Summary
Det nuvarande protokollet beskriver den ekokardiografiska bedömningen av vänster ventrikulär morfologi, funktion och koronar blodflöde hos 7-dagars gamla nyfödda möss.
Abstract
Ekokardiografi är ett icke-invasivt förfarande som möjliggör utvärdering av strukturella och funktionella parametrar i djurmodeller av hjärt-kärlsjukdom och används för att bedöma effekterna av potentiella behandlingar i prekliniska studier. Ekokardiografiska studier utförs vanligtvis på unga vuxna möss (dvs. 4-6 veckors ålder). Utvärderingen av tidig neonatal kardiovaskulär funktion utförs vanligtvis inte på grund av musungarnas lilla storlek och tillhörande tekniska svårigheter. En av de viktigaste utmaningarna är att den korta längden på valparnas lemmar hindrar dem från att nå elektroderna i ekokardiografiplattformen. Kroppstemperaturen är den andra utmaningen, eftersom valpar är mycket mottagliga för temperaturförändringar. Därför är det viktigt att upprätta en praktisk guide för att utföra ekokardiografiska studier på små musvalpar för att hjälpa forskare att upptäcka tidiga patologiska förändringar och studera utvecklingen av hjärt-kärlsjukdom över tid. Det aktuella arbetet beskriver ett protokoll för att utföra ekokardiografi hos musvalpar i tidig ålder av 7 dagar. Den ekokardiografiska karakteriseringen av hjärtmorfologi, funktion och koronarflöde hos neonatala möss beskrivs också.
Introduction
Det övergripande målet med detta protokoll är att undersöka hjärtmorfologi, funktion och kranskärlsflöde hos 7 dagar gamla neonatala musungar med hjälp av ekokardiografi. Motivet bakom utvecklingen av denna teknik är att bestämma tidiga förändringar i kranskärlsflöde och hjärtfunktion i musmodeller av hjärtsjukdom1. Ekokardiografins icke-invasiva natur är fördelaktig eftersom den gör det möjligt för forskare att bedöma kardiovaskulär funktion under fysiologiska förhållanden och ger forskare ett screeningverktyg för studier av riktade terapier för att behandla hjärt-kärlsjukdomar 2,3. Traditionellt utförs ekokardiografiska studier med unga vuxna möss (4-6 veckor); Vissa mössmodeller (dvs. genetiskt modifierade modeller) uppvisar emellertid redan patologiska förändringar och hjärtdysfunktion vid denna ålder. Därför har hjärtforskning med hjälp av djurmodeller främst fokuserat på terapeutiska medel som förbättrar eller behandlar hjärtdysfunktion. På senare tid har däremot forskningsinsatserna omdirigerats för att fokusera på förebyggande åtgärder och tidiga insatser vid hjärtsjukdomar4.
Tidigare studier har beskrivit användningen av ekokardiografi för att mäta hjärtfunktionen i modeller av hjärtinfarkt hos nyfödda möss 5,6; dessa studier misslyckades dock med att mäta koronarflödet och, viktigast av allt, misslyckades med att registrera ett elektrokardiogram (EKG) och hjärtfrekvensdata (HR) under proceduren, troligen på grund av den lilla storleken på valparnas lemmar, som inte kunde nå elektrodkuddarna. Vi övervinner detta problem i detta protokoll genom att fästa aluminiumfolie på lemmarna så att de kan nå elektrodkuddarna och skapa en EKG-krets. Dessutom beskriver och karakteriserar detta protokoll kranskärlsflödet hos neonatala möss.
Denna studie erhöll B-läges- och M-lägesbilder i parasternala långa och korta axelvyer för att mäta strukturella och funktionella parametrar 2,3. De morfologiska parametrarna inkluderade vänster förmaksdimensioner, vänster ventrikulära (LV) dimensioner, LV väggtjocklek, LV-massa och relativ väggtjocklek (RWT). De funktionella parametrarna inkluderade ejektionsfraktion (EF), fraktionerad förkortning (FS), hjärtminutvolym (CO) och hastighet för omkretsfiberförkortning (Vcf). Pulsvåg (PW) Doppler användes för att mäta aortaflödet i den parasternala kortaxeln (PSAX) och för att mäta mitralt blodflöde i den apikala fyrkammarvyn. Den apikala fyrkammarvyn användes också för att utföra vävnadsdoppler vid septaldelen av mitralventilens ringformighet. Koronarflödet vid den vänstra främre nedåtgående (LAD) kransartären undersöktes också med hjälp av en modifierad parasternal långaxelvy (PLAX). Koronarflödesreserv (CFR) beräknades efter en stressutmaning inducerad av ökad isoflurankoncentration.
Det aktuella protokollet visar att ekokardiografiska studier kan utföras i mycket tidig ålder hos neonatala möss, vilket möjliggör tidig igenkänning av hjärtpatologier och longitudinella uppföljningsstudier av LV-hemodynamik och koronarflödesparametrar i olika mössmodeller. Denna teknik kan användas för att studera rollen av genetiska förändringar eller farmakologiska ingrepp i hjärtfunktionen vid tidiga postnatala åldrar. Dessutom ger protokollet ett värdefullt verktyg för att bestämma uppkomsten av hjärtsjukdomar tidigt i livet, vilket gör det möjligt för forskare att låsa upp de molekylära mekanismerna som ligger till grund för de första stadierna av hjärtsjukdomar i olika musmodeller.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla experiment godkändes av djurvårds- och användningskommittén vid University of Illinois i Chicago. För experimenten användes 7 dagar gamla FVB/N-möss. Protokollet är uppdelat i musförberedelse, ekokardiografibildförvärv och djurvård efter avbildning.
1. Musförberedelse
- Skaffa de 7 dagar gamla mössen från avelsburet.
OBS: I denna tidiga ålder är det svårt att bestämma djurets kön genom fysisk undersökning. - Placera EKG-gel (se materialtabell) på de uppvärmda plattformselektrodkuddarna. Placera aluminiumfolieremsor (~ 1,5 tum x 0,25 tum) ovanpå elektrodkuddarna för att utöka elektrodområdet och säkra med tejp (figur 1A). Placera sedan EKG-gelén ovanpå aluminiumfolieremsorna.
OBS: Se till att gelén under aluminiumfolieremsorna inte torkar ut under proceduren. Om det inträffar, tillsätt mer gel för att bibehålla konduktiviteten. - Klipp ut ett finger från en nitrilhandske och montera det för att täcka både isofluran/syrenoskonen på ena sidan och musnosen på andra sidan (figur 1B).
- Placera musvalpen i isofluraninduktionskammaren och starta isoflurantillförseln vid 2,5 % koncentration som drivs av 100 % syre (figur 1C).
- Placera den bedövade valpen i liggande läge på bildplattformen med tassarna ovanpå aluminiumfoliekuddarna och säkra med tejp. Se till att den elektriska kretsen är komplett och att EKG spelar in.
- Minska isofluranleveransen till 1,5% driven av 100% syre. Fäst det utskurna fingret från handsken runt valpens näsa med tejp. Bekräfta anestesidjupet genom att klämma valpens tassar.
- Placera ett tjockt lager förvärmd ultraljudsgel ovanpå valpens överkropp. Använd två gasbindor för att hålla ultraljudsgelén på plats (figur 1D).
- Använd en värmelampa för att bibehålla valpens normala kroppstemperatur (figur 1E).
OBS: En rektal sond användes inte för att övervaka kroppstemperaturen i den aktuella studien på grund av valpens lilla storlek.
2. Ekokardiografisk bildförvärv och analyser
- Utför transtorakisk ekokardiografi med hjälp av ett ekokardiografiinstrument utrustat med en linjär matrisgivare vid 40 MHz för B-läge och vid 32 MHz för doppler (bildhastighet 233) (se materialförteckning), enligt vuxna möss ekokardiografiprotokoll 7,8,9.
- Undvik att lägga för stort tryck på valpens bröstkavitet när du placerar ekogivaren under ekokardiografisk bildförvärv.
OBS: På grund av valpens lilla storlek kan vikten på själva givaren leda till förändrad hjärtfunktion eller död. - Fånga PLAX-vyn av vänster ventrikulär utflödeskanal och vänster atrium.
- Placera givaren i hållaren, med indexmärket mot valpens högra axel.
- Sänk givaren tills den är i kontakt med gelén och visualisera det vänstra ventrikulära utflödeskanalen i B-läge (figur 2A).
- Använd M-läge vid aortabroschyrerna för att mäta den vänstra atriumdiametern (LA) vid ändsystolen (figur 2B, tabell 1). Tryck på Cine Store-knappen för att spela in data.
- Fånga PSAX-vyn av vänster kammare för att mäta kammarens dimensioner, väggtjocklek, aortaflöde och lungflöde.
- Vrid givaren ~90° medurs på PLAX för att få PSAX-vyn.
- Placera sonden på nivån av papillärmusklerna och använd M-läge för att mäta de vänstra ventrikulära inre diametrarna (LVID), interventrikulär septumtjocklek (IVS) och PW under systol och diastol (figur 3A, tabell 1). Tryck på Cine Store-knappen för att spela in data.
- Beräkna RWT, ett index för hypertrofi, med hjälp av diastoliska kammardimensioner enligt följande 3,10:
(PW + IVS vid änddiastol) / (LVID vid änddiastol) - Flytta givaren mot hjärtats bas och använd färgen Doppler för att visualisera lungartären. Tryck på PW Doppler för att kvantifiera lungtoppflödeshastigheten, lungflödesprofiler, lungutkastningstid (PET) och lungaccelerationstid (PAT)11,12 (figur 3B). Tryck på Cine Store-knappen för att spela in data.
- Flytta givaren längre mot basen och använd färgdoppler för att visualisera aortaflödet (figur 3C). Använd PW Doppler för att visualisera blodflödet och mäta aortautkastningstiden (AET). Tryck på Cine Store-knappen för att spela in data.
- Beräkna Vcf (circ/sek)13,14, en indikator på myokardiell prestanda, med hjälp av LVID end-diastole (LVIDd), LVID end-systole (LVIDs) och AET enligt följande (tabell 1):
(LVIDd - LVIDs) / (LVIDd x AET)
- Fånga den apikala fyrkammarvyn.
- Placera plattformen i Trendelenburg-läge, luta den åt vänster och justera sonden för att visualisera de fyra kamrarna (figur 4A).
- Använd färgdoppler för att visualisera blodflödet och PW Doppler vid spetsen av mitralventilbladen i mitten av mitralventilöppningen för att registrera mitralflödet. Tryck på Cine Store för att spela in data.
- I detta läge beräknar du följande parametrar 2,3,10 (figur 4B och tabell 1):
- Beräkna E/A-förhållandet, vilket är den maximala hastigheten för blodflödet i den tidiga fasen av diastol (E) över den maximala hastigheten för blodflödet i den sena fasen av diastol (A).
- Bestäm E-vågens retardationstid (DT), vilket är tiden från topp E till slutet av den tidiga diastolen.
- Beräkna LV isovolumisk avslappningstid (IVRT), vilket är tiden från aortaklaffens stängning till mitralventilöppning.
- Beräkna LV isovolumisk sammandragningstid (IVCT), vilket är tiden från mitralventilstängning till aortaklafföppning.
- Använd vävnadsdoppler vid septalsidan av mitralventilens ringform i en fyrkammarvy för att mäta den maximala myokardiella avslappningshastigheten i den tidiga diastoliska fyllningen (e ') och den sena diastoliska fyllningen (a '), liksom den maximala systoliska myokardiella sammandragningshastigheten (s') (figur 4C och tabell 1). Tryck på Cine Store-knappen för att spela in data.
- Fånga den modifierade PLAX-vyn för att undersöka den vänstra främre fallande kranskärlen.
- Använd en modifierad PLAX-vy15, flytta givaren i sidled och luta strålen mot det främre (figur 5A).
- Flytta sonden och använd färgdoppler för att visualisera ursprunget till den vänstra huvudkransartären (LCA) som genererar från aortan. Identifiera LAD-artären som genererar från LCA och löper mellan den vänstra ventrikulära främre väggen och den högra ventrikulära utflödeskanalen16,17. I denna position, använd PW Doppler för att mäta LAD-flödet (figur 5B). Tryck på Cine Store-knappen för att spela in data.
- Beräkna följande LAD-kranskärlsflödesparametrar (figur 5C och tabell 2): maximal koronarflödeshastighet (CFV), genomsnittlig CFV och hastighetstidsintegral (VTI).
OBS: Alla dessa parametrar mäts vid en basal isoflurankoncentration på 1,5% (baslinje). - Öka isoflurankoncentrationen till 2,5 % och vänta i 5 minuter för att uppnå maximalt flöde (figur 5C). Tryck på Cine Store-knappen för att spela in data. Beräkna CFR som förhållandet mellan diastolisk topp CFV vid maximalt flöde och diastolisk topp CFV vid baslinjen18,19,20 (tabell 2):
CFR = diastolisk topp CFV (2,5%) / diastolisk topp CFV (1,5%)
3. Övervakning och skötsel av djur efter avbildning
- Efter avslutad ekokardiografisk avbildning, rengör försiktigt valpen och låt den återhämta sig från anestesin i cirka 2 minuter.
- Innan du återvänder valpen till sin bur, smörj valpen med burmoderns sängkläder för att förhindra avstötning eller kannibalisering.
- Observera moderns beteende i ca 30 minuter efter proceduren. Om aggressivt beteende observeras, avliva valpen enligt riktlinjerna för djurförsök.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Denna studie använde 7 dagar gamla musvalpar för att karakterisera hjärtmorfologi, funktion och kranskärlsflöde. Mushantering måste göras med försiktighet, och musplattformen måste anpassas för valparnas lilla storlek, enligt beskrivningen i figur 1. En representativ bild av PLAX-vyn visas i figur 2A och kompletterande video 1. I denna vy användes M-läge för att mäta den vänstra atriumdiametern (LA) (figur 2B). PSAX-vyn (kompletterande video 2) användes för att mäta vänster kammares mått (figur 3A), lungflöde (figur 3B) och aortaflöde (figur 3C). Den apikala fyrkammarvyn (kompletterande video 3 och figur 4A) användes för att undersöka blodflödeshastigheterna över mitralventilen (figur 4B), liksom myokardiell avslappning och sammandragningshastigheter vid mitralventilens ringformighet (figur 4C).
Den modifierade PLAX-vyn användes för att undersöka LAD-kranskärlsflödesparametrarna (figur 5A, B och kompletterande video 4), som tidigare beskrivits15,16,21. I figur 5C visas representativa resultat av diastolisk topp CFV, genomsnittligt CFV och VTI vid ett vilande flödestillstånd (1,5% isofluran) och 5 min efter ökning av isofluran till 2,5% för att inducera maximal vasodilatation. De ökade värdena för dessa parametrar (dvs. topp-CFV, genomsnittlig CFV och VTI) 5 minuter efter isofluranökning bekräftar det förväntade svaret på hyperemi hos neonatalmössen18. CFR beräknades som förhållandet mellan diastolisk topp CFV under maximal vasodilatation inducerad av 2,5% isofluran till diastolisk topp CFV vid en baslinje på 1,5% isoflurankoncentration18. Alla mätningar och beräkningar beräknades i genomsnitt över 3 på varandra följande cykler, och de representativa resultaten visas i tabell 1 och tabell 2.
Figur 1: Ekokardiografisk plattformsinställning och 7 dagar gammal musvalpförberedelse . (A) Aluminiumfolieremsor placeras på plattformselektrodkuddarna och säkras med tejp. (B) Handskfingret är skuret och anpassat för att passa isofluran/syrenoskonen. (C) Valpen placeras i isofluraninduktionskammaren och isoflurantillförseln börjar med 2,5% koncentration. (D) Valpen placeras i ryggläge med tassar som rör vid aluminiumfolieremsorna och säkras med tejp. Två rullar gasväv används för att hålla den akustiska gelén på plats. (E) En värmelampa placeras nära valpen för att bibehålla sin kroppstemperatur. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: Parasternal långaxelvy (PLAX ) av vänster kammare. (A) B-lägesbilder av vänster kammare (LV), vänster förmak (LA) och aorta. (B) M-läge används för att mäta LA-diametern. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: Parasternal kortaxel (PSAX) vy av vänster kammare. (A) B-lägesbilder av vänster kammare. (B) M-lägesprov av interventrikulär septum vid diastol (IVSd), vänster ventrikulär inre diameter vid diastol (LVIDd) och bakre väggtjocklek vid diastol (PWd). (C) Representativa bilder av lungtoppflödeshastigheten, lungutkastningstiden (PET) och lungaccelerationstiden (PAT). D) Representativa bilder av aortautkastningstiden (AET). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: Apikal fyrkammarvy. (A) B-lägesbild av vänster kammare (LV), höger kammare (RV), vänster förmak (LA) och höger förmak (RA). (B) Representativa bilder av den maximala blodinflödeshastigheten i den tidiga fasen av diastol (E), maximal blodinflödeshastighet i den sena fasen av diastol (A), retardationstid (DT), isovolumetrisk sammandragningstid (IVCT) och isovolumetrisk avslappningstid (IVRT). (C) Vävnadsdopplerprovbilder av den högsta myokardiella avslappningshastigheten i den tidiga diastoliska fyllningen (e'), sen diastolisk fyllning (a') och maximal systolisk myokardiell hastighet (s"). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5: Modifierad parasternal långaxelvy. (A) Plattforms- och givarposition i modifierad parasternal långaxelvy. (B) Visualisering och registrering av vänster främre fallande (LAD) kranskärlsflöde. LVOT = vänster ventrikulär utflödeskanal. (C) Maximal kranskärlsflödeshastighet (CFV), genomsnittlig CFV och hastighetstidsintegral (VTI) i diastol mäts vid 1,5% isofluran (baslinje) och 5 min efter att ha ökat isoflurankoncentrationen till 2,5%; 7 dagar gamla möss, N = 7; data som presenteras som medelvärde ± SD. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Ekokardiografiska parametrar | WT (n = 7) | |
| Medelvärde ± SD | ||
| Morfologi | LA (mm) | 1,25 ± 0,11 |
| PWd (mm) | 0,40 ± 0,06 | |
| LVIDd (mm) | 1,98 ± 0,34 | |
| LV-mässa (g) | 10,92 ± 3,53 | |
| Rwt | 0,39 ± 0,09 | |
| Systolisk funktion | HR (bpm) | 500,69 ± 40,04 |
| Utökad(%) | 81,97 ± 10,76 | |
| SV (ml) | 10.16 ± 3.44 | |
| CO (ml/min) | 5.04 ± 1.53 | |
| s" (cm/s) | 16.16 ± 3.56 | |
| Vcf (cirka/s) | 10.50 ± 3.12 | |
| Diastolisk funktion | E/A | 1,25 ± 0,11 |
| E/e" | 45.58 ± 11.44 | |
| DT (er) | 23,97 ± 2,63 | |
| IVRT (er) | 16.27 ± 2.11 | |
Tabell 1: Ekokardiografisk bedömning av vänster ventrikulär morfologi och funktion hos 7 dagar gamla musungar.
| Parametrar för koronarflöde | Baslinje | 5 minuter | CFR | |
| Isofluran 1,5% | Isofluran 2,5% | 5 min/baslinje | ||
| Diastole | Topphastighet (mm/s) | 516,58 ± 113,04 | 599,43 ± 101,34 | 1.18 ± 0,18 |
| Medelhastighet (mm/s) | 308,50 ± 63,44 | 351,50 ± 53,98 | ||
| VTI (mm) | 25.23 ± 5.86 | 30,65 ± 7,75 | ||
| Sytole | Topphastighet (mm/s) | 121,81 ± 40,52 | 163,13 ± 32,59* | |
| Medelhastighet (mm/s) | 84,82 ± 27,16 | 114,70 ± 21,84* | ||
| VTI (mm) | 5.21 ± 1.84 | 7,76 ± 2,08* | ||
| Hjärtfrekvens (bpm) | 536,20 ± 128,90 | 540,80 ± 233,15 | ||
| Andningsfrekvens (rpm) | 69,60 ± 15,89 | 38.80 ± 24.18 | ||
Tabell 2: Ekokardiografisk utvärdering av kranskärlsflödet hos 7 dagar gamla musvalpar. Sju dagar gamla möss, N = 7; uppgifter som presenteras som medelvärde ± SD; studentens t-test användes för att analysera data; *p < 0,05; CFR = koronar flödesreserv; VTI = hastighetstidsintegral.
Kompletterande video 1: Den parasternala långaxelvyn av vänster ventrikulär utflöde och vänster atrium. Klicka här för att ladda ner den här videon.
Kompletterande video 2: Den parasternala kortaxelvyn av den vänstra ventrikulära kammaren. Klicka här för att ladda ner den här videon.
Kompletterande video 3: Den apikala fyrkammarvyn. Klicka här för att ladda ner den här videon.
Kompletterande video 4: Den modifierade parasternala långaxelvyn av vänster främre fallande kranskärlsflöde. Klicka här för att ladda ner den här videon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I en tid av förebyggande medicin krävs tidig bedömning av förändringar i kardiovaskulär funktion för att fastställa sjukdomsuppkomsten och utforma lämpliga interventionella terapier. Möss används alltmer som prekliniska modeller inom hjärtforskning, och ekokardiografiska studier utförs vanligtvis med unga vuxna möss. Men för att studera rollen av genetiska förändringar eller farmakologiska ingrepp i de tidiga stadierna av hjärtsjukdomar måste ekokardiografisk avbildning initieras tidigare i livet. Problematiskt nog är ekokardiografiska studier på nyfödda möss tekniskt utmanande. I denna studie har vi upprättat ett protokoll för att utföra ekokardiografiska mätningar hos möss så unga som 7 dagar gamla. Detta är särskilt viktigt för transgena musmodeller, där radering eller överuttryck av en gen tros orsaka kardiovaskulär dysfunktion. Tidigt erkännande av kardiovaskulära abnormiteter i dessa djurmodeller gör det möjligt för forskare att utforma farmakologiska behandlingar som förhindrar sjukdomsprogression.
På grund av den lilla storleken på de 7 dagar gamla mössen inkluderade vissa tekniska överväganden i detta protokoll att upprätthålla sina normala kroppstemperaturer och minimera längden på det ekokardiografiska förfarandet. En uppvärmd plattform, en värmelampa och förvärmd akustisk gel användes för att förhindra hypotermi. Helst bör djurets temperatur övervakas med hjälp av en rektal sond; Men med tanke på den lilla storleken på valparna i denna studie kunde vi inte använda en rektal sond under proceduren. Dessutom är hypertermi också ett problem, och man måste vara försiktig för att undvika att valparna är i närheten av värmelampan. Varaktigheten av ekoproceduren måste hållas till mindre än 1 h för att minimera stora temperaturvariationer och undvika de fysiologiska effekterna av långvarig anestesi22. Dessutom, eftersom storleken på den ekokardiografiska sonden är utformad för att avbilda vuxna möss, rekommenderas att använda ett tjockare lager av akustisk gel för att justera brännvidden. Det är också viktigt att nämna att bildsystemet som används i denna studie beräknar andningsfrekvens och hjärtfrekvens från EKG-signalen som detekteras av plattformselektrodkuddarna (tabell 2). När EKG-dynorna förlängdes för att nå valpens lemmar med aluminiumfolie kan den detekterade signalen ha förvrängts. Ett annat problem som uppstod var att vi i slutet av proceduren märkte att gelén under aluminiumfolieremsorna hade torkat ut, vilket kan ha påverkat konduktiviteten och EKG-signalen. Helst bör en plattform med elektrodkuddar som matchar djurets storlek eller nålelektroder som kommer i kontakt med valpens lemmar användas för att få en mer tillförlitlig EKG-signal23,24.
Begränsningarna i den aktuella studien inkluderar de högre isoflurankoncentrationer som behövs för anestesi hos neonatala mus. Detta protokoll använde 1,5% isofluran för att utföra ekokardiografiska analyser, inklusive koronarflödesdynamik. Isoflurankoncentrationen ökades från 1,5% till 2,5% för att inducera hyperemi och utvärdera CFR. Hos vuxna möss utförs vilande koronarflödeshastighetsbedömning vid 1% isofluran och det hyperemiska svaret görs vid 2,5% 18,25,26. Hos neonatala möss är dock 1% isofluran inte tillräckligt för att upprätthålla en adekvat anestesinivå. Ändå ökade skiftet från 1,5% till 2,5% isofluran hos neonatala möss topp CFV, genomsnittlig CFV och VTI (figur 5C och tabell 2), vilket verifierade isofluraninducerad kranskärlsvasodilatation. Det är också viktigt att nämna att i detta protokoll användes en modifierad PLAX-vy för att visualisera och undersöka LAD-koronarflödesparametrarna15,16,21; LAD kan dock också visualiseras med hjälp av en modifierad PSAX 16,19,21 eller en modifierad apikal fyrkammarvy 16,21. I den aktuella studien gav den modifierade PLAX oss mer konsekventa resultat i korrekt visualisering och bedömning av LAD-koronarflöde och CFR hos neonatala mus.
Denna artikel ger en praktisk guide för avbildning och bedömning av kardiovaskulär funktion hos neonatala möss. Det måste beaktas att hjärtfunktionsparametrarna varierar beroende på mössens stam och ålder. I denna studie använde vi FVB/N-möss, och dessa resultat kan användas som referensvärden för framtida studier med samma stam (tabell 1 och tabell 2).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Författarna tackar Chad M. Warren, MS (University of Illinois at Chicago), för att ha redigerat detta manuskript. Detta arbete stöddes av NIH/NHLBI K01HL155241 och AHA CDA849387 bidrag till PCR.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Depilating agent | Nair Hair Remover | ||
| Electrode gel | Parker Laboratories | 15-60 | |
| High Frequency Ultrasound | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
| Isoflurane | MedVet | RXISO-250 | |
| Linear array high frequency transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS550D | |
| Mice breeding pair | Charles River Laboratories | FVB/N | Strain Code 207 |
| Ultrasound Gel | Parker Laboratories | 11-08 | |
| Vevo Lab Software | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Verison 5.5.1 |
References
- Le, V. P., Wagenseil, J. E. Echocardiographic Characterization of Postnatal Development in Mice with Reduced Arterial Elasticity. Cardiovascular Engineering and Technology. 3 (4), 424-438 (2012).
- Nagueh, S. F., et al. Recommendations for the Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function by Echocardiography: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal: Cardiovascular Imaging. 17 (12), 1321-1360 (2016).
- Lang, R. M., et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. European Heart Journal: Cardiovascular Imaging. 16 (3), 233-270 (2015).
- Chrysant, S. G. A new paradigm in the treatment of the cardiovascular disease continuum: focus on prevention. Hippokratia. 15 (1), 7-11 (2011).
- Blom, J. N., Lu, X., Arnold, P., Feng, Q. Myocardial infarction in neonatal mice, a model of cardiac regeneration. Journal of Visualized Experiments. (111), e54100 (2016).
- Mahmoud, A. I., Porrello, E. R., Kimura, W., Olson, E. N., Sadek, H. A. Surgical models for cardiac regeneration in neonatal mice. Nature Protocol. 9 (2), 305-311 (2014).
- Chowdhury, S. A. K., et al. Modifications of sarcoplasmic reticulum function prevent progression of sarcomere-linked hypertrophic cardiomyopathy despite a persistent increase in myofilament calcium response. Frontiers in Physiology. 11, 107 (2020).
- Batra, A., et al. Deletion of P21-activated kinase-1 induces age-dependent increased visceral adiposity and cardiac dysfunction in female mice. Molecular and Cellular Biochemistry. 476 (3), 1337-1349 (2021).
- Capote, A. E., et al. B-arrestin-2 signaling is important to preserve cardiac function during aging. Frontiers in Physiology. 12, 1302 (2021).
- Armstrong, W. F., Ryan, T., Feigenbaum, H. Feigenbaum's Echocardiography. 7th ed. , Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. (2010).
- Su, J., et al. Impact of chronic hypoxia on proximal pulmonary artery wave propagation and mechanical properties in rats. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 314 (6), 1264-1278 (2018).
- Rudski, L. G., et al. Guidelines for the echocardiographic assessment of the right heart in adults: a report from the American Society of Echocardiography endorsed by the European Association of Echocardiography, a registered branch of the European Society of Cardiology, and the Canadian Society of Echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 23 (7), 685-713 (2010).
- Wilson, J. R., Reichek, N. Echocardiographic indices of left ventricular function. A comparison. Chest. 76 (4), 441-447 (1979).
- Stypmann, J., et al. Echocardiographic assessment of global left ventricular function in mice. Lab Animal. 43 (2), 127-137 (2009).
- Wikstrom, J., Gronros, J., Bergstrom, G., Gan, L. M. Functional and morphologic imaging of coronary atherosclerosis in living mice using high-resolution color Doppler echocardiography and ultrasound biomicroscopy. Journal of the American College of Cardiology. 46 (4), 720-727 (2005).
- Douglas, P. S., Fiolkoski, J., Berko, B., Reichek, N. Echocardiographic visualization of coronary artery anatomy in the adult. Journal of the American College of Cardiology. 11 (3), 565-571 (1988).
- Lambertz, H., Lethen, H., Tries, H. P., Kersting, S. Non-invasive assessment of coronary flow reserve - valuable functional information in cardiac workflow. Ultraschall in der Medizin. 25 (1), 25-33 (2004).
- Lenzarini, F., Di Lascio, N., Stea, F., Kusmic, C., Faita, F. Time course of isoflurane-induced vasodilation: A Doppler ultrasound study of the left coronary artery in mice. Ultrasound in Medicine and Biology. 42 (4), 999-1009 (2016).
- Gan, L. M., Wikstrom, J., Bergstrom, G., Wandt, B. Non-invasive imaging of coronary arteries in living mice using high-resolution echocardiography. Scandinavian Cardiovascular Journal. 38 (2), 121-126 (2004).
- Gan, L. M., Wikstrom, J., Fritsche-Danielson, R. Coronary flow reserve from mouse to man--from mechanistic understanding to future interventions. Journal of Cardiovascular Translational Research. 6 (5), 715-728 (2013).
- Krzanowski, M., Bodzon, W., Dimitrow, P. P. Imaging of all three coronary arteries by transthoracic echocardiography. An illustrated guide. Cardiovascular Ultrasound. 1, 16 (2003).
- Constantinides, C., Mean, R., Janssen, B. J. Effects of isoflurane anesthesia on the cardiovascular function of the C57BL/6 mouse. ILAR Journal. 52 (3), 21-31 (2011).
- Ha, T. W., Oh, B., Kang, J. O. Electrocardiogram recordings in anesthetized mice using lead II. Journal of Visualized Experiments. (160), e61583 (2020).
- Chu, V., et al. Method for non-invasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6 (2001).
- Hartley, C. J., et al. Effects of isoflurane on coronary blood flow velocity in young, old and ApoE(-/-) mice measured by Doppler ultrasound. Ultrasound in Medicine and Biology. 33 (4), 512-521 (2007).
- You, J., Wu, J., Ge, J., Zou, Y. Comparison between adenosine and isoflurane for assessing the coronary flow reserve in mouse models of left ventricular pressure and volume overload. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 303 (10), 1199-1207 (2012).
