn ^{2 +} avhengige forbedring av signal i henhold naive og ulike neurodegenerering forhold. Vår protokollen legger spesiell vekt på MR datainnsamling i en moderat 3 T magnetfelt som er generelt mer tilgjengelig enn dedikerte dyre skannere. I naive mus, illustrerer vi hvordan kanalen spesifikke signalintensitet kan være betydelig og reproduserbart bli økt etter intravitreal (ivit) Mn ^{2 +-programmet.} Kvantitativt, Mn ^{2 +} forplantning langs visuell projeksjon oppstår uavhengig av den normale aldringsprosessen (målt mellom 3 og 26 måneder gamle mus) og styrking er ildfast til visuell stimulering og tilpasning til mørket. I kontrast, Mn <sopp> 2 + berikelse i thalamic og midthjernen sentrene er redusert etter akutte PÅ klemskade ¹⁸ samt i nfkb1 knock-out mus (p50 ^KO) lider av spontan apoptose RGC død og ON degenerasjon ^19. Således, i ekspansjon på konvensjonell histologisk analyse, langsgående MEMRI analyse av individuelle dyr muliggjør profilering av unike kinetikken av neurodegenerative prosesser. Dette skulle vise seg nyttig for studier på neuroprotection og aksonal regenerasjon forbundet med farmakologiske eller genetiske intervensjoner.