新生児マウスにおける左心室構造、機能、冠動脈流の心エコー特性評価
2022年4月7日
本プロトコルは、7日齢の新生児マウスにおける左心室の形態、機能、および冠状動脈血流の心エコー検査評価について説明しています。
このプロトコルは、出生後早期の心機能と冠状動脈の流れにおける遺伝的変化または薬理学的介入の役割を研究するために使用できます。この技術の主な利点は、異なるマウスモデルにおける左心室血行動態および冠状動脈流パラメータにおける心臓病理学および縦断的フォローアップ研究の早期認識である。新生児マウスの心エコー検査は技術的に困難です。
このプロトコルは、新生児マウスにおける心血管疾患の早期発症を研究するように設計されており、研究者が適切な治療法を設計できる可能性があります。温めたプラットフォーム電極パッドにECGゲルを配置することから始めます。電極パッドの上にアルミホイルストリップを配置して電極範囲を広げ、テープで固定します。
続いて、ECGゲルをアルミニウムストリップの上に置きます。手順中にアルミホイルストリップの下のゲルが乾かないようにしてください。その場合は、導電性を維持するためにゲルを追加します。
麻酔をかけた子犬をイメージングプラットフォームの仰臥位に置き、切り取った手袋の指を子犬の鼻の周りに固定します。アルミホイルパッドの上に足を置き、テープで固定します。電気回路が完全であり、ECGが記録されていることを確認してください。
2つのガーゼロールを使用して、超音波ジェルを所定の位置に保ちます。子犬の上半身の上に予熱した超音波ジェルの厚い層を置きます。加熱ランプを使用して、子犬の正常な体温を維持します。
成体マウスの心エコー検査プロトコルに従って、Bモードの場合は40メガヘルツ、ドップラーの場合は32メガヘルツのリニアアレイトランスデューサーを備えた心エコー検査機器を使用して経胸壁心エコー検査を実行します。インデックスマークの付いたホルダーにトランスデューサーを子犬の右肩に向けて置きます。トランスデューサーがゲルと接触するまで下げ、左心室流出路をBモードで視覚化します。
心エコー画像の取得中にエコートランスデューサーを配置するときは、子犬の胸腔に過度の圧力をかけないでください。左心室、左心室流出路、および左心房の胸骨傍長軸図をキャプチャします。大動脈弁尖でMモードを使用して、N収縮期の左心房最大直径を測定します。
シネストアボタンを押してデータを記録します。トランスデューサーを傍胸骨長軸の時計回りに90度回転させて、傍胸骨短軸ビューを取得します。左心室の胸骨傍短軸図をキャプチャして、チャンバーの寸法、壁の厚さ、大動脈の流れ、および肺の流れを測定します。
プローブを乳頭筋のレベルに配置し、Mモードを使用して、収縮期および拡張期の左心室内径と壁の厚さを測定します。シネストアボタンを押してデータを記録します。トランスデューサーを心臓の基部に向かって動かし、カラードップラーを使用して肺動脈を視覚化します。
パルスウェーブドップラーを押して、肺のピーク流速、肺の流量プロファイル、肺の駆出時間、および肺の加速時間を定量化します。シネストアボタンを押してデータを記録します。トランスデューサーをさらにベースに向かって動かし、カラードップラーを使用して大動脈の流れを視覚化します。
脈波ドップラーを使用して血流を視覚化し、大動脈駆出時間を測定します。シネストアボタンを押してデータを記録します。頂端の4チャンバービューをキャプチャするには、プラットフォームをトレンデレンブルグ位置に置き、左に傾け、プローブを調整して4つのチャンバーを視覚化します。
カラードップラーを使用して血流を視覚化し、僧帽弁オリフィスの中央にある僧帽弁尖の先端にある脈波ドップラーを使用して僧帽弁の流れを記録します。シネストアボタンを押してデータを記録します。4室ビューの僧帽弁輪の中隔側にある組織ドップラーを使用して、早期拡張期充満と後期拡張期充填におけるピーク心筋弛緩速度、およびピーク収縮期心筋収縮速度を測定します。
シネストアボタンを押してデータを記録します。修正された胸骨傍長軸図をキャプチャして、左前下行冠状動脈を調べる。修正された胸骨傍長軸ビューを使用して、トランスデューサーを横方向に動かします。
プローブを動かし、カラードップラーを使用して、大動脈から発生する左主冠状動脈の起点を視覚化します。左主冠状動脈から発生し、左心室前壁と右心室流出路の間を走る左前下行動脈を特定します。この位置で、脈波ドップラーを押して左前下行冠動脈流量を測定します。
シネストアボタンを押してデータを記録します。イソフルラン濃度を2.5%に増やし、最大流量に達するまで5分間待ちます。シネストアボタンを押してデータを記録します。
胸骨傍長軸図では、Mモードを使用して左心房の直径を測定しました。胸骨傍短軸ビューを使用して、左心室の寸法と壁の厚さ、肺の流れ、および大動脈の流れを測定しました。頂端4室図を用いて、僧帽弁を横切る血流速度と、僧帽弁輪の心筋弛緩および収縮速度を調べた。
修正された胸骨傍長軸図を使用して、左前下行冠動脈流量パラメータを調べました。イソフルラン増加の5分後のピーク冠動脈流速、平均冠状動脈流速、および速度/時間積分の増加値は、新生児マウスの充血に対する予想される反応を確認しました。.子犬のサイズが小さいため、通常の体温を維持し、アルミホイルストリップを手足に取り付けてエレクトロパッドに到達し、ECG回路を作成することが重要です。
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概要
このプロトコルは、7日齢の新生子マウスの左室形態、機能、冠状動脈血流の心エコー検査評価を記述しています。早期の心血管疾患の発症を研究し、研究者が適切な治療法を設計できるように設計されています。
主要な研究構成要素
科学の領域
- 心血管生理学
- 新生児の健康
- 心エコー検査
背景
- このプロトコルは、新生子マウスの心機能と冠状動脈血流の評価に焦点を当てています。
- この年齢層での心エコー検査研究の課題に対処しています。
- 心疾患の早期認識は効果的な介入に不可欠です。
- 長期的な研究は左室血行動態に関する洞察を提供できます。
研究目的
- 遺伝的変化や薬理学的介入が心機能に与える影響を評価すること。
- 新生子マウスの心血管疾患の早期発見を促進すること。
- 冠状動脈血流パラメータに関する長期的なフォローアップ研究を可能にすること。
使用方法
- 温めたプラットフォーム電極パッドにECGゲルを配置すること。
- 電極の範囲を広げるためにアルミホイルストリップを使用する。
- 安定性のために電極パッドをテープで固定すること。
- 心機能を測定するための心エコー検査評価の実施。
主な結果
- 左室形態と機能の成功的な評価。
- 新生子マウスの冠状動脈血流の評価。
- 心血管疾患の潜在的な早期マーカーの特定。
- 将来の研究のための信頼できるプロトコルの確立。
結論
- このプロトコルは、新生子マウスの心機能を研究するための枠組みを提供します。
- 心血管の健康における早期介入の重要性を強調します。
- 将来の研究はこれらの知見を基に治療戦略を開発することができます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Early-stage echocardiographic assessment in neonatal mice enables detection of cardiac structural and functional changes before overt disease, supporting predictive confidence in cardiovascular target validation. This protocol addresses a critical gap in preclinical cardiovascular research by enabling longitudinal, non-invasive evaluation of left ventricular and coronary flow parameters in the earliest postnatal period. The approach enhances translational continuity and de-risking for cardiovascular drug discovery portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of genetic or pharmacological perturbations on neonatal cardiac function and coronary flow.
- Supports biological de-risking by revealing early mechanistic effects in disease-relevant models.
- Facilitates predictive confidence in target selection and triage for cardiovascular programs.
Screening & Assay Development
- Establishes validated, quantitative echocardiographic endpoints for downstream compound screening.
- Standardizes measurement of left ventricular dimensions, wall thickness, and flow velocities for reproducibility.
- Prepares neonatal models for scalable, longitudinal assessment of therapeutic interventions.
Translational & Preclinical Research
- Aligns early cardiac phenotyping with disease progression and biomarker development.
- Enables continuity from neonatal discovery through preclinical validation of cardiovascular therapies.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on early functional readouts.
Pipeline & Workflow Integration
This echocardiographic protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum, enabling early hypothesis testing and mechanistic de-risking in neonatal cardiovascular models.
- Discovery Biology: Provides quantitative assessment of cardiac structure and function for hypothesis-driven studies.
- Screening: Delivers reproducible, standardized endpoints for evaluating intervention effects in neonatal mice.
- Analytics: Generates quantitative outputs such as chamber dimensions, flow velocities, and myocardial relaxation metrics for robust comparison.
- Translational Research: Bridges early mechanistic findings to preclinical biomarker alignment and disease modeling.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for diverse genetic and pharmacological cardiovascular studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in early cardiovascular research.
- Operational Value: Standardizes and scales echocardiographic assessments for reproducibility across studies.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by enabling early de-risking.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of cardiovascular assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neonatal mouse handling and echocardiographic imaging.
- Needs specialized instrumentation, including high-frequency transducers and ECG integration.
- Demands rigorous cross-team standardization for reproducible data acquisition and analysis.
- Adaptation may be needed for different mouse strains or disease models.
- Technical limitations include small animal size and temperature sensitivity, requiring careful procedural controls.
