A Novel 3D Imaging Pipeline for Analyzing Efficacy of Compounds on Amyloid-Beta Plaque Dynamics in Pre-clinical Alzheimer’s Disease Animal Models
Postery | 2023 | Bruker | ASMSInstrumentace
Alzheimerova choroba je charakterizována akumulací amyloid-beta (Aβ) plaků v mozkové tkáni. Kvantifikace prostorové distribuce těchto plaků ve 3D celého mozku je klíčová pro hodnocení progrese onemocnění i účinků experimentálních terapií. Tradiční metody často spoléhají na destruktivní homogenizaci nebo 2D řezy, což omezuje schopnost regionálně selektivního a vysoce průtokového zobrazení.
Primárním cílem bylo vyvinout a validovat novou zobrazovací pipeline založenou na technologii TissueVision Serial Two-Photon Plus (STP2) pro kvantitativní hodnocení Aβ plaků v modelech Alzheimerovy choroby (5XFAD a SAA myši). Doplňkově se integrovala sekundární analýza pomocí AmberGen MALDI HiPLEX-IHC a Bruker Daltonics IMS pro multiplexní proteomický profil vybraných mozkových oblastí.
Všechny mozky myší byly fixovány 4% PFA, embedded v agarózovém bloku a sekcionovány ve 2D řezech (50–100 μm). Následovalo STP2 zobrazování s excitací 780 nm pro autofluorescenci a Methoxy-X04 značení plaků.
STP2 pipeline umožnila detailní 3D mapování hustoty Aβ plaků v různých mozkových regionech napříč čtyřmi časovými body (2, 3, 4 a 6 měsíců). Klíčová zjištění:
Navržená pipeline nabízí vysokou citlivost i prostorové rozlišení, umožňuje neinvazivní sledování progrese onemocnění a efektivity léčiv v preklinických studiích. Integrace multiplexní proteomiky poskytuje komplexní molekulární obraz patologických změn v cílových oblastech.
Očekává se rozšíření této metodiky na lidské tkáně v post-mortem studiích a na další neurodegenerativní modely. Kombinace STP2 s novými značeními a pokročilou AI-analýzou by mohla zlepšit automatické rozpoznávání patologických struktur a podpořit vývoj personalizovaných terapií.
Představená 3D zobrazovací pipeline STP2 doplněná MALDI HiPLEX-IHC a IMS úspěšně kvantifikuje prostorovou a molekulární progresi Aβ plaků v myších modelech Alzheimerovy choroby. Tato přístupná a vysoce paralelizovatelná technologie nabízí nový standard pro preklinický výzkum a validaci terapeutických zásahů.
MS Imaging, MALDI, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/TOF
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
Alzheimerova choroba je charakterizována akumulací amyloid-beta (Aβ) plaků v mozkové tkáni. Kvantifikace prostorové distribuce těchto plaků ve 3D celého mozku je klíčová pro hodnocení progrese onemocnění i účinků experimentálních terapií. Tradiční metody často spoléhají na destruktivní homogenizaci nebo 2D řezy, což omezuje schopnost regionálně selektivního a vysoce průtokového zobrazení.
Cíle a přehled studie
Primárním cílem bylo vyvinout a validovat novou zobrazovací pipeline založenou na technologii TissueVision Serial Two-Photon Plus (STP2) pro kvantitativní hodnocení Aβ plaků v modelech Alzheimerovy choroby (5XFAD a SAA myši). Doplňkově se integrovala sekundární analýza pomocí AmberGen MALDI HiPLEX-IHC a Bruker Daltonics IMS pro multiplexní proteomický profil vybraných mozkových oblastí.
Použitá metodika a instrumentace
Všechny mozky myší byly fixovány 4% PFA, embedded v agarózovém bloku a sekcionovány ve 2D řezech (50–100 μm). Následovalo STP2 zobrazování s excitací 780 nm pro autofluorescenci a Methoxy-X04 značení plaků.
- Atlasování: Registrace každého mozku k Allen Common Coordinate Framework v3 (CCFv3).
- Sekundární zobrazování: DyLight-594 lectin pro vaskulaturu a IBA-1 pro mikroglie.
- Multiplexní proteomika: AmberGen MALDI HiPLEX-IHC (14 proteinových signatur) a Bruker Daltonics IMS.
Hlavní výsledky a diskuse
STP2 pipeline umožnila detailní 3D mapování hustoty Aβ plaků v různých mozkových regionech napříč čtyřmi časovými body (2, 3, 4 a 6 měsíců). Klíčová zjištění:
- Regionálně specifická akumulace plaků v hippocampu, thalamu a kortikálních podplátech.
- Dynamické změny s věkem, potvrzené statisticky významným nárůstem hustoty (* p < 0,05).
- Ko-lokalizace plaků s cévní sítí naznačující amyloidní angiopatii.
- MALDI HiPLEX-IHC odhalila změny v expr esích GLUT-1, pTau, Myelin, SNCA a dalších markerů v kontextu Aβ plaků.
Přínosy a praktické využití metody
Navržená pipeline nabízí vysokou citlivost i prostorové rozlišení, umožňuje neinvazivní sledování progrese onemocnění a efektivity léčiv v preklinických studiích. Integrace multiplexní proteomiky poskytuje komplexní molekulární obraz patologických změn v cílových oblastech.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření této metodiky na lidské tkáně v post-mortem studiích a na další neurodegenerativní modely. Kombinace STP2 s novými značeními a pokročilou AI-analýzou by mohla zlepšit automatické rozpoznávání patologických struktur a podpořit vývoj personalizovaných terapií.
Závěr
Představená 3D zobrazovací pipeline STP2 doplněná MALDI HiPLEX-IHC a IMS úspěšně kvantifikuje prostorovou a molekulární progresi Aβ plaků v myších modelech Alzheimerovy choroby. Tato přístupná a vysoce paralelizovatelná technologie nabízí nový standard pro preklinický výzkum a validaci terapeutických zásahů.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Exploring the Aβ Plaque microenvironment in Alzheimer's disease model mice by multimodal Lipid-Protein-Histology Imaging on a benchtop mass spectrometer
2025|Bruker|Postery
LI F E S CI E N CE S M AS S S P E CTR O M E TR Y Exploring the Aβ Plaque microenvironment in Alzheimer's disease model mice by multimodal Lipid-Protein-Histology Imaging on a benchtop mass spectrometer…
Klíčová slova
plaques, plaquesmaldi, maldiimaging, imagingmultiomic, multiomiclipid, lipidplaque, plaquehiplex, hiplextof, tofmultimodal, multimodalfragmentation, fragmentationvisualize, visualizespatial, spatialbenchtop, benchtopneoflex, neoflexctr
Rapid Mapping of Imipramine, Chloroquine, and Their Metabolites in Mouse Kidneys and Brains Using the iMScope QT
2023|Shimadzu|Aplikace
Application Note No. 81 Rapid Mapping of Imipramine, Chloroquine, and Their Metabolites in Mouse Kidneys and Brains Using the iMScopeTM QT Ariful Islam1, Takumi Sakamoto1, Qing Zhai1, Md. Muedur Rahman1, Md. Al Mamun1, Yutaka Takahashi1,2, Tomoaki Kahyo1,2, and Mitsutoshi Setou1,…
Klíčová slova
msi, msiimscope, imscopemetabolites, metabolitesdrugs, drugsimaging, imagingbrains, brainskidneys, kidneysmaldi, maldimouse, mousebrain, brainlaser, laserimipramine, imipramineaccumulated, accumulatedeffects, effectsdesorption
Enzyme Histochemistry Using Mass Spectrometry Imaging
2021|Shimadzu|Aplikace
Application Note No. 68 Enzyme Histochemistry Using Mass Spectrometry Imaging Shuichi Shimma1, 2, 3, Emi Takeo1, Kaoru Nakagawa, Takushi Yamamoto, and Eiichiro Fukusaki1, 2, 3 Life Science Life Science Abstract enzyme activity on the surface of tissue sections, it…
Klíčová slova
activity, activityenzyme, enzymehistochemistry, histochemistrycholinesterase, cholinesterasetissue, tissueimaging, imagingache, achethoracoabdominal, thoracoabdominalsubstrate, substratereaction, reactiondrosophila, drosophiladistribution, distributionacetylcholine, acetylcholinebuche, bucheenzymatic
Multimodal Chemical Imaging to probe Alzheimer’s Disease Pathology
2020|Bruker|Aplikace
Multimodal Chemical Imaging to probe Alzheimer’s Disease Pathology MALDI Imaging has emerged as a valuable tool for understanding neurodegenerative pathology in Alzheimer’s disease. Abstract Already affecting 12% of population over the age of 65, and with an exponential increase in…
Klíčová slova
amyloid, amyloidplaque, plaqueimaging, imagingplaques, plaquespathology, pathologysad, sadmaldi, maldidiffuse, diffuselco, lcopolymorphism, polymorphismdisease, diseaseneurodegenerative, neurodegenerativemultimodal, multimodalmajor, majoralzheimer
