Symmetrische Bihemispheric postmortaal Brain snijden om gezond en pathologisch Brain Voorwaarden-studie bij mensen

Summary

Georganiseerd hersenen snijden procedures zijn noodzakelijk om specifieke neuropsychiatrische verschijnselen met definitieve neuropathologische diagnoses te correleren. Brain stekken worden anders uitgevoerd op basis van diverse clinico-academische onvoorziene uitgaven. Dit protocol beschrijft een symmetrische bihemispheric hersenen snijden procedure hemisferische verschillen in de menselijke hersenen pathologieën te onderzoeken en de huidige en toekomstige biomoleculaire / neuroimaging technieken te maximaliseren.

Abstract

Neuropathologists, soms, voelen zich geïntimideerd door de hoeveelheid kennis die nodig is om definitieve diagnoses voor complexe neuropsychiatrische verschijnselen bij patiënten voor wie een brain autopsie is aangevraagd beschreven te genereren. Hoewel de vooruitgang van de biomedische wetenschappen en neuroimaging de neuropsychiatrische veld een revolutie, hebben ze ook gegenereerd de misleidende idee dat hersenen autopsies slechts een bevestigende waarde. Deze valse idee creëerde een drastische vermindering van autopsie prijzen en bijgevolg een verminderde mogelijkheid om meer gedetailleerde neuropathologische en uitgebreide onderzoeken die nodig zijn talrijke normale en pathologische aspecten nog niet bekend of de menselijke hersenen bevatten zijn uitgevoerd. De traditionele inferentiële methode correlatie tussen waargenomen neuropsychiatrische verschijnselen en de bijbehorende lokalisatie / karakterisering van hun mogelijke neurohistological correleert blijft een onmiskenbare waarde. In de context van neuropsychitrische ziekten, de traditionele clinicopathologische methode blijft de beste mogelijke methode (en vaak de enige beschikbare) unieke neuropsychiatrische kenmerken verwijzen naar de bijbehorende neuropathologische substraten, aangezien het betrekking heeft berust op de directe fysieke beoordeling van hersenweefsel. De beoordeling van postmortem hersenen is gebaseerd op de hersenen snijden procedures die uiteenlopen neuropathologie centra. Brain stekken worden uitgevoerd in een relatief omvangrijke en systematische wijze op basis van de verschillende klinische en academische onvoorziene aanwezig in elke instelling. Een anatomisch inclusieve en symmetrische bi-hemisferische hersenen snijden methode moet in ieder geval worden gebruikt voor onderzoeksdoeleinden in de menselijke neuropathologie coherent te onderzoeken, in de diepte, normale en pathologische omstandigheden met de eigenaardigheden van de menselijke hersenen (dat wil zeggen, hemisferische specialisatie en lateralisatie voor specifieke functies). Een dergelijke methode zou een meer uitgebreide colle biedenctie van neuropathologisch goed gekarakteriseerde hersenen beschikbaar zijn voor de huidige en toekomstige biotechnologische en neuroimaging technieken. We beschrijven een symmetrische bi-hemisferische hersenen snijden procedure voor het onderzoek van de hemisferische verschillen in de menselijke hersenen pathologieën en voor gebruik met de huidige en toekomstige biomoleculaire / neuroimaging technieken.

Introduction

Neuropathologen hebben de wetenschappelijke voorrecht, intellectuele eer, en diagnostische verplichting om menselijke hersenen te beoordelen. Voor vele decennia, uitgebreide klinische beschrijvingen van hersenziekten en grote inspanningen te individualiseren hun mogelijke neurohistological correlaten in menselijke postmortem hersenen zijn ondernomen. Historisch gezien, die inspanningen vertegenwoordigd de meest productieve modaliteit waarmee de medische wetenschappen, en neurologie in het bijzonder, gevorderd in de moderne tijd. Dankzij vorige eminente neuropathologen en hun toewijding, vastberadenheid, beurs, en verbazingwekkende vermogen om onderscheid te maken tussen normale en abnormale hersenweefsel (vaak met behulp van zeer rudimentaire gereedschappen), kunnen we nu onderzoeken en het doel zoals de ziekte van Alzheimer-Perusini's (ten onrechte alleen opgeroepen de ziekte van Alzheimer ziekten; APD / AD) ^1, ziekte van Parkinson (PD) ^2, de ziekte van Creutzfeldt-Jakob (CJD) ^3, de ziekte van Lou Gehrig-/ Amyotrofische Laterale Sclerosis (ALS) ^4, en Guam ziekte ^5, een paar te noemen.

Geavanceerde technieken van neuroimaging, zoals high-definition gecomputeriseerde tomografie (dat wil zeggen, multisection spiraal CT-scan, CT-angiografie), functionele en morfologische magnetic resonance imaging (dwz, fMRI, diffusie MRI, tractografie-MRI, enz.), Positron Emissie Tomografie (PET), ultrasound-gebaseerde beeldvorming, en anderen, hebben zeker veranderd onze algemene aanpak over hoe te diagnosticeren en te genezen neurologische en psychiatrische patiënten. Niettemin, hoewel neuroimagingtechnieken kunnen visualiseren hersenen van een persoon tijdens zijn leven, zij niet de mogelijkheid bieden bij de optredende moment de zeer complexe cellulaire en subcellulaire structuren van cellen, zoals neuronen rechtstreeks te analyseren; of te visualiseren, mark, en kwantificeren van specifieke soorten intracellulaire letsels; of om precies aan te geven hun neuroanatomische of subregionale lokalisatie bij circuital en sub-circuital anatomische niveaus. Bijvoorbeeld, neuroimaging technieken kunnen niet Lewy Bodies (LB) in gepigmenteerde neuronen van de substantia nigra (SN), een gemeenschappelijke pathologische functie geassocieerd met PD, of tangles (NFT) in de entorinale schors identificeren of lokaliseren, een klassiek kenmerk van AD en andere hersenen pathologieën. Neuropathologische onderzoek gecombineerd met geavanceerde digitale microscopie nog unreplaceable gedetailleerde klinikopathologische correlaties en daarmee voor definitieve diagnose.

Door de bijzondere anatomisch-functionele eigenschappen van het menselijk brein, en vooral aan de anatomische lokalisatie (dat wil zeggen in de schedel, een natuurlijke beschermende systeem dat niet rechtstreeks onderzoek van de inhoud toelaat), de invoering van in vivo neuroimagingtechnieken hebben buitengewoon geholpen clinici en onderzoekers om de eerste antwoorden op enkele van de mysteries van dit complex weefsel te vinden. Er is echter geen klinische of neuroimaging methodologie die de unieke kans om hersenweefsel direct analyseren tijdens een autopsie kan vervangen. Alleen de georganiseerde verzamelen, bewaren en categoriseren van menselijke hersenen kunnen direct en systematisch onderzoek naar neuronale en niet-neuronale cellen, de subcellulaire bestanddelen intracellulaire en extracellulaire pathologische laesies mogelijk en elk type afwijking in de hersenen te bevestigen, wijzigen of herdefiniëren klinische diagnoses en om nieuwe klinisch-pathologische correlaties te ontdekken. Een van de schijnbare beperkingen betreffende de beoordeling van de hersenen bij de autopsie heeft dat deze procedure een dwarsdoorsnede methodologie. Er zal altijd een vertraging tussen een continu proces neuropathologische (klinisch gemanifesteerd of niet) en de kans eventueel te definiëren op neurohistological niveau. Dit is voornamelijk te wijten aan het onvermogen van het menselijk brein om zichzelf te regenereren. Het is momenteel niet mogelijk om hersenweefsel te verkrijgen in vivo zonder dat permanent schade. Bijgevolg is het niet mogelijk om longitudinaal en neuropathologisch dezelfde hersenen / persoon te beoordelen. Er kon echter gestandaardiseerde hersenen banking procedures en een toegenomen bewustzijn voor de hersenen donatie bij het grote publiek een grote bijdrage leveren aan de oplossing van de hersenen-autopsie timing kwesties door consequent het aantal gevallen te verzamelen en te analyseren toeneemt. Op deze wijze kan meer adequate aantallen postmortem hersenen worden verkregen constante patronen van pathologische oorsprong en progressie definiëren voor elk specifiek type hersenletsel geassocieerd met ieder mens hersenziekte. Dit zou donatie en verzamelen van zoveel mogelijk hersenen van patiënten die aan elke neuropsychiatrische stoornis, en van gezonde controlepersonen voor alle leeftijden vereisen. Een mogelijke methode zou het verzamelen van zoveel postmortem hersenen mogelijk van algemene en gespecialiseerde medische centra als een standaard routine. De behoefte aan hersenen donaties is onlangs geuitdoor hen die bestuderen dementie en normale veroudering ^6. Dezelfde noodzaak moet worden uitgedrukt door de neuropsychiatrische veld als geheel.

Voor de bovengenoemde en om andere redenen, een update van de lopende hersenen snijden procedures noodzakelijk. Bovendien moeten de hersenen snijden procedures universeel gestandaardiseerd over verschillende neuropathologie onderzoekscentra over de hele wereld, ook rekening houdend met de mogelijkheid om de huidige en toekomstige biotechnologische technieken gebruiken om beter te onderzoeken en, hopelijk, om definitief te begrijpen, de oorzaken en mechanismen van hersenziekten in mens.

Hier, voornamelijk voor onderzoeksdoeleinden beschrijven we een symmetrische methode voor postmortem hersenen snijden bij de mens. Deze procedure stelt het verzamelen van meer cerebrale regio's dan normaal gedaan en zowel cerebrale en cerebellaire hemisferen. Een symmetrische bi-hemisferische hersenen snijden procedure past veel beter met onze huidige kennis van de menselijkeneuroanatomy, neurochemie, en neurofysiologie. Deze methode maakt het ook mogelijk om neuropathologisch analyseren van de unieke kenmerken van de menselijke hersenen, zoals hemisferische specialisatie en lateralisatie die zijn geassocieerd met hogere cognitieve en niet-cognitieve functies meestal of uitsluitend aanwezig in onze soort. Of er specifieke pathogene relaties tussen hemisferische specialisatie / lateralisatie en specifieke vormen van hersenletsels, dan wel of een bijzondere neuropsychiatrische pathogene evenement is in eerste instantie, overwegend, of uitsluitend gekoppeld aan een specifieke halfrond en de functie is op dit moment niet bekend. Door het beschrijven van deze symmetrische hersenen snijden procedure, willen we een bijgewerkte methode van menselijke hersenen dissectie die kunnen helpen om beter te begrijpen normale en pathologische omstandigheden in een zeer gespecialiseerd weefsel, de hersenen voor te stellen. Deze methode wordt ook rekening gehouden met die morfo-functionele hemisferische aspecten die bestaan ​​alleen bij de mens.

Protocol

Procedures waarbij postmortem menselijke weefsels zijn beoordeeld door de institutionele review board en vrijgesteld onder 45 CFR (Code of Federal Regulations). LET OP: Het protocol beschrijft een symmetrische bihemispheric hersenen snijden procedure voor postmortem assessment hersenen afgerond voor neuropathologische studies bij mensen. Gedetailleerde beschrijvingen van de inrichtingen, instrumenten, materialen, en inzet van menselijke hersenen snijden uitgevoerd worden uitgesloten. Materialen en benodigdheden voor de hersenen diss…

Representative Results

Protocol Lengte De tijd voor een enkele symmetrische bihemispheric vaste hersenen snijden procedure wordt geschat op 1 uur (met uitzondering van de tijd besteed het opzetten van de dissectie tafel, gereedschappen en snijvlakken, etikettering, enz.) Die. De tijd die nodig is voor een enkele symmetrische bi-hemisferische afwisselend ingevroren hersenen vaste snij procedure wordt geschat op 2 uur duren. 6 weken tot definiti…

Discussion

Deze hersenen snijden methode kan worden aangepast aan de specifieke behoeften van elk neuropathologie lab (bijvoorbeeld door vermindering van het aantal cerebrale gebieden te beoordelen per halfrond) terwijl de bihemispheric symmetrische snijprocedure behouden als één van de belangrijkste kenmerken. Voorgestelde protocol kan worden gebruikt voor routinematige procedures (onderzoeksgerichte neuropathologische centra) of alleen wanneer nodig (specifieke klinische studies uit). Het kan selectief worden gebruikt voor spe…

Materials

Copy of signed informed consent allowing autopsy and brain donation for research use.
Detailed clinical history of the subject which should include a detailed description of any neurologic and psychiatric symptoms and signs.
Medical or not-medical video-recordings when available (especially useful in movement disorders field). Next-of-kin’s consent required.
Neuroimaging, neurophysiology, neuropsychiatric and assessment or clinicometric scales.
Genetic and family history data. Genetic reports review, if neurogenetic diseases were diagnosed.
Histology Container	ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES	64233-24
Histology Cassettes	VWR	18000-142 (orange)
Histology Cassettes	VWR	18000-132 (navy)
Knife Handles and Disposable Blades	ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES	62560-04
Long Blades	ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES	62561-20
Disposable Blade Knife Handles	ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES	72040-08
Scalpel Blades	ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES	72049-22
Accu-Punch 2 mm	ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES	69038-02
Polystyrene Containers – Sterile	ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES	64240-12
Dissecting Board	ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES	63307-30
Formalin solution, neutral buffered, 10%	Sigma-Aldrich	HT501128 SIGMA
Hematoxylin Solution, Gill No. 2	Sigma-Aldrich	GHS280 SIGMA
Eosin Y solution, aqueous	Sigma-Aldrich	HT1102128 SIGMA
anti-beta-amyloid	Covance, Princeton, NJ	SIG-39220	1  500
anti-tau	Thermo Fisher Scientific	MN1020	1  500
anti-alpha-synuclein	Abcam	ab27766	1  500
anti-phospho-TDP43	Cosmo Bio Co.	TIP-PTD-P02	1 2000
Digital Camera	Any
Head Impulse Sealing machine	Grainger	5ZZ35