采用高压冷冻/冷冻替代技术(HPF/FS)对 CADASIL病早期白质变化的特征研究

CryoCapCell
2025-06-27


采用高压冷冻/冷冻替代法(HPF/FS)对 CADASIL小血管病脑白质早期超微结构变化的特征研究
作者:

Rikesh M. Rajani,Nicolas Dupré,Valérie Domenga-Denier,Guillaume Van Niel,Xavier   Heiligenstein,Anne Joutel

联合机构:

巴黎精神病学和神经科学研究所,巴黎大学

GHU巴黎精神病学和神经科学医院,法国巴黎圣安妮医院

法国CryoCapCell公司,南巴黎大学

美国佛蒙特大学医学院药理学系,佛蒙特州伯灵顿市




研究摘要




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研究目的

     本研究的目的是阐明CADASIL小血管疾病的早期白质改变。

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实验方法

采用高压冷冻和冷冻替代(HPF/FS)技术,结合高分辨率电镜(EM)、免疫组织化学和共聚焦显微镜对4 ~ 15月龄的CADASIL 小鼠脑标本进行对照和对研究胼胝体白质病变。

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实验结果

首先对高压冷冻/冷冻替代(HPF/FS)方案进行了优化。在该方案中,样品通过化学预固定处理后,被嵌入含有20%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的样品载体中进行冷冻,并在由单宁酸、四氧化锇和醋酸铀酰溶解于丙酮的混合溶液中完成冷冻替代。


随后的电子显微镜(EM)分析表明,CADASIL小鼠从6月龄开始出现髓鞘层分裂现象,且小口径轴突内的舌状结构显著增大;至15月龄时,舌状结构内出现囊泡化,同时伴随髓鞘厚度的明显减薄。免疫组织化学分析显示,少突胶质细胞前体细胞的数量在老年CADASIL小鼠中有所增加,然而,在任何年龄段,成熟少突胶质细胞的数量均未见减少。


此外,Iba1阳性的小胶质细胞数量仅在老年CADASIL小鼠中显著增加,而在年轻小鼠中无明显变化。值得注意的是,激活的小胶质细胞(Iba1和CD68双阳性)数量在所有年龄段均保持不变。


本实验高压冷冻方案采用法国CryoCapCell公司的HPM Live μ 活细胞光电联用高压冷冻系统。仅需1.26秒即可完成样品在光镜观察到高压冷冻固定的转移,获取真实的CLEM图像。

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研究结论

CADASIL的早期白质病变首先影响髓鞘和内舌,提示原发性髓鞘损伤。我们认为这些缺陷与缺氧/缺血机制一致。



实验效果对比




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实验方法对比

      定性比较冷冻替代与常规脱水在室温条件下的效果,采用来自相同前处理标本的胼胝体样本进行分析。最显著的区别在于冷冻替代样品中髓磷脂的保存状态更佳。

      具体而言,冷冻替代样品中的髓鞘膜表现出更高的清晰度和平滑度,而常规处理样品中的膜则常出现波动和分裂现象。此外,与常规处理样品相比,冷冻替代样品中外舌(ab非髓鞘室)和内舌(adaxonal非髓鞘室)更为明显,细节特征也更加精细。具体可以参考下图:

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超微结构变化评估

     对CADASIL小鼠胼胝体髓鞘超微结构变化的定性和定量评估,具体内容如下:  

      定性展示:通过示意图(A、D、G、J)与代表性电子显微镜照片(B、E、H、K),展示了CADASIL小鼠髓鞘水平的不同病理变化。这些变化包括:髓鞘分裂(如图B中箭头所示,伴有未压实髓鞘套管)、内舌部囊泡化(见图D至E)、髓鞘折叠(见图G至H)以及远离轴突的髓鞘碎片(见图J至K)。  

      定量分析:基于基因型,对6个月和15个月大的对照组(WT,蓝色圆点)与CADASIL小鼠(TgNotch3 R169C,橙色方块)中的病理变化进行了量化分析。具体指标包括:有髓鞘分裂的有髓轴突百分比(图C)、内舌部囊泡化/管状化的有髓轴突百分比(图F)、有髓鞘折叠的有髓轴突百分比(图I)以及髓鞘碎片数量(图L)。结果显示,CADASIL小鼠在两个年龄段均表现出显著增加的髓鞘分裂现象;而在15个月大时,内舌部囊泡化亦显著增加。统计分析采用双向方差分析(Two-way ANOVA)结合Tukey事后检验,每组包含4至5只小鼠。






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《hal open science》查看/下载路径:
https://hal.science/inserm-03632100v1


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