مقالة منهجية

التصوير الوظيفي للقلب في أجنة أسماك الزرد باستخدام الفحص المجهري القياسي وتحليل الفيديو: تطبيقات في البحوث البيئية والطبية الحيوية

DOI:

10.3791/68941

⸱

أكتوبر 10, 2025

 ,  ,  ,  , 
1Medical Faculty, Department of Pathophysiology, University of Belgrade, 2Faculty of Electronic Engineering, University of Nis

في هذه المقالة

إشعار تصحيح

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا البروتوكول طريقة الفحص المجهري الضوئي منخفضة التكلفة لتقييم مورفولوجيا القلب ووظيفته في أجنة الزرد ، مما يتيح تقييما قابلا للتكرار لسمية القلب التنموية دون الحاجة إلى أنظمة تصوير متقدمة.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تستخدم أسماك الزرد (Danio rerio) على نطاق واسع كنموذج للفقاريات في أبحاث القلب والأوعية الدموية نظرا لتشابهها الجيني مع البشر ، والشفافية البصرية أثناء التطور المبكر ، وإمكانية التصوير في الجسم الحي . تقدم هذه المخطوطة بروتوكولا موحدا يمكن الوصول إليه لتقييم مورفولوجيا القلب ووظيفته في أجنة أسماك الزرد بعد 96 ساعة من الإخصاب (hpf) باستخدام الفحص المجهري للضوء الساطع. تتضمن الطريقة جمع الأجنة ، والفحص المورفولوجي ، والتثبيت في الاغاروز ، وتسجيل الفيديو للقلب النابض ، والتحليل القائم على الصور لمعلمات القلب مثل أبعاد البطين ، وحجم السكتة الدماغية ، ومعدل ضربات القلب ، وكسر القذف ، ونتاج القلب. تستند الحسابات إلى التقديرات التقريبية الهندسية للبطين باستخدام برنامج مفتوح المصدر (على سبيل المثال ، ImageJ و Zembryo Analyzer). يتيح البروتوكول التقييم الكمي لأداء القلب باستخدام المعدات المتاحة على نطاق واسع ، مما يجعله مناسبا للمختبرات ذات الموارد المحدودة والفحوصات عالية الإنتاجية. في هذه الدراسة ، تم تحليل 96 يرقة من الزرد حصانا عن طريق تسجيل القلب النابض تحت المجهر الضوئي. تضمنت المعلمات القلبية الرئيسية التي تم قياسها أبعاد البطين ، والتي تم استخدامها لحساب حجم السكتة الدماغية ومعدل ضربات القلب ، والتي تم تحديدها بواسطة النبضات في الدقيقة. من هذه ، تم اشتقاق جزء القذف والنتاج القلبي لتقييم الأداء الكلي للقلب. أظهرت النتائج التمثيلية للأجنة السليمة تقلصا بطينيا ثابتا ومؤشرات وظيفية قوية ، بينما أظهرت الأجنة المعرضة للكادميوم ضعف مورفولوجيا القلب وانخفاضا كبيرا في النتاج القلبي. بشكل عام ، تعتبر هذه الطريقة مهمة للكشف عن سمية القلب التنموية وتوفر نهجا قابلا للتكرار وغير جراحي لتقييم وظائف القلب في الجسم الحي أثناء التطور المبكر لأسماك الزرد.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

برزت أسماك الزرد (Danio rerio) ككائن حي نموذجي بارز للفقاريات في أبحاث القلب والأوعية الدموية بسبب تماثلها الجيني مع البشر ، والتخصيب الخارجي ، والشفافية البصرية للأجنة ، والتطور السريع1،2. هذه الميزات ، جنبا إلى جنب مع الفعالية من حيث التكلفة وقابلية التوسع ، تجعل سمك الزرد مناسبا بشكل خاص لدراسة تشكل القلب المبكر ، وعيوب القلب الخلقية ، وسمية القلب التنموية3. يتم تعزيز أهميتها بشكل أكبر من خلال الحفظ العالي للجينات ومسارات الإشارات التي تنظم نمو القلب عبر أنواع الفقاريات4. على وجه الخصوص ، ساهمت نماذج أسماك الزرد بشكل كبير في فهم الأساس الجيني والفسيولوجي لتكوين القلب وإعادة تشكيله ووظيفته في ظل كل من الظروف الطبيعية والمرضية5،6.

من الناحية الهيكلية ، يتكون قلب الزرد من أذين واحد وبطين واحد ، متصلين بطريقة خطية ، ويفتقرون إلى الحاجز النموذجي لقلب الثدييات المكون من أربع غرف. على الرغم من ذلك ، يلخص قلب الزرد الجوانب الرئيسية لفسيولوجيا القلب البشرية ، بما في ذلك وجود طبقات الشغاف وعضلة القلب ، ونظام التوصيل القلبي ، والنشاط الانقباضي الإيقاعي ، والتنظيم بواسطة العوامل العصبية الهرمونية7،8. الأهم من ذلك ، أن قلب الزرد يظهر أحداثا مورفوجينية رئيسية ، بما في ذلك الحلقة اليمنى لأنبوب القلب والتوسع اللاحق وتحديد غرف القلب ، والتي تشبه تلك الموجودة في التطور الجنيني البشري9. علاوة على ذلك ، يحافظ قلب الزرد على العديد من الخصائص الفيزيولوجية الكهربية والديناميكية الدموية التي تظهر في الفقاريات العليا ، بما في ذلك انتشار جهد الفعل ، وتعديل الانقباض ، وديناميكيات دورة الكالسيوم7.

بالنظر إلى أوجه التشابه هذه ، برزت أسماك الزرد كنموذج محوري في علم السموم ، خاصة لتقييم كيفية تأثير التعرض الكيميائي على نمو القلب ووظيفته10. ومع ذلك ، لا يزال أحد القيود الرئيسية في هذا المجال هو الاعتماد على تقنيات التصوير التي تتطلب المتطلبات تقنيا. الطرق التقليدية عالية الدقة ، مثل الفحص المجهري متحد البؤر أو الصفائح الضوئية ، أو الخطوط المعدلة وراثيا التي تعبر عن علامات القلب الفلورية ، على الرغم من قوتها ، مكلفة وتتطلب بنية تحتية تقنية كبيرة11. تحد هذه القيود من التنفيذ الأوسع للتنميط الظاهري القلبي القائم على أسماك الزرد ، لا سيما في البيئات ذات الموارد المحدودة أو للتطبيقات التي تتطلب فحصا عالي الإنتاجية12.

لذلك ، هناك حاجة متزايدة للنهج المنهجية التي تسمح بتقييم موثوق لوظائف القلب باستخدام الأجهزة المتاحة على نطاق واسع. تحتوي الأدبيات الموجودة على أمثلة لمثل هذه الأساليب المبسطة ، بما في ذلك التصوير القائم على المجال الساطع أو الفحص المجهري الضوئي جنبا إلى جنب مع القياسات اليدوية أو شبه الآلية13،14. ومع ذلك ، فإن هذه التقنيات ليست موحدة دائما وغالبا ما تختلف بين مجموعات البحث من حيث البروتوكول والتوقيت ومعلمات تحليل الصور. يعيق هذا التباين قابلية التكاثر ويحد من القيمة النسبية عبر الدراسات ، لا سيما في مجالات مثل علم السموم الجنينية أو علم الأدوية أو علم السموم البيئية ، حيث يتم استخدام نقاط النهاية الكمية للقلب والأوعية الدموية بشكل متزايد كمؤشرات للسلامة التنموية15.

في هذا السياق ، تقدم أسماك الزرد نموذجا قيما لفحص سمية القلب التنموية في الجسم الحي. أدركت الوكالات التنظيمية والاتحادات العلمية بشكل متزايد أهمية أسماك الزرد في هذا المجال ، لا سيما بالنظر إلى قدرتها على اكتشاف التغيرات الطفيفة في وظائف القلب التي قد تسبق التشوهات الهيكلية أو الفتك14. يسمح الجنين الشفاف بالتصور المباشر للقلب النابض ، مما يتيح التقييم المباشر لأداء القلب دون الحاجة إلى إجراءات جراحية. علاوة على ذلك ، فإن بساطة تشريح قلب الزرد تسهل التقدير الكمي للديناميكيات الأذينية والبطينية ، بما في ذلك أبعاد الغرفة ومعلمات السكتة الدماغية ، باستخدام تقنيات التصوير الأساسية15.

الهدف الشامل للطريقة الموضحة في هذه المقالة هو توفير نهج يمكن الوصول إليه وقابل للتكرار للتقييم الوظيفي للأداء الوظيفي لأداء القلب الجنيني لأسماك الزرد باستخدام المجهر الضوئي القياسي. من خلال التركيز على الحصول على الفيديو البسيط وتحليل الصور اللاحقة ، تهدف التقنية إلى سد الفجوة المنهجية بين التصوير عالي الدقة وتسجيل الملاحظة النوعية. هذا البروتوكول قابل للتكيف مع إعدادات المختبرات المتنوعة ومستويات الموارد ، وهو قابل للتطبيق بشكل خاص على الدراسات السمية أو الدوائية أو الجينية التي تركز على تقييم وظائف القلب.

بالإضافة إلى مزاياه العملية ، يساهم البروتوكول في هذا المجال من خلال تقديم سير عمل موحد وخطوة بخطوة يجمع بين التقنيات شائعة الاستخدام في خط أنابيب واحد قابل للتكرار. في حين أن هناك مناهج مماثلة في الأدبيات ، إلا أن القليل منها يوفر هذا المستوى من التكامل مع التوثيق المرئي ، مما قد يدعم التبني والتوحيد على نطاق أوسع.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم إجراء جميع الإجراءات المتعلقة بأجنة أسماك الزرد وفقا لإرشادات رعاية واستخدامها المؤسسية المعتمدة من قبل لجنة الأخلاقيات المحلية. تم إجراء تربية أسماك الزرد والتلاعب بالجنة وفقا للتوجيه الأوروبي 2010/63 / EU بشأن حماية المستخدمة للأغراض العلمية. يتم سرد الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد.

1. صيانة أسماك الزرد وجمع الأجنة

  1. حافظ على أسماك الزرد البالغة (Danio rerio) في نظام حوض مائي معاد تدويره عند 28 درجة مئوية ± 1 درجة مئوية تحت دورة مظلمة لمدة 14 ساعة / 10 ساعات.
  2. قم بإطعام الأسماك ثلاث مرات يوميا بقشرة تجارية غنية بالبروتين أو علف حبيبي مناسب لأسماك الزرد.
  3. في وقت متأخر من بعد الظهر ، انقل أسماك الزرد البالغة إلى خزانات التكاثر المجهزة بشبكة شفافة لفصل الأسماك عن قاع الخزان. استخدم نسبة الذكور إلى الإناث 2: 3 ، مفصولة طوال الليل بواسطة مقسم قابل للإزالة.
  4. في صباح اليوم التالي ، قم بإزالة المقسم وأضف 50-100 مل من ماء الحوض البارد لتحفيز التفريخ.
  5. بعد الإخصاب (في غضون 30-60 دقيقة) ، قم بإزالة الأسماك البالغة من حوض التكاثر لمنع افتراس الأجنة.
  6. اجمع الأجنة باستخدام ماصة باستور بلاستيكية وانقلها إلى أطباق بتري معقمة مليئة بوسط جنين E3.
    ملاحظة: وسط الجنين E3 عبارة عن محلول ملح مخزن يحاكي التركيب الأيوني لسائل الزرد خارج الخلية. قم بإعداد وسط E3 عن طريق إذابة 580 مجم من كلوريد الصوديوم ، و 27 مجم من KCl ، و 97 مجم من CaCl2 · 2H2O ، و 163 مجم من MgCl2 ·6H2O في حوالي 800 مل من الماء المقطر فائق النقاء. اضبط الرقم الهيدروجيني إلى 7.2 باستخدام 1 N هيدروكسيد الصوديوم أو حمض الهيدروكلوريك. بمجرد ضبط الرقم الهيدروجيني واستقراره ، ارفع الحجم الإجمالي إلى 1,000 مل بالماء المقطر. قم بتعقيم المحلول عن طريق تصفيته من خلال مرشح غشائي 0.22 ميكرومتر. أضف 100 ميكرولتر من 1٪ ميثيلين بلو لكل لتر لمنع نمو الفطريات. قم بتخزين الوسط E3 المحضر عند 4 درجات مئوية ودافئ إلى درجة حرارة الغرفة قبل الاستخدام.
  7. احتضان الأجنة عند درجة حرارة 28.5 درجة مئوية في حاضنة ذات دورة ضوئية / مظلمة خاضعة للرقابة (14 ساعة / 10 ساعات).
    ملاحظة: قلل من عدد الأجنة لكل طبق بتري (على سبيل المثال ، 50 لكل طبق 100 مم) لتجنب الاكتظاظ ، مما قد يسبب نقص الأكسجة وعيوب النمو.
  8. استبدل الوسط E3 يوميا للحفاظ على ظروف النمو المثلى.

2. اختيار الأجنة الطبيعية شكليا

  1. في حوالي 6 ساعات بعد الإخصاب (hpf ؛ الوقت المنقضي منذ الإخصاب) ، يتم نقل الأجنة المخصبة إلى طبق بتري نظيف يحتوي على وسط E3 طازج.
  2. فحص الأجنة تحت المجهر المجسم بتكبير 40x.
  3. تخلص من أي أجنة تظهر عليها علامات تشوه النمو، بما في ذلك:
    1. الأجنة المتخثرة: تعرف من خلال مظهرها غير الشفاف أو الأبيض ، وملمسها الحبيبي ، وغياب الهياكل الداخلية المميزة. التخثر هو علامة على عدم قابلية الحياة ويحدث عادة خلال الساعات القليلة الأولى بعد الإخصاب.
    2. تأخر التطور: استبعاد الأجنة التي لم تتقدم إلى المرحلة المورفولوجية المتوقعة (على سبيل المثال ، عدم وجود ترتيب خلوي عرضي أو غير منتظم) ، مما يشير إلى ضعف قابلية البقاء.
    3. تشوهات كيس الصفار: ابحث عن أكياس صفار البيض الممزقة أو غير المنتظمة أو غير المتماثلة التي قد تشير إلى خلل في النمو أو عدم التوازن التناضحي.
    4. التشوهات الخارجية: استبعاد الأجنة ذات محاور الجسم الملتوية أو التوزيع غير المنتظم لكتلة الخلية أو الأشكال غير الطبيعية للمشيمة.
    5. ضعف سلامة المشيمة: الامتناع عن استخدام الأجنة ذات المشيمات المنهارة أو المنكمشة أو الممزقة ، لأنها قد تتعرض لضغط ميكانيكي أو تناضحي.
  4. احتفظ فقط بالأجنة التي تلبي جميع المعايير التالية: (1) شكل الجسم الشفاف والمتناظر ، (2) تقدم عرضي موحد مع طبقات خلوية ناعمة ، (3) الأديم الأرومي المرئي بوضوح وششيمة كروية سليمة.
    ملاحظة: عند 6 حصان ، يكون جنين سمك الزرد الطبيعي مورفولوجيا على شكل قبة مع أديم أريمي محدد بوضوح يغلف الجزء العلوي من صفار البيض. يجب توزيع السيتوبلازم بالتساوي ، بدون بقع حبيبية ، وبدون علامات تجزئة أو تكتل.

3. تصوير القلب باستخدام المجهر الضوئي

  1. عند 96 حصانا ، قم بتركيب الأجنة بشكل فردي في أطباق بتري ذات قاع زجاجي مقاس 35 مم مملوءة بوسط E3.
  2. تحضير 1.2٪ من الاغاروز منخفض نقطة الانصهار في وسط E3 وقم بالتسخين المسبق إلى 37-38 درجة مئوية. حافظ على درجة الحرارة باستخدام كتلة حرارية أو حمام مائي.
  3. قم بتضمين كل جنين في الاغاروز وقم بتوجيهه برفق بشكل جانبي باستخدام ملقط ناعم قبل أن يتجمد الاغاروز.
    ملاحظة: تأكد من أن القلب مرئي بوضوح ومتجها بشكل جانبي ، مع وجود كل من الأذين والبطين في نفس المستوى البؤري.
  4. استخدم مجهره ضوئي مقلوب مزود بكاميرا رقمية لتسجيل مقاطع فيديو عالية الدقة لمدة 30 ثانية تركز بشكل خاص على منطقة القلب من أجنة أسماك الزرد. التقط مقاطع فيديو بزيادة 40× أو 100× لضمان تصور واضح لهياكل القلب ونبضات القلب.
    1. قم بتسجيل مقاطع الفيديو بمعدل إطارات يبلغ 30 إطارا في الثانية (fps) بتنسيقات غير مضغوطة أو مضغوطة بالحد الأدنى (على سبيل المثال ، AVI أو MOV) للحفاظ على جودة الصورة والسماح بتحليل دقيق لديناميكيات حركة القلب. يتيح هذا الإعداد تقييما تفصيليا للمعلمات الوظيفية مثل معدل ضربات القلب وإيقاع الانقباض ومورفولوجيا الغرفة.

4. تحليل الصور وقياس وظيفة القلب

  1. القياسات اليدوية في ImageJ
    1. استيراد مقاطع الفيديو. افتح مقاطع الفيديو في ImageJ باستخدام File > Import > AVI. إذا لزم الأمر ، قم بتحويل الفيديو إلى مكدس صور عبر مكدسات الصور > > تحويل الصور إلى مكدس.
    2. معايرة مقياس القياس. استخدم تحليل > تعيين مقياس، وأدخل قطر الحقل المعروف (على سبيل المثال، 4 مم لهدف 10×)، وقم بتمكين الخيار العمومي لتطبيق المقياس عبر جميع القياسات.
    3. تحديد مناطق الاهتمام (ROI). استخدم أدوات عائد الاستثمار (الخط ، المضلع ، المستطيل) لتمييز المحاور البطينية الطويلة والقصيرة أثناء الانقباض النهائي والانبساط النهائي (الشكل 1). إدارة عائد الاستثمار عبر أدوات تحليل > > مدير عائد الاستثمار.
  2. قياس الأقطار والمساحات لحساب المعلمات الوظيفية (الملف التكميلي 1)
    1. حدد مساحة سطح البطين (باستخدام تقريب القطع الناقص) باستخدام المعادلة 1:
      الخامس الخامس = ((D_L - D_S)/2) × π (1)
      حيث DL = قطر طويل ، DS = قطر قصير.
    2. تقدير حجم البطين عند ED و ES باستخدام صيغة الحجم الإهليلجي (المعادلة 2)
      VV = (1/6) × π × D_L × D_S² (2)
    3. احسب تغير المساحة الكسرية (FAC) والتقصير الكسري (FS) باستخدام المعادلة 3 والمعادلة 4:
      FAC (٪) = ((VAD - VAS) / VAD) × 100 (3)
      FS (٪) = ((D_L - D_S) / D_L) × 100 (4)
      حيث جهاز المساعدة البطينية = منطقة البطين في الضعف الجنسي ؛ VAS = منطقة البطين في ES ؛ DDL = محور طويل عند ED ؛ DSS = محور قصير عند ES.
    4. حدد حجم الحد (SV) باستخدام المعادلة 5:
      SV = VVD - VVS (5)
    5. احسب كسر الطرد (EF) باستخدام المعادلة 6:
      EF (٪) = (SV / VVD) × 100 (6)
  3. التحليل الآلي في ZembryoAnalyzer
    1. قم بتشغيل وتحميل الفيديو الملتقط. افتح ZembryoAnalyzer (متوفر على: https://github.com/darkopuflovic/ZembryoAnalyser) ، واستخدم ملف > فتح الفيديو لاستيراد الفيديو المطلوب.
    2. قم بإجراء الكشف التلقائي عن منطقة القلب. انقر فوق الزر "اكتشاف القلب" للسماح للبرنامج بتحديد موقع منطقة الاهتمام (ROI) تلقائيا بناء على تقلبات السطوع عبر إطارات الفيديو. اضبط عائد الاستثمار يدويا إذا لزم الأمر باستخدام أدوات مستطيلة أو بيضاوية أو مضلعة.
    3. قم بإجراء التقدير التلقائي لمعدل ضربات القلب. دع البرنامج يحلل تغيرات السطوع ضمن عائد الاستثمار المكتشف. يتم حساب معدل ضربات القلب عن طريق تحديد القمم الدورية في الشدة. تطبق الخوارزمية تصفية العتبة لإزالة الضوضاء والإيجابيات الخاطئة ، مما يضمن اكتشاف النبض بدقة.
    4. تصدير النتائج. قم بتصدير بيانات معدل ضربات القلب ومخططات الشدة المقابلة باستخدام Export > PDF أو Export > Excel. اختياريا، احفظ البيانات الأولية بتنسيق CSV أو JSON للمعالجة الإحصائية النهائية.
  4. احسب النتاج القلبي (CO) باستخدام المعادلة 7:
    ثاني أكسيد الكربون = SV × HR (7)

5. تقييم قابلية تطبيق البروتوكول في اختبار السمية القلبية باستخدام المواد السامة

  1. وزن كلوريد الكادميوم وقم بإعداد محلول عمل عن طريق إذابته مباشرة في E3 وسط إلى تركيز نهائي قدره 3 مجم / لتر.
  2. نقل الأجنة إلى أطباق بتري تحتوي على محلول الكادميوم بعد 24 ساعة من الإخصاب (hpf).
  3. احتضان الأجنة في محلول الكادميوم حتى 96 حصانا عند 28 درجة مئوية ± 1 درجة مئوية مع دورة مظلمة لمدة 14 ساعة / 10 ساعات.
  4. استبدل محلول الكادميوم يوميا للحفاظ على التعرض الثابت.
  5. عند 96 حصانا ، قم بتسجيل مقاطع فيديو قلبية عالية الدقة ، كما هو موضح سابقا ، للأجنة للقياس والتحليل اللاحقين لمعلمات وظائف القلب.
    ملاحظة: استخدم بروتوكول التعرض للكادميوم هذا لمحاكاة سمية القلب التنموية في أجنة سمك الزرد ، كما هو موضح في دراسة سابقة16.

6. إدارة البيانات والنسخ المتماثلة

  1. سجل جميع القياسات في جداول بيانات منظمة. قم بتضمين معرف الجنين ومجموعة العلاج وجميع المعلمات المحسوبة.
  2. تأكد من تحليل ما لا يقل عن 20-30 جنينا لكل مجموعة للتأكد من موثوقيتها الإحصائية.
    ملاحظة: يمكن تخزين تسجيلات الفيديو لمنطقة القلب وتحليلها في وقت لاحق دون المساس بدقة القياسات المورفومترية أو الوظيفية. في مقارناتنا الداخلية ، كانت نتائج التحليلات الفورية والمتأخرة متسقة عبر معلمات القلب الرئيسية ، مما يدعم قابلية تكرار التقييم المتأخر المستند إلى الفيديو.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يسمح هذا البروتوكول بالتحليل الكمي لتطور قلب أسماك الزرد بعد 96 ساعة من الإخصاب (hpf) ، بما في ذلك المعلمات الهيكلية والوظيفية مثل حجم البطين ، والانقباض ، وحجم السكتة الدماغية ، وجزء القذف.

يوضح الشكل 2 صور المجال الساطع التمثيلية لبطين الزرد عند الانبساط النهائي (ED) والانقباض النهائي (ES) ، جنبا إلى جنب مع الرسوم البيانية الشريطية المقابلة التي تعرض متوسط مساحة البطين (VA) وقياسات الحجم (VV) (ن = 30 جنين). يظهر البطين بيضاوي ال...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تتمثل إحدى الخطوات المهمة في هذا البروتوكول في التحديد الدقيق واختيار الأجنة الطبيعية مورفولوجيا بعد 6 ساعات من الإخصاب (hpf). يمكن للأجنة التي تظهر عليها علامات التخثر أو تأخر النمو أو التشوهات الهيكلية أن تضر بشكل كبير بتناسق قياسات القلب والأوعية الدموية وقابليتها للتفسير. تضمن الإزالة المبكرة للأجنة غير القابلة للحياة أو المشوهة خط أساس موثوق به لتقييم نمو القلب ووظيفته. إن التوجيه الصحيح للأجنة أثناء التصوير ، مما يضمن الوضع الجانبي مع رؤية القلب بوضوح ، له نفس القدر من الأهمية لتحق...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تمويل هذا العمل من قبل وزارة العلوم والتطوير التكنولوجي والابتكار في جمهورية صربيا ، من خلال اتفاقية تمويل مؤسسية مع جامعة بلغراد ، كلية الطب ، لتنفيذ وتمويل الأنشطة البحثية في عام 2025. رقم تسجيل عقد التمويل المؤسسي في عام 2025 هو 451-03-137/2025-03/200110. ونرجو التكرم بإدراج هذا الرقم في إقرارات جميع المنشورات الناشئة عن المشاريع الفرعية المعتمدة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
0.22 & مرشح الغشاء mميليبورSLGP033RS0.22 & مرشح الغشاء m
محلول 1 N HClسيغما-ألدرتش320331محلول حمض الهيدروكلوريك لضبط الرقم الهيدروجيني
حل 1 N NaOHسيغما-ألدرتش72068محلول هيدروكسيد الصوديوم لضبط الرقم الهيدروجيني
سمك الزرد البالغ (Danio rerio)منشأة تربية محليةلا يوجدالكائن النموذجي
أحواض التربية باستخدام شبكة//فصل البالغين للتفريخ
CaCl?· 2H؟ Oسيغما-ألدرتشC5670كلوريد الكالسيوم، درجة كاشف
كلوريد الكادميومسيغما-ألدرتش202908المادة السامة المستخدمة للتعرض بمعدل 3 ملغ/لتر
علف سمك الزرد التجاريميني جران، نوتري بيت، غورني ميلانوفاتش/رقائق عالية البروتين أو علف حبيبي مناسب لأسماك الزرد
الكاميرا الرقمية (المجهر)فوتونكس هاماماتسوORCA-Flash4.0 V3كاميرا لتسجيل الفيديو بسرعة 30 إطار في الثانية
كتلة الحرارةإبندورف5382000010جهاز تسخين متحكم في درجة الحرارة
برنامج إيمج جيالمعاهد الوطنية للصحةhttps://imagej.nih.gov/ij/برامج معالجة الصور مفتوحة المصدر
المجهر الضوئي المقلوبنيكونTi2-Eمجهر مع كاميرا رقمية، 40 مرات؛ و100&00 مرة؛ الأهداف
KClسيغما-ألدرتشP3911كلوريد البوتاسيوم، درجة الكاشف
أجاروز منخفض نقطة الانصهار (1.2٪)ثيرمو فيشر العلمي16520050لتضمين الأجنة
ميثيلين بلو (1٪)سيغما-ألدرتشM9140مضاد فطري مضاد للفطريات مضاف إلى وسط E3
MgCl?· 6H؟ Oسيغما-ألدرتشM9272كلوريد المغنيسيوم سداسي، درجة الكاشف
NaClسيغما-ألدرتشS9888كلوريد الصوديوم، درجة كاشف
أطباق بترى المعقمة (100 مم)كورنينغ430167أطباق بتري بلاستيكية لزراعة الأجنة
أطباق بتري المعقمة (35 مم)شركة ماتيكP35G-1.5-14-Cأطباق بتري ذات قاع زجاجي لتركيب الأجنة
الماء المقطر فائق النقاءميليبورمرجع ميلي-كيوالماء لتحضير المحلول
برنامج زيمبريو أنالايزرGitHub (داركو بوفلوفيتش)https://github.com/darkopuflovic/ZembryoAnalyserبرنامج تحليل وظائف القلب

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Patton, E. E., Zon, L. I., Langenau, D. M. Zebrafish disease models in drug discovery: from preclinical modelling to clinical trials. Nat RevDrug Discov. 20 (8), 611-628 (2021).
  2. Adhish, M., Manjubala, I. Effectiveness of zebrafish models in understanding human diseases-A review of models. Heliyon. 9 (3), e14129(2023).
  3. Narumanchi, S., et al. Zebrafish heart failure models. Front Cell Dev Biol. 9, 662583(2021).
  4. Clément, Y., Torbey, P., Gilardi-Hebenstreit, P., Crollius, H. R. Enhancer-gene maps in the human and zebrafish genomes using evolutionary linkage conservation. Nucleic Acids Res. 48 (5), 2357-2371 (2020).
  5. Kemmler, C. L., Riemslagh, F. W., Moran, H. R., Mosimann, C. From stripes to a beating heart: Early cardiac development in zebrafish. J Cardiovasc Dev Dis. 8 (2), 17(2021).
  6. Bowley, G., et al. Zebrafish as a tractable model of human cardiovascular disease. Br J Pharmacol. 179 (5), 900-917 (2022).
  7. Echeazarra, L., Hortigón-Vinagre, M. P., Casis, O., Gallego, M. Adult and developing zebrafish as suitable models for cardiac electrophysiology and pathology in research and industry. Front. Physiol. 11, 607860(2021).
  8. Foo, Y. Y., et al. Effects of extended pharmacological disruption of zebrafish embryonic heart biomechanical environment on cardiac function, morphology, and gene expression. Dev Dyn. 250 (12), 1759-1777 (2021).
  9. M Männer, J. The functional significance of cardiac looping: comparative embryology, anatomy, and physiology of the looped design of vertebrate hearts. J Cardiovasc Dev Dis. 11 (8), 252(2024).
  10. Park, H., Yun, B. H., Lim, W., Song, G. Dinitramine induces cardiotoxicity and morphological alterations on zebrafish embryo development. AquatToxicol. 240, 105982(2021).
  11. Schlaeppi, A., Graves, A., Weber, M., Huisken, J. Light sheet microscopy of fast cardiac dynamics in zebrafish embryos. J Vis Exp. 174, e62741(2021).
  12. Motta, E. R. Development of microscopy strategies for rapid imaging of zebrafish heart development. Doctoral dissertation. , Université de Strasbourg. https://theses.fr/2020STRAJ043 (2020).
  13. Spomer, W., Pfriem, A., Alshut, R., Just, S., Pylatiuk, C. High-throughput screening of zebrafish embryos using automated heart detection and imaging. J Lab Autom. 17 (6), 435-442 (2012).
  14. Santoso, F., et al. An overview of methods for cardiac rhythm detection in zebrafish. Biomed. 8 (9), 329(2020).
  15. Teixidó, E., et al. Automated morphological feature assessment for zebrafish embryo developmental toxicity screens. Toxicol Sci. 167 (2), 438-449 (2019).
  16. Mitovic, N., et al. Cadmium significantly changes major morphometrical points and cardiovascular functional parameters during early development of zebrafish. Environ Toxicol. Pharmacol. 87, 103723(2021).
  17. Schindelin, J., et al. Fiji: An open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  18. Spomer, W., Pfriem, A., Alshut, R., Just, S., Pylatiuk, C. High-throughput screening of zebrafish embryos using automated heart detection and imaging. J Lab Autom. 17 (6), 435-442 (2012).
  19. Hou, J. H., Kralj, J. M., Douglass, A. D., Engert, F., Cohen, A. E. Simultaneous mapping of membrane voltage and calcium in zebrafish heart in vivo reveals chamber-specific developmental transitions in ionic currents. Front Physiol. 5, 344(2014).
  20. Liebling, M., et al. Four-dimensional cardiac imaging in living embryos viapostacquisition synchronization of nongated slice sequences. J Biomed Opt. 10 (5), 054001(2005).
  21. Hernandez, R. E., Galitan, L., Cameron, J., Goodwin, N., Ramakrishnan, L. Delay of initial feeding of zebrafish larvae until 8 days postfertilization has no impact on survival or growth through the juvenile stage. Zebrafish. 15 (5), 515-518 (2018).
  22. Sargazi, S., et al. Fluorescent-based nanosensors for selective detection of a wide range of biological macromolecules: A comprehensive review. Int J Biol Macromol. 206, 115-147 (2022).
  23. MacRae, C. A., Peterson, R. T. Zebrafish as tools for drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 14 (10), 721-731 (2015).
  24. Bakkers, J. Zebrafish as a model to study cardiac development and human cardiac disease. Cardiovasc Res. 91 (2), 279-288 (2011).
  25. Choi, T. Y., Choi, T. I., Lee, Y. R., Choe, S. K., Kim, C. H. Zebrafish as an animal model for biomedical research. Exp Mol Med. 53 (3), 310-317 (2021).
  26. Aleström, P., et al. Zebrafish: Housing and husbandry recommendations. Lab Anim. 54 (3), 213-224 (2020).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

تصحيح

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Formal Correction: Erratum: Functional Cardiac Imaging in Zebrafish Embryos Using Standard Microscopy and Video Analysis: Applications in Environmental and Biomedical Research
Posted by JoVE Editors on 2/09/2026. Citeable Link.

This corrects the article 10.3791/68941

الوسوم

Zebrafish Cardiac ImagingCardiac Function AnalysisBrightfield MicroscopyVideo AnalysisVentricular DimensionsStroke VolumeHeart RateEjection FractionCardiac OutputEmbryonic Cardiotoxicity

مقالات ذات صلة