The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
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1Department of Biomedical Engineering, Saint Louis University, 2Department of Internal Medicine, Washington University School of Medicine
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Le, V. P., Kovacs, A., Wagenseil, J. E. Measuring Left Ventricular Pressure in Late Embryonic and Neonatal Mice. J. Vis. Exp. (60), e3756, doi:10.3791/3756 (2012).
혈압은 척추 동물의 배아 및 출생 후의 발달 동안 대폭 증가합니다. 마우스에서 피가 흘러 배아 일 (E) 8.5 1 시경 첫번째 감지입니다. 수축기 왼쪽 심실 (LV) 압력 E9.5에서 2 mmHg와 E14.5 2시 11 mmHg이다. 갈비와 피부가 완전히 발달하지 않기 때문에 이러한 중간 배아 단계에서, LV는 침략 압력 측정을위한 가슴 벽을 통해 명확하게 볼 수 있습니다. E14.5과 출산 (약 E21) 사이 이미징 방법은 LV를 보려면 사용해야합니다. 35 3 - 출생 후의 날 (P) 2 70 mmHg - 출생 후 30 일부터 동맥 압력 증가를 의미. P20 이외에도, 동맥 압력은 고체 카테터 (예 : 밀라 나 Scisense)로 측정할 수 있습니다. 사용자는 유체 가득한 압력 트랜스 듀서 3 또는 유리 micropipettes AT & T에 부착된 플라스틱 카테터를 뽑아와 P20 전에 이러한 카테터는 마우스 동맥과 동맥 압력을 개발하기에는 너무 크다는 측정되어야합니다서보 NULL 압력 트랜스 듀서에 4 ached.
우리의 최근 작품은 혈압의 가장 큰 증가 5-7 생쥐 초기 출생 후의 기간 후반 배아 동안 발생하는 것으로 나타났습니다. 혈압이 크게 증가 개발 동맥의 평활근 세포 (SMC) 표현형 영향을 미치는 중요한 mechanotransduction 이벤트를 트리 거할 수 있습니다. 개발 동맥의 기계적 성질이 세포외 기질 단백질 (즉, Marfan 증후군 8 Supravalvular 대동맥 협착증 9) 결함에 의해 훼손되는 인간의 질병에서,이 기간 동안 혈압의 급속한 변화 mechanotransduction의 변경을 통해 질병 표현형 및 심각도에 기여할 수있다 신호. 따라서 그것은 인간 질병의 생쥐 모델에서 후반 배아와 신생아 기간 동안의 혈압 변화를 측정할 수있을 것이 중요합니다.
우리는 후반에 측정 LV 압력에 대한 방법을 설명배아 (E18)와 초기 출생 후의 (P1 - 20) 생쥐. 유체 가득한 압력 변환기에 부착된 주사 바늘을 초음파지도하에 LV에 삽입됩니다. 케어는 특히 배아 쥐를 위해 실험 프로토콜 동안 정상적인 심장 기능을 유지하기 위해 가져옵니다. 대표적인 데이터가 제시되고 프로토콜의 제한 사항이 논의된다.
1. 초음파와 압력 시스템
2. 마우스 준비
3. 압력 측정
4. 대표 결과
표시된 모든 결과 C57BL6J 마우스위한 것입니다. 그림 3에서 P1 마우스에 대한 LV 루멘의 바늘의 이미지입니다. 바늘이 찔린 가슴 벽에 필요하고 작은 LV 루멘에 액세스할 수 있지만 그것은 크게 압력 시스템의 응답 시간을 증가시킵니다. 압력의 대략적인 단계 증가를 수동으로 시스템에 적용되면, 최대 압력의 67 %에 도달하는 시간은 0.067 SE입니다전용 (압력 단계를 적용하는 실시간 가능성이 높습니다 나타내는) 튜브와 C, 30 G 바늘로 25 G 바늘과 0.529 초와 0.105 초. 최대 압력에 도달의 지연은 그림 4A와 4C에 표시된 전체 tracings에서 볼 수 있습니다. 응답 시간은 30G 바늘로 느려질 수 있지만 심장 박동이 쥐를 5의 연령과 함께 증가하기 때문에 파형은 더, 배아 및 초기 신생아 단계에서 캡처됩니다. 이러한 제한에도 불구하고, 수축기 압력은 진정한 LV diastolic (최소) 압력이 제로임을 가정하고 계산하고, 수축기 (최고) LV 압력은 두 번 정상 상태에서의 수치 (그림 4B와 4D에서 결정된 평균 LV 압력은 수 ) 6. 이것은 일반적으로 수축기 LV과 동맥 압력이 동일하다고 가정합니다. E18과 P14 사이에 다양한 연령대의 심장 속도를 측정하고 계산 LV 압력은 그림 5에 표시됩니다.

그림 1. 첨부된 세 방향 stopcocks, 남성 (M)과 여성 (F) luer 잠금 장치 연결, 호스 barbs, 튜브, 주사기와 바늘로 압력 변환기의 이미지.

그림 2. 이미지 이미징 프로브 (A)로 바늘을 정렬하도록 설정합니다. 영상 플랫폼은 마우스의 LV 꼭대기는 사출 팔을 마주되도록 회전이다. 프로브 LV 긴 축 이미지를 얻기 위해 필요한 대략적인 방향으로 조절 가능한 스탠드에 마운트됩니다. 바늘 튜브 케이스가 사출 팔에 장착하고 있습니다. 바늘은 이미징 프로브 (B)와 관련하여 적절한 각도와 수직 및 수평 위치를 결정하기 위해 이미징 플랫폼에 초음파 젤의 마운드에 진출한다.

그림 3. 바늘 (N)의 이미지는 가슴 벽 (CW)를 통해 진출하고P1 마우스의 LV 루멘으로. 스케일 바는 = 0.1 mm.

그림 4. 바늘이 E18 ()과 P14 (C) 마우스의 LV에 들어가면서 예제 타악기 압력 판독 값. 바늘이 부착되어있는 시스템의 응답 시간에 따라 일정한 상태에 도달의 지연이있다. 안정된 상태에서 신호 줌 전망은 B와 최소 E18 LV 압력이 제로 근처에있는 것으로 D. 참고로 표시되지만, 제로에서 최대 압력의 전체 파형은 P14 생쥐의 높은 심장 속도로 기록되지 않을 수 있습니다. 평균 압력이 일정한 상태를 수치로 측정되고 그것은 LV 수축기 혈압 = 2는 x 측정된 압력을 의미하는 것으로 간주됩니다.

그림 5 측정 심장 속도 ()와 (B) E18에 대한 계산 수축기 LV 압력 -. P14 마우스. N P3에 대한 P1, 22를위한 E18, 5 = 7, P14을위한 P7 23 및 16
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여기에 제시된 프로토콜은 후반 배아와 초기 신생아 생쥐의 LV 압력을 측정하는 방법을 제공합니다. 이 프로토콜의 주요 한계는 압력 시스템의 시간적 해상도입니다. 그것이 변환기에 바늘을 통해 LV에서 여행, 오로지 압력 값이 기록될 수 의미로 압력 신호가 감쇠됩니다. 댐핑은 가능한 큰 바늘을 사용하여 최소화 할 수 있지만, 바늘은 다른 노인 생쥐에 대한 LV 루멘에 부합해야합니다. diastolic 압력이 제로로 approximated 수 있으므로, LV 및 결과적으로 동맥 수축기 혈압은 평균 LV 압력 측정으로부터 계산하실 수 있습니다. 추가 동맥 변수 (즉, 펄스 압력) 이상이 될 것이지만, 수축기 압력은 마우스 개발하는 동안 심장과 심장 혈관 시스템에 진력 세력에 대한 유용한 정보를 제공합니다. 이 프로토콜의 장점은 높은 throughpu의 용이성, 속도 측정 repeatability입니다다양한 마우스 genotypes이나 치료 프로토콜의 t 비교. 중요한 발달 단계에 수축기 혈압을 측정함으로써, 우리는 기계적인 세력과 인간 질병의 결과로 심장과 심장 혈관 구조와 기능 간의 상호 작용을 이해하기 시작할 수 있습니다.
고체 카테터는 압력 측정을위한 황금 표준으로 간주하고 유체 가득한 트랜스 듀서에 비해 우수한 시간적 해상도를 가지고있다. 고체 마우스 카테터를위한 표준 크기는 1.0F (0.33 mm, 밀라), 1.2F (0.4 mm, Scisense) 또는 1.4F (0.47 mm, 밀라)입니다. 우리는 1.2F Scisense의 카테터와 1.4F 밀라의 카테터와 P30 마우스와 P21보다 나이가 생쥐에서 좋은 동맥 압력 수치를 구하십시오. 우리는 P14 생쥐에 1.0F 밀라의 카테터를 시도했지만 일관성있는 동맥 압력 판독 값을 모르는 데요. P21 마우스에서 우리는 1.2F Scisense의 카테터의 동맥 압력으로 우리의 수축기 LV 압력 측정을 비교했다. 계산 수축기 LV의 피모든 마우스에 대한 압력은 (67 ± 5 mmHg) 수축기 동맥 압력 (87 ± 9 mmHg)보다 일관되게 낮은이고 매우 고체 카테터로 측정한 평균 동맥 압력 (65 ± 8 mmHg)에 가까이되었지만, 두 카테터 genotypes 5 사이의 중요한 차이점을 발견. 이러한 이유로 우리는 E18에 P20 생쥐에 대해 설명한 LV 압력 방식을 권장합니다. 아이고 - 플라스틱 카테터는 유체 가득한 압력 트랜스 듀서에 첨부하고 동맥 압력 측정이에게 3 얻기 위해 경동맥을 통해 고급 수 있습니다. 그러나이 제도는 여전히 유일한 기록은 압력 측정을 의미하고 우리 손에 더 많은 시간을 소비했고 LV 압력 측정 여기서 제시하는 것보다 높은 실패율했다. 서보 NULL 압력 시스템 (세계 정밀 계측기)는 작은 압력을 측정하는 높은 해상도를 가지고 더 시간적 해상도에게 4 있습니다. 그러나 서보 null이 시스템은 일반적으로 무전 micropipettes, GL이 필요합니다엉덩이, 나이가 생쥐의 가슴 벽을 통해 고급 수없는 측정의 사이트에 삽입입니다.
깨어있는 생쥐 이러한 압력 측정을 바탕 때 마취 효과가 고려되어야합니다. 그것은 isoflurane은 심혈관 효과 10 달러를 최소화를위한 최고의 선택입니다 모든 생쥐가 동일한 방법과 anesthetized면, 서로 다른 그룹 간의 비교는 유효 될 것이라고 표시했습니다. 태아와 신생아 생쥐는 표준 ECG 및 이미징 플랫폼에서 온도 프로브에 비해 너무 작습니다. 심장 박동 압력 녹음과 초음파 화면의 박동 LV의 시각화하여 모니터링해야한다. 아주 느린 심장 속도를 표시하는 모든 마우스는 심장 조난에있을 수 있으며 압력 분석에 포함하지 말아야합니다. 생쥐는 따뜻한 보관해야하며 배아 생쥐 실험 프로토콜 내내 촉촉한 보관해야합니다. 다른 수사관들이 따뜻한 physiologic 살랑에서 배아 젖어하는 방법을 고안했습니다이미징 기간 11에 걸쳐 전자, 그러나 우리는 가열 램프와 따뜻한 식염수의 일반 응용 프로그램이 짧은 실험 기간 동안 예상 심장 속도로 건강한 배아를 유지하기에 충분하다는 사실을 발견했습니다. 노출 시간 한은 약 1 시간 유지되고 있으므로, 측정 처음이자 마지막 배아 사이에 상당한 변화를 관찰하지 않은,하지만 성능은 전체 쓰레기에 대한 데이터를 수집하기 위해 신속하게 수행되어야합니다.
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관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.
이 작품은 NIH 보조금 HL087653 및 HL105314에 의해, 부분적으로 재정 지원되었다. 방법 중 일부는 의학의 워싱턴 대학 대학원에서 박사 로버트 Mecham의 연구실에서 개발되었습니다.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| High resolution ultrasound system | VisualSonics, inc. | Vevo 770 | Or other appropriate ultrasound system |
| High frequency ultrasound probes | VisualSonics, inc. | 708 and 707B | |
| Imaging platform and injection arm | VisualSonics, inc. | Imaging Station 2 | With ECG and temperature feedback control of platform |
| Pressure transducer | ADInstruments | MLT 844 | |
| Bridge amplifier | ADInstruments | ML221 | |
| Data acquisition system | ADInstruments | ML866 | |
| Data recording software | ADInstruments | LabChart | |
| Ring stand and clamp | Various | To hold pressure transducer during measurements | |
| 3-way stopcocks with luer connections, male lock | Cole-Parmer | 30600-02 | |
| 1/16" ID Tygon Tubing | Cole-Parmer | 06408 | |
| Male and female luers w/ 1/16" hose barb | Cole-Parmer | 45510-50 45510-00 | |
| 24" tubing with male and female luer at each end | Cole-Parmer | 30600-60 | |
| 3 and 10 mL syringes | BD Biosciences | ||
| 30 and 25G needles | BD Biosciences | 1.5 inches in length | |
| Big Ben manometer | Riester | 1456-100 | |
| Saline | Various | ||
| Heparin | Various | ||
| Ultrasound gel | Parker Hannifin Corporation | Aquasonic 100 | |
| Hair remover lotion | Nair |