肺動脈性肺高血圧症ラットモデルにおける右心室機能の網羅的心エコー評価
2023年1月20日
本プロトコルは、肺動脈性肺高血圧症のラットモデルにおける右心室の形態および機能の心エコー検査の特徴付けを記載する。
右心室の構造と機能の詳細な心エコー評価は、肺高血圧症の動物モデルにおける新しい治療標的の有効性をスクリーニングするための貴重なツールです。このプロトコルの主な利点は、右心房および右心室形態を評価し、右心室の収縮期および拡張期機能を特徴付けるために必要なすべての心エコー図ビューおよび測定値の詳細な説明を提供することです。この技術は、モノクロタリンによって誘発される肺高血圧症のラットモデルの心エコー検査の特徴付けを説明する。
心エコー検査者は、左心室の経験があったとしても、右心室イメージングの練習と習熟に十分な時間を費やすことが重要です。意識を失った後、ラットを誘導室から取り出し、背側褥瘡の位置でイメージングステーションの動物プラットフォームに移すことから始めます。気化器に接続されたノーズコーンを使用してイソフルランを投与します。.
各足に電極ゲルを塗布し、動物プラットフォームの心電図リードプレートに足を固定します。胸を剃り、脱毛剤を使用して毛皮を取り除きます。直腸温度プローブを所定の位置に固定します。
動物の右側と左側に綿ロールを置き、プラットフォームが傾いたときの位置を維持するためにテープで固定します。画像を取得するには、プラットフォームを右に10〜15度傾け、尾側を約5度下げます。トランスデューサーをラットの右胸骨傍線を指すように動かし、トランスデューサーを下げます。
トランスデューサーを反時計回りに回転させて、大動脈と僧帽弁が見えるようにします。右心室が最も広い領域にMモードサンプルボリュームラインを配置し、右心室と左心室を取り囲むようにゲートを調整します。トランスデューサーを持ち上げ、ラットの右傍胸骨線に向かってわずかに傾けるように再配置します。
プラットフォームを少し右に傾いた位置に移動します。ゲルと接触するまでトランスデューサーを下げます。右心室流出トラックが見え、肺動脈弁に焦点が合ってはっきりと見えるまで、プラットフォームを右または左に尾状に動かします。
次に、サインストアを押して、肺動脈弁のBモード画像を記録します。同じBモード画像の位置を維持し、カラーを押して肺動脈弁を通る流れの識別を支援します。最高速度点が表示されるように速度を調整します。
PWまたはパルス波を押して、血流スペクトルを定量化します。PW角度を肺動脈弁を通る流れの方向に平行に合わせます。更新を押して view 肺速度。
プラットフォームを左隅に傾け、可能な限り頭蓋骨に下に傾けます。トランスデューサーを反時計回りに30〜45度回転させ、トランスデューサーを動物の右肩または耳に向けるように動かします。ゲルと接触するまでトランスデューサーを下げます。
左心室と左心房が見えるが、胸骨の影が右心室のない壁の上にある典型的な4室のビューを確認してください。適当な4室ビューを調整するためのトランスデューサを動かし、右心室の焦点ビューを取得する。最大平面が得られるまで、必要に応じてプラットフォームをわずかに尾方向に動かします。
右心室が短縮されていないこと、および左心室流出路が開いていないことを確認してください。Mモードカーソルを右心室自由壁の三尖弁輪に通してTAPSEを視覚化し、[更新]を押して[ストアに署名]を押してTAPSEデータを記録します。Bモードを押してからカラーを押して、テレビを通る流れの識別を支援します。PWを押して血流スペクトルを定量化します。
Bモードに戻り、組織を押して、組織ドップラーサンプルボリュームゲートをRV自由壁の三尖弁輪に配置します。[更新]を押して、組織ドップラー画像を表示します。PLANXビューを使用して、心臓の位置と左心室形態の初期評価を行った。
修正されたPLAXビューを使用した右心室の評価は、モノクロタリンまたはMCT治療ラットが対照ラットと比較して右心室が肥大し、左心室が変位していることを示しました。MCT治療ラットでは、RVIDd、RVID、およびRVFWTの有意な増加が観察され、右心室の拡張と右心室自由壁の肥厚を示しています。.修正されたPLAXビューは、肺動脈を視覚化し、肺動脈弁の直径を測定するためにも使用されました。
ドップラー画像を用いた肺動脈流速の測定は、対照ラットにおいて、肺流が収縮期中部にピーク速度を有する対称的なV字型を示すことを示した。一方、MCTで治療されたラットは、ピーク速度が遅く、収縮期の初期に発生し、収縮期後期にノッチを示しました。右心室焦点頂端4室ビューを使用して、右心室および収縮期領域と右心房領域を測定しました。
MCT投与ラットは,肺動脈圧の上昇により右心房拡張を認めた.さらに、右心室圧が上昇し、対照と比較して左心室の正常な湾曲が失われました。脳室内中隔も平らに見えた。
明るい心室に焦点を合わせた頂端4室ビューは、三尖弁輪のMモード尋問からTAPSEを測定するためにも使用されました。TAPSEはMCT治療ラットで有意に減少し、機能の低下を示唆しています。.このプロトコルの最も困難な部分は、最適な右心室に焦点を合わせた頂端4室ビューを取得することです。
心エコー検査者は、収縮期および拡張期に右心室全体が視野内にあることを確認することをお勧めします。画像は、右心室に焦点を当てた頂端4室ビューで取得され、後でひずみ分析に使用でき、初期段階で右心室収縮機能障害を評価するために使用できる強力なツールです。
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概要
この研究は、Monocrotalineによって誘発された肺動脈高血圧のラットモデルにおける右心室の形態と機能の心エコー図的特徴を詳細に記述しています。このプロトコルは、右心室のサイズと機能を評価するための熟練した画像技術の重要性を強調し、治療を受けたラットの右心室における重要な形態学的変化を明らかにしています。
主要な研究要素
研究分野
- 心血管イメージング
- 肺高血圧
- 心エコー図技術
背景
- 肺動脈高血圧は右心室機能に影響を与えます。
- 心エコー図評価は心臓構造を理解するために重要です。
- 以前の研究では、モノクロタリンを使用して動物モデルで肺高血圧を誘発しています。
使用された方法
- 右心室評価のための心エコー図イメージング技術
- 肺高血圧のラットモデル
- 右心房および右心室の寸法の測定
主要な結果
- MCT処理されたラットは右心室の著しい拡張を示しました。
- RV壁の厚さなどの主要な心エコー図パラメータは機能の変化を示しました。
- MCT処理されたラットにおけるTAPSE値の低下は、心機能の低下を示唆しています。
結論
- この研究は、肺高血圧における右心室変化の心エコー図評価を検証しています。
- このアプローチは、上昇した圧力に対する心臓の適応の理解を深めています。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Comprehensive echocardiographic assessment of right ventricular function in rat models of pulmonary arterial hypertension (PAH) enables robust evaluation of therapeutic efficacy and mechanistic de-risking in preclinical drug discovery. Standardized, quantitative imaging of RV structure and function supports predictive confidence at the target validation and lead optimization stages. This capability is critical for portfolio triage and advancing novel PAH therapies targeting right ventricular remodeling.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative interrogation of right ventricular remodeling in response to candidate therapeutics.
- Supports mechanistic de-risking by linking molecular interventions to functional cardiac outcomes.
- Facilitates functional target validation for pathways implicated in PAH progression.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging endpoints for preclinical efficacy screening.
- Delivers quantitative RV metrics (e.g., RVIDd, TAPSE) for cross-study comparability.
- Enables assay readiness for high-confidence compound evaluation in rodent models.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical cardiac imaging outputs with translational biomarker strategies in PAH.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by enabling longitudinal assessment of RV function.
- Reduces translational risk by providing disease-relevant functional endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
This echocardiographic protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for PAH, bridging early target validation with translational efficacy assessment.
- Discovery Biology: Quantitative RV imaging supports hypothesis testing and biological de-risking of novel targets.
- Screening: Standardized echocardiographic endpoints enable reproducible, scalable compound screening.
- Analytics: Provides objective measurements (e.g., RV dilation, TAPSE) for statistical comparison of treatment groups.
- Translational Research: Facilitates alignment of preclinical imaging with clinical cardiac biomarkers.
- Enterprise Reuse: Protocol can be adapted across PAH models and therapeutic modalities for consistent portfolio evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in PAH drug discovery.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and scalability of preclinical cardiac assessments.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and improves capital efficiency by enabling early functional readouts.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of PAH candidates targeting RV remodeling.
Implementation Considerations
- Requires specialized echocardiographic expertise for optimal RV imaging in rodents.
- Demands access to high-resolution ultrasound instrumentation and analytical software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging protocols and data interpretation.
- Adaptation may be needed for different rodent models or disease severities.
- Technical challenges include achieving consistent RV-focused apical four chamber views.
