طريقة فيفو السابقة لتقييم الحركة التلقائية للجهاز التناسلي للماوس وخوارزمية تتبع حركة الرحم المستندة إلى MATLAB لتحليل البيانات
سبتمبر 1, 2019
تقلصات الرحم مهمة لرفاه الإناث. ومع ذلك، قد تؤدي زيادة الانقباض المرضية إلى عسر الطمث، وخاصة في الإناث الأصغر سنا. هنا، ونحن نصف إعداد خارج الجسم الحي بسيطة تسمح بتقييم سريع لفعالية مرخيات العضلات الملساء التي يمكن استخدامها لعلاج عسر الطمث.
بروتوكولنا مهم لأنه يوفر أول طريقة كمية سابقة لـ vivo لتقييم الحركة التلقائية للرحم السليم. هذا النهج الجديد يوفر بديلاً سهلاً وأقل تكلفة لاختبار إمكانيات المرخّط من العلاجات التي تحدث بشكل طبيعي في المركبات الاصطناعية. ومن المزايا الرئيسية لهذه التقنية أن جميع التفاعلات الخلوية داخل الرحم تبقى سليمة طوال التجربة.
ويرتبط أكثر من انكماش الرحم مع عسر الطمث, التي قد تكون مفيدة للاسترخاء الرحم للعلاج. توفر هذه الطريقة طريقة سهلة لاختبار المرخّات الجديدة. بعد التأكد من مرحلة الدورة استروس، وضع الماوس في موقف سوبين، وانتشار الأطراف لفضح منطقة الحوض البطن.
الرطب البطن مع 70٪ الإيثانول، واستخدام ملقط لرفع بعناية الجلد متفوقة على البظر. جعل شقوق عرضية صغيرة على الجوانب الجانبية من منطقة البطن السفلي حتى الأطراف العليا لفضح الصفاق. قطع بعناية من خلال البريتوني لفضح الجهاز الهضمي دون إتلاف قرون الرحم، واستخدام ملقط لإزالة اللفافة والأنسجة الدهنية التي تغطي الجهاز الهضمي.
إزالة الاثني، jejunum، ileum، cecum، والصعودية والقولون عرضية. تحديد موقع المثانة البولية لتحديد موقع المهبل الذي تم العثور عليه مباشرة تحت المثانة. تحديد موقع symphysis العانة في التقاء عظام العانة،caudal إلى المثانة، واستخدام مقص لجعل بعناية شق على الجانبين الجانبي من التكافل العانة من خلال الأنسجة الليفية بين العانة للوصول وتوفير مسار لاستخراج المهبل.
قطع من خلال الاطنان الموجود بين فتحة الشرج والجزء السفلي من الفرج، واستخدام ملقط لرفع المهبل للسماح الختان بطيئة من المستقيم. تحديد قرنين الرحم التي bifurcate في شوكة rostrally إلى المهبل وتحديد موقع oviduct معقدة والمبيض في نهاية كل قرن. تحديد قرون الرحم بشكل صحيح أمر بالغ الأهمية لإجراء لضمان عدم تلف الأنسجة.
استخدام مقص تشريح صغيرة لإزالة أي الأربطة التي تتصل ودعم قرون، oviducts والمبايض داخل تجويف البطن، وإزالة المهبل والرحم، oviducts والمبايض. نقل كامل الجهاز التناسلي المعزول إلى طبق بيتري 100 ملليمتر يحتوي على 10 ملليلتر من برنامج تلفزيوني في دولبيككو. استخدام ملقط ومقص الجراحية لإزالة أي النسيج الضام والحماية المحيطة قرون الرحم والمهبل وكذلك أي الفراء في منطقة العانة التي يمكن أن تعوق جودة الصورة.
إزالة الرباط العريض للسماح حركية قرون الرحم وغسل الأنسجة مرتين مع برنامج تلفزيوني Dulbecco الطازجة في غسل قبل نقل الجهاز التناسلي المعزول في طبق بيتري 35 ملليمتر تحتوي على ثلاثة ملليلترات من محلول كريبس المكسج. بالنسبة لتصوير الحركة التلقائي، ضع طبق بيتري على سطح أسود في درجة حرارة الغرفة، واسمح لـ 15 إلى 30 دقيقة للانقباضات العفوية للبدء. عندما يمكن ملاحظة الحركة، تسجيل حركة الرحم التلقائية لمدة 10 دقائق من طائرة محورية باستخدام أي نوع من معدات الفيديو الرقمية.
بعد ذلك، نقل التحضير إلى طبق بيتري يحتوي على عازلة كريبس المؤكسجة المكملة بمركب الاختبار وسجل حركة الرحم العفوية لمدة 10 دقائق إضافية بنفس الطريقة. في نهاية فترة التسجيل، قم بغسل الجهاز التناسلي بأكمله في 10 ملليلتر من PBS في دولبيككو في طبق بيتري 100 ملليمتر، ونقل العينة إلى طبق بيتري جديد من عازل كريبس المكسج حديثا لتقييم عكس العلاج. تسجيل حركة الرحم العفوية لمدة 10 دقائق في نفس الطريقة، كما في التسجيلات الماضيين.
ثم نقل الإعداد إلى آخر 35 ملليمتر طبق بيتري مليئة عازلة كريبس المؤكسجة تكملها السيارة لمجمع الاختبار لضمان عدم وجود تغييرات مستحثة ميكانيكيا في حركة الرحم العفوية. أظهر إعداد الجهاز التناسلي حركية عالية في اللوحات A و C في غياب الإبينفرين. ولكن هذا النمط الظاهري هو نائمة في لوحة B مع وجود واحد ميكرو مولر الابينيفرين.
هنا, يتم عرض تحليل بيانات عينة من الإبينفرين الإدارة والانتعاش الحركة التلقائية, توضح كيف يمكن تحديد آثار الهرمون على الحركة التلقائية الجهاز التناسلي من تسجيلات الأنسجة التي اتخذت قبل, أثناء وبعد العلاج المركب الاختبار. من المهم تجنب ضغط أو الإفراط في تضبيد قرون الرحم وإلا لن يتم ملاحظة أي انكماش عفوي. قد تستخدم طريقتنا أيضًا لاختبار المركبات التي قد تزيد من قابلية الرحم للانقباقد.
يمكن تطبيق هذا الإجراء على الماوس uteri الحوامل في المراحل الأولى من الحمل. هذه التجربة لديها القدرة على الارتقاء إلى شكل ستة لوحة جيدا لفحص الإنتاجية المخدرات.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تتناول هذه الدراسة أهمية انقباضات الرحم، وخاصة فيما يتعلق بعسر الطمث لدى الإناث في سن مبكرة. وتقدم الدراسة طريقة جديدة خارج الجسم الحي (ex vivo) لتقييم حركية الرحم وفعالية مرخيات العضلات الملساء، والتي قد توفر خيارات علاجية لعسر الطمث.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال البحث
- انقباضية الرحم
- علاج عسر الطمث
- تقنيات التقييم خارج الجسم الحي
خلفية علمية
- ترتبط زيادة انقباضات الرحم بعسر الطمث.
- تعد الطرق الحالية لتقييم حركية الرحم محدودة الفعالية.
- تهدف هذه الدراسة إلى تحسين تقنيات التقييم من أجل اختبار المواد المرخية بشكل أكثر سلاسة.
الطرق المستخدمة
- تقييم كمي خارجي (ex vivo) لحركية الرحم.
- نظام نموذج الفأر مع تفاعلات رحمية سليمة.
- استخدام معدات الفيديو الرقمية لتسجيل الحركية.
النتائج الرئيسية
- تأسيس طريقة قابلة للتكرار لتقييم حركية الرحم.
- تقدير كمية الحركية التلقائية استجابةً للمرخيات.
- إمكانية اختبار كل من المركبات المرخية والمركبات المعززة للانقباض.
الاستنتاجات
- تقدم هذه الدراسة طريقة عملية لتقييم حركية الرحم وفعالية المواد المرخية للعضلات.
- للمكتشفات آثار هامة على الأبحاث المستقبلية المتعلقة بعلاجات عسر الطمث.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
تمكّن هذه الطريقة المختبرية (ex vivo) من التقييم الكمي للحركية الرحمية التلقائية في الجهاز التناسلي السليم للفأر، مما يوفر نموذجاً ذا صلة فسيولوجياً لتقييم مرخيات الرحم ومعدلات الانقباضية. ومن خلال الحفاظ على التفاعلات الخلوية الذاتية داخل الرحم، يدعم هذا النهج الحد من المخاطر الميكانيكية للمركبات التي تستهدف عسر الطمث واضطرابات الحركية الرحمية ذات الصلة. كما توفر هذه الطريقة منصة قابلة للتوسع والتكرار للتحقق من الأهداف في المراحل المبكرة وتحديد المركبات الرائدة في اكتشاف أدوية الصحة النسائية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: تمكّن من استقصاء الفرضيات العلاجية المتعلقة بوظيفة العضلات الملساء في الرحم من خلال قياس التغيرات في الحركية التلقائية.
- القيمة التشغيلية: توفر نظاماً قابلاً للتكرار خارج الجسم الحي (ex vivo) لتقليل المخاطر المرتبطة بالأهداف العلاجية من خلال الحفاظ على البنية النسيجية الأصلية والتواصل الخلوي.
- القيمة التنبؤية: تدعم فرز المحافظ العلاجية عبر تقديم بيانات كمية تستجيب للجرعة حول تأثيرات المركبات على انقباض الرحم.
الفحص وتطوير المقايسة
- جاهزية المقايسة: تُنتج قراءات قياسية للحركة عبر تتبع الحركة القائم على برنامج MATLAB، مما يتيح إجراء مسح متسق للمركبات.
- القابلية للتوسع: متوافقة مع التصوير بالفيديو الرقمي وقابلة للتكيف مع تنسيقات ذات إنتاجية أعلى مثل الأطباق ذات الستة آبار.
- متانة المقايسة: تقيس التثبيط العكوس للحركة، كما تم إثباته باستخدام epinephrine، مما يدعم التحقق من صحة المقايسة وتأكيد المركبات.
الأبحاث الترجمية وقبل السريرية
- الأهمية المرضية: يحاكي النشاط الشبيه بالموجات في بطانة الرحم البشرية، مما يوفر رؤى انتقالية في الفسيولوجيا المرضية لعسر الطمث.
- الاستمرارية قبل السريرية: يربط بين مرحلة الاكتشاف والتقييم قبل السريري من خلال الحفاظ على التفاعلات السليمة في الجهاز التناسلي طوال فترة التجربة.
- التقدم المعدل وفق المخاطر: يوجه قرارات المضي قدماً أو التوقف من خلال قياس تعديل القدرة على الانقباض ومدى إمكانية عكس تأثيرات المركبات.
تكامل مسار العمل وسير العمل
تندرج هذه الطريقة ضمن تسلسل عمليات الاكتشاف، بدءاً من اختبار فرضية الهدف، مروراً بتحديد المركبات الرائدة، وصولاً إلى التحقق من الصحة في المرحلة قبل السريرية، لا سيما بالنسبة للمركبات التي تعدل حركية الرحم.
- بيولوجيا الاكتشاف: تسهّل الاستقصاء الميكانيكي لمسارات انقباض الرحم ومدى ارتباط الهدف في سياق نسيجي سليم.
- الفحص: توفر قراءات كمية قائمة على الحركة تتيح مقارنة موثوقة لتأثيرات المركبات على الحركية التلقائية.
- التحليلات: تستخدم خوارزميات تتبع الحركة لإنتاج مخرجات قابلة للقياس والتكرار لتحليل الاستجابة للجرعة والتحليل الحركي.
- الأبحاث الانتقالية: تدعم الاستمرارية مع النماذج قبل السريرية من خلال الحفاظ على التفاعلات النسيجية الرحمية الفسيولوجية ذات الصلة بعسر الطمث لدى البشر.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تؤسس لمنصة فحص حركية قابلة لإعادة الاستخدام وتطبق عبر مختلف فئات المركبات والمجالات العلاجية التي تشمل وظائف العضلات الملساء.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تعزيز الثقة التنبؤية في التحقق من الهدف من خلال تقليل الغموض الميكانيكي في استجابات العضلات الملساء للرحم.
- القيمة التشغيلية: توفير مقايسة ex vivo منخفضة التكلفة وموحدة مع الحد الأدنى من متطلبات المعدات (كاميرا رقمية، وخوارزمية MATLAB).
- القيمة الاستراتيجية: تحسين كفاءة رأس المال من خلال تمكين الحد من المخاطر المبكرة للمركبات المرشحة لإرخاء الرحم قبل إجراء الدراسات in vivo التي تستهلك الكثير من الموارد.
- تأثير المحفظة: تمكين تحديد أولويات المركبات بناءً على البيانات المستمدة من ملفات تثبيط الحركة والقدرة على العكس المحددة كمياً.
اعتبارات التنفيذ
- تتطلب خبرة في تشريح الجهاز التناسلي للفئران والتعامل مع الأنسجة للحفاظ على حيويتها.
- تعتمد على الحفاظ على محلول كريبس (Krebs buffer) المؤكسج وبيئة تصوير مضبوطة درجة الحرارة لضمان استمرارية الحركة.
- تستلزم توحيد معايير تسجيل الفيديو (الزاوية، والمدة، والإضاءة) لإجراء تحليل موثوق لتتبع الحركة.
- تتطلب تكييف الخوارزمية القائمة على برنامج MATLAB لتتناسب مع أنماط حركة قرن الرحم المتفاوتة باختلاف السلالات أو الظروف.
- تتأثر بغياب الحركة التلقائية في 10-20% من العينات، مما يستدعي إجراء فحص مسبق للأنسجة المستجيبة.
