Is mijn muis zwanger? Hoogfrequente echografie
Summary
Echografie met hoge resolutie kan helpen bij het stroomlijnen van experimenten die getijde zwangere muizen vereisen door de staat van zwangerschap, zwangerschapsduur en zwangerschapsverliezen te bepalen. Hier wordt een protocol gepresenteerd om methoden te illustreren om muiszwangerschappen te beoordelen, evenals mogelijke valkuilen (beeldartefacten) die zwangerschap kunnen nabootsen.
Abstract
De muis is het diermodel bij uitstek voor veel menselijke ziekten en biologische processen. Ontwikkelingsbiologie vereist vaak geënsceneerde zwangere muizen om evoluerende processen op verschillende tijdstippen te bepalen. Bovendien vereist een optimale en efficiënte fokkerij van modelmuizen een beoordeling van getijde zwangerschappen. Meestal worden muizen ‘s nachts gepaard en wordt de aanwezigheid van een vaginale plug bepaald; de positieve voorspellende waarde van deze techniek is echter suboptimaal en men moet wachten om te weten of de muis echt zwanger is. Hoge resolutie echografie biomicroscopie is een effectief en efficiënt hulpmiddel voor beeldvorming: 1) Of een muis zwanger is; 2) Welk zwangerschapsfase de muis heeft bereikt; en 3) Of er intra-uteriene verliezen zijn. Naast de embryo’s en foetussen moet de onderzoeker ook veel voorkomende artefacten in de buikholte herkennen om deze niet te verwarren met een gravid baarmoeder. Dit artikel bevat een protocol voor beeldvorming, samen met illustratieve voorbeelden.
Introduction
De muis is het voorkeursmodel voor zoogdieren voor veel menselijke ziekten en biologische processen1,2,3,4. Onderzoek in ontwikkelingsbiologie vereist vaak geënsceneerde zwangere muizen om evoluerende processen te bepalen op verschillende tijdstippen5,6,7,8. Bovendien vereist een optimale en effectieve fokkerij van modelmuizen een beoordeling van getijde zwangerschappen, vooral wanneer onderzoekers de effecten van een genmutatie op de ontwikkeling bestuderen. Meestal paren onderzoekers ‘s nachts heterozygote muizen, zoeken ze de volgende ochtend vroeg naar een vaginale plug en hopen ze dat er een zwangerschap volgt9. Het bepalen van intra-uterien verlies begint meestal met het controleren van een pasgeboren nest op Mendelian-verhoudingen van genotypen, vervolgens achteruit werken door zwangere muizen in verschillende zwangerschapsfasen op te offeren en de embryo’s te herstellen. Onderzoekers kunnen gewichtstoename bepalen als metriek van een positieve zwangerschap10,11; echter, vooral bij genetisch gemanipuleerde muizen, kunnen de nesten erg klein zijn en vervolgens worden geresorbeerd wanneer er intra-uterien verlies is waardoor de gewichtstoename mogelijk niet duidelijk is (vooral vroeg in de zwangerschap, ~E6,5–8,5). Een muis kan vals zwanger lijken als gevolg van bijvoorbeeld een goedaardige buiktumor. In wezen werkt men “blind”.
Hoge resolutie echografie biomicroscopie maakt directe visualisatie van de gravid baarmoeder en het ontwikkelen van muis embryo’s12,13,14,15,16. Hoewel we aanvankelijk methoden hadden ontwikkeld om embryonale muis cardiovasculaire fysiologie16,17te beoordelen, erkenden we het nut van deze beeldvormingsmodaliteit om onze muizenfokkerij te stroomlijnen. In het bijzonder hoefden we niet langer te wachten om te “zien” of een muis zwanger was, op basis van de duidelijke gewichtstoename of levering van een nest; we konden de gravid-toestand bepalen en muizen snel opnieuw paren als de moeder niet zwanger was. Bovendien kunnen intra-uteriene verliezen ook gemakkelijk in beeld worden gebeeld voorgebeeld en kan een tijdlijn van verlies worden bepaald zonder de muis op te offeren (zie figuur 1 voor een schema). Tijd, waardevolle modelmuizen en fondsen kunnen dus worden bespaard.
Protocol
Representative Results
Discussion
De belangrijkste eerste stap in de beeldvorming is om de vagina te identificeren en vervolgens de bifurcatie van de baarmoederhoorn naar links en rechts te bepalen. Door elke baarmoederhoorn te volgen, is de kans kleiner dat de imager lussen van de darm verkeerd identificeert als de baarmoeder. Bovendien is het begrijpen van de variaties in het uiterlijk van de darm (met / zonder fecale materie) belangrijk om deze van de baarmoeder te onderscheiden; af en toe kunnen fecale “ballen” in darmlussen een gravid (zwangere) baa…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
geen.
Materials
| Depilatory cream | |||
| Ethanol, 70% | |||
| Fur clippers | |||
| Gauze or KimWipes | |||
| Isoflurane | |||
| Medical oxygen (optional) | |||
| Medical tape | |||
| Mouse imaging system (including anesthesia set-up and imaging platform) | Fujifilm Visual Sonics | Various | Any system with 40 MHz center-frequency ultrasound transducer probe |
| Razor blade (not a safety razor) | |||
| Scale (to weigh mouse) | |||
| Ultrasound gel |
References
- Bogue, M. A., et al. Mouse Phenome Database: an integrative database and analysis suite for curated empirical phenotype data from laboratory mice. Nucleic Acids Research. 46, 843-850 (2018).
- Ito, R., Takahashi, T., Ito, M. Humanized mouse models: Application to human diseases. Journal of Cellular Physiology. 233 (5), 3723-3728 (2018).
- Law, M., Shaw, D. R. Mouse Genome Informatics (MGI) is the international resource for information on the laboratory mouse. Methods in Molecular Biology. 1757, 141-161 (2018).
- Rydell-Törmänen, K., Johnson, J. R. The applicability of mouse models to the study of human disease. Methods in Molecular Biology. 1940, 3-22 (2019).
- Hinton, R. B., Yutzey, K. E. Heart valve structure and function in development and disease. Annual Reviews of Physiology. 73, 29-46 (2011).
- Dickinson, M. E., et al. High-throughput discovery of novel developmental phenotypes. Nature. 537 (7621), 508-514 (2016).
- Tam, P. P. L., et al. Formation of the embryonic head in the mouse: attributes of a gene regulatory network. Current Topics in Developmental Biology. 117, 497-521 (2016).
- Palis, J. Hematopoietic stem cell-independent hematopoiesis: emergence of erythroid, megakaryocyte, and myeloid potential in the mammalian embryo. FEBS Letters. 590 (22), 3965-3974 (2016).
- Behringer, R., Gertsenstein, M., Nagy, K. V., Nagy, A. Selecting female mice in estrus and checking plugs. Cold Spring Harbor Protocols. 2016 (8), (2016).
- Heyne, G. W., et al. A simple and reliable method for early pregnancy detection in inbred mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (4), 368-371 (2015).
- Finlay, J. B., Liu, X., Ermel, R. W., Adamson, T. W. Maternal weight gain as a predictor of litter size in Swiss Webster, C57BL/6J, and BALB/cJ mice. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (6), 694-699 (2015).
- Zhou, Y. Q., et al. Applications for multifrequency ultrasound biomicroscopy in mice from implantation to adulthood. Physiological Genomics. 10 (2), 113-126 (2002).
- Ji, R. P., Phoon, C. K. L. Noninvasive localization of nuclear factor of activated T cells c1-/- mouse embryos by ultrasound biomicroscopy-Doppler allows genotype-phenotype correlation. Journal of the American Society of Echocardiography. 18 (12), 1415-1421 (2005).
- Kulandavelu, S., et al. Embryonic and neonatal phenotyping of genetically engineered mice. ILAR Journal. 47 (2), 103-117 (2006).
- Mu, J., Slevin, J. C., Qu, D., McCormick, S., Adamson, S. L. In vivo quantification of embryonic and placental growth during gestation in mice using micro-ultrasound. Reproductive Biology and Endocrinology. 6, 34 (2008).
- Phoon, C. K. L., Turnbull, D. H. Cardiovascular imaging in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 6 (1), 15-38 (2016).
- Phoon, C. K. L., Turnbull, D. H. Ultrasound biomicroscopy-Doppler in mouse cardiovascular development. Physiological Genomics. 14 (1), 3-15 (2003).
- Peavey, M. C., et al. A novel use of three-dimensional high-frequency ultrasonography for early pregnancy characterization in the mouse. Journal of Visualized Experiments. (128), e56207 (2017).
- 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), 77205 (2013).
- Flores, L. E., Hildebrandt, T. B., Kühl, A. A., Drews, B. Early detection and staging of spontaneous embryo resorption by ultrasound biomicroscopy in murine pregnancy. Reproductive Biology and Endocrinology. 12, 38 (2014).
- Norton, W. B., et al. Refinements for embryo implantation surgery in the mouse: comparison of injectable and inhalant anesthesias – tribromoethanol, ketamine and isoflurane – on pregnancy and pup survival. Laboratory Animal. 50 (5), 335-343 (2016).
- Thaete, L. G., Levin, S. I., Dudley, A. T. Impact of anaesthetics and analgesics on fetal growth in the mouse. Laboratory Animal. 47 (3), 175-183 (2013).
- Phoon, C. K. L., et al. Tafazzin knockdown in mice leads to a developmental cardiomyopathy with early diastolic dysfunction preceding myocardial noncompaction. Journal of the American Heart Association. 1 (2), (2012).
