I vivo Imaging av spinal Fluid transport gjennom intakt Mouse Skull bruker fluorescens Macroscopy

Spinalvæske (CSF) bader hjernen og ryggmargen og er involvert i å opprettholde homeostase, forsyne næringsstoffer, og regulere intrakraniell trykk¹. CSF i subarachnoid plass inn i hjernen gjennom et nettverk av inflammasjon mellomrom (PVS) rundt kortikale saify arterier og deretter renner ned langs gjennomtrengende arterioler². En gang i parenchyma, CSF utveksling med interstitiell væske (ISF), bærer skadelige metabolitter som amyloid-β (Aβ) og tau protein aggregater ut av hjernen gjennom lav motstand hvite materie traktater og perivenous mellomrom^2,3 . Denne veien er avhengig av astroglial aquaporin-4 (AQP4) kanaler og har derfor blitt kalt gliacellene-lymfatisk (glymphatic) system⁴. Avfallsprodukter av neuropil er til slutt ryddet fra CSF-ISF gjennom lymfatisk fartøy nær skallen nerver og i hjernehinnene ut mot cervical lymfeknuter⁵. Svikt i dette systemet har vært innblandet i flere nevrologiske sykdommer som Alzheimers sykdom^6,7, traumatisk hjerneskade³, og iskemiske og hemoragisk hjerneslag⁸.

CSF transport kan bli visualisere av infusjonen Bevegelsesuskarphet inn i Cisterna magna (cm)^9,10 og glymphatic studier i det siste har i hovedsak benyttet to-Foton mikroskopi^{4,11,12, 13}, magnetisk resonans imaging (MRI)^14,15,16,17og ex vivo Imaging^{3,6,11, 18} for å evaluere Tracer Kinetics. To-Foton mikroskopi er en egnet metode for detaljert bildebehandling av CSF Bevegelsesuskarphet i PVSs og parenchyma på grunn av sin høye romlig oppløsning, men den har et smalt synsfelt og krever en invasiv skallen vindu eller tynning av skallen. Ex vivo Imaging, i kombinasjon med immunhistokjemi, gir flere nivåer analyser som spenner fra enkeltceller opp til hele hjernen¹⁹. Men prosessen med å ta av-fiksering som er nødvendig for å observere post-obduksjon vev produserer dyptgripende endringer i CSF Flow retning og kollapser i PVS, betydelig endre fordelingen og plasseringen av Bevegelsesuskarphet¹². Til slutt, mens Mr kan spore CSF flyt gjennom hele murine og menneskelige hjerne, mangler det romlig og timelig oppløsning av inflammasjon flyt.

En ny teknikk, Transkraniell makroskopisk Imaging, løser noen av disse begrensningene ved å muliggjøre bred-feltet Imaging av inflammasjon CSF transport i hele rygg cortex av levende mus. Denne type av tenkelig er gjort med en epifluorescent macroscope benytter en Multiband filterene terningen, tunable smal avsats lyset kilde, og høy-effektiv CMOS kameraet¹⁰. Disse set-ups er i stand til å løse PVSs opp til 1-2 mm under hodeskallen overflaten og kan oppdage fluorophores opp til 5-6 mm under kortikale overflaten mens du forlater skallen helt intakt¹⁰. Multiband filtre og lysdioder som raskt kan tune eksitasjon bølgelengde aktivere bruk av flere fluorophores slik at CSF å bli merket med Bevegelsesuskarphet av ulike molekylære vekter og kjemiske egenskaper i samme eksperiment.

Denne prosedyren krever en enkel, minimalt invasiv kirurgi for å eksponere skallen og plassere en lett hode plate å stabilisere hodet under bildebehandling økten. Bevegelsesuskarphet kan leveres inn i cm uten å bore inn i skallen eller trenge gjennom kortikale vevet med Pipetter eller kanyler^9,20. Begge CM kanyler og hode platene forblir stabile i flere dager til uker og tilrettelegge for mer komplekse eksperimentelle design i forhold til den klassiske end-punkt visualisering. Denne protokollen beskriver hvordan Transkraniell makroskopisk Imaging brukes til å studere glymphatic systemfunksjon etter akutt eller kronisk injeksjon av fluorescerende CSF Tracer i CM av anesthetized/sovende eller våken mus.