الهدف من هذا البروتوكول هو تفصيل طريقة جديدة لتقييم وظيفة القلب القطاعية في سمك الحمار الوحشي الجنيني في ظل كل من الظروف الفسيولوجية والمرضية.
مقالة منهجية
الهدف من هذا البروتوكول هو تفصيل طريقة جديدة لتقييم وظيفة القلب القطاعية في سمك الحمار الوحشي الجنيني في ظل كل من الظروف الفسيولوجية والمرضية.
وتستخدم بشكل متزايد حمار وحشي ككائن حي نموذجي لاعتلال عضلة القلب والتجدد. تفشل الأساليب الحالية التي تقيّم وظيفة القلب في الكشف عن الميكانيكا القطاعية بشكل موثوق وليست ممكنة بسهولة في سمك الحمار الوحشي. نقدم هنا طريقة شبه آلية مفتوحة المصدر للتقييم الكمي لوظيفة القلب القطعية رباعية الأبعاد: تحليل الإزاحة للتشوه الميكانيكي عضلة القلب (DIAMOND). تم تصوير سمك الحمار الوحشي الجنيني المعدل وراثيا في الجسم الحي باستخدام نظام المجهر الفلوري الفاتح مع تزامن حركة القلب 4D. تم إعادة بناء القلوب الرقمية ثلاثية الأبعاد المكتسبة في نهاية الانقباض ونهاية الانبساط ، وتم تقسيم البطين يدويًا إلى مجموعات بيانات ثنائية. ثم أعيد توجيه القلب وأعيد تعيناته على طول المحور القصير الحقيقي، وقسم البطين بالتساوي إلى ثمانية أجزاء (I-VIII) على طول المحور القصير. بسبب مختلف مستويات إعادة العينات والمصفوفات في نهاية systole ونهاية الانبساط ، تم تطبيق مصفوفة التحول لتسجيل الصور لاستعادة العلاقة المكانية الأصلية بين المصفوفات الصورة الانقباضي والانبساطي resampled. بعد تسجيل الصور، تم حساب متجه الإزاحة لكل جزء من نهاية الانقباض إلى النهاية على أساس إزاحة السنتاد الجماعية في ثلاثة أبعاد (ثلاثية الأبعاد). يظهر DIAMOND أن الأجزاء القلبية القاعدية المجاورة للقناة الأذينية البطينية تخضع لأعلى تشوه ميكانيكي وهي الأكثر عرضة لإصابة القلب الناجمة عن الدوكسوروبيسين. بشكل عام، توفر DIAMOND رؤى جديدة في ميكانيكا القلب القطاعية في أجنة حمار وحشي تتجاوز جزء القذف التقليدي (EF) في ظل كل من الظروف الفسيولوجية والمرضية.
السمية القلبية الناجمة عن العلاج الكيميائي وفشل القلب الذي يترتب على ذلك هي واحدة من الأسباب الرئيسية لوقف العلاج الكيميائي1. لذلك ، يلعب التقييم الوظيفي القلبي دورًا حاسمًا في تحديد سمية القلب ، والأهم من ذلك ، في التنبؤ بإصابات القلب المبكرة بعد العلاج الكيميائي2. ومع ذلك، فإن النُهج الحالية للتقييم الوظيفي القلبي تواجه قيودًا. طرق مثل كسر طرد البطين الأيسر (LVEF) توفر فقط ميكانيكا القلب العالمية والمؤجلة في كثير من الأحيان بعد الإصابة3،4. يوفر تصوير الأنسجة دوبلر معلومات تشوه عضلة القلب القطاعية ولكنه يعاني من تقلبات كبيرة داخل المراقب وبين المراقب ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تبعية زاوية شعاع الموجات فوق الصوتية5. يستخدم التتبع ذو الأبعاد الثنائية (2D) وضع B من تخطيط صدى القلب ، والذي يلغي نظريًا تبعية الزاوية ، ولكن دقته محدودة بالحركة خارج المستوى6. لذلك ، لا يوجد نهج صارم لقياس وظيفة القلب القطاعي في كل من الإعدادات البحثية والسريرية.
في هذا السياق، قمنا بتطوير طريقة قياس كمي 4D لتحليل وظيفة القلب القطاعية التي قمنا بتسمية تحليل الإزاحة للتشوه الميكانيكي عضلة القلب (DIAMOND)، لتحديد ناقلات الإزاحة من centroids الجماعية القلبية في الفضاء ثلاثي الأبعاد. طبقنا DIAMOND لتقييم في الجسم الحي لوظيفة القلب وسمية القلب الناجمة عن doxorubicin مع حمار وحشي(Danio rerio)كنموذج الحيوان ، الذي تم اختياره بسبب تجديد عضلة القلب والجينات التنموية المحفوظة للغاية7. كما قارنا إزاحة DIAMOND المجزأة مع تحديد كسر القذف العالمي (EF) والإجهاد 2D بعد علاج الدوكسوروبيسين. من خلال دمج إزاحة DIAMOND مع المجهر الفلوري 4D ورقة خفيفة (LSFM) المكتسبة تقديم قلوب حمار وحشي الجنينية، DIAMOND يظهر أن شرائح عضلة القلب القاعدية المجاورة للقناة الأذينية البطينية تخضع لأعلى تشوه ميكانيكي وهي الأكثر عرضة لإصابة القلب الدوكسوروبيسين الحادة8.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على جميع الأساليب الموصوفة هنا من قبل لجنة رعاية الحيوانات المؤسسية واستخدامها في جامعة كاليفورنيا (IACUC) ، وتم إجراء التجارب وفقًا للبروتوكولات المعتمدة من قبل مكتب أبحاث الحيوانات في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.
1. تربية Tg (cmlc2:mCherry) حمار وحشي وجمع الأجنة
2. علاج دوكسوروبيسين للحث على إصابة القلب
3. تشكيل مسار الشق
4. LSFM التصوير ومزامنة ما بعد التصوير
5. إعادة بناء القلب الانقباضي والانبساطي ثلاثي الأبعاد
6- تجزئة البطين
7. إنشاء متوازيات مستطيلة لتسجيل الصور
8. إعادة عينة قلوب 3D الانقباضي والانبساطي على طول مستوى المحور القصير
9- تقسيم القلب الذي أعيد تعيناته
10- تسجيل مصفوفات الصور الانقباضي والانبساطي
11- ناتج ناقلات التشرد
و PD)إحداثيات (حيث يشير k إلى إحداثيات X أو Y أو Z، على التوالي) لكل جزء (I-VI) في مجموعة بيانات التجزئة من الانقباض إلى الانبساط(الشكل 1J). نحن نحدد الكتلة
المئوية في الفضاء ثلاثي الأبعاد على النحو التالي:
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتم تقديم العملية التي تم تطوير هادلتقييم وظيفة القلب القطاعي 3D في الشكل 1. بعد الحصول على صورة LSFM وإعادة بنائها في قلب الحمار الوحشي الجنيني(الشكل 1A)، تم تحديد مستوى المحور القصير الحقيقي كطائرة عمودية على المحاور الطويلة الرأسية والأفقية ، وكلاهما يتم تحديده في عارض متعدد الطائرات(الشكل 1B). ثم تم إعادة تشكيل القلب على طول مستوى المحور القصير(الشكل 1C)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
استراتيجية صارمة للقياس الكمي لوظيفة عضلة القلب القطعية أمر بالغ الأهمية لتقييم ميكانيكا القلب خارج EF التقليدية، والمعروف أن يكون مؤشرا غير حساس وتأخر الإصابة عضلة القلب1،4،12. وبالتالي ، كان هناك اهتمام متزايد في علامات التغيرات المبكرة عضلة القلب ، ومجموعة متزايدة من الأدب يدعم معلمات تشوه عضلة القلب كمؤشر مبكر للتنبؤ بخلل البطين4،13. يوفر قياس صدى القلب لسلالة البطين...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وأعلن صاحبا البلاغ أنه لا يوجد تضارب في المصالح.
تم تمويل العمل الحالي من قبل منح جمعية القلب الأمريكية 16SDG30910007 و 18CDA34110338 ، ومن قبل المعاهد الوطنية للمنح الصحية HL083015 ، HL1111437 ، HL118650 ، وHL129727.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| برنامج تحليل الصور Amira6 | FEI | ||
| DAPT | Millipore Sigma | D5942-5MG | |
| Doxorubicin hydrochloride | Millipore Sigma | D1515-10MG | |
| Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate | Millipore Sigma | E10521-10G | Tricaine |
| MATLAB | MathWorks | بيئة البرمجة | |
| MATLAB معالجة الصور Toolbox | MathWorks | أداة معالجة الصور |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن