2010年5月27日
遠隔測定心電図は心臓の不整脈や心臓突然死のために動物モデルを評価する上で不可欠なツールとして浮上している。ここで、我々は、マウスの長期的、ホルター心電図モニタリングのアプリケーションのための測定ECG記録への段階的なガイドを提示する。
マウスを脱毛させ、麻酔をかけ、予定の手術部位である腹部と胸部を滅菌してビーコン手術を行います。メスを用いて腹部に正中縦切開を加え、腹膜を露出させます。さらに、テレメーターを挿入するため、腹膜に正中縦切開を加えます。TERを腹膜下の右腹部に挿入し、リード線のみを露出させた状態にします。
腹膜を閉じた後、TERリードを皮下植え込みします。陰極(白色リード)を右側胸部上方に、陽極(赤色リード)を左側上腹部に植え込みます。最後に、皮膚を縫合して閉じます。こんにちは。ベイラー医科大学内科学部のXandr Wearan研究室のMark McCauleyです。
本日は、マウスに心電図(ECG)テレメトリー送信機を植え込む手法について説明します。この手法を用いて、マウスの心拍数や心拍リズムの変化を研究します。それでは、始めていきましょう。
マウスにECG TERを挿入する前に、TERが滅菌されており、正常に動作することを確認することが重要です。これは、赤色の正極リードと白色の負極リードを備えたData Sciences International社製小型動物用テレメータの例です。各リードには絶縁シース、2 mmの露出した電線、およびプラスチック製のキャップ付きチップがあり、これにより皮膚を介したリードの摩耗が防止されます。
新しいテレメトリーデバイスは通常、製造業者によって滅菌状態で提供されますが、TERsはzyme 1%溶液を用いて4時間以上空気洗浄することで再利用が可能です。さらに、ECGテレメーターを滅菌させるために、WA OFI O one消毒液を一夜浸漬させて使用してください。マウスに植え込む前に、必ず滅菌水で消毒液を洗い流してください。
テレメータリードの導電線と絶縁被覆の両方に損傷がないか確認します。磁石を使用してテレメトリー送信機をオンにし、AMラジオの周波数530で信号をテストします。信号は強く明瞭である必要があり、電線を操作することで強度とピッチが変化することを確認してください。
モデル番号、TERシリアル番号、およびECG校正値を記録します。該当する場合、メーカーは多くの場合、植込みの24時間前からTERをオンにしておくことを推奨しています。お使いのTERの取扱説明書を参照してください。
TERリードを準備するために、陰極(白色)リードを約3.5 cmに、陽極(赤色)リードを2.5 cmに切断します。これらの長さは、陰極リードを右胸に、陽極リードを左腹部に植え込むための最適な長さです。次に、絶縁被覆を取り除き、7 mmのワイヤを露出させます。
金属リードの端に瞬間接着剤を塗り、金属チップにリードキャップを取り付けます。これらのキャップにより、リードの留置による皮膚の浸食を防ぐことができます。心拍の電気的センシングを行うため、金属ワイヤーを約2〜3 mm露出させておきます。
手術においては、無菌操作の徹底が極めて重要です。テレメーターの植込みには、滅菌手袋、滅菌ドレープ、および6-0 proline 縫合糸が必要となります。すべての手術器具は、250 °Cに加熱されたグラスビード滅菌機で滅菌してください。
これらには、2対のピンセット、1本の鈍端剪刀、メス、および持針器が含まれます。事前に説明した通り、TERを滅菌および洗浄してください。これらを用いてマウスの手術準備を行います。
まず、導入ボックス内で動物を麻酔させます。足先をつまんでマウスが十分に鎮静されていることを確認した後、バリカンを用いてマウスの腹部と胸部を完全に除毛します。続いて、イソフルランでマウスを再麻酔し、定流量麻酔チューブへ移します。
マウスを仰臥位に置き、頭を遠くに、尾を自分側に向けて配置します。マウスの肢を加熱手術台にテープで固定します。ヒーティングパッドを使用して、麻酔下にある動物の体温を37 ± 1 °Cの狭い範囲内に維持します。
直腸プローブを使用して体温をモニターさせ、アルコール綿で腹部を拭き、除毛した毛の除去および術野の清浄化を行います。綿棒を用いてベタジンを3回塗布し、腹部と胸部を消毒します。腹腔内へのトーター植え込みのため、マウスの腹部に滅菌ドレープを適用します。
まず、メスを用いて腹部の皮膚に長さ約2.5 cmの垂直正中切開を加え、鈍端の外科用はさみを使用して切開します。皮膚を下の結合組織から慎重に剥離します。次に、腹膜上の腹壁正中に、長さ約1.5 cmの垂直正中切開を加えます。
さらに、腹膜切開部のすぐ頭側に、皮下リードの出口となる小さな穴を腹膜に開けます。手術中は、術野に随時滅菌生理食塩水を滴下し、湿潤状態を維持してください。TERを右腹腔内に挿入します。
ピンセットをTERの上方の穴に挿入し、2本のリードをリード穴から引き上げ、腹膜から突出させます。1.5 cmの腹膜正中縦切開創を閉じるために、6-0プロリン縫合糸を用いて連続縫合を行います。ECGリードをリードIIの構成で配置します。
白い透明なシースで覆われたネガティブリードを右胸部に配置します。まず、マウスの右上胸部に0.5 centimeterの皮膚切開を加えます。次に、鈍端剪刀を用いて、腹部の切開部位までトンネルを作成します。
マイナス電極のリードをトンネルに通し、6-0プロレン縫合糸を用いてリードを胸筋に固定します。縫合糸がリードの露出部分の上にあり、露出した金属線と下層の筋肉との間で十分な接触が確保されていることを確認してください。前の縫合部位の近位に2本目の縫合糸を用い、リードを筋肉に固定します。
3-0のプロリン縫合糸を用いて、皮膚切開部を2箇所縫合して閉じます。陽極リードは、左横隔膜の下、心臓の下の左腹腔内に留置します。リードの植え込み部位は正中切開部位に近いため、ここに追加の切開を行う必要はありません。
6-0 プロリン縫合糸を用いてリードを腹壁筋に固定し、組織と十分に接触していることを確認します。最後に、6-0 プロリン縫合糸を用いて腹壁筋と皮膚を順に層状に縫合し、閉鎖します。プロトコル本文に記載されている通り、マウスに適切な術後ケアを行ってください。
次に、正常な心電図(ECG)波形の代表的な結果を示します。野生型マウスの正常な心電図では、心房の脱分極を表すP波が明確に現れ、それに続いて心室の脱分極を表すQRS波が現れます。P波とQRS波が小さなバックグラウンドノイズと明確に区別されており、各P波が各QRS波に1対1の比率で先行していることに注目してください。
また、R波間の距離(R-R間隔)およびP波間の距離(洞サイクル長)が一定であることから、マウスが正常洞調律であることに注目してください。以上で、外来ECG記録のためにマウスにECGテレメトリー装置を植え込む方法を説明しました。この処置を行う際は、挿入前にテレメトリー装置を十分に洗浄すること、リード線を適切な位置に配置すること、腹部を完全に閉鎖すること、そして最後に処置後のマウスに適切な鎮痛剤を投与することが重要です。
以上です。ご視聴ありがとうございました。皆様の実験の成功を願っております。
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本記事では、マウスを用いた長期的な心電図(ECG)アンビュラトリーモニタリングのための、テレメトリーECG記録の手順を段階的に解説します。テレメトリーECGは、心不全や心室不全などの不整脈および心臓突然死のアニマルモデルを評価する上で極めて重要です。
マウスにおけるウェアラブルECGテレメトリーにより、心臓電気生理学の連続的かつ長期的なモニタリングが可能となり、これは前臨床モデルにおける不整脈のメカニズムや心臓突然死の表現型のリスクを軽減するために不可欠です。このアプローチは、探索段階からトランスレーショナル循環器学プログラムへと橋渡しする、定量的で再現性のある心拍数および心拍リズムデータを提供することで、ターゲットの妥当性確認を支援します。多頭同時記録のスケールアップは、心血管系薬剤開発パイプラインにおけるリード化合物の特定および予測的な安全性スクリーニングのスループットを向上させます。
この手法は、ターゲット仮説の検証からリード最適化、さらには前臨床安全性評価に至る心血管疾患の創薬プロセスに統合され、go/no-go判断の根拠となる自発血圧測定による表現型解析を提供します。