Роман использования трехмерного УЗИ высокой частоты для ранней беременности характеристика в мышь
Summary
Мышей широко используются для изучения гестационного биологии. Однако прерывание беременности является обязательным для таких исследований, которые исключает продольных исследований и требует использования большого количества животных. Таким образом мы описываем, неинвазивная методика высокочастотный ультразвук для раннего обнаружения и мониторинга событий после имплантации в беременных мыши.
Abstract
ВЧ-ультразвуковое исследование (HFUS) является распространенным методом неинвазивно следить в реальном времени развития человеческого плода в утробе матери. Мышь обычно используется в качестве модели в естественных условиях для изучения имплантации эмбриона и прогрессирования беременности. К сожалению такие мышиных исследования требуют прерывания беременности для последующей фенотипического анализа. Для решения этой проблемы, мы использовали трехмерной (3-D) реконструкция HFUS визуализации данных для раннего обнаружения и определения характеристик мышиных эмбриона имплантации сайтов и их индивидуального развития прогрессии в утробе матери. Сочетание HFUS изображений с трехмерной реконструкции и моделирования, мы смогли точно определить номер сайта имплантации эмбриона, а также следить за динамикой развития беременных мышей C57BL6J/129S от 5.5 дней поста коитус (d.p.c.) через 9,5 d.p.c. с использованием датчика. Замеры включали: количество, местоположение и объем имплантации сайты, а также интервал между имплантации сайта; жизнеспособность эмбриона оценивалась путем мониторинга сердечной деятельности. В период сразу после имплантации (5,5 до 8,5 d.p.c.), 3-D реконструкции беременных матки в сетку и твердых оверлея формат включен визуальное представление развивающейся беременности в течение каждого рога матки. Как генетически модифицированные мыши по-прежнему использоваться для характеристики женского репродуктивного фенотипов, производный от матки дисфункции, этот метод предлагает новый подход для выявления, количественной оценки и характеризуют начала имплантация события в естественных условиях. Этот роман использования трехмерных изображений HFUS демонстрирует способность успешно обнаруживать, визуализировать и характеризуют места имплантации эмбриона на ранних сроках беременности мышиных неинвазивным способом. Технология предлагает значительное улучшение нынешних методов, которые полагаются на прерывание беременности для грубых тканей и гистопатологические характеристика. Здесь мы используем формат видео и текст для описания как успешно выполнять УЗИ беременности мышиных для создания надежных и воспроизводимых данных с реконструкции матки формы в сетку и твердых 3-D изображения.
Introduction
Рецидивирующий ранняя потеря беременности является одним из наиболее распространенных осложнений после зачатия и затрагивает приблизительно 1% пар пытается забеременеть1,2. Основных механизмов ранней беременности потери различны: от встроенных эмбриональных отклонений и материнской сопутствующих заболеваний, дефектов в эндометрия восприимчивость1,3,4. Из-за их генетических уступчивость мыши модели широко использовались для исследования ранних имплантации эмбриона и беременности. Кроме того короткое время гестационного мыши и способности выполнять крупномасштабные исследования обеспечили растущей полезности мыши в решении ключевых вопросов клинической в репродуктивной медицине5. Впрочем, подавляющее большинство из мышиных экспериментальные проекты по-прежнему требуют многочисленные плотины, чтобы быть euthanized на последовательных дней гестационного для количественной оценки и анализа имплантации место, число, размер и интервал шаблоны во время беременности6, 7,8, тем самым исключая продольных исследований на то же самое животное.
В клинике ультразвук является надежным и бесценным инструментом для мониторинга человеческого плода жизнеспособность и развитие в неинвазивным способом9,10,11. Совсем недавно высокочастотный ультразвук (HFUS) начал найти ограниченное применение в мыши как метод для мониторинга плода жизнеспособность и рост во время беременности12,,1314. Последние технологические достижения в УЗИ позволили применение трехмерной (3-D) данных для визуального реконструкции органы животных и последующего мониторинга патологий15,16, 17. Использование этой передовой технологии обработки изображений заметно улучшилась мощностью, чтобы обнаружить меньший объем колебания, чтобы снизить изменчивость между животных и контролировать прогрессирование патологии или эффективность терапевтического вмешательства17. Хотя основная полезность этой технологии для мониторинга прогрессии злокачественных новообразований в онкомышь модели15,16, 3-D визуализации HFUS лишь недавно был использован чтобы quantitate и контролировать активный рост имплантации эмбриона и развитие плода в матке мыши18.
Здесь мы продемонстрируем для выполнения HFUS изображений для производства 2-D и 3-D данных для создания реконструкций раннего матки беременной мыши. Мы продемонстрировать полезность этого романа метода для выявления этих ранних эмбриональных имплантации событий без необходимости прерывания беременности, что позволяет исследователям для сбора данных в неинвазивным способом.
Protocol
Representative Results
Discussion
Этот роман использования трехмерных изображений HFUS демонстрирует способность успешно обнаруживать, визуализировать и характеризуют места имплантации эмбриона на ранних сроках беременности мышиных неинвазивным способом. Технология предлагает значительное улучшение нынешних метод…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы очень ценим помощь Rong Чжао, Jie Li и Инь Янь.
Materials
| VisualSonics Vevo 2100 Ultrasound Imaging Platform/Machine | VisualSonics, inc. | VS-11945 | |
| Vevo Imaging Station | VisualSonics, inc. | SA-11982 | |
| Aquasonic 100 Ultrasound Transmission Gel | Parker | #SKU PLI 01-08 | |
| Isoflurane (IsoThesia) 100mL bottle | Henry Shein | #29404 | |
| PuraLubenAnimal Ophthalmic Ointment | Dechra | #12920060 |
References
- Rai, R., Regan, L. Recurrent miscarriage. Lancet. 368 (9535), 601-611 (2006).
- Sugiura-Ogasawara, M., Ozaki, Y., Suzumori, N. Management of recurrent miscarriage. J Obstet Gynaecol Res. 40 (5), 1174-1179 (2014).
- Kutteh, W. H. Novel strategies for the management of recurrent pregnancy loss. Semin Reprod Med. 33 (3), 161-168 (2015).
- Page, J. M., Silver, R. M. Genetic Causes of Recurrent Pregnancy Loss. Clin Obstet Gynecol. 59 (3), 498-508 (2016).
- Zhang, J., Croy, B. A. Using ultrasonography to define fetal-maternal relationships: moving from humans to mice. Comp Med. 59 (6), 527-533 (2009).
- Li, S. J., et al. Differential regulation of receptivity in two uterine horns of a recipient mouse following asynchronous embryo transfer. Sci Rep. 5, 15897 (2015).
- Ding, Y. B., et al. 5-aza-2′-deoxycytidine leads to reduced embryo implantation and reduced expression of DNA methyltransferases and essential endometrial genes. PLoS One. 7 (9), e45364 (2012).
- Kusakabe, K., Naka, M., Ito, Y., Eid, N., Otsuki, Y. Regulation of natural-killer cell cytotoxicity and enhancement of complement factors in the spontaneously aborted mouse placenta. Fertil Steril. 90 (4 Suppl), 1451-1459 (2008).
- Demianczuk, N. N., et al. The use of first trimester ultrasound. J Obstet Gynaecol Can. 25 (10), 864-875 (2003).
- Thompson, H. E. Evaluation of the obstetric and gynecologic patient by the use of diagnostic ultrasound. Clin Obstet Gynecol. 17 (4), 1-25 (1974).
- Unterscheider, J., et al. Definition and management of fetal growth restriction: a survey of contemporary attitudes. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 174, 41-45 (2014).
- Greco, A., et al. High frequency ultrasound for in vivo pregnancy diagnosis and staging of placental and fetal development in mice. PLoS One. 8 (10), e77205 (2013).
- Flores, L. E., Hildebrandt, T. B., Kuhl, A. A., Drews, B. Early detection and staging of spontaneous embryo resorption by ultrasound biomicroscopy in murine pregnancy. Reprod Biol Endocrinol. 12, 38 (2014).
- Nguyen, T. M., et al. Estimation of mouse fetal weight by ultrasonography: application from clinic to laboratory. Lab Anim. 46 (3), 225-230 (2012).
- Singh, S., et al. Quantitative volumetric imaging of normal, neoplastic and hyperplastic mouse prostate using ultrasound. BMC Urol. 15, 97 (2015).
- Liu, L., et al. Ultrasound-mediated destruction of paclitaxel and oxygen loaded lipid microbubbles for combination therapy in ovarian cancer xenografts. Cancer Lett. 361 (1), 147-154 (2015).
- Ni, J., et al. Monitoring Prostate Tumor Growth in an Orthotopic Mouse Model Using Three-Dimensional Ultrasound Imaging Technique. Transl Oncol. 9 (1), 41-45 (2016).
- Peavey, M. C., et al. Three-Dimensional High-Frequency Ultrasonography for Early Detection and Characterization of Embryo Implantation Site Development in the Mouse. PLoS One. 12 (1), e0169312 (2017).
- Song, H., et al. Cytosolic phospholipase A2alpha is crucial [correction of A2alpha deficiency is crucial] for ‘on-time’ embryo implantation that directs subsequent development. Development. 129 (12), 2879-2889 (2002).
- Nallasamy, S., Li, Q., Bagchi, M. K., Bagchi, I. C. Msx homeobox genes critically regulate embryo implantation by controlling paracrine signaling between uterine stroma and epithelium. PLoS Genet. 8 (2), e1002500 (2012).
- Hirate, Y., et al. Mouse Sox17 haploinsufficiency leads to female subfertility due to impaired implantation. Sci Rep. 6, 24171 (2016).
- Wang, T. S., et al. Dysregulated LIF-STAT3 pathway is responsible for impaired embryo implantation in a Streptozotocin-induced diabetic mouse model. Biol Open. 4 (7), 893-902 (2015).
- Ji, R. P., et al. Onset of cardiac function during early mouse embryogenesis coincides with entry of primitive erythroblasts into the embryo proper. Circ Res. 92 (2), 133-135 (2003).
- Srinivasan, S., et al. Noninvasive, in utero imaging of mouse embryonic heart development with 40-MHz echocardiography. Circulation. 98 (9), 912-918 (1998).
- Franco, N. H., Olsson, I. A. Scientists and the 3Rs: attitudes to animal use in biomedical research and the effect of mandatory training in laboratory animal science. Lab Anim. 48 (1), 50-60 (2014).
- Pratap, K., Singh, V. P. A training course on laboratory animal science: an initiative to implement the Three Rs of animal research in India. Altern Lab Anim. 44 (1), 21-41 (2016).
- Landi, M. S., Shriver, A. J., Mueller, A. Consideration and checkboxes: incorporating ethics and science into the 3Rs. J Am Assoc Lab Anim Sci. 54 (2), 224-230 (2015).
