التحفيز الكهربائية المبرمجة في الفئران
مايو 26, 2010
التحفيز الكهربائي المبرمج يوفر القدرة على تحديد خصائص التوصيل للقلب ، وإمكانية للحث على إنهاء وعدم انتظام ضربات القلب سرعة باستخدام بروتوكولات مختلفة. استخدام قسطرة عبر الوريد ، يمكن الحصول على التسجيلات مخطط الكهربية داخل القلب في الفئران المبرمجة التالية بروتوكولات التحفيز الكهربائي لتحديد ركائز محدث اضطراب النظم.
يتم لصق الفأر المخدر على لوح تسخين في وضع ضعيف. يتم فصل الوريد الوداجي الأيمن وربط الطرف القريب من الوريد. يتم إدخال القسطرة الفرنسية 1.1 OC Apolar في الوريد ، ثم يتم دفع القسطرة إلى الأذين الأيمن والبطين الأيمن.
أخيرا ، يتم ربط الطرف البعيد من الوريد لتأمين موضع القسطرة ومنع النزيف. مرحبا ، أنا نالي من مختبر الدكتور زفير في قسم علم وظائف الأعضاء الجزيئي والفيزياء الحيوية في كلية بايلور للطب. سنعرض لك اليوم إجراء لبرمجة التحفيز الكهربائي في الفئران.
نستخدم هذا الإجراء في مختبرنا لدراسة عدم انتظام ضربات القلب المحفز في الفئران. لذلك دعونا نبدأ. قبل جراحة القنية وإدخال القسطرة ، استخدم مقصات الشعر لحلاقة فرو الفأر المخدر من خط الرقبة إلى منتصف مستوى الصدر.
تطهير المنطقة الجراحية باستخدام 10٪ بوفيدون اليود. ضع الفأر في وضع ضعيف وقم بلصق أطرافه على أقطاب تخطيط القلب المدمجة. في لوح التسخين ، نوصي بنظام يشتمل على مسبار درجة حرارة المستقيم متصل بوسادة تسخين يتم التحكم فيها بواسطة نظام محلل حراري ، بحيث يتم الحفاظ على درجة حرارة الجسم عند 37 درجة مئوية زائد أو ناقص درجة مئوية.
بعد التأكيد بقرصة سحب أن الماوس مخدر تماما ، قم بعمل شق نصف بوصة على يمين خط الوسط مع نهاية الكود على مستوى الترقوة. افصل الأنسجة تحت الجلد والغدد اللعابية والأنسجة اللمفاوية عن طريق التشريح الحاد. لتصور الوريد الوداجي الأيمن ، اربط الطرف القريب من الوريد بستة خياطة.
ضع خياطة أخرى تحت الوريد في الطرف البعيد من الجزء المرئي. ابدأ الآن الحصول على البيانات المستندة إلى الكمبيوتر لتسجيل تخطيط القلب السطحي. قم بتوصيل القسطرة بمحفز خارجي في وضع التسجيل.
بعد ذلك ، استخدم مقصا صغيرا لعمل شق صغير في الاتجاه الطولي للوريد أثناء سحب الخيط القريب برفق. للمساعدة في الحفاظ على استقامة الوريد، قم بدفع قسطرة مجتذب أوكتو الفرنسية 1.1 عبر الوريد إلى الأذين الأيمن والبطين. يتم التحقق من موضع القسطرة الصحيح من خلال تصور الأشكال الموجية للمخططات الكهربائية الأربعة داخل القلب على مستوى قمة البطين الأيمن وقاعدة البطين الأيمن والعقدة البطينية الأذينية والأذين الأيمن أخيرا تربط الخيط البعيد لتأمين موضع القسطرة ومنع النزيف المحتمل للسرعة الأذينية.
يتم تحويل زوج الأقطاب الكهربائية الموجود داخل الأذين من وضع التسجيل إلى وضع التحفيز بينما تظل أزواج الأقطاب الكهربائية الأخرى في وضع التسجيل. لتحديد ما إذا كان الفأر يعاني من زيادة التعرض لعدم انتظام ضربات القلب الأذيني ، يتم إجراء التحفيز الكهربائي المبرمج للأذين الأيمن. أولا ، حدد عتبة السرعة الأذينية عن طريق تطبيق نبضات تيار 52 مللي ثانية على الأقل بأطوال دورة أساسية مختلفة أو BCL لاختبار اتساق التقاط التحفيز.
BCL لقطار النبض الأولي أقل قليلا من BCL الجوهري وينخفض بمقدار 10 مللي ثانية. السعة الحالية النموذجية المطلوبة لالتقاط التحفيز هي 100 إلى 200 ميكرو أمبير. بعد تطبيق قطار سرعة الأذين لمدة 15 ثانية عند 100 مللي ثانية قبل الميلاد ، قم بقياس وقت استرداد العقدة الجيبية أو SNRT ، والذي يعرف بأنه الفترة الفاصلة بين الحافز الأخير في قطار السرعة وبداية أول نبضة جيبية عفوية.
لتحديد فترة المقاومة الأذينية الفعالة أو ERP ، قم بتطبيق سلسلة من قطارات السرعة الأذينية في BCLS ثابت مع اثنين من التحفيز المبكر الأقصر S اثنين. يتم تقليل الفاصل الزمني من S واحد إلى S اثنين تدريجيا بمقدار مللي ثانية في كل قطار سرعة من 70 مللي ثانية إلى 20 مللي ثانية مع فترة استرداد لا تقل عن 30 ثانية بين كل بروتوكول تحفيز. يتم تعريف A ERP على أنه أطول فاصل اقتران S واحد إلى S للأذينين التي فشلت في توليد إيقاع منتشر مع S اثنين.
يتماستخدام تطبيق مماثل لقطارات تنظيم سريان الأذين والمحفزات المبكرة لتحديد فترة المقاومة الفعالة للعقدة البطينية الأذينية AV NERP. يتم تعريف AV NERP على أنه أطول فاصل اقتران من S واحد إلى S يتبع فيه التحفيز المبكر الذي يتم تسليمه إلى الأذين إمكانات هسهسة ، ولكن ليس بمركب QRS. يمكن اختبار تحريض عدم انتظام ضربات القلب الأذيني ، بما في ذلك الرجفان الأذيني ، باستخدام بروتوكول سرعة الاندفاع حيث يتم تطبيق سلسلة من رشقات نارية ثانية.
أول ثانيتين له طول دورة أو CL يبلغ 40 مللي ثانية ، وكل انفجار متتالي ثانيتين له CL أقصر بمللي ثانية من الاندفاع السابق حتى CL النهائي البالغ 20 مللي ثانية. بعد الانتهاء من جميع بروتوكولات السرعة، يتم إيقاف الحصول على البيانات. في حالة دراسات EP الطرفية ، يتم فك العقدة برفق لتحرير القسطرة.
نعرض هنا بعض تخطيط كهربية القلب السطحية التمثيلية وتخطيط كهربية القلب في الفأر. يظهر مخطط كهربية القلب السطحي هذا إيقاعا منتظما للجيوب الأنفية بتردد حوالي 540 نبضة في الدقيقة. تظهر هذه الآلات الكهربية الأربعة التالية تسجيلات الرسم الكهربائي ثنائي القطب داخل القلب على مستوى الأذين الأيمن.
العقدة البطينية الأذينية وقاعدة البطين الأيمن وقمة البطين الأيمن. تتوافق الموجة داخل القلب في تسجيل الرسم الكهربائي على مستوى الأذين الأيمن مع الموجة P على السطح. CCG. تتوافق الموجة V على الرسم الكهربائي البطيني مع موجة QRS على سطح CCG.
بعد ذلك نعرض السطح التمثيلي CCG و Intraheart Electrograms وفأر أصيب بالرجفان الأذيني بعد سرعة الانفجار الأذيني على السطح. CCG ، فاصل RR غير منتظم ولا توجد موجات P واضحة. من ناحية أخرى ، يكشف الرسم الكهربائي الأذيني عن إشارات أذينية سريعة غير منتظمة تتوافق مع الرجفان الأذيني.
الرسم الكهربائي البطيني له تردد أبطأ مشابه لفترات RR السطحية. لقد أوضحنا لك للتو كيفية إجراء برنامج التحفيز الكهربائي في الماوس عند القيام بهذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر تجنب النزيف الشديد والحفاظ على درجة حرارة الجسم ضمن المعدل الطبيعي من 36 إلى 37 درجة. بالإضافة إلى ذلك ، حاول تقليل التعرض ل Asof Florin لأن التعرض لأكثر من ساعتين إلى تركيز أعلى يمكن أن يثبط وظيفة القلب والجهاز التنفسي في الفأر.
لذلك ، أوصينا بأن يبدأ كل شيء معقدا في غضون ساعتين. هذا كل شيء. شكرا لك على المشاهدة ونتمنى لك التوفيق في تجاربك.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه المقالة إجراءً للتحفيز الكهربائي المبرمج في الفئران، مما يتيح تقييم خصائص التوصيل القلبي وتحريض عدم انتظام ضربات القلب. يسمح استخدام قسطرة عابرة للأوردة بتسجيلات التخطيط الكهربائي القلبي داخل القلب لتحديد المواد المؤدية إلى عدم انتظام ضربات القلب.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- الفيزيولوجيا الكهربائية القلبية
- بحث عدم انتظام ضربات القلب
- نماذج الفئران
الخلفية
- التحفيز الكهربائي المبرمج هو تقنية تستخدم لتقييم توصيل القلب.
- يمكن أن يساعد في فهم الآليات الكامنة وراء عدم انتظام ضربات القلب.
- توفر تسجيلات التخطيط الكهربائي القلبي داخل القلب بيانات قيمة للبحث.
- هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص في الدراسات قبل السريرية باستخدام نماذج الفئران.
هدف الدراسة
- لإظهار إجراء التحفيز الكهربائي المبرمج في الفئران.
- لتحديد المواد المؤدية إلى عدم انتظام ضربات القلب من خلال تسجيلات التخطيط الكهربائي.
- لتعزيز فهم خصائص التوصيل القلبي.
الطرق المستخدمة
- يتم وضع الفأرة المخدرة على لوح تسخين.
- يتم الوصول إلى الوريد الوداجي الأيمن وتحضيره لإدخال القسطرة.
- يتم إدخال قسطرة OC Apolar 1.1 French في الوريد وتقدم إلى القلب.
- يتم الحصول على تسجيلات التخطيط الكهربائي بعد بروتوكولات التحفيز الكهربائي المبرمج.
النتائج الرئيسية
- وضع القسطرة بنجاح في الأذين الأيمن والبطين.
- تكشف تسجيلات التخطيط الكهربائي عن خصائص توصيل القلب.
- يمكن تحريض عدم انتظام ضربات القلب وإنهائه باستخدام بروتوكولات التحفيز.
- يتم تحديد المواد المؤدية إلى عدم انتظام ضربات القلب من خلال هذه الطريقة.
الاستنتاجات
- التحفيز الكهربائي المبرمج هو طريقة فعالة لدراسة وظيفة القلب في الفئران.
- تساعد هذه التقنية في فهم عدم انتظام ضربات القلب والآليات الكامنة وراءه.
- يمكن للبحوث المستقبلية البناء على هذه النتائج لاستكشاف التدخلات العلاجية.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Programmed electrical stimulation in genetically modified mice enables precise interrogation of cardiac conduction and arrhythmia mechanisms at the preclinical stage. This approach provides high-resolution, quantitative data on electrophysiological properties, supporting mechanistic de-risking and target validation for cardiac drug discovery portfolios. Its integration into early discovery workflows enhances predictive confidence for arrhythmia liability and therapeutic hypothesis testing.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional validation of molecular targets implicated in cardiac conduction and arrhythmias.
- Supports mechanistic de-risking by quantifying inducibility and recovery parameters in disease-relevant models.
- Facilitates portfolio triage by providing robust, reproducible electrophysiological endpoints.
Screening & Assay Development
- Establishes validated in vivo systems for downstream compound screening targeting cardiac electrophysiology.
- Delivers standardized, quantitative outputs such as sinus node recovery time and refractory periods.
- Enables reproducible assessment of arrhythmia susceptibility for compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with human arrhythmia phenotypes for translational biomarker development.
- Provides continuity from molecular discovery to in vivo validation of cardiac safety and efficacy.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by quantifying arrhythmogenic potential in vivo.
Pipeline & Workflow Integration
Programmed electrical stimulation in mice bridges early discovery and preclinical validation, informing lead identification and safety assessment for cardiac programs.
- Discovery Biology: Quantifies conduction and arrhythmia phenotypes to test therapeutic hypotheses and clarify mechanistic pathways.
- Screening: Provides reproducible, quantitative readouts for arrhythmia risk and conduction parameters.
- Analytics: Enables statistical comparison of pacing thresholds, refractory periods, and arrhythmia inducibility across genotypes or treatments.
- Translational Research: Aligns in vivo findings with clinical arrhythmia endpoints for biomarker and safety translation.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, standardized platform for cardiac electrophysiology studies across multiple programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible in vivo electrophysiology workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by de-risking cardiac liabilities early.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of cardiac assets and supports cross-program comparability.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and cardiac electrophysiology.
- Needs specialized instrumentation for intracardiac pacing and electrogram acquisition.
- Demands rigorous cross-team standardization of protocols and data analysis.
- Adaptation may be needed for different mouse strains or genetic backgrounds.
- Procedural duration and anesthesia exposure must be carefully managed to avoid confounding effects.
