Investigation of parvalbumin cell density in animal models of schizophrenia using an optimized CLARITY technique and image processing macro

Joakim Bastrup

Studenteropgave: Speciale

Abstrakt

Baggrund: Skizofreni er en kronisk, alvorlig og psykisk sindslidelse, der er estimeret til at påvirke mere end 21 millioner mennesker på verdensplan. Den underliggende patologiske mekanisme i forhold til at udvikle skizofreni er uklar, men flere studier har fundet ændringer i en undergruppe af GABA-indeholdende neuroner, kaldet parvalbumin-positive (PV+) interneuroner. Ændringerne viser en reduktion af celle densitet i det præfrontale cortex (PFC) hos patienter med skizofreni, og menes at have relevans for de kognitive symptomer. I forsøg på at finde pålidelige dyremodeller for skizofreni, har der været interesse i at undersøge, om ændringerne i celle antal er til stede i dyremodeller for skizofreni. Senest er der udviklet teknologier som øger gennemsigtigheden af intakte vævssnit og muliggør en tredimensionel analyse med mikroskoper, der tidligere ikke har været mulig.
Formål: Formålet med dette specialeprojekt var at etablere en effektiv metode til at øge gennemsigtigheden af vævssnit og tillade en tredimensionel visualisering af PV+ interneuron densitet i PFC hos tre udvalgte dyremodeller for skizofreni (Df(h15q13)/+ mus, Df(h22q11)/+ mus and phencyclidine-påvirkede mus og rotter).
Metode: Fem forskellige metoder til at øge gennemsigtigheden blev sammenlignet med en optimeret ’electrophoretic tissue clearing’ protokol på 2-3mm tykke vævsnit. Yderliger er der arbejdet med at optimere muligheden for farvning med antistoffer i disse væv. For at kvantificere densiteten af PV+ interneuroner, blev der udviklet en beregningsmetode. På baggrund af disse optimerede metoder, er densiteten af PV+ interneuroner blevet målt i PFC og motor cortex hos de udvalgte dyremodeller.
Resultat: I dette specialeprojekt er der udviklet en forbedret CLARITY protokol, der gør det muligt, at opnå en hurtigere gennemsigtighed af forskellige størrelser af vævssnit ved brug af et optimeret ’electrophoretic tissue clearing’ kammer. Resultatet viste, at en høj koncentration (1:100) of primære og sekundære antistoffer var nødvendige for at kunne identificere PV+ interneuroner. Yderligere viste den nye beregningsmetode at kunne forbedre påvisning af interneuroner sammenlignet med billeder der ikke var blevet behandlet. En reducering af celler blev fundet i både PFC og motor cortex områder hos Df(h15q13)/+ mus, mens der ikke blev observeret ændringer i Df(h22q11)/+ mus og phencyclidin-påvirkede mus og rotter.
Konklusion: Den etablerede CLARITY teknologi viste sig at være brugbar til at kvantificere densiteten af interneuroner. Resultatet kan give ny indsigt i forhold til at kunne forstå patofysiologien bag de kognitive symptomer som er observeret i Df(h15q13)/+ mus selvom flere studier, der undersøger celle densiteten, er nødvendige for at kunne understøtte dette.

UddannelserMedicinalbiologi, (Bachelor/kandidatuddannelse) Kandidat
SprogEngelsk
Udgivelsesdato28 jun. 2016
Antal sider129

Emneord

  • CLARITY
  • Tissue clearing methods
  • schizophrenia
  • parvalbumin
  • interneuron
  • density
  • 15q13
  • 22q11
  • Phencyclidine