- абстрактно
- Въведение:
- резултатите:
- дискусия:
- методи:
- Основното
- резултатът
- Общ растеж
- ЯМР
- имунохистохимия
- Сравнение на дифузионни и хистологични измервания
- дискусия
- методи
- елементи
- Фиксация на мозъка
- Образи и анализ
- имунохистохимия
- Оценка на астроцитите
- Оценка на миелина
- статистика
- Отчет за финансова подкрепа
абстрактно
Хроничната хипоксия при гризачи причинява увреждане на бялото вещество (WM), подобно на това при недоносените бебета. Използвахме дифузно тензорно изобразяване (DTI) и имунохистохимия, за да изследваме ефекта на хипоксията върху незрелия пор в два момента на развитие, свързани с недоносения и терминален мозък.
резултатите:
При изображения ex vivo коефициентът на привидна дифузия (ADC) намалява през WM след 10 дни хипоксия (хипоксия от постнаталния ден 10 (P10) до P20 и убива при P20 (ранна хипоксия P20)), съответстващо на повишена астроцитоза и намалена миелинизация. Дифузионните стойности се нормализират след 10 дни на нормоксия (хипоксия от P10 до P20 и убити при P30 (ранна хипоксия P30)), но имунохистохимията разкрива значителна астроцитоза и хипомиелинизация. За разлика от това, ADC и анизотропията се увеличават след 10 дни хипоксия в по-късен момент от развитието (хипоксия от P20 до P30 и убити при P30 (късна хипоксия P30)), с по-малко астроцитоза и по-изразена миелинизация.
дискусия:
Моделите на промени в изобразяването и хистологията варират в зависимост от времето на развитие, в което е възникнала хипоксия. Нормализирането на скоростите на дифузия не съответства на нормализирането на основната хистопатология.
методи:
Поровете бяха изложени на 10% хипоксия и бяха разделени на три групи: ранна хипоксия P20, ранна хипоксия P30 и късна хипоксия P30.
Основното
Поради нарастващия брой бебета с много ниска раждаемост, които изпитват двигателни, когнитивни и поведенчески разстройства, подходящ животински модел на преждевременно увреждане на мозъка трябва да бъде от голяма стойност. Предишна работа при гризачи показа, че хроничната хипоксия поражда вентрикуломегалия, намалява обемите на кората и намалява размера на невроните (1, 2). Хистологичните проучвания показват, че хипоксията има неблагоприятен ефект върху олигодендроцитите и аксоналните връзки в развиващия се мозък на гризачи (3, 4). В това проучване ние използваме незрял пор, за да се разшири до тези модели на гризачи и да характеризираме ефекта на хипоксия, използвайки дифузно тензорно изображение (DTI) върху фиксирана тъкан, последвано от хистопатология.
За разлика от гризачите, порът се ражда лизенцефаличен и се подлага на кортикален състав през първите няколко постнатални седмици. Миелинизацията, сгъването на жиралите и развитието на предния мозък се появяват след раждането, което отличава порчето от другите модели и позволява уникален период на проучване или намеса. В допълнение, микроструктурното развитие се развива по начин, подобен на човешкия мозък, което прави порът потенциално ценен модел на мозъчно увреждане при недоносени човешки бебета (5, 6). Порът може да се изследва и в лабораторни условия. Неговият относително малък размер позволява лесно използване в стандартните сензори за ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) и е сравнително евтин в сравнение с по-големите и по-сложни животни, които изискват интензивни грижи.
Тази работа характеризира модел на мозъчно увреждане и промени в развитието на мозъка при незрял пор, дължащ се на хронична хипоксия. Опитахме се да използваме ЯМР с DTI, за да определим ефекта на хипоксията в два ключови периода на развитие при узряването на мозъка на пор и да изследваме хистопатологичните корелации на дифузионните параметри. Следродилният ден 10 (P10) при пор е еквивалентен на новородено на 25 седмици от бременността, докато P20 е еквивалентен на човешки термин (5). Ние предположихме, че хроничната сублетална хипоксия би причинила различни модели на увреждане на бялото вещество (WM) въз основа на времето на хипоксичната обида спрямо етапа на развитие на мозъка.
резултатът
Общ растеж
Теглото на тялото и мозъка на контролните и експерименталните животни са получени по време на жертвоприношението ( маса 1 ). Поровете в групата с първоначална хипоксия от групата P20 са имали по-ниско тегло на тялото и мозъка в сравнение с контролите, съответстващи на възрастта. В първоначалната група с P30 с хипоксия експерименталните животни са склонни да отслабват в сравнение с контролите P30, но подобна тенденция не се наблюдава в мозъчното тегло. Налице е намаление в групата P30 със забавена хипоксия (P
Т2-претеглени изображения на контролен и хипоксичен мозък на пор. Аксиалните сечения на нивото на средната (горна) и средната полуовална (долна) с представителни области на интерес са показани в избрани секции на WM. ( а, б ) Р20 контрол; ( ° С, д ) ранна хипоксия P20; ( д, е ) Р30 контрол; ( ж, з ) ранна хипоксия P30; а ( i, j ) късна хипоксия P30. AWM, предна бяла маса; CC, corpus callosum; IC, вътрешна капсула; MWM, средно бяло вещество; Р20, постнатален ден 20; Р30, постнатален ден 30; ШИМ, задно бяло вещество; WM, бяло вещество.
Изображение в пълен размер
По отношение на експозицията на хипоксия, поровете от първоначалната група с хипоксия P20 имат намален привиден коефициент на дифузия (ADC; P
Скоростта на разсейване на бялото вещество (WM) се влияе от времето на хипоксия. а ) Промени в ADM WM в контролни и експериментални групи. б ) Промени в WM RA в контролни и експериментални групи. Баровете и линиите представляват средните и 95% доверителни интервали за всяка област. Отворен, преден WM; излюпен, среден WM; вертикални ивици, заден WM; шахматна дъска, вътрешна капсула; отворена решетка, corpus callosum. * P ≤ 0, 05 в сравнение с контролите, свързани с възрастта. ADC, привиден коефициент на дифузия; Р20, постнатален ден 20; Р30, постнатален ден 30; RA, относителна анизотропия.
Изображение в пълен размер
Незрелите порове, изложени на хипоксия от P10 до P20, които след това се поддържат в нормална среда в продължение на 10 дни (ранна хипоксия P30), са подобни на контролите, съответстващи на възрастта. Няма разлика в ADC, RA, аксиална или радиална дифузия във всяка област. Специфичните разлики, наблюдавани в групата с ранна P20 хипоксия, не се запазват дори след 10 дни нормоксия.
Поровете, изложени на хипоксия в по-късна възраст (късна хипоксия P30), показват различен характер на дифузните аномалии. Стойностите на ADC са по-високи в сравнение с контролите P30 във всички области на центъра на полуова (P
Оцветяването на глиалния фибриларен киселинен протеин на 20-ия ден след раждането (P20) се увеличава след хипоксия. Изгледите с ниска и висока мощност показват повишена плътност на астроцитите (черни стрелки) в групата P20 с ранна хипоксия. S, бразда; V, камера. Лента = 250 μm.
Изображение в пълен размер
Оцветяването на глиалния фибриларен киселинен протеин на 30-ия ден след раждането (P30) варира в зависимост от времето на хипоксията. Астроцитното оцветяване е налице в коронални срези на контролни животни, повишено в началото на P30 хипоксия и намалено в края на P30 хипоксия. S, бразда; V, камера. Лента = 250 μm.
Изображение в пълен размер
Плътност на астроцитите в контрола срещу хипоксични мозъци. Отваряне, контрол; хоризонтални ивици, ранна хипоксия P20; излюпена, ранна хипоксия P30; диагонална решетка, късна хипоксия P30. Пръчките и линиите представляват средството ± SEM. * Р
Сравнение на параметрични карти на оцветяване на анизотропия и основен протеин на миелин (MBP) при Р20. Параметрични карти на относителна анизотропия (RA) (вляво) в сравнение с MBP оцветяване при ниска (средна) и висока (дясна) енергия на коронални секции в контрола спрямо хипоксичните мозъци. Областите с по-висока интензивност на параметричните карти показват по-висок RA. Р20, постнатален ден 20; V, камера. Лента = 250 μm.
Изображение в пълен размер
Сравнение на параметрични карти на оцветяване на анизотропия и основен протеин на миелин (MBP) при Р30. Параметрични карти на относителна анизотропия (RA) (вляво) в сравнение с MBP оцветяване при ниска (средна) и висока (дясна) енергия на коронални секции в контрола спрямо хипоксични мозъци. Областите с по-висока интензивност на параметричните карти показват по-висок RA. Р30, постнатален ден 30; V, камера. Лента = 250 μm.
Изображение в пълен размер
Сравнение на дифузионни и хистологични измервания
При сравняване на абсолютните стойности не открихме корелация между степента на дифузия и хистологията. Въпреки това, използвайки групово сравнение, ADC е по-нисък в мозъка с броя на GFAP над нивото на гестационен контрол в сравнение с мозъците, които показват броя на GFAP под нивата на предния контрол (0,34 ± 0,01 срещу 0,39 ± 0,01, P = 0, 02), в средата (0, 30) ± 0, 01 срещу 0, 38 ± 0, 02, P