Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát hiện những thay đổi sinh hóa ở cổ tử cung chuột trong thời kỳ mang thai bằng kính hiển vi Raman
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định xem quang phổ Raman (RS), một phương pháp quang học khảo sát các chế độ rung của các thành phần mô, có thể được sử dụng in vivo để nghiên cứu những thay đổi ở cổ tử cung của chuột trong suốt thai kỳ hay không. Nếu thành công, công cụ này có thể được sử dụng để phát hiện những thay đổi ở cổ tử cung do thai kỳ, cả bình thường lẫn bất thường, trên các mô hình động vật và con người. Trong nghiên cứu này, các phổ Raman đã được thu thập trước, trong và sau thời gian mang thai 19 ngày của chuột. Trong một số trường hợp, sau khi thu thập dữ liệu Raman, các cổ tử cung đã được cắt bỏ để thử nghiệm cấu trúc và nhuộm mô học cho collagen và cơ trơn. Các đỉnh khác nhau của phổ Raman, chẳng hạn như các vùng tương ứng với hàm lượng axit béo và tổ chức collagen, đã thay đổi khi cổ tử cung mềm hơn chuẩn bị cho quá trình sinh nở. Những phát hiện này tương ứng với sự gia tăng khả năng co giãn của mô và sự không tổ chức của collagen được quan sát qua nhuộm mô học. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng RS không xâm lấn có thể được sử dụng để nghiên cứu những thay đổi ở cổ tử cung trong thời gian mang thai, chuyển dạ và sinh nở và có thể dự đoán sinh non trước khi có các biểu hiện lâm sàng rõ ràng, từ đó dẫn đến các can thiệp phòng ngừa và điều trị hiệu quả hơn.
Từ khóa
#quang phổ Raman #cổ tử cung #mang thai #mô học #can thiệp phòng ngừa #sinh nonTài liệu tham khảo
Akins, M. L., K. Luby-Phelps, R. A. Bank, and M. Mahendroo. Cervical softening during pregnancy-regulated changes in collagen cross-linking and composition of matricellular proteins in the mouse. Biol. Reprod. 84:1053–1062, 2011.
Akins, M. L., K. Luby-Phelps, and M. Mahendroo. Second harmonic generation imaging as a potential tool for staging pregnancy and predicting preterm birth. J. Biomed. Opt. 15:026020, 2010.
Arp, Z., D. Autrey, J. Laane, S. A. Overman, and G. J. Thomas, Jr. Tyrosine Raman signatures of the filamentous virus Ff are diagnostic of non-hydrogen-bonded phenoxyls: demonstration by Raman and infrared spectroscopy of p-cresol vapor. Biochemistry 40:2522–2529, 2001.
Basar, G., U. Parlatan, and S. Seniak. Investigation of preeclampsia by Raman spectroscopy. SPIE 1267:378, 2010.
Behrman, R. E., Butler, A. S., and Institute of Medicine (U.S.). Committee on Understanding Premature Birth and Assuring Healthy Outcomes. Preterm Birth: Causes, Consequences, and Prevention. Washington: National Academies Press, 2007.
Challis, J. R. G., S. G. Matthews, W. Gibb, and S. J. Lye. Endocrine and paracrine regulation of birth at term and preterm. Endocr. Rev. 21:514–550, 2000.
Croix, D., and P. Franchimont. Changes in the serum levels of the gonadotrophins progesterone and estradiol during the estrous cycle of the guinea pig. Neuroendocrinology 19:1–11, 1975.
Deb, K., J. Reese, and B. C. Paria. Methodologies to study implantation in mice. Methods Mol. Med. 121:9–34, 2005.
Erez, O., F. Gotsch, S. Mazaki-Tovi, E. Vaisbuch, J. P. Kusanovic, C. J. Kim, T. Chaiworapongsa, D. Hoppensteadt, J. Fareed, and N. G. Than. Evidence of maternal platelet activation, excessive thrombin generation, and high amniotic fluid tissue factor immunoreactivity and functional activity in patients with fetal death. J. Matern. Fetal Neonatal Med. 22:672–687, 2009.
Fosang, A. J., C. Handley, V. Santer, D. Lowther, and G. Thorburn. Pregnancy-related changes in the connective tissue of the ovine cervix. Biol. Reprod. 30:1223, 1984.
Frank, C. J., R. L. McCreery, and D. C. B. Redd. Raman spectroscopy of normal and diseased human breast tissues. Anal. Chem. 67:777–783, 1995.
Garfield, R. E., H. Maul, W. Maner, C. Fittkow, G. Olson, L. Shi, and G. R. Saade. Uterine electromyography and light-induced fluorescence in the management of term and preterm labor. J. Soc. Gynecol. Investig. 9:265–275, 2002.
Harkness, M. L., and R. D. Harkness. Changes in the physical properties of the uterine cervix of the rat during pregnancy. J. Physiol. 148:524–547, 1959.
Hellemans, P., J. Gerris, and P. Verdonk. Fetal fibronectin detection for prediction of preterm birth in low risk women. BJOG 102:207–212, 1995.
House, M., D. L. Kaplan, and S. Socrate. Relationships between mechanical properties and extracellular matrix constituents of the cervical stroma during pregnancy. Semin. Perinatol. 33:300–307, 2009.
Ji, H., T. L. Dailey, V. Long, and E. K. Chien. Prostaglandin E2-regulated cervical ripening: analysis of proteoglycan expression in the rat cervix. Am. J. Obstet. Gynecol. 198(536):e1–e7, 2008.
Jokhi, R., B. Brown, and D. Anumba. The role of cervical Electrical Impedance Spectroscopy in the prediction of the course and outcome of induced labour. BMC Pregnancy Childbirth 9:40, 2009.
Junqueira, L. C., M. Zugaib, G. S. Montes, O. M. Toledo, R. M. Krisztan, and K. M. Shigihara. Morphologic and histochemical evidence for the occurrence of collagenolysis and for the role of neutrophilic polymorphonuclear leukocytes during cervical dilation. Am. J. Obstet. Gynecol. 138:273–281, 1980.
Kamel, R. M. The onset of human parturition. Arch. Gynecol. Obstet. 281:975–982, 2010.
Kanter, E. M., S. Majumder, G. J. Kanter, E. M. Woeste, and A. Mahadevan-Jansen. Effect of hormonal variation on Raman spectra for cervical disease detection. Am. J. Obstet. Gynecol. 200(512):e1–e5, 2009.
Kanter, E. M., E. Vargis, S. Majumder, M. D. Keller, E. Woeste, G. G. Rao, and A. Mahadevan-Jansen. Application of Raman spectroscopy for cervical dysplasia diagnosis. J. Biophotonics 2:81–90, 2009.
Krishnapuram, B., L. Carin, M. A. Figueiredo, and A. J. Hartemink. Sparse multinomial logistic regression: fast algorithms and generalization bounds. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 27:957–968, 2005.
Kuon, R. J., S. Q. Shi, H. Maul, C. Sohn, J. Balducci, L. Shi, and R. E. Garfield. A novel optical method to assess cervical changes during pregnancy and use to evaluate the effects of progestins on term and preterm labor. Am. J. Obstet. Gynecol. 205:82.e15–82.e20 (2011).
Leppert, P. C. Anatomy and physiology of cervical ripening. Clin. Obstet. Gynecol. 38:267, 1995.
Lieber, C. A., and A. Mahadevan-Jansen. Automated method for subtraction of fluorescence from biological Raman spectra. Appl. Spectrosc. 57:1363–1367, 2003.
Lim, K.-H., S. Salahuddin, L. Qiu, H. Fang, E. Vitkin, I. C. Ghiran, M. D. Modell, T. Takoudes, I. Itzkan, E. B. Hanlon, B. P. Sachs, and L. T. Perelman. Light-scattering spectroscopy differentiates fetal from adult nucleated red blood cells: may lead to noninvasive prenatal diagnosis. Opt. Lett. 34:1483, 2009.
McColl, I. H., E. W. Blanch, L. Hecht, N. R. Kallenbach, and L. D. Barron. Vibrational Raman optical activity characterization of poly(l-proline) II helix in alanine oligopeptides. J. Am. Chem. Soc. 126:5076–5077, 2004.
Miura, T., and G. Thomas, Jr. Raman spectroscopy of proteins and their assemblies. Subcell. Biochem. 24:55, 1995.
Nathanielsz, P. W. Life Before Birth: The Challenges of Fetal Development. New York: W.H. Freeman, 1996.
Nelson, J., L. Felicio, P. Randall, C. Sims, and C. Finch. A longitudinal study of estrous cyclicity in aging C57BL/6J mice: I. Cycle frequency, length and vaginal cytology. Biol. Reprod. 27:327–339, 1982.
Palejwala, S., D. E. Stein, G. Weiss, B. P. Monia, D. Tortoriello, and L. T. Goldsmith. Relaxin positively regulates matrix metalloproteinase expression in human lower uterine segment fibroblasts using a tyrosine kinase signaling pathway. Endocrinology 142:3405–3413, 2001.
Polettini, J., J. Peraçoli, J. Candeias, J. Araújo Júnior, and M. Silva. Inflammatory cytokine mRNA detection by real time PCR in chorioamniotic membranes from pregnant women with preterm premature rupture of membranes. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 144:27–31, 2009.
Puskas, J. E., and Y. Chen. Biomedical application of commercial polymers and novel polyisobutylene-based thermoplastic elastomers for soft tissue replacement. Biomacromolecules 5:1141–1154, 2004.
Read, C. P., R. Word, M. A. Ruscheinsky, B. C. Timmons, and M. S. Mahendroo. Cervical remodeling during pregnancy and parturition: molecular characterization of the softening phase in mice. Reproduction 134:327, 2007.
Reinwald, S., Y. Li, T. Moriguchi, N. Salem, and B. A. Watkins. Repletion with (n−3) fatty acids reverses bone structural deficits in (n−3)-deficient rats. J. Nutr. 134:388–394, 2004.
Robichaux-Viehoever, A., E. Kanter, H. Shappell, D. Billheimer, H. Jones III, and A. Mahadevan-Jansen. Characterization of Raman Spectra measured in vivo for the detection of cervical dysplasia. Appl. Spectrosc. 61:986–993, 2007.
Sennström, M. K. B., A. Brauner, Y. Lu, L. M. M. Granström, A. L. Malmström, and G. E. Ekman. Interleukin-8 is a mediator of the final cervical ripening in humans. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 74:89–92, 1997.
Sugano, T., H. Narahara, K. Nasu, K. Arima, K. Fujisawa, and I. Miyakawa. Effects of platelet-activating factor on cytokine production by human uterine cervical fibroblasts. Mol. Hum. Reprod. 7:475, 2001.
Sultana, R. R., S. N. Zafarullah, and N. H. Kirubamani. Saliva signature of normal pregnant women in each trimester as analyzed by FTIR spectroscopy. Indian J. Sci. Technol. 4:477–480, 2011.
Suzuki, T., C. Mori, H. Yoshikawa, Y. Miyazaki, N. Kansaku, K. Tanaka, H. Morita, and T. Takizawa. Changes in nitric oxide production levels and expression of nitric oxide synthase isoforms in the rat uterus during pregnancy. Biosci. Biotechnol. Biochem. 73:2163–2166, 2009.
Vargis, E., T. Byrd, Q. Logan, D. Khabele, and A. Mahadevan-Jansen. Sensitivity of Raman spectroscopy to normal patient variability. J. Biomed. Opt. 16:117004-1–117004-9, 2011.
Vargis, E., E. M. Kanter, S. K. Majumder, M. D. Keller, R. B. Beaven, G. G. Rao, and A. Mahadevan-Jansen. Effect of normal variations on disease classification of Raman spectra from cervical tissue. Analyst 139:2981–2987, 2011.
Wang, Y. N., C. Galiotis, and D. Bader. Determination of molecular changes in soft tissues under strain using laser Raman microscopy. J. Biomech. 33:483–486, 2000.
Yu, S. Y., C. A. Tozzi, J. Babiarz, and P. C. Leppert. Collagen changes in rat cervix in pregnancy-polarized light microscopic and electron microscopic studies. Exp. Biol. Med. 209:360, 1995.
Zhao, L., P. J. Roche, J. M. Gunnersen, V. E. Hammond, G. W. Tregear, E. M. Wintour, and F. Beck. Mice without a functional relaxin gene are unable to deliver milk to their pups. Endocrinology 140:445, 1999.
Zhao, L., C. S. Samuel, G. W. Tregear, F. Beck, and E. M. Wintour. Collagen studies in late pregnant relaxin null mice. Biol. Reprod. 63:697–703, 2000.