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Scientific reports2017Apr24Vol.7issue()

クプリゾン脱髄モデルの定量的ミエリンイメージング法としての高速高分子プロトン分率マッピングの組織学的検証

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

マウスにおけるカプリゾン誘発性脱髄は、前臨床多発性硬化症研究で頻繁に使用されるモデルです。最近の臨床的に標的としたMRI法である高速高分子プロトン画分(MPF)マッピングは、白質(WM)と灰白質(GM)脱髄の両方に感度の特に利点を持つヒトおよび動物研究のミエリンバイオマーカーとしての約束を示しました。この研究は、Cuprizone脱髄モデルを使用して脳組織のミエリン損失を定量化するために、MPFマッピングの能力を組織学的に検証することを目的としています。高速シングルポイント合成参照法を使用して、7カプリゾン処理と7つのコントロール‑ 57BL/6マウスの11.7T動物MRIスキャナーでin vivoで全脳のMPFマップを取得しました。脳切片は、ミエリンの定量化のためにLuxol Fast Blue(LFB)で組織学的に染色されました。すべての解剖学的構造(脳梁、前房、内部カプセル、視床、肺炎、および皮質)のLFB染色とMPFの両方に従って、カプリゾン治療動物の重要な(P <0.05)脱髄が発見されました。MPFは、すべての動物(r = 0.95、p <0.001)および個別に採取された治療および対照群(r = 0.96、p = 0.002およびr = 0.93、p = 0.007)の定量的組織学と強く相関していました。組織学的ミエリン染色とMPFの間の密接な一致は、高速MPFマッピングにより、WMとGMの両方で脱髄の堅牢かつ正確な定量的評価を可能にすることを示唆しています。

マウスにおけるカプリゾン誘発性脱髄は、前臨床多発性硬化症研究で頻繁に使用されるモデルです。最近の臨床的に標的としたMRI法である高速高分子プロトン画分(MPF)マッピングは、白質(WM)と灰白質(GM)脱髄の両方に感度の特に利点を持つヒトおよび動物研究のミエリンバイオマーカーとしての約束を示しました。この研究は、Cuprizone脱髄モデルを使用して脳組織のミエリン損失を定量化するために、MPFマッピングの能力を組織学的に検証することを目的としています。高速シングルポイント合成参照法を使用して、7カプリゾン処理と7つのコントロール‑ 57BL/6マウスの11.7T動物MRIスキャナーでin vivoで全脳のMPFマップを取得しました。脳切片は、ミエリンの定量化のためにLuxol Fast Blue(LFB)で組織学的に染色されました。すべての解剖学的構造(脳梁、前房、内部カプセル、視床、肺炎、および皮質)のLFB染色とMPFの両方に従って、カプリゾン治療動物の重要な(P <0.05)脱髄が発見されました。MPFは、すべての動物(r = 0.95、p <0.001)および個別に採取された治療および対照群(r = 0.96、p = 0.002およびr = 0.93、p = 0.007)の定量的組織学と強く相関していました。組織学的ミエリン染色とMPFの間の密接な一致は、高速MPFマッピングにより、WMとGMの両方で脱髄の堅牢かつ正確な定量的評価を可能にすることを示唆しています。

Cuprizone-induced demyelination in mice is a frequently used model in preclinical multiple sclerosis research. A recent quantitative clinically-targeted MRI method, fast macromolecular proton fraction (MPF) mapping demonstrated a promise as a myelin biomarker in human and animal studies with a particular advantage of sensitivity to both white matter (WM) and gray matter (GM) demyelination. This study aimed to histologically validate the capability of MPF mapping to quantify myelin loss in brain tissues using the cuprizone demyelination model. Whole-brain MPF maps were obtained in vivo on an 11.7T animal MRI scanner from 7 cuprizone-treated and 7 control С57BL/6 mice using the fast single-point synthetic-reference method. Brain sections were histologically stained with Luxol Fast Blue (LFB) for myelin quantification. Significant (p < 0.05) demyelination in cuprizone-treated animals was found according to both LFB staining and MPF in all anatomical structures (corpus callosum, anterior commissure, internal capsule, thalamus, caudoputamen, and cortex). MPF strongly correlated with quantitative histology in all animals (r = 0.95, p < 0.001) as well as in treatment and control groups taken separately (r = 0.96, p = 0.002 and r = 0.93, p = 0.007, respectively). Close agreement between histological myelin staining and MPF suggests that fast MPF mapping enables robust and accurate quantitative assessment of demyelination in both WM and GM.

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