تسجيلات تخطيط القلب الكهربائي في الفئران المُضجرة باستخدام الرصاص الثاني
يونيو 20, 2020
نقدم بروتوكول تخطيط القلب الذي هو من الناحية الفنية سهلة وغير مكلفة وسريعة وبأسعار معقولة في الفئران الصغيرة، ويمكن أن يؤديها مع حساسية معززة. نقترح هذه الطريقة كمقاربة فحص لدراسة العوامل الدوائية والتعديلات الجينية ونماذج الأمراض في الفئران.
أهمية بروتوكولنا هو أنه يمكن إجراء قياس تخطيط القلب بحساسية كبيرة في فأر صغير تم التلاعب به وراثيًا أو دوائيًا. البروتوكول مفيد من حيث أنه بسيط وسريع وغير مكلف وحساس. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتم إجراؤها على الفئران الصغيرة، حتى حديثي الولادة.
ونحن نعتقد أن هذه الطريقة من شأنها أن تسهم في فهم المناطق غير المستكشفة من عدم انتظام ضربات القلب في منطقة القلب والأوعية الدموية. إثبات الإجراء سيكون تاي وونغ ها من مختبري. ابدأ بفتح برنامج التحليل وإعداده للحصول على بيانات ECG.
انتقل إلى الإعداد وإعدادات القناة وتعيين معدل العينة إلى 2,000 عينات في الثانية. تعيين النطاق إلى 20 ملليفولت ومكبر الصوت المدخل إلى 200 هيرتز من تمريرة منخفضة. بعد ذلك، انتقل إلى تحليل تخطيط القلب وإعدادات تخطيط القلب، ثم اختر الماوس في الإعداد المسبق لإعدادات الكشف والتحليل.
في لوحة "المتوسط"، اختر تسلسل دورات القلب المتتالية في إشارة متوسط واحد أو عرض متوسط وعرض جدول. في لوحة QTc، حدد طريقة Bazett، والتي تعرف بأنها قيمة معدل ضربات القلب المصححة للفاصل الزمني QT. ضع الماوس على مقياس الدقة وسجل وزنه.
بعد التأكد من أن الماوس هو تخدير بشكل صحيح إدراج الأقطاب الكهربائية مع الإبر الوخز بالإبر في اليمين واليسار forelimbs و hindlimb اليسار. تأكد من أن عمق القطب وموقعها متناسقة في جميع أنحاء التجارب. توصيل الأطراف الأخرى من الأقطاب الكهربائية عن طريق النقر عليها في الموصلات المفاجئة الثلاثة في الطرف الآخر من أسلاك الرصاص من كابل مضخم الرصاص الحيوي الثلاثة والأدوية حقن ما يقرب من ثلاث دقائق بعد التخدير.
بعد 10 دقائق من إدارة التخدير، ابدأ في تسجيل ECG. بمجرد الانتهاء من التسجيل، استخدم بيانات تخطيط القلب من 12 إلى 17 دقيقة بعد حقن التخدير للتحليل. عند الانتهاء، قم بإزالة الأقطاب الكهربائية بعناية.
لتحديد ما إذا كان هذا القياس ECG غير الباضع يعكس تأثير التشكيل اللاإرادي على نظام موصل القلب ، تم تحدي فئران BALB / c العادية مع ناهضين وخصوم من الجهاز العصبي اللاإرادي. بالمقارنة مع التحكم في السيارة، ارتفع معدل ضربات القلب بشكل كبير في الأتروبين والأيزوبرينالين الفئران المعالجة وسقطت مع كارباكول. بالإضافة إلى ذلك ، ارتفع الفاصل الزمني QTc في الأتروبين والأيزوبرينالين فئران المعالجة وانخفضت في الفئران المعالجة بالكارباخول.
يتم عرض وجهات النظر الرسم البياني التمثيلية ومتوسط وجهات النظر لإشارات ECG في الأتروبين والكارباخول والفئران المعالجة بالمركبات هنا. عند محاولة هذا البروتوكول، فإن أهم شيء هو التأكد من أن يتم إدراج أقطاب ECG بشكل آمن طوال التجربة. إجراء تجارب أولية متعددة حتى تكون إشارات تخطيط القلب مستقرة ومتسقة.
أكدت منشوراتنا السابقة مع الفئران اختلافات تخطيط القلب التي تم الإبلاغ عنها في الدراسات الوراثية البشرية ، والتي تدعم فائدة هذه الطريقة في مجالات أبحاث القلب والأوعية الدموية مثل عدم انتظام ضربات القلب.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه المقالة بروتوكولاً بسيطاً وفعالاً من حيث التكلفة لتخطيط كهربائية القلب (ECG) للفئران الصغيرة، بما في ذلك حديثي الولادة، مما يعزز الحساسية في القياسات. ويُقترح هذا المنهج كأداة فحص قيمة للدراسات الفارماكولوجية والتعديلات الجينية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- الفيزيولوجيا الكهربائية
- أبحاث القلب والأوعية الدموية
- علم الأدوية
خلفية علمية
- تعد قياسات تخطيط كهربائية القلب (ECG) ضرورية لفهم وظائف القلب.
- قد تفتقر الطرق الحالية إلى الحساسية في نماذج الحيوانات الصغيرة.
- يمكن للتلاعبات الجينية والدوائية أن تؤثر على الفسيولوجيا القلبية.
- هناك حاجة إلى بروتوكولات ميسرة وفعالة للفئران الصغيرة.
الغرض من الدراسة
- تطوير بروتوكول لتخطيط كهربائية القلب (ECG) سهل التنفيذ ومنخفض التكلفة.
- تعزيز حساسية قياسات تخطيط كهربائية القلب في الفئران الصغيرة.
- توفير طريقة فحص لمختلف الدراسات الدوائية والجينية.
الطرق المستخدمة
- إعداد برنامج التحليل الخاص بجمع بيانات تخطيط كهربائية القلب (ECG).
- تطبيق البروتوكول على الفئران المعدلة وراثياً أو دوائياً.
- قياس تخطيط كهربائية القلب (ECG) مع التركيز على الحساسية.
- استعراض الإجراء من قبل عضو مختبر مدرب.
النتائج الرئيسية
- يتيح هذا البروتوكول إجراء قياسات دقيقة لتخطيط كهربائية القلب (ECG) في الفئران الصغيرة.
- يتميز بأنه بسيط وسريع وغير مكلف مقارنة بالطرق الحالية.
- يوفر إمكانية استكشاف مجالات لم يتم فحصها سابقاً فيما يتعلق باضطراب نظم القلب.
- يمكن تطبيقه على كل من الفئران البالغة وحديثي الولادة.
الاستنتاجات
- يعتبر بروتوكول تخطيط كهربائية القلب (ECG) هذا تقدماً هاماً في أبحاث القلب والأوعية الدموية في نماذج الحيوانات الصغيرة.
- وهو يسهل دراسة العوامل الدوائية والتعديلات الجينية.
- يمكن لهذه الطريقة أن تساهم في فهم أعمق لاضطرابات نظم القلب.
الأسئلة الأكثر شيوعاً
الأهمية التنفيذية في القطاع الصناعي
يتيح بروتوكول تخطيط كهربية القلب (ECG) هذا تحديد الأنماط الظاهرية القلبية بدقة وتكلفة منخفضة في الفئران التي خضعت لتعديلات جينية أو دوائية، مما يدعم التحقق المبكر من الأهداف في عملية اكتشاف أدوية القلب والأوعية الدموية. ومن خلال توفير قياسات موثوقة لمعدل ضربات القلب وفترة QTc في النماذج المخدرة، يعزز هذا البروتوكول الثقة التنبؤية لدراسات التعديل الذاتي ويقلل من العوائق التقنية في فحص السلامة قبل السريري. وتعد هذه الطريقة ذات قيمة خاصة في تقليل المخاطر المتعلقة بالفرضيات الميكانيكية في أبحاث عدم انتظام ضربات القلب وتسهيل قرارات المضي قدماً أو التوقف في مرحلة تحسين المركبات الرائدة.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: تتيح استقصاء تأثيرات الجهاز العصبي الذاتي على التوصيل القلبي من خلال دراسات تحدي المناهضات/المحفزات.
- القيمة التشغيلية: توفر قراءات قابلة للتكرار لمعدل ضربات القلب وفترة QTc للتحقق الوظيفي من الأهداف في النماذج الفأرية.
- القيمة التنبؤية: تدعم تقليل المخاطر الآلية عن طريق اكتشاف التغيرات المتوقعة في تخطيط كهربائية القلب (ECG) باستخدام atropine وcarbachol وisoprenaline، بما يتماشى مع الاستجابات الفارماكولوجية المعتمدة.
الفحص وتطوير المقايسة
- جاهزية المقايسة: توفر اكتساباً معيارياً لتخطيط كهربائية القلب (ECG) بمعدل أخذ عينات 2,000 Hz وقيمة QTc مصححة وفق صيغة Bazett لضمان مخرجات كمية متسقة.
- القابلية للتوسع: تتيح إجراء فحص عالي الحساسية في الفئران الصغيرة وحديثي الولادة، مما يوسع نطاق النماذج القابلة للاستخدام لتقييم السمية القلبية المبكرة.
- تكامل سير العمل: تدعم التقييم القابل للتكرار للمركبات من خلال وضع مستقر للأقطاب الكهربائية ونافذة تحليل محددة تتراوح بين 12–17 دقيقة بعد التخدير.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- الأهمية المرضية: يسهل استكشاف آليات عدم انتظام ضربات القلب في النماذج الجينية، مما يربط النتائج المستخلصة من الدراسات الجينية البشرية بالأنظمة الفأرية.
- الاستمرارية الترجمية: يتيح المراقبة القلبية الطولية بدءاً من مرحلة الاكتشاف وصولاً إلى التحقق قبل السريري باستخدام معايير تخطيط كهربائية القلب (ECG) متسقة.
- التقدم المعدل حسب المخاطر: يعزز الثقة في الدراسات الدوائية من خلال الكشف عن تغيرات تخطيط كهربائية القلب (ECG) بوساطة الجهاز العصبي الذاتي والتي ترتبط بتأثيرات المركبات المعروفة.
تكامل مسار العمل والتدفق الإجرائي
تندرج هذه الطريقة ضمن سلسلة الاكتشافات التي تبدأ من اختبار فرضيات الهدف وصولاً إلى تحديد المركبات الرائدة، حيث توفر قراءات كهرومغناطيسية تساهم في التوصيف المبكر لعلم الأدوية القلبية الوعائية وملفات السلامة.
- بيولوجيا الاكتشاف: يدعم توضيح المسارات من خلال قياس التغيرات في معدل ضربات القلب وتصحيح QT استجابةً للمعدلات اللاإرادية.
- الفحص: يتيح قياسات ECG قابلة للتكرار وجاهزة للمقايسة في النماذج الفأرية لتقييم تأثير المركبات.
- التحليلات: يولد بيانات كمية لمعدل ضربات القلب وفاصل QTc باستخدام تصحيح Bazett للمقارنة بين الحالات المختلفة.
- الأبحاث الانتقالية: يربط استجابات ECG في الفئران بأبحاث عدم انتظام ضربات القلب لدى البشر من خلال ملفات تعريف فارماكولوجية معتمدة.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: يؤسس منصة ECG منخفضة التكلفة وقابلة لإعادة الاستخدام للتطبيق المتكرر عبر حملات الفحص الجيني والفارماكولوجي.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية في التحقق من صحة الهدف من خلال تقليل الغموض الميكانيكي في دراسات التوصيل القلبي.
- القيمة التشغيلية: توفر التوحيد القياسي، وقابلية التكرار، وقابلية التوسع من خلال إعداد بسيط للأقطاب الكهربائية ومعايير استحواذ محددة.
- القيمة الاستراتيجية: تحسن قرارات المضي قدماً أو التوقف من خلال تمكين الكشف الحساس عن التغيرات في تخطيط كهربائية القلب (ECG) الناتجة عن المركبات في الدراسات المبكرة.
- التأثير على المحفظة: تدعم ترتيب الأولويات المعدلة حسب المخاطر من خلال تحديد المركبات النشطة قلبياً عبر توصيف الاستجابة الذاتية.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في تخدير الفئران، ووضع الأقطاب الكهربائية، وتهيئة برنامج تخطيط كهربية القلب (ECG).
- يعتمد على أجهزة مضخم حيوي (bio amplifier) قادرة على أخذ عينات بتردد 2,000 Hz وإعدادات نطاق 20 mV.
- يستلزم توحيد المعايير بين الفرق البحثية فيما يخص عمق القطب الكهربائي، وموضع السلك، وتوقيت التخدير.
- تشمل اعتبارات التكييف حجم القطب الكهربائي الخاص بكل طراز، والجرعات القائمة على الوزن للفئران حديثة الولادة مقارنة بالفئران البالغة.
- تشمل القيود العملية التغيرات الفسيولوجية الناجمة عن التخدير والتي قد تؤثر على بارامترات تخطيط كهربية القلب (ECG) الأساسية.
