Özet

二光子顕微鏡を用いたマウス脊髄 in vivoイメージング

Published: January 05, 2012
doi:

Özet

マウス脊柱を安定させ、繰り返し実行するために低侵襲プロトコル<em> in vivoで</em二光子顕微鏡を使用して>脊髄の画像が記載されている。このメソッドは、呼吸器誘発性の動きを最小限にしてもアライメントや後処理他を必要としない生の画像データを生成するために脊椎安定化装置と麻酔薬の処方を組み合わせたもの。

Abstract

in vivoで遺伝的に特定の細胞型2-3に蛍光タンパク質を発現するように設計されているマウスでは、二光子顕微鏡1を用いたイメージングでは、大幅にin vivoで 4-7 多くの組織で生理的および病理学的プロセスの知識を広げている。中枢神経系(CNS)の研究では、小説などの下でニューロン、アストロサイト、ミクログリア、などの細胞の挙動について、しばしば予想外の所見の茄多を生産している脳内のin vivoイメージングの幅広い応用がなされている生理学的または病理学的条件8月17日 。しかし、主に技術的な合併症は、生きているマウスの脊髄の研究ではin vivoイメージングの実装を制限してきた。特に、肺と心臓への脊髄の解剖学的接近は、イメージング生体脊髄やりがいのある仕事になる重要な動きのアーティファクトを生成します。 </P>

我々は、脊柱を安定させる呼吸器誘発性の動きを減らし、それによってin vivoで画像にマウス脊髄をする二光子顕微鏡の使用を容易にすることによって脊髄のイメージングの固有の限界を克服する新しい方法を開発した。これは、呼吸器誘発性運動の有意な減少をもたらす、深い麻酔の方法でカスタマイズされた脊椎安定化装置を組み合わせることによって実現されます。このビデオプロトコルは、組織の損傷を維持して最小限に出血が長期間にわたって安定した生理的条件下で維持することができる生きている脊髄の小さな領域を公開する方法を示しています。高分解能in vivo 詳細ミクログリアと血管の間の密接な関係を取得した代表的な生のイメージ。タイムラプスシーケンスは、生きたマウスの脊髄でのミクログリアのプロセスの動的な挙動を示しています。また、同じz -フレームの連続スキャンが示すのこのメソッドは画像の位置合わせ後の取得を必要としない画像および/またはタイムラプスムービーのスタックを生成するために達成することができる卓越した安定性。最後に、我々は生体内で進行中の生理学的または病理学的プロセスの縦断的研究を可能にする、このメソッドは、後でタイムポイントでの脊髄の同じ領域を再検討し、再イメージングするために使用できる方法を示します。

Protocol

1。脊椎安定化装置の構築ナリシゲSTS -コンパクト脊髄クランプとナリシゲMA – 6Nヘッド保持アダプタを注文。 カスタム設計とその脊柱と尾部がクランプされている間、動物の頭部がサポートされているように整列二つナリシゲの部分を保持するためにステンレス製の底板を作る。デバイス全体は通常低下顕微鏡のステージ上に顕微鏡レンズの下に入る必要があることに留意して…

Discussion

方法は2つの光子顕微鏡を用いて麻酔したマウスの脊髄における人口密度の高い蛍光細胞構造の安定及びin vivoでの反復的なイメージングを可能にするここで説明する。実現性はカスタムメイドの脊椎安定化装置や呼吸器誘発性運動のアーチファクトを減少させる麻酔療法の結果です。脊椎安定化装置は、マウス本体の下に呼吸スペースを可能にし、市販の脊髄クランプとヘッド取付部?…

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は全国多発性硬化症によってサポートされていた社会助成金適応および/ ​​またはDavalos 、J Neurosciの方法より転載KAフィギュアや映画へのDDとNIH / NINDS助成NS051470、NS052189とNS066361へRG4595A1 / T。 2008年03月30; 169(1):1 – 7 2008著作権、エルゼビアの許可を得て。

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Yorumlar
Rhodamine B dextran Invitrogen D1841 70 kDa, diluted in
ACSF (3% w/v)
Ketamine HCl Bionichepharma NDC No: 67457-001-10 Injectable, 50mg/ml
Anased Lloyd Labs NADA No: 139-236 Xylazine injectable,
20mg/ml
Acepromazine Vedco NADA No: 117-531 Injectable,10mg/ml
Artificial tears
ointment
Phoenix
pharmaceutical
NDC No: 57319-760-
25
Lubricant
Betadine Fisher 19-061617  
McPherson-Westcott
Scissors
World Precision
Instruments
555500S Curved, blunt-tip
scissors
Straight Forceps World Precision
Instruments
555047FT Toothed tip forceps
Small vessel cauterize Fine Science Tools 18000-00  
Gelfoam Pharmacia,Pfizer Inc. Mixer Mill MM400  
Compact spinal cord
clamps
Narishige STS-A  
Head holding adaptor Narishige MA-6N  
Gelseal Amersham
Biosciences Corp.
80-6421-43  
Lactated Ringers Baxter Healthcare 2B8609  
Buprenex Reckit Benckiser
Pharmaceuticals Inc.
NDC No: 12496-
6757-1
Buprenorphine,
injectable
Baytril Bayer NADA 140-913 Enrofloxacin,
antibacterial injectable
2.27% (20ml)
Heating pad – Large Fine Science Tools 21060-10  

Referanslar

  1. Denk, W., Strickler, J. H., Webb, W. W. Two-photon laser scanning fluorescence microscopy. Science. 248, 73-76 (1990).
  2. Tsien, R. Y. The green fluorescent protein. Annu. Rev. Biochem. 67, 509-544 (1998).
  3. Feng, G. Imaging neuronal subsets in transgenic mice expressing multiple spectral variants of GFP. Neuron. 28, 41-51 (2000).
  4. Helmchen, F., Denk, W. Deep tissue two-photon microscopy. Nat. Methods. 2, 932-940 (2005).
  5. Germain, R. N., Miller, M. J., Dustin, M. L., Nussenzweig, M. C. Dynamic imaging of the immune system: progress, pitfalls and promise. Nat. Rev. Immunol. 6, 497-507 (2006).
  6. Misgeld, T., Kerschensteiner, M. In vivo imaging of the diseased nervous system. Nat. Rev. Neurosci. 7, 449-463 (2006).
  7. Svoboda, K., Yasuda, R. Principles of two-photon excitation microscopy and its applications to neuroscience. Neuron. 50, 823-839 (2006).
  8. Davalos, D. ATP mediates rapid microglial response to local brain injury in vivo. Nat. Neurosci. 8, 752-758 (2005).
  9. Nimmerjahn, A., Kirchhoff, F., Helmchen, F. Resting microglial cells are highly dynamic surveillants of brain parenchyma in vivo. Science. 308, 1314-1318 (2005).
  10. Grutzendler, J., Kasthuri, N., Gan, W. B. Long-term dendritic spine stability in the adult cortex. Nature. 420, 812-816 (2002).
  11. Svoboda, K., Denk, W., Kleinfeld, D., Tank, D. W. In vivo dendritic calcium dynamics in neocortical pyramidal neurons. Nature. 385, 161-165 (1997).
  12. Trachtenberg, J. T. Long-term in vivo imaging of experience-dependent synaptic plasticity in adult cortex. Nature. 420, 788-794 (2002).
  13. Wang, X. Astrocytic Ca2+ signaling evoked by sensory stimulation in vivo. Nat. Neurosci. 9, 816-823 (2006).
  14. Christie, R. H. Growth arrest of individual senile plaques in a model of Alzheimer’s disease observed by in vivo multiphoton microscopy. J. Neurosci. 21, 858-864 (2001).
  15. Tsai, J., Grutzendler, J., Duff, K., Gan, W. B. Fibrillar amyloid deposition leads to local synaptic abnormalities and breakage of neuronal branches. Nat. Neurosci. 7, 1181-1183 (2004).
  16. Grutzendler, J., Gan, W. B. Two-photon imaging of synaptic plasticity and pathology in the living mouse brain. NeuroRx. 3, 489-496 (2006).
  17. Takano, T., Han, X., Deane, R., Zlokovic, B., Nedergaard, M. Two-photon imaging of astrocytic Ca2+ signaling and the microvasculature in experimental mice models of Alzheimer’s disease. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1097, 40-50 (2007).
  18. Jung, S. Analysis of Fractalkine Receptor CX3CR1 Function by Targeted Deletion and Green Fluorescent Protein Reporter Gene Insertion. Mol. Cell. Biol. 20, 4106-4114 (2000).
  19. Kerschensteiner, M., Schwab, M. E., Lichtman, J. W., Misgeld, T. In vivo imaging of axonal degeneration and regeneration in the injured spinal cord. Nat. Med. 11, 572-577 (2005).
  20. Kim, J. V. Two-photon laser scanning microscopy imaging of intact spinal cord and cerebral cortex reveals requirement for CXCR6 and neuroinflammation in immune cell infiltration of cortical injury sites. J. Immunol. Methods. 352, 89-100 (2010).
  21. Shakhar, G. Stable T cell-dendritic cell interactions precede the development of both tolerance and immunity in vivo. Nat. Immunol. 6, 707-714 (2005).
  22. Tadokoro, C. E. Regulatory T cells inhibit stable contacts between CD4+ T cells and dendritic cells in vivo. J Exp Med. 203, 505-511 (2006).
  23. Lindquist, R. L. Visualizing dendritic cell networks in vivo. Nat. Immunol. 5, 1243-1250 (2004).
  24. Schwickert, T. A. vivo imaging of germinal centres reveals a dynamic open structure. Nature. 446, 83-87 (2007).

Play Video

Bu Makaleden Alıntı Yapın
Davalos, D., Akassoglou, K. In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy. J. Vis. Exp. (59), e2760, doi:10.3791/2760 (2012).

View Video