Zebrafisch-Elektrokardiographie (EKG): ein minimalinvasiver Assay zur Beurteilung der Herzfunktion

- Legen Sie zunächst einen betäubten Fisch mit der Bauchseite nach oben in einen Schlitz in einem nassen Schwamm. Führen Sie die positive Elektrode in die Mittellinie des Fisches auf Höhe der knolligen Arteriose ein. Führen Sie dann die negative Elektrode unterhalb des Ventrikels und 0,5 bis 1 Millimeter links von der Mittellinie ein, um eine bipolare Elektrode zu erzeugen, über die Unterschiede im elektrischen Potential gemessen werden können. Führen Sie abschließend die Referenzelektrode in der Nähe des Analbereichs ein, um das elektrische Signal zu erden.

Beginnen Sie mit der Aufzeichnung, und überprüfen Sie nach kurzer Zeit die Ablaufverfolgung, um sicherzustellen, dass vier Kriterien erfüllt sind. Alle Wellenformen müssen sichtbar sein und sich voneinander unterscheiden. Die P-Welle, die die atriale Depolarisation darstellt, muss positiv sein. Die Nettosumme der Q-, R- und S-Wellen, die die ventrikuläre Depolarisation darstellt, muss positiv sein. Und schließlich muss die T-Welle, die die atriale Repolarisation darstellt, positiv sein. Wenn die Kriterien nicht erfüllt sind, passen Sie die Elektroden an, bis eine ordnungsgemäße Spur aufgezeichnet wird.

Wecken Sie den Fisch nach der Aufnahme auf, indem Sie ihn in sauerstoffreiches Wasser tauchen und Wasser über die Kiemen spritzen, bis sich die Kiemen oder der Fisch regelmäßig zu bewegen beginnen. In diesem Beispiel führen wir eine Oberflächen-Elektrokardiographie an einem erwachsenen Zebrafisch durch.

- Transportieren Sie den Zebrafisch am Tag des Experiments aus dem Aquarium ins Labor. Um das in vivo EKG-Aufzeichnungssystem einzurichten, schließen Sie die wesentlichen Geräte an und führen Sie die drei farbcodierten Edelstahlelektroden der EKG-Elektrode in die drei farblich abgestimmten Zugangsportale des Verstärkers ein. Zur Einleitung einer Anästhesie der Stufe 4 tauchen Sie einen erwachsenen Zebrafisch in eine Schale, die eine Anästhesielösung in den niedrigsten vorgegebenen Konzentrationen enthält, die vom Institutional Animal Care and Use Committee genehmigt wurden.

Sobald der Zebrafisch drei Sekunden lang die Anästhesiehöhe gehalten hat, wird der Fisch mit einer stumpfen Pinzette sofort auf einen feuchten Schwamm mit einer geschlitzten Bauchfläche nach oben gelegt, um die drei EKG-Elektroden zu platzieren. Führen Sie die positive Elektrode vorsichtig in die ventrale Mittellinie auf Höhe der knolligen Arteriose ein, 1 bis 2 Millimeter oberhalb einer imaginären Linie, die die beiden unteren Ränder des Operculums verbindet.

Positionieren Sie die negative Elektrode kaudal und 0,5 bis 1 Millimeter links lateral zur positiven Elektrode in einem Abstand, der größer ist als die maximale apikal-basale Länge des adulten Zebrafisch-Ventrikels. Positionieren Sie dann die Referenzelektrode kaudal in der Nähe der Analregion. Starten Sie für die EKG-Aufzeichnung das System und öffnen Sie das EKG-Datenerfassungsprogramm. Wählen Sie die gewünschte Einstellung aus den Dropdown-Menüs für Range, Lowpass und Highpass aus.

Drücken Sie Start, um eine kontinuierliche lückenlose EKG-Aufzeichnung mit einer Abtastrate von 1 Kilohertz zu starten. Um die Elektrodenpositionierung für ein maximales Signal-Rausch-Verhältnis zu optimieren, drücken Sie Stopp, um die Aufzeichnung zu stoppen und die Spur kurz nach dem allerersten Aufnahmeversuch für jedes Herz zu überprüfen. Wenn erwartet wird, dass das EKG normal ist, vergewissern Sie sich, dass alle EKG-Wellenformen unterschiedlich und gut sichtbar sind und dass die P-Welle, der Netto-QRS-Komplex und die T-Welle positiv sind.

- Der wichtigste Schritt ist die Positionierung der Elektroden, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu maximieren. Wenden Sie alle vier Validierungskriterien nach dem allerersten EKG-Aufzeichnungsversuch für jeden Fisch an, um ein korrektes Feedback zu erhalten.

- Wenn ein normales EKG erwartet wird, positionieren Sie die Elektroden nach Bedarf neu, bis alle diese vier Validierungskriterien erfüllt sind. Wenn eine normale T-Welle erwartet wird, die T-Welle jedoch zu klein ist, positionieren Sie die Elektroden neu, um die T-Wellenamplitude zu maximieren. Setzen Sie die EKG-Aufzeichnung nach der Optimierung der Elektrodenpositionierung fort und speichern Sie die EKG-Sweeps für die spätere Analyse.

Entfernen Sie am Ende der EKG-Aufzeichnung vorsichtig die Elektroden, ohne den Fisch zu verletzen. In Überlebensstudien wird der Fisch in frisches, sauerstoffreiches Fischwasser umgefüllt, das frei von Tricain ist. Bitte beachten Sie, dass in diesem Video die Sauerstoffzufuhr abgebrochen wird, um den Lesern die Genesung der Fische nach der Narkose zu erleichtern.

Um die Genesung von der Narkose in Überlebensstudien zu erleichtern, spritzen Sie mit einer Pasteur-Pipette kräftig Wasser über die Kiemen, bis der Fisch wieder regelmäßig Kiemenbewegungen macht oder schwimmt. Überwachen Sie dann den Fisch, um sich vollständig von der Narkose zu erholen, bevor Sie den Fisch ins Aquarium zurückbringen. Der Fisch gilt als vollständig von der Narkose genesen, wenn er mindestens 5 Sekunden lang aufrecht schwimmen kann.