Abstract
In preclinical research, genetic studies have made considerable progress as a result of the development of transgenic animal models of human diseases. Consequently, there is now a need for higher resolution MRI to provide finer details for studies of small animals (rats, mice) or very small animals (insects). One way to address this issue is to work with high-magnetic-field spectrometers (dedicated to small animal imaging) with strong magnetic field gradients. It is also necessary to develop a complete methodology (transmit/receive coil, pulse sequence, fixing system, air supply, anesthesia capabilities, etc.). In this study, we developed noninvasive protocols, both in vitro and in vivo (from coil construction to image generation), for drosophila MRI at 9.4 T. The 10 10 80-μm resolution makes it possible to visualize whole drosophila (head, thorax, abdomen) and internal organs (ovaries, longitudinal and transverse muscles, bowel, proboscis, antennae and optical lobes). We also provide some results obtained with a Drosophila model of muscle degeneration. This opens the way for new applications of structural genetic modification studies using MRI of drosophila
چکیده
در تحقیقات پیش بالینی، مطالعات ژنتیکی در نتیجه توسعه مدل های حیوانی تراژنی برای بیماری های انسانی، پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته اند. در نتیجه، اکنون به MRI با توان تفکیک بالاتر نیاز داریم تا جزئیات دقیق تری برای مطالعه حیوانات کوچک (موش صحرایی، موش) یا حیوانات بسیار کوچک (حشرات) ارائه کنیم. یک راه برای بررسی این مسئله، کار با طیف سنج هایی با میدان مغناطیسی بالا (مختص تصویربرداری از حیوانات کوچک) با گرادیان های میدان مغناطیسی قوی است. در این روش، توسعه روش شناسی کامل (سیم پیچ عبور/دریافت، توالی پالس، سیستم تثبیت، تامین هوا، توانایی های بی هوشی و غیره) لازم است. در این مطالعه، ما پروتکل های غیرتهاجمی را هم در محیط آزمایشگاهی و هم در بافت زنده (از ساخت سیم پیچ تا تولید تصویر) برای MRI دروسوفیلا در 9,4 تسلا توسعه داده ایم. توان تفکیک 10*10*80 میکرومتر، امکان دیدن کل دروسوفیلا (سر، شکم، قفسه سینه) و اندام های داخلی (تخمدان ها، ماهیچه های طولی و عرضی، روده، خرطوم، شاخک و اندام بصری) را فراهم می آورد. ما همچنین برخی نتایج به دست آمده با مدل دروسوفیلا در تحلیل رفتن ماهیچه را ارائه می کنیم. این نتایج، راه را برای کاربردهای جدید مطالعات اصلاح ساختار ژنتیکی با استفاده از MRI دروسوفیلا می گشایند.
1-مقدمه
در سال های اخیر، استفاده از MRI با حیوانات کوچک، در حوزه ژنتیک، به شکل فزاینده ای متداول شده است [1 – 3]. مطالعات ژنتیکی، در نتیجه خلق مدل های تراژنی بیماری های انسان برای استفاده در تحقیقات بنیادی، گسترش یافته اند. تا کنون، اکثر مطالعات ژنتیکی بنیادی MRI بر روی موش ها انجام شده است. موش، چندیت مزیت دارد: مدل های بیشمار از موش های اصلاح ژنتیکی شده وجود دارد و اندازه آن، این حیوان را برای MRI مناسب می سازد. با این وجود، این یک موجود پیچیده است و ایزوله کردن تغییرات در یک پارامتر مشکل است. مگس میوه با نام علمی دروسوفیلا ملانوگاستر، یک مدل تجربی مطلوب برای متخصصان ژنتیک و زیست شناسان رشد، در مدت یک قرن بوده است. تکثیر مگس ها در آزمایشگاه، آسان و کم هزینه است، چرخه عمر آنها تنها دو هفته است و یک ماده تنها، می تواند صدها تخم بگذارد. استفاده گسترده از این مگس ها توسط متخصصان ژنتیک، منجر به تولید جهش های زیادی شد است [4]. در چند دهه گذشته، تکنیک های ژنتیک مولکولی قدرتمندی توسعه یافته اند که امکان تبدیل رده زاینده [5]، کنترل دمایی و فضایی دقیق در بیان هر تراژن داده شده [6]، و نوترکیبی میتوزی را به وجود آورده اند...