Name: ネズミの胎児心エコー検査 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-02-15T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 4 s
Description: 学ぶ 胎児心エコー検査法を用いたマウスの心臓構造と機能のin vivo評価。高周波超音波でBモード、Mモード、パルスドプラーを取得し、遺伝子変異胎児の心奇形をリアルタイムに検出する非侵襲的手法です。

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GHKはNIH / NHLBI K08-HL098565とシカゴ大学の循環器病研究のための研究所によってサポートされています。記載されている全ての実験方法は、シカゴ大学の施設内動物のケアと使用委員会によって承認されています。

<ol><li>Wessels, A., Sedmera, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+anatomy+of+the+heart%3A+a+tale+of+mice+and+man%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Genomics%22%5BJournal%5D)">Developmental anatomy of the heart: a tale of mice and man.</a> Physiol. Genomics. 15, 165(2003).</li>
<li>Snider, P., Conway, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+human+cardiovascular+congenital+disease+using+transgenic+mouse+models%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Mol.+Biol.+Transl.+Sci%22%5BJournal%5D)">Probing human cardiovascular congenital disease using transgenic mouse models.</a> Prog. Mol. Biol. Transl. Sci. 100, 83(2011).</li>
<li>Clark, K. L., Yutzey, K. E., Benson, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcription+factors+and+congenital+heart+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Transcription factors and congenital heart defects.</a> Annu. Rev. Physiol. 68, 97(2006).</li>
<li>Leatherbury, L., Yu, Q., Lo, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+phenotypic+analysis+of+cardiovascular+structure+and+function+in+fetal+mice+using+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Res+C+Embryo+Today%22%5BJournal%5D)">Noninvasive phenotypic analysis of cardiovascular structure and function in fetal mice using ultrasound.</a> Birth Defects Res C Embryo Today. 69, 83(2003).</li>
<li>Spurney, C. F., Lo, C. W., Leatherbury, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fetal+mouse+imaging+using+echocardiography%3A+a+review+of+current+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Echocardiography%22%5BJournal%5D)">Fetal mouse imaging using echocardiography: a review of current technology.</a> Echocardiography. 23, 891(2006).</li>
<li>Spurney, C. F., Leatherbury, L., Lo, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-frequency+ultrasound+database+profiling+growth%2C+development%2C+and+cardiovascular+function+in+C57BL%2F6J+mouse+fetuses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Soc.+Echocardiogr%22%5BJournal%5D)">High-frequency ultrasound database profiling growth, development, and cardiovascular function in C57BL/6J mouse fetuses.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 17, 893(2004).</li>
<li>Shen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+phenotyping+of+fetal+mice+by+noninvasive+high-frequency+ultrasound+facilitates+recovery+of+ENU-induced+mutations+causing+congenital+cardiac+and+extracardiac+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Genomics%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular phenotyping of fetal mice by noninvasive high-frequency ultrasound facilitates recovery of ENU-induced mutations causing congenital cardiac and extracardiac defects.</a> Physiol. Genomics. 24, 23(2005).</li>
<li>Yu, Q., Leatherbury, L., Tian, X., Lo, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiovascular+assessment+of+fetal+mice+by+in+utero+echocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Med.+Biol%22%5BJournal%5D)">Cardiovascular assessment of fetal mice by in utero echocardiography.</a> Ultrasound Med. Biol. 34, 741(2008).</li>
<li>Linask, K. K., Huhta, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+Doppler+echocardiography+to+monitor+embryonic+mouse+heart+function%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Use of Doppler echocardiography to monitor embryonic mouse heart function.</a> Methods Mol. Biol. 135, 245(2000).</li>
<li>Hinton, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+heart+valve+structure+and+function%3A+echocardiographic+and+morphometric+analyses+from+the+fetus+through+the+aged+adult%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol+Heart+Circ.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Mouse heart valve structure and function: echocardiographic and morphometric analyses from the fetus through the aged adult.</a> Am. J. Physiol Heart Circ. Physiol. 294, H2480(2008).</li>
<li>Gui, Y. H., Linask, K. K., Khowsathit, P., Huhta, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doppler+echocardiography+of+normal+and+abnormal+embryonic+mouse+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr.+Res%22%5BJournal%5D)">Doppler echocardiography of normal and abnormal embryonic mouse heart.</a> Pediatr. Res. 40, 633(1996).</li>
<li>Purssell, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+high-resolution+ultrasound+reveals+structural+and+functional+deficits+in+dimethadione-exposed+fetal+rat+hearts+in+utero%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Res.+B+Dev.+Reprod.+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive high-resolution ultrasound reveals structural and functional deficits in dimethadione-exposed fetal rat hearts in utero.</a> Birth Defects Res. B Dev. Reprod. Toxicol. , (2011).</li>
<li>Le, V. P., Kovacs, A., Wagenseil, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+Left+Ventricular+Pressure+in+Late+Embryonic+and+Neonatal+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Measuring Left Ventricular Pressure in Late Embryonic and Neonatal Mice.</a> J. Vis. Exp. (60), e3756(2012).</li>
<li>Ji, R. P., Phoon, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+localization+of+nuclear+factor+of+activated+T+cells+c1-%2F-+mouse+embryos+by+ultrasound+biomicroscopy-Doppler+allows+genotype-phenotype+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Soc.+Echocardiogr%22%5BJournal%5D)">Noninvasive localization of nuclear factor of activated T cells c1-/- mouse embryos by ultrasound biomicroscopy-Doppler allows genotype-phenotype correlation.</a> J. Am. Soc. Echocardiogr. 18, 1415(2005).</li>
<li>Kim, G. H., Samant, S. A., Earley, J. U., Svensson, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translational+control+of+FOG-2+expression+in+cardiomyocytes+by+microRNA-130a%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Translational control of FOG-2 expression in cardiomyocytes by microRNA-130a.</a> PLoS One. 4, e6161(2009).</li>
<li>Momoi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modest+maternal+caffeine+exposure+affects+developing+embryonic+cardiovascular+function+and+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Heart+Circ.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Modest maternal caffeine exposure affects developing embryonic cardiovascular function and growth.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 294, H2248(2008).</li>
<li>Tobita, K., Liu, X., Lo, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+modalities+to+assess+structural+birth+defects+in+mutant+mouse+models%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Res.+C+Embryo+Today%22%5BJournal%5D)">Imaging modalities to assess structural birth defects in mutant mouse models.</a> Birth Defects Res. C Embryo Today. 90, 176(2010).</li>
</ol>

特別な利害関係は宣言されません。

シリアル測定を実行すると、心臓の欠陥を有する変異胎児を検出する能力は、正常および異常な心臓血管の発達を調査するための心エコーの有用性を強調しています。 in vivoでの心臓の構造と機能の解析は、正常な胎児の発達への遺伝的および非遺伝的改変の説明の中で不可欠な一部となっている。 2D誘導ドップラーの可用性は、リアルタイム画像を取得しながら心拍数と血流パターンを監視することが可能になります。このような心室中隔欠損などの発達心臓の欠陥が存在し、検出可能である。ほとんどのシステムでカラーフロードップラーイメージングの欠如は、それが困難な高解像度の2D画像とドプラサンプルボリュームを揃えるために作るように、現在のイメージングプラットフォームの高解像能力にもかかわらず、ピーク流出速度の取得は、困難であり続けている。また、子宮角内胎児の位置が排除するかもしれませんすべての測定値または最適画像を生成します。超音波画像診断の主な制限は、単一のダムからすべての胚を視覚化する能力を制限する深さをスキャンしています。同じ胚は、このように同じ胎児の縦方向の追跡が複雑に母親の腹部内の位置にシフトします。これらの制限にもかかわらず、この非侵襲的な...

<table border="1"><tbody><tr><td> VEVO 770イメージングシステム </td><td> VisualSonics </td><td></td><td> （トロント、カナダ） </td></tr><tr><td> RMV707B.15-45 MHzのトランスデューサー</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>テック3イソフルラン気化器</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>イソフルラン（2 - クロロ-2 - （ジフルオロメトキシ）-1,1,1 - トリフルオロエタン） </td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ネズミの胎児心エコー検査

Murine Fetal Echocardiography

心臓の発達と機能の異常が表示されたトランスジェニックマウスでは、理解するための強力なツールを表す通常の血管機能と人間の心血管疾患の病態生理学的基礎の両方の分子機構。心臓の開発1から3に影響を与える遺伝的変化を検討する際に、胎児および周産期死亡は、一般的な機能です。心臓機能の初期発生における遺伝的または薬理学的変化の役割を研究するためには、生きた胎児の超音波イメージングは​​異常とフォローアップ縦の早期認識のための重要なツールとなっている。非侵襲的な超音波画像診断は先天性奇形や死4〜前心機能への影響を検出し、研究するための理想的な方法です。それは生きている胎児の異常の早期発見を可能にし、病気の進行は、縦断的研究5,6と、子宮内で追跡することができる。最近まで、胎児マウスの心臓のイメージングが頻繁に侵襲的な方法を含んでいた。胎児は、磁気共鳴顕微鏡と電子顕微鏡を実行したり、外科的に透視顕微鏡用に配信するために犠牲にしなければなりませんでした。従来の2次元およびパルス波ドップラーイメージングと高周波プローブの適用は6月10日利用できるようになり、通常の発達的変化のデータベースでは胚発生時に心臓の収縮と心拍数の測定値を提供することが示されている。 、適切な撮像面は、しばしば得ることが困難であるが、Mモードイメージングは​​、さらに、重要な機能的なデータを提供します。胎児の高周波超音波イメージングは2-Dの解像度を向上しており、心臓の構造体11の初期の開発に優れた情報を提供することができる。

心臓の発達に影響を与える遺伝的変化を検討する際に、胎児および周産期死亡は、一般的な機能です。高周波超音波イメージングは​​、2次元の解像度を向上しており、早期に心臓の開発に優れた情報を提供することができますし、死亡前に心臓の構造と機能に及ぼす影響を検出するための理想的な方法です。

心臓の発育および機能に異常を示すトランスジェニックマウスは、分子メカニズムを理解するための強力なツールとなります。

本実験の全体的な目的は、高周波超音波診断装置を用いて、子宮内での心臓の構造と機能を研究することです。これは、母動物を適切に鎮静し、準備することで達成されます。第2段階として、子宮角にある胎児を特定します。次に、Bモード、Mモード、およびパルスドプラデータを取得します。構造的または機能的な異常を特定および定量化するために、遺伝子改変マウス胎児の生体内における心臓構造と機能を示す結果を得ます。組織病理学などの既存の手法に対する本手法の主な利点は、胎児超音波検査によって心機能に関するリアルタイムの知見が得られ、生体内で心構造欠損を特定できる可能性があることです。まず、誘導チャンバー内で2〜3%のisof fluorineを用いてマウスを麻酔し、イメージングの準備を行います。麻酔後のマウスを、体温を維持するためのECGリード内蔵のヒーティングパッドの上に仰臥位で配置し、足先をテープで固定します。マウスをチャンバーから取り出し、バリカンを用いて胸部中央から下肢にかけての被毛を剃毛します。除毛クリームを使用して、残っている体毛を除去します。次に、処置全体を通して安定した鎮静レベルを維持するため、鼻腔を麻酔システムに接続されたノーズコーンに入れます。心拍数を毎分 450 ± 50 回という目標値に維持するように、麻酔レベルを調整してください。次に、4つの肢に電極用ゲルを塗布し、ECG電極にテープで固定します。続いて、マウスの直腸に潤滑剤を塗布した直腸プローブをそっと挿入し、ヒーティングパッドを介して体温をモニタリングします。体温は37 °C ± 0.5 °C の範囲内に維持してください。母体と胎児の両方の血行動態を安定させるためには、制御された麻酔と一定の体温維持が不可欠です。まず母体の膀胱を目印にしてイメージングを開始し、Zマニピュレーターを調整した後、XYマニピュレーターを調整してください。左子宮角にいる胎児は、L1、2、3としてラベル付けします。一方、右子宮角にあるものはR1、2、3とラベルを付けます。胚の位置を記録しておくことは、胚を回収する際に有用です。イメージング後、腹部の深部に位置する胚をスキャンしてその存在を記録しますが、解像度が低いため、データ解析からは除外してください。スキャン平面に対するマウスの向きを変えることで、スキャン平面を調整します。各胚について、2つの直交する平面で画像を取得してください。腹腔内における子宮の位置によって、視界が斜切断面に限定される場合もありますが、可能な限り横断面、前頭面、および矢状面に近い視野を得るようにしてください。Bモード走査画像を用いて、心房、室間中隔、心室腔、および左右の心室流出路などの基本的な心臓構造を特定します。次に、短軸像からMモード画像を取得し、それを用いて心室壁の厚さと心室腔の寸法を測定します。続いて、左心室と右心室を可視化します。エコー原性の胚血流によって可視化される血流ストリームにより、僧帽弁口へのドップラーサンプルボリュームの正確な配置が容易になります。心尖部四腔像の左室長軸像において、僧帽弁からの左室流入速度を測定します。大動脈流出路の測定値を用いて、収縮期駆出時間を測定します。ある血流サイクルから次の血流サイクルまでの測定値から心拍数を算出します。走査Bモード画像を用いて、心室中隔欠損などの一般的な構造的先天性異常を確認します。心室内のドップラーサンプルボリュームを用いて、心室中隔を通過する血流を特定します。右心室機能の代表的な評価例をここに示します。胚齢14.5日における心臓の長軸像および四腔像の2D心エコー図の代表的な画像です。Mモードによるトレースが示されており、拡張末期を小文字のD、収縮末期を小文字のSで示し、左心室および右心室の内径を線で明確に示しています。また、室中隔（IVS）もここで視覚化されています。胚齢14.5日の心臓を心尖四腔像で捉えた2D心エコー図の代表的な画像が示されています。左心房と左心室腔は青色で囲まれています。ここでは、僧帽弁流入血流を記録するためのパルスドプラ法によるサンプルボリュームの代表的な配置が示されており、そこから拡張早期速度（E）および心房収縮期速度（a）を測定できる僧帽弁流入ドプラ波形が示されています。ここに代表的な大動脈ドップラー波形を示します。大動脈ドップラージェットを用いて駆出時間を測定できます。また、1つの血流サイクルから次のサイクルまでの測定から、心拍数を算出することも可能です。ここでは、心室中隔欠損（VSD）検出の代表的な例を示します。胎生14.5日目の心臓を心尖部四腔像で捉えた画像です。右心室腔と左心室腔を、それぞれ青と赤の線で囲んでいます。ここで示されている心室中隔の存在に注目してください。この画像化した心臓の横断面をヘマトキシリン・エオジン（H&amp;E）染色した像です。これは、白矢印で示された心室中隔欠損（VSD）を有する胚齢14.5日の心臓のBモード画像です。ここでは、右心室腔と左心室腔がそれぞれ青色と赤色で囲まれています。また、この撮像した心臓をヘマトキシリン・エオジンで染色した横断切片が効果的に示されています。こちらは、矢印で示された心室中隔欠損を有する胚齢14.5日の心臓のBモード画像であり、心室中隔を横切る血流を記録するためにパルスドプラのサンプルボリュームが重ねて配置されています。こちらは、前図の代表的なドプラ波形であり、発生後の左心室から右心室への血流を示しています。この手法は、心臓発生分野の研究者が胎児期の心機能を探究するための道を開きました。

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医学

経胸壁心エコー検査は、マウスの心機能の評価のための非侵襲的方法を提供しています。超音波検査とドップラーイメージングモダリティの組み合わせは、一緒に心臓の収縮期および拡張期のパフォーマンスの評価を提供する、心臓と心臓内の血流の寸法測定を、得るために使用することができます。...

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以下のプロトコルは、マウスの左心房容積（LAV）、大動脈（AO）の直径、および肺動脈（PA）の直径を得るために使用される心エコー画像の取得および分析のための方法を記載しています。この技術は、心肺機能の評価を可能にする非侵襲性、非末端の手順です。...

左心房、大動脈、肺動脈のマウス心エコー

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マウス胎児の構造的心臓欠損を特徴付けるパイプライン

学ぶ 胎児心エコー検査法を用いたマウスの心臓構造と機能のin vivo評価。高周波超音波でBモード、Mモード、パルスドプラーを取得し、遺伝子変異胎児の心奇形をリアルタイムに検出する非侵襲的手法です。

ネズミの胎児心エコー検査

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