본 프로토콜은 심부전의 마우스 모델에서 이완기 기능을 평가하는 데 유용한 도구 역할을 하는 경식도 페이싱을 통해 압력-부피 관계를 얻는 방법을 설명합니다.
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이 논문에서
요약
초록
박출률이 보존된 심부전(HFpEF)은 이완기 기능 장애와 운동 과민증을 특징으로 하는 질환입니다. 운동 스트레스 혈류역학 검사 또는 MRI를 사용하여 이완기 기능 장애를 감지하고 인간의 HFpEF를 진단할 수 있지만, 이러한 양식은 마우스 모델을 사용한 기초 연구에서 제한적입니다. 트레드밀 운동 테스트는 일반적으로 생쥐에서 이러한 목적으로 사용되지만 그 결과는 체중, 골격근 강도 및 정신 상태에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 여기에서는 이완기 기능의 심박수(HR)에 따른 변화를 감지하고 HFpEF의 마우스 모델에서 그 유용성을 검증하기 위한 심방 페이싱 프로토콜에 대해 설명합니다. 이 방법에는 마취, 삽관 및 심방 페이싱과 동시에 압력-부피(PV) 루프 분석을 수행하는 것이 포함됩니다. 이 연구에서는 좌심실 정점 접근법을 통해 전도도 카테터를 삽입하고 심방 페이싱 카테터를 식도에 삽입했습니다. 기준선 PV 루프는 이바브라딘으로 HR을 늦추기 전에 수집되었습니다. PV 루프는 심방 페이싱을 통해 400bpm에서 700bpm 범위의 HR 단위로 수집 및 분석되었습니다. 이 프로토콜을 사용하여 대사 유도 HFpEF 모델에서 HR 의존성 이완기 장애를 명확하게 입증했습니다. 이완 시간 상수(Tau)와 이완기 말기 압력-부피 관계(EDPVR)는 모두 대조군 마우스에 비해 HR이 증가함에 따라 악화되었습니다. 결론적으로, 이 심방 속도 조절 프로토콜은 HR 의존성 심장 기능 장애를 감지하는 데 유용합니다. HFpEF 마우스 모델에서 이완기 기능 장애의 근본적인 메커니즘을 연구하는 새로운 방법을 제공하고 이 상태에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.
서론
심부전은 전 세계적으로 입원 및 사망의 주요 원인이며, 박출률이 보존된 심부전(HFpEF)은 모든 심부전 진단의 약 50%를 차지합니다. HFpEF는 이완기 기능 장애 및 운동 내성 장애를 특징으로 하며, 이완기 기능 장애와 같은 관련 혈역학적 이상은 운동 스트레스 혈류역학 검사 또는 MRI 스캔을 통해 명확하게 감지할 수 있습니다 1,2.
그러나 실험 모델에서는 HFpEF와 관련된 생리적 이상을 평가하는 데 사용할 수 있는 양식이 제한적입니다 3,4. 트레드밀 운동 테스트(TMT)는 운동 스트레스 심장 혈류역학을 반영할 수 있는 달리기 시간과 거리를 결정하는 데 사용됩니다. 그러나 이 방법은 체중, 골격근 강도 및 정신 상태와 같은 외부 변수의 간섭에 취약합니다.
이러한 한계를 극복하기 위해 당사는 심박수(HR)를 기반으로 이완기 기능의 미묘하지만 중요한 변화를 감지하는 심방 페이싱 프로토콜을 고안했으며 HFpEF5의 마우스 모델에서 그 유용....
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프로토콜
이 동물 프로토콜은 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인을 받았으며 도쿄 대학의 동물 실험 및 관련 활동에 대한 규정을 따랐습니다. 본 연구에서는 8-12주 된 수컷 C57/Bl6J 마우스를 사용하였다. 동물은 상업적 출처에서 얻었다( 재료 표 참조). HFpEF의 모델은 앞서 설명한 바와 같이 NG-니트로-L-아르기닌 메틸 에스테르와 함께 15주 동안 고지방 식단을 투여하여 확립되었습니다10.
1. 카테터 준비 및 압력/부피 보정
- 컨덕턴스 카테터를 생리식염수에 넣고 PowerLab 8/35 및 압력 체적 장치(MPVS 모듈, 재료 표 참조)로 구성된 모듈에 부착합니다.
- MPVS 모듈0에서 미리 결정된 압력(100mmHg 및 100mmHg) 및 부피 매개변수(MPVS 모듈마다 다름)를 기록하여 압력과 부피를 전자적으로 보정합니다(제조업체 지침 참조).
2. 카테터 삽입을 위한 동물 준비
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결과
기준선 PV 루프 데이터는 그림 1과 표 1에 표시되어 있습니다. 기준선(페이싱이 없는 경우)에서 대조군과 HFpEF 마우스 간에 이완 시간 상수(Tau), 최소 압력 변화율(dP/dt min) 및 EDPVR과 같은 이완기 매개변수에는 큰 차이가 없었습니다. 그러나 HFpEF 마우스는 그림 1에서 볼 수 있듯이 더 높은 혈압과 동맥 탄성(Ea)을 나타냈으며 심실 수축기 동안 전형적인 산 모양의 PV 루프를 보여주었습니다. 이는 압력 변환기에서 심실 근육의 직접적인 접촉으로 인해 발생하는 스파이크와 구별되어야 합니다(그림 2). 중요한 것은, 심방 페이싱을 사용하여 이완기 기능을 대조군 마우스와 HFpEF 마우스 간에 명확하게 구별할 수 있었다는 점이다5 (그림 .......
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토론
우리는 경식도 페이싱의 적용과 압력-부피 관계를 평가하는 방법론을 제시합니다. 운동 과민증은 HFpEF의 주요 특성 중 하나이지만 운동 중 쥐의 심장 기능을 평가하는 데 사용할 수 있는 기술은 없습니다. 우리의 페이싱 프로토콜은 휴식 상태에서는 분명하지 않을 수 있는 이완기 기능 장애를 감지하는 데 유용한 도구를 제공합니다.
정확하고 일관된 품질의 PV 루프를 달성하려면다음 단계를 꼼꼼하게 수행해야 합니다 3,4,5,7,8,11,12,13,14: (1) 동물을 조심스럽게 마취하고 가열 패드를 사용하여 37-37.5°C의 일관된 체온을 유지해야 합니다.
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공개 사항
경쟁하는 재정적 이익은 없습니다.
감사의 글
이 연구는 후쿠다 의료기술재단(E.T. 및 G.N.)과 JSPS KAKENHI Scientific Research Grant-in-Aid 21K08047(E.T.)의 연구 보조금으로 지원되었습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 2-0 실크 봉합사, sterlie | Alfresa Pharma Corporation, Osaka, Japan | 62-9965-57 | Surgical Supplies |
| 2-Fr tetrapolar electrode catheter | Fukuda Denshi, Japan and UNIQUE MEDICAL, Japan | 맞춤형 | 수술 용품 |
| Albumin Bovine Serum | Nacalai Tesque, Inc., Kyoto, Japan | 01859-47 | 기타 |
| C57/BI6J 마우스 | Jackson Laboratory | 동물 | |
| 컨덕턴스 카테터 | Millar Instruments, Houston, TX | PVR 1035 | |
| 전기 소작기, 전기 소작 나이프 키트 | ellman-Japan, Osaka, Japan | 1-1861-21 | 수술 용품 |
| Etomidate | Tokyo Chemical Industory Co., Ltd., Tokyo Japan | E0897 | 마취 |
| 잔디 기기 S44G 사각 펄스 자극기 | Astro-Med, West Warwick, RI | 페이싱 장비 | |
| Isoflurane | Viatris Inc., Tokyo, Japan | 8803998 | Anesthetic |
| Ivabradine | Tokyo Chemical Industory Co., Ltd., Tokyo Japan | I0847 | Miscellaneous |
| LabChart software | ADInstruments, Sydney, Australia | LabChart 7 | Hemodynamic equipment |
| MPVS Ultra | Millar Instruments, Houston, TX | PL3516B49 | 혈류역학 장비 |
| Pancronium bromide | Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO | 15500-66-0 | 마취 |
| PE10 폴리에틸렌 튜브 | Bio Research Center Co. Ltd., Tokyo, Japan 62101010 | Surgical Supplies | |
| PowerLab 8/35 | ADInstruments, Sydney, Australia | PL3508/P | 혈류역학 장비 |
| PVR 1035 | Millar Instruments, Houston, TX | 842-0002 | 혈류역학 장비 |
| 우레탄(에틸 카바메이트) | Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan | 050-05821 | 마취 |
| 혈관 흐름 프로브 | Transonic, Ithaca, NY | MA1PRB | 수술 용품 |
참고문헌
- Backhaus, S. J. Exercise stress real-time cardiac magnetic resonance imaging for noninvasive characterization of heart failure with preserved ejection fraction. Circulation. 143 (15), 1484-1498 (2021).
- Borlaug, B. A., Nishimura, R. A., Sorajja, P., Lam, C. S. P., Redfield, M. M.
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