肺動脈性肺高血圧症の実験モデルにおける右室機能の評価

Summary

右心室の機能を評価するための詳細な方法の提示は、肺高血圧症研究の品質と信頼性を向上させ、将来の研究のための強固なフレームワークを提供し、異なる研究室間での再現性を向上させます。

Abstract

肺高血圧症(PH)は、生存率の低下に関連する慢性疾患であり、研究の重要な領域となっています。PHの実験モデルは、その病態生理学の理解を大幅に向上させ、小規模な観察試験および臨床試験の設計を容易にしました。ただし、異なる実験的研究や研究グループ間での比較可能性を確保するためには、標準化された方法論を確立することが重要です。標準化は再現性を高めるだけでなく、研究チーム間の協力を促進します。

このビデオでは、PHの機能パラメータを正確に解析するために必要な方法論的ステップを概説します。これらには、心エコー評価、侵襲的右心室(RV)穿刺、およびフルトン指数の計算が含まれます。心エコー検査では、肺動脈加速時間や肺駆出時間比の測定、RV出力の計算などについて詳細に紹介しています。侵襲的な測定に関しては、麻酔プロトコル、最適な動物の位置決め、人工呼吸器のセットアップ、正確な胸壁の開口部、RVの視覚化、RV穿刺技術などの重要な手順について説明します。

心室解剖の方法論(フルトン指数)と、RV/左心室と中隔比の計算、動物の体重に対して補正された方法について詳しく説明します。これらの方法を詳細に紹介することで、PH研究の品質と信頼性が向上し、将来の研究のための強固なフレームワークが提供され、異なるラボ間での再現性が向上すると考えています。

Introduction

呼吸器科学や心血管科学における動物モデルを用いた研究の増加に伴い、小動物における右心室(RV)機能の適切な機能測定が不可欠となっています。肺高血圧症(PH)には、モノクロタリン¹、低酸素^症2、またはスゲン+低酸素^症3を使用したいくつかの動物モデルがあります。彼らは、新しい病態生理学的経路^1,4を解明し、PHの新たな薬理学的⁵および非薬理学的⁶治療を研究するのに役立っています。それにもかかわらず、PH表現型につながる原因物質にもかかわらず、主にRV機能が通常(1)前^{臨床研究で}採用された主要な結果であるため、RVパフォーマンスの機能測定について懸念があります7;(2)心エコー検査とRVチャンバーの侵襲的穿刺を行うために、さまざまな種類の機器が利用可能です。(3)麻酔の専門知識と小動物の侵襲的人工呼吸器に関するある程度の知識、およびRV評価のための適切な窓の認識が必要です。

前臨床試験の3R(Replacement(置換)、Reduction(削減)、Refinement(改良))に....

Protocol

この研究プロトコルは、リオデジャネイロ連邦大学の動物使用に関する倫理委員会(CEUA)によって、プロセス番号043/22で承認されました。すべての手順は、実験動物の世話の原則および実験動物の世話と使用に関する全米科学アカデミーのガイドに準拠していました。この研究は、ARRIVEガイドライン¹¹に従ったものです。

1.動物の準備と実験プロトコル

1. 以前に報告された動物の数を計算します¹².
   注:CTRLとPAHの間のRVSPの差がd = 3.95の効果サイズを達成したことを考慮すると、サンプルサイズ比を1と仮定し、有意差(α = 0.05)を特定するための統計的検出力(1-β = 0.8)を仮定すると、このプロトコルではグループごとに3匹の動物が必要でした。
2. (6)匹の雄Wistarラット(220匹±10 g)を無作為に割り付けて、モノクロタリン(60 mg / kg;PAH群、n = 3)または生理食塩水(1 mL / kg;CTRL グループ、n = 3)。
3. 28日目に、心血管パラメータを測定し、腹部大動脈離失による放血により動物を安楽死させます。

2. 心エコー検査

Results

統計分析では、Shapiro-Wilk検定を使用して、各変数の正規性と分散を検定しました。データは、平均±標準偏差として表示されます。対応のない t 検定を使用して、対照群(CTRL)と肺動脈性高血圧症(PAH)群(p<0.05)の粒子濃度を比較しました。

PAHの動物モデルにおける心エコー検査の変化
図4は、PAHを有する動物(0.43 ± 0.01 ms)の方がCTRL動物(0.26 ± 0.02 ms、p = 0.0003)よりもPATとPET比が低かったことを示しており、肺血管抵抗の増加は肺動脈の血流パターンを変化させ、PETと比較してPATを低下させることを示唆しています。言い換えれば、それは肺血管抵抗を克服する際のRVの困難さを反映しており、PAHの発症を示唆しています(図5B)。RV流出直径は、PAHの動物(0.36 ± 0.01 cm)の方がCTRL動物(0.29 ± 0.01 cm.......

Discussion

PAHは、過度の血管リモデリングを特徴とする進行性疾患であり、肺血管抵抗の増加を促進し、RVアフターロードが増加します¹⁴。したがって、RVSP は PAH¹⁵ の重症度と直接相関する関数変数を表します。時間の経過とともに、RVの適応応答は、代償性同心円肥大(フルトン指数で測定)¹⁶ および心室拡張(RV流出直径で測定)¹⁷です。さらに、肺血管抵抗の増加は、肺動脈の血流パターンを変化させ、PET¹⁷と比較してPATを減少させ、肺血管抵抗を克服するRVの困難さを直接反映しています。これらの3つのパラメータは、PAHの重症度を特徴付け、心臓と肺の相互作用における血行動態および構造変化の包括的なビューを提供します。さらに、これらのパラメータは、前臨床試験¹⁸で実験モデルを検証することができる。.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
試薬
アルコール70%	モンテネグロ	ALC70-001
電性ゲル	Mercor	CG-002
食塩水(NaCl 0.9%)	BioPharma	SAL-009
Instruments
19 G頭皮静脈セット	デスカーパック	SVS-19G
湾曲ケリー鉗子	ABC instrumentos cirurgicos	CKF-003
ケリー鉗子	ABC instrumentos cirurgicos	KF-004
針 (18、22、26 G)	デスカーパック	NDL-MIX
ペトリ皿	GlassLab	PD-150
カミソリの刃	ABC instrumentos cirurgicos	RB-005
メス	ABC instrumentos cirurgicos	SC-006
さみ	ABC instrumentos cirurgicos	SCIS-007
縫合糸ライン	ABC instrumentos cirurgicos	SUT-008
シリンジ (1、3、5 mL)	Descarpack	SYR-135
気管切開カニューレ	MedTech	TC-010
ピンセット	ABC instrumentos cirurgicos	TWZ-011
Drugs
Dextroketamine hydrochloride 5%	Cristália	DXT-005	87.5 mg/kg 腹腔内
ソフルラン 1 mL/mL 240 mL	クリスト&aa急性;lia	ISO-240	2.5% 吸入溶液
ドカイン塩酸塩 1%	Cristáリア	LID-001	400 & マイクロ;L 皮下局所モノ
クロタリン	シグマ アルドリッチ	C2401	60 mg/kg 腹腔内臭
化パンクロニウム 2 mg/mL	クリスト&aa急性;lia	PAN-002	2 mg/kg 静脈内ヘ
パリン 5000 IU/mL	クリストália	HEP-5000	1 mL キシ
ラジン塩酸塩 2%	Syntec	XYL-002	12.5 mg/kg 腹腔内
機器
GraphPad Prism 9	GraphPad Software, Inc	GP9
ネットワーク付きマルチパラメータ獣医モニター LifeWindow 9x	Digicare Animal Health	LW9x
LabViewソフトウェア	National Instruments, Corp.	LV-2019
MATLAB R2019a (Version) ソフトウェア	The MathWorks, Inc.	MATLAB-2019
モニターおよび信号トランスデューサー	MedTech	MST-015
精密スケール	ザルトリウス	PS-020
R540 マウス&ラット動物麻酔機	RWD Life Schience Co.,LTD	R540-ANA
スケールオ	ハウス	SCL-025
ボ-i人工呼吸器	Getinge AB	SERVO-I	FiO2 = 21%;一回換気量= 8 ml/kg、呼吸数= 70 bpm、PEEP = 3 cmH2O
SonoViewソフトウェア	SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH	SV-2020
UGEO HM70A システム	サムスン電子ônica da Amazônia LTDA	HM70A
G * Power 3.1.9.7	Dü大学;セルドルフ、ドイツ	gpower