Name: 제브라피시 심장 기능을 평가하는 고주파 초음파 심초음파 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-03-12T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 34 s
Description: 학습하세요 고주파 초음파 심초음파를 이용한 성체 제브라피시 심장 형태 및 기능 평가 방법을. 비침습적 기술로 심박수, 심박출량, 구혈률을 정량화하여 심장 질환 모델 검증과 약물 스크리닝에 활용할 수 있습니다.

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우리는 프레드 로버츠의 기술 지원 및 원고의 개정에 감사드립니다.

제브라피시와 관련된 모든 절차는 당사의 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인을 받았으며 USDA 동물 복지법을 준수합니다.
1. 실험적인 설정
<ol><li>
이미지 수집을 위한 플랫폼 설정
	<ol>
<li>작은 가위 또는 메스를 사용하여 스캔하는 동안 물고기를 잡기 위해 12시 위치에 스폰지에 절개를합니다. 스폰지를 유리 용기에놓습니다(그림 2A). 참고 : 절개의 위치는 트랜스듀서를 이동하고 플랫폼이 스캔을 위해 기울어질 때 물고기가 물 라인을 울부 짖는 유지 하기에 충분한 공간을 허용해야합니다(그림 2). 절개는 물고기의 크기에 따라 달라질 수 있습니다. 그러나 표준 크기와 무게의 경우 절개는 약 2.5cm x 0.7 cm x 0.5cm(각각 길이, 너비 및 깊이)여야 합니다. 유리 용기는 물고기를 이미징하는 동안 누수를 피하기 위해 적어도 6cm 깊이여야합니다.</li>
		<li>예를 들어 양면 테이프를 사용하여 초음파 플랫폼에 스폰지가 들어있는 유리 상자를 부착하십시오. 유리 상자가 플랫폼의 중앙에 있고 단단히 부착되었는지 확인하십시오(그림 2B).</li>
		<li>플랫폼 홀더 왼쪽의 손잡이를 사용하여 플랫폼을 약 30° 앞으로 기울입니다(그림2B). 0.2 mg/mL 의 트리카인 메탄설포네이트(MS222)를 함유한 200-250 mL의 생선 시스템 물로 유리 광장을 채웁니다. 참고 : 트리카인은 Tris 40 mM pH 7에서 4 mg / mL 스톡 솔루션으로 제조 될 수 있으며 어류 시스템 물에서 원하는 농도로 더 희석 할 수 있습니다. 0.2 mg/mL은 최고의 농도인 것으로 나타났다16. 4 mg/mL 트리카인 스톡 용액은 -20°C 또는 4°C에서 1개월 동안 장기간 보관할 수 있습니다.</li>
		<li>작동 레일 스테이션의 마이크로 조작기 홀더 내에 트랜스듀서를 삽입하여 트랜스듀서의 노치를 작업자쪽으로 돌립니다. 스테이지에 대해 작업 면과 함께 지면에 평행하게 배열을 유지합니다(그림 2B참조). 이제 연결된 트랜스듀서 레일 시스템이 x축과 y 축을 따라 이동할 수 있도록 충분한 공간(양쪽에 10cm)을 남겨 둡니다.</li>
		<li>컨트롤 소프트웨어에 로그인하고 마우스(작은) 혈관을 선택합니다. 연구에 포함된 각 동물에 대한 새로운 시리즈와 새로운 스터디를 만듭니다. 브라우저 페이지에서 화면 왼쪽 하단에 있는 새 스터디 버튼을 찾습니다(보기는 B 모드에서 시작됨).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 물고기 취급
참고: 본 연구에서 사용된 제브라피쉬는 야생형 균주 AB/튜빙겐(AB/TUebingen)의 성인, 11개월 된 수컷이었습니다. Zebrafish는 14 시간 빛 / 10 h 어두운 것으로 설정된 일정한 광 주기에서 28 °C에서 독립형 유동 수족관 시스템에서 유지되었습니다. 얼룩말새우는 소금물새우(아르테미아 나우플리)와마른 음식 조각으로 하루에 두 번 먹였습니다.
<ol><li>그물을 사용하여 0.2 mg / mL 트리카인이있는 시스템 물을 포함하는 작은 탱크로 물고기를 옮김하십시오. 물고기가 완전히 마취 될 때까지 기다립니다 (움직임과 터치에 대한 반응이 없음).</li>
	<li>플라스틱 티스푼을 사용하여, 부드럽게 빠르게 스폰지를 포함하는 유리 상자에 물고기를 전송하는 것은 물고기의 복부 측면이 위로 향하고 이전에 만든 절개로. 참고 : 물고기의 머리가 더 나은 심장 시각화를 달성하기 위해 신체의 나머지 부분에 비해 약간 높은 수준에서 연산자 (트랜스 듀서의 노치와 같은 방향)를 향해 위치하고 있는지 확인하십시오.</li>
	<li>레일 시스템의 핸들을 사용하여 트랜스듀서(원래 위치를 유지)를 부드럽게 낮추고, 트랜스듀서의 노치가 운전자를 향하게 하여 물고기의 복부쪽에 세로로 가깝게 놓습니다. 물고기에서 2-3mm (1cm 이하) 간격을 둡니다. 물고기 심장이 시각화 될 때까지 모든 3 축에서 마이크로 조작기를 사용하여 트랜스듀서에 대한 플랫폼을 조정한 다음 이미지 수집을 시작합니다. 변환기의 각도는 전체 이미지 수집 중에 변경되지 않아야합니다(그림 2C). 참고 : 충분한 근접 (최대 1cm)이있는 한, 물고기 의 상단에있는 물은 프로브와 물고기 사이의 초음파 파를 전달 할 수있는 액체 표면 장력을 통해 접촉 표면을 제공합니다. 따라서, 물고기에 대해 트랜스듀서를 밀어 필요가 없습니다. 이 단계를 완료하고 3분 이내에 스캔을 완료하여 물고기의 사망이나 이미지 수집 중 심박수 감소를 방지합니다. 필요한 경우 타이머를 사용합니다. 심장은 화면의 위쪽에서 눈의 왼쪽을 향해 찾을 수 있으며, x축을 오른쪽으로 이동하면 쉽게 시각화할 수 있습니다. B 모드에있는 동안 심장을 찾는 데 어려움이 계속되면 혈류를 추적하고 심장을 찾을 수있는 색상 도플러 모드로 전환하십시오 .</li>
</ol>3. 이미지 수집
참고: 이미징 시스템 및 이미지 분석 소프트웨어는 재료 표를 참조하십시오.
<ol><li>세로 도면 보기 B 모드
	<ol>
<li>심장을 현지화한 후 B 모드(새 시리즈를 시작한 후 터치스크린 왼쪽 하단에 있음)를 선택하거나 유지한 후, 확대하기 위해 필드를 줄이고 분석 중에 더 쉽게 추적할 수 있도록 하트를 자세히 살펴보십시오.</li>
		<li>B 모드 이미지 수집에서 하트를 더 가깝고 선명하게 볼 수 있도록 확대하여 필드를 줄입니다. 터치스크린을 사용하여 x축과 y축 모두에서 필드를 수동으로 좁힐 수 있습니다.</li>
		<li>필요한 경우 동적 범위를 45-50dB로 설정하여 이미지의 품질/대비를 향상시킵니다. 더 많은 컨트롤 옵션의 B 모드 컨트롤로 이동한 후 변경 된 설정을 모드 사전 설정으로저장합니다. 모드 사전 설정을 눌러 새 시리즈 이미지를 시작하기 전에 매번 최적화된 이미지 수집 설정을 선택합니다.</li>
		<li>이미지 저장을선택하여 긴 축 평면에서 원하는 만큼 이미지를 가져 가라. 참고: 이미지 수집에 대한 자세한 정보 및 교육 리소스는 <a href="https://www.visualsonics.com/product/software/vevo-lab" target="_blank">https://www.visualsonics.com/product/software/vevo-lab</a> 및 <a href="https://www.visualsonics.com/Learning-hub-online-video-training-our-users" target="_blank">https://www.visualsonics.com/Learning-hub-online-video-training-our-users</a>
</li>
	</ol></li>
	<li>세로보기 펄스 웨이브
	<ol>
<li>혈류 감지를 위해 컬러 도플러로 전환(색상 버튼 선택) 및 수집(새 시리즈를 시작한 후 터치스크린의 왼쪽 하단에 있음).</li>
		<li>터치 스크린을 사용하여 방실 밸브의 상부에 사분면을 위치시키고 유입을 국소화하고, 이는 적색 신호에 의해 구별될것이다(도 3A). 프레임 속도를 높이기 위해 사분면 영역을 가능한 한 줄입니다. 참고: 컬러 펄스 반복 주파수(색상 PRF)(속도 범위)를 낮추면 색상 도플러 이미지의 속도 프로파일에서 노란색을 볼 수 있습니다. 이렇게 하면 볼 수 있는 속도의 범위가 증가하고 피크 속도를 보다 명확하게 시각화할 수 있는 색상의 모자이크를 만드는 데 도움이 됩니다.</li>
		<li>심박파(PW선택) 도플러 모드를 활성화하여 심실 혈액 유입 속도를 샘플링합니다. 시료 체적 게이트를 방실 밸브의 중앙(적색 신호가 더 황변되는 위치)에 배치하여 최대 유속을 감지합니다. 혈액 유입 방향에 맞게 손가락을 사용하여 화면의 PW 각도를 조정합니다. 시작 또는 업데이트를 눌러 심실로 흐르는 혈액의 속도를 샘플링하기 시작합니다. 참고: 일관되고 재현 가능한 결과를 제공하기 위해 각도 올바른 선이 혈류와 평행한지 확인합니다. 혈류 방향과 일치하도록 각도 올바른 선을 배치하면 속도가 정확하게 캡처됩니다.</li>
		<li>3.2.3단계를 반복하여 심실과 전구(bulbuventricular valve) 사이의 접합부에 컬러 도플러 사분면을 배치하여 유출 속도를 결정하고, 이는 청색 신호로 구별될 흐름을 국소화한다(도3B). 심실-구부스 접합부 바로 앞에 시료 부피 게이트를 배치하고 혈류 방향에 맞게 각도 보정 선을 조정합니다. 참고: 앞에서 언급했듯이 정확한 속도 값을 얻으려면 PW 각도가 혈류량과 일치하는지 확인합니다.</li>
		<li>신호 피크를 완전히 감지하고 추적하기 위해 유속 패널에서 기준선(bar)을 낮추거나 올리면됩니다(그림 3C,D). 상부/양수 사분면(프로브쪽으로 가는 신호)의 유입 피크와 하부/음의 사분면의 유출 피크(프로브에서 멀어지는 신호)를 식별합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>4. 물고기 복구
<ol><li>이미지 수집이 완료되는 즉시, 티스푼을 사용하여, 트리카인이없는 일반 시스템 육질 물로 물고기를 전송하고 물고기가 회복하게하십시오 (일반적으로 아가미 운동과 수영을 재개하는 데 30 ~2 분이 걸립니다).</li>
	<li>회복을 돕기 위해, 물과 산소 전달의 폭기를 촉진하기 위해 전달 파이펫을 사용하여 아가미 위에 반복적으로 물을 분출.</li>
</ol>5. 이미지 분석
<ol><li>이미지 분석 소프트웨어를 엽니다.</li>
	<li>이미지를 선택하고 이미지 처리 아이콘을클릭합니다(그림 4). 사용 가능한척도(그림 4)를사용하여 이미지의 밝기와 대비를 조정하여 심실 벽 또는 혈류 패턴을 명확하게 시각화할 수 있도록 합니다.</li>
	<li>B 모드 이미지를 사용하여 심장 패키지/측정에서 PSLAX(파라스테른 긴 축) 옵션에서 드롭다운 목록을 엽니다(그림4). LV 추적을 선택하고 수축기 및 익아또의 심실 내벽을 추적하여 수축기(VaA) 및 익아톨(Vad)의 심실 영역, 끝 확장기 부피(EDV) 및 끝 수축기 부피(ESV)를 얻습니다(그림5A,B). 참고: 볼륨 값은 2D 이미지 추적에서 추정되며 3D 엔터티에서 벗어날 수 있습니다. 모든 측정의 경우, 동물당 최소 3회의 대표적인 심장 주기를 평균합니다.</li>
	<li>소프트웨어에서 자동으로 계산되고 표시되는 획 볼륨 및 배출 분율을 기록합니다. 참고: 수식을 사용하여 스트로크 볼륨 및 배출 분획을 수동으로 계산할 수도 있습니다. SV = EDV-ESV EF = (EDV-ESV) / EDV 여기서 SV는 스트로크 볼륨, EDV는 끝 확장기 볼륨, ESV는 끝 수축기 볼륨, EF는 배출 분율</li>
	<li>수식을 사용하여 소수 영역 변경 계산 FAC = (VAd - 바)/ VAd FAC가 분수 영역 변화인 경우, VAd는 이톨의 심실 영역이고, VA는 실목의 심실 영역입니다.</li>
	<li>수식을 사용하여 심장 출력 계산 CO = HR x SV CO가 심장 출력인 경우 HR은 심박수이고 SV는 뇌졸중 볼륨입니다.</li>
	<li>펄스 웨이브 도플러 모드 이미지를 사용하여 심장 패키지 에서 MV 흐름 옵션을 선택하여 유입 혈액 속도를 측정합니다(그림4). 초기 이퍼스톨및 후기 이월에 대해 각각 E 또는 A를 선택하고 그래프에서 피크 속도를 결정합니다(그림3C).</li>
	<li>AoV 흐름을 선택하여 유출 혈속을 측정하고 추적의 피크를결정합니다(그림 3D).</li>
	<li>보다 신뢰할 수 있는 평가를 위해 2가지 방법론을 사용하여 심박수를 측정합니다.<ol>
<li>이미지 수집 중에 하트가 화면에 시각화되면 10s 내의 비트를 계산하고 6을 곱합니다.</li>
		<li>Vevo LAB 소프트웨어의 펄스 웨이브 도플러 이미지를 사용하여 3연속 대동맥 흐름 피크 사이의 심박수 버튼과 추적 간격을 선택합니다(그림4 및 그림 6).</li>
		<li>LV와 혈류의 피크를 추적 한 후 스프레드 시트로 데이터를 내보내려면 보고서를 클릭 | 수출 | | 엑셀로 저장.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Santoriello, C., Zon, L. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hooked%21+Modeling+human+disease+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Hooked! Modeling human disease in zebrafish.</a> Journal of Clinical Investigation. 122 (7), 2337-2343 (2012).</li>
<li>Verkerk, A. O., Remme, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish%3A+a+novel+research+tool+for+cardiac+%28patho%29electrophysiology+and+ion+channel+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physiology%22%5BJournal%5D)">Zebrafish: a novel research tool for cardiac (patho)electrophysiology and ion channel disorders.</a> Frontiers in Physiology. 3, 255(2012).</li>
<li>Bakkers, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+as+a+model+to+study+cardiac+development+and+human+cardiac+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+research%22%5BJournal%5D)">Zebrafish as a model to study cardiac development and human cardiac disease.</a> Cardiovascular research. 91 (2), 279-288 (2011).</li>
<li>Poon, K. L., Brand, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+zebrafish+model+system+in+cardiovascular+research%3A+A+tiny+fish+with+mighty+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Global+Cardiology+Science+and+Practise%22%5BJournal%5D)">The zebrafish model system in cardiovascular research: A tiny fish with mighty prospects.</a> Global Cardiology Science and Practise. 2013 (1), 9-28 (2013).</li>
<li>Jopling, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+heart+regeneration+occurs+by+cardiomyocyte+dedifferentiation+and+proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Zebrafish heart regeneration occurs by cardiomyocyte dedifferentiation and proliferation.</a> Nature. 464 (7288), 606-609 (2010).</li>
<li>Mishra, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+model+of+amyloid+light+chain+cardiotoxicity%3A+regeneration+versus+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology+Heart+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Zebrafish model of amyloid light chain cardiotoxicity: regeneration versus degeneration.</a> American Journal of Physiology Heart Circulatory Physiology. 316 (5), H1158-H1166 (2019).</li>
<li>Shin, J. T., Pomerantsev, E. V., Mably, J. D., MacRae, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+cardiovascular+function+confirms+functional+orthology+of+myocardial+contractility+pathways+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Physiologycal+Genomics%22%5BJournal%5D)">High-resolution cardiovascular function confirms functional orthology of myocardial contractility pathways in zebrafish.</a> Physiologycal Genomics. 42 (2), 300-309 (2010).</li>
<li>Mishra, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+amyloidogenic+light+chain+proteins+result+in+cardiac+dysfunction%2C+cell+death%2C+and+early+mortality+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology+Heart+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Human amyloidogenic light chain proteins result in cardiac dysfunction, cell death, and early mortality in zebrafish.</a> American Journal of Physiology Heart Circulatory Physiology. 305 (1), H95-H103 (2013).</li>
<li>Ernens, I., Lumley, A. I., Devaux, Y., Wagner, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+Coronary+Ultrasound+Imaging+to+Evaluate+Ventricular+Function+in+Adult+Zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Zebrafish%22%5BJournal%5D)">Use of Coronary Ultrasound Imaging to Evaluate Ventricular Function in Adult Zebrafish.</a> Zebrafish. 13 (6), 477-480 (2016).</li>
<li>González-Rosa, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+Echocardiography+Reveals+Reestablishment+of+Ventricular+Pumping+Efficiency+and+Partial+Ventricular+Wall+Motion+Recovery+upon+Ventricular+Cryoinjury+in+the+Zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Use of Echocardiography Reveals Reestablishment of Ventricular Pumping Efficiency and Partial Ventricular Wall Motion Recovery upon Ventricular Cryoinjury in the Zebrafish.</a> PLoS One. 9 (12), (2014).</li>
<li>Huang, C. C., Su, T. H., Shih, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+tissue+Doppler+imaging+of+the+zebrafish+heart+during+its+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Zebrafish%22%5BJournal%5D)">High-resolution tissue Doppler imaging of the zebrafish heart during its regeneration.</a> Zebrafish. 12 (1), 48-57 (2015).</li>
<li>Kang, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-frequency+dual+mode+pulsed+wave+Doppler+imaging+for+monitoring+the+functional+regeneration+of+adult+zebrafish+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Royal+Society+Interface%22%5BJournal%5D)">High-frequency dual mode pulsed wave Doppler imaging for monitoring the functional regeneration of adult zebrafish hearts.</a> Journal of the Royal Society Interface. 12 (103), (2015).</li>
<li>Lee, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamics+and+ventricular+function+in+a+zebrafish+model+of+injury+and+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Zebrafish%22%5BJournal%5D)">Hemodynamics and ventricular function in a zebrafish model of injury and repair.</a> Zebrafish. 11 (5), 447-454 (2014).</li>
<li>Sun, L., Lien, C. L., Xu, X., Shung, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vivo+Cardiac+Imaging+of+Adult+Zebrafish+Using+High+Frequency+Ultrasound+%2845-75+MHz%29%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">In Vivo Cardiac Imaging of Adult Zebrafish Using High Frequency Ultrasound (45-75 MHz).</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 34 (1), 31-39 (2008).</li>
<li>Wang, L. W., Kesteven, S. H., Huttner, I. G., Feneley, M. P., Fatkin, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Frequency+Echocardiography-+Transformative+Clinical+and+Research+Applications+in+Humans%2C+Mice%2C+and+Zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Journal%22%5BJournal%5D)">High-Frequency Echocardiography- Transformative Clinical and Research Applications in Humans, Mice, and Zebrafish.</a> Circulation Journal. 82 (3), 620-628 (2018).</li>
<li>Wang, L. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+echocardiographic+assessment+of+cardiac+function+in+normal+adult+zebrafish+and+heart+disease+models%5BTitle%5D)+AND+%22Disease+Models+%26+Mechanisms%22%5BJournal%5D)">Standardized echocardiographic assessment of cardiac function in normal adult zebrafish and heart disease models.</a> Disease Models & Mechanisms. 10 (1), 63(2017).</li>
<li>Lee, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+Assessment+of+Cardiac+Responses+of+Adult+Zebrafish+%28Danio+rerio%29+to+Acute+and+Chronic+Temperature+Change+Using+High-Resolution+Echocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Functional Assessment of Cardiac Responses of Adult Zebrafish (Danio rerio) to Acute and Chronic Temperature Change Using High-Resolution Echocardiography.</a> PLOS ONE. 11 (1), e0145163(2016).</li>
<li>Genge, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGenge%2C+CE+%22Reviews+of+Physiology%2C+Biochemistry+and+Pharmacology%22">Reviews of Physiology, Biochemistry and Pharmacology</a>. Nilius, B., et al. 171, Springer International Publishing. 99-136 (2016).</li>
</ol>

저자는 공개 할 것이 없다.

우리는 성체 얼룩말어에서 심장 기능의 심초음파 이미징 및 평가를위한 체계적인 방법을 설명합니다. 심초음파는 살아있는 성인 물고기 심장 화상 진찰 및 기능 분석을 위한 유일한 유효한 비침범성 및 가장 강력한 방법이고, zebrafish 심장 혈관 연구에서 점점 더 대중화되고 있습니다. 필요한 시간은 짧으며 높은 처리량과 세로 연구를 할 수 있습니다. 그러나 사용되는 방법론과 데이터 분석에는 상당한 차이가 있습니다. 많은 변수가 다가오는 매개 변수에 영향을 미칠 수 있을 때 얼룩말 피시 심초음파의 표준화는 매우 어렵습니다. 실험 연구를 수행 할 때, 하나는 가변성을 생성 할 수있는 조건을 고려해야한다, 마취를 포함, 체중, 나이, 성별, 배경 변형. Wang, L 등16은 이러한 요인에 의해 도입된 가변성을 평가하고 방법을 표준화하기 위해 제브라피시 심장 기능에 대한 사용 가능한 데이터를 컴파일했습니다. 그들의 연구는 제브라피시 심초음파 평가와 관련된 실험 연구를 설계하는 데 매우 유용한 ...

제브라피쉬(Daniorerio)는발달 과정과 인간 질병에 대한 연구를 위한 잘 확립된 척추동물모델1. Zebrafish는 인간 (70 %), 유전 성, 높은 fecundity 및 배아 발달 중 광학 투명성과 높은 유전 적 유사성을 가지고 있으며, 이는 심장을 포함한 장기와 조직의 직접적인 시각적 분석을 가능하게합니다. 심방하나와 심실1개에 불과하지만, 제브라피쉬심장(그림 1)은포유류 4체강 심장과 생리적으로 유사하다. 중요한 것은, 제브라피쉬 심박수, 심전도 형태, 및 행동 전위 모양은 뮤린 종2보다더 많은 인간의 것과 유사합니다. 이러한 특징은 제브라피쉬를 심혈관 연구를 위한 훌륭한 모델로 만들었으며 심장 발달3,4,4재생5,병리학 적 조건1,33,4,동맥 경화증, 심근병증, 부정맥, 선천성 심장 질환 및 아밀로이드 경쇄 심장 독성,1,,4,,6에대한 주요 통찰력을 제공했습니다. 고속 비디오 현미경7,,8을이용한 직접 영상 분석을 통해 배아 단계(1일 후 수정)동안 심장 기능 평가가 가능하였다. 그러나, 얼룩말 물고기는 정상적인 성숙한 심혼 및 늦은 개시 심혼 조건의 기능적인 평가를 제한하는 배아 단계를 넘어 그들의 투명성을 분실합니다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 심초음파는 성인 제브라피쉬 심장 기능9,,,,,10,,11,,12,13,14,15를평가하기 위한 고해상도, 실시간, 비침습적 영상 대안으로 성공적으로 채택되었다.
제브라피시에서 심장은 심실에 위치한 심방이있는 심방과 함께 아가미의 바로 후부인 흉강 구멍에 통풍구에 있습니다. 심방은 부비동 정맥에서 정맥 혈액을 수집하고 더 전구 동맥에 펌핑되는 심실로 전송합니다(그림 1). 여기서, 우리는 30 μm의 해상도에서 B 모드 이미징을 위한 50 MHz의 중심 주파수를 가진 선형 배열 초음파 프로브를 사용하여 비침습적 심초음파에 의해 성인 제브라피시의 심장 기능을 평가하는 생리적, 수중, 프로토콜을 기술한다. 초음파파는 물을 통해 쉽게 이동할 수 있기 때문에 수중에서 물고기와 스캐닝 프로브 사이의 근접성을 유지하면 초음파 젤없이 심장 검출을위한 충분한 접촉 면을 제공하며 물고기에 대한 스트레스가 전반적으로 적습니다. 대체 제브라피시 심초음파 시스템은 여러 저자에 의해 보고되었지만9,12,,13,여기에서 우리는 동물의 고주파 초음파에 적용되는 일반적이고 가장 일반적으로 사용되는 설정을 제시합니다.
이 방법은 성인 제브라피시 심장의 고해상도 이미징, 심장 구조 추적 및 도플러 혈류 측정에서 피크 속도의 정량화를 허용합니다. 우리는 배출 분획 (EF), 분수 영역 변화 (FAC), 심실 혈액 유입 및 유출 속도, 심박수 (HR) 및 심장 출력 (CO)과 같은 중요한 수축기 및 확장기 매개 변수의 생체 내 정량화를 보여줍니다. 우리는 병리학 상태의 보다 정확한 평가를 허용하기 위하여 일반적인 건강한 성숙한 얼룩말 물고기 심장 기능 및 치수 매개변수의 믿을 수 있는 범위를 확립하는 것을 기여합니다. 전반적으로, 우리는 제브라피쉬 심장 질환 모델6,16,심장 손상 및 회복10,13,및 재생,11,,12,및 잠재적 인 약물을 평가하는 데 매우 유용하다는 것이 입증 된 제브라피시의 심장 기능을 평가하는 강력한 방법을 제공합니다.,

<table><tbody><tr><td>양면 테이프</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>물고기 그물</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>유리 용기 - 100인치 고주파</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>변환기</td><td>Fujifilm/VisualSonics</td><td>MX700</td><td>밴드 폭 29-71MHz, 중앙 전송 50MHz, 축 방향 해상도 30&마이크로; m</td></tr><tr><td>플라스틱 티스푼</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>메스 또는 가위</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>작은 어항</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>스폰지 (주방 스폰지)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>전사 피펫 (3mL 졸업)</td><td>Samco Scientific</td><td>212</td><td></td></tr><tr><td>트리카인 (MS-222)</td><td>시그마 알드리치</td><td>A5040</td><td></td></tr><tr><td>Vevo 3100 이미징 시스템 및 이미징 스테이션</td><td>Fujifilm/VisualSonics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vevo LAB 소프트웨어 v 1.7.1</td><td>Fujifilm/VisualSonics</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

제브라피시 심장 기능을 평가하는 고주파 초음파 심초음파

High-Frequency Ultrasound Echocardiography to Assess Zebrafish Cardiac Function

Zebrafish(Danio rerio)는배아 투명성, 유전 성 및 빠른 처리량 연구에 대한 편의성으로 인해 인간 심장 질환을 포함한 심혈관 연구에서 매우 인기있는 모델 유기체가되었습니다. 그러나, 투명성의 손실은 나이 관련 심혼 조건의 모델링을 복잡하게 하는 성인 단계에서 심장 기능 분석을 제한합니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 제브라피시의 고주파 초음파 심초음파가 실행 가능한 옵션으로 부상하고 있습니다. 여기에서, 우리는 고주파 초음파를 사용하여 비침범성 심초음파에 의하여 성인 zebrafish에 있는 심장 기능을 평가하기 위하여 상세한 프로토콜을 제시합니다. 이 방법을 사용하면 제브라피시 심장 치수의 시각화 및 분석과 심박수, 뇌졸중 량, 심장 출력 및 배출 분율을 포함한 중요한 기능 적 매개 변수의 정량화를 할 수 있습니다. 이 방법에서, 물고기는 마취및 수중 유지및 절차 후 복구 할 수 있습니다. 고주파 초음파는 고가의 기술이지만, 동일한 이미징 플랫폼은 다른 트랜스듀서를 적용하여 다른 종 (예를 들어, 뮤린과 제브라피시)에 사용할 수 있습니다. Zebrafish 심초음파는 심장 자형질에 대한 강력한 방법이며, 질병 모델, 특히 후기 발병 질병의 유효성 검사 및 특성화에 유용합니다. 약물 화면; 심장 부상의 연구, 복구, 및 재생 능력.

기재된 프로토콜은 인간 및 동물 심초음파에 사용되는 기술과 유사한 중요한 심장 치수 및 기능적 파라미터를 측정할 수 있게 한다. B-모드 이미지는 시스톨 및 익스로펠에서 심실 내벽을추적하고(그림 5)챔버 및 벽 치수와 같은 치수 데이터, 심박수, 스트로크 볼륨 및 심장 출력과 같은 기능 적 데이터뿐만 아니라 심실 수축기 기능의 파라미터(예: 분수 영역 변화 및 배출 분획 분수)를 얻을 수있습니다(표 1). 컬러 도플러 모드 이미지를 사용하여 방실 판막의 수준에서 측정은 또한 심실 유입 및 유출 혈액 속도 (혈액이 각각 심실을 채우고 종료하는 속도)를 제공합니다(그림 3 및 표 1).
본 연구에서 얻...

우리는 고주파 심초음파를 사용하여 성인 제브라피시의 심장 형태와 기능을 평가하는 프로토콜을 설명합니다. 이 방법은 심장의 시각화를 허용하고 심장 박동 (HR), 심장 출력 (CO), 분수 영역 변화 (FAC), 배출 분획 (EF), 및 혈액 유입 및 유출 속도와 같은 기능적 매개 변수의 후속 정량화를 허용합니다.

The zebrafish (Danio rerio) has become a very popular model organism in cardiovascular research, including human cardiac diseases, largely due to its ...

이 프로토콜은 비침습적 및 고해상도 표현 및 성인 제브라피시 심장 기능의 분석을 허용합니다. 이 방법은 성인 심장 질환 모델 및 잠재적인 약물 화면의 유효성 검사에 사용할 수 있습니다. 이 기술은 정확하고 재현 가능한 결과를 제공하는 올바른 이미징을 위해 물고기의 신속한 위치를 허용합니다.그것은 비침습적이며 물고기의 빠른 회복을 허용하는 수중 수행입니다. 이미지 수집을 위한 플랫폼을 설정하려면 작은 가위 나 메스를 사용하여 12시 위치에서 스폰지에 절개를합니다. 스폰지를 유리 용기에 놓습니다.양면 테이프를 사용하여 초음파 플랫폼에 스폰지가 들어있는 유리 용기를 부착합니다. 유리 용기가 플랫폼의 중앙에 단단히 부착되어 있는지 확인합니다. 플랫폼 홀더 왼쪽의 손잡이를 사용하여 플랫폼을 약 30도 앞으로 기울이게 합니다.유리 용기에 밀리리터 트리카인 메탄술포네이트당 0.2밀리그램을 함유한 어류 시스템 물 약 200밀리리터로 채웁니다. 트랜스듀서의 노치를 작업자로 돌리는 작업 레일 스테이션의 마이크로 조작기 홀더 내에 트랜스듀서를 삽입합니다. 스테이지에 대해 작업 측세로 접점을 평행하게 유지합니다.현재 연결된 트랜스듀서 레일 시스템이 x 와 y 축을 따라 이동할 수 있도록 양쪽에 약 10cm의 공간을 남겨 둡니다. 제어 소프트웨어에 로그인하고 마우스 작은 혈관을 선택합니다. 연구에서 유도된 각 동물에 대한 새로운 연구와 새로운 시리즈를 만듭니다.브라우저 페이지의 화면 왼쪽 하단에 있는 새 스터디 버튼을 누릅니다. 뷰는 B 모드에서 시작됩니다. 생선 그물을 사용하여 트리카인밀리리터 당 0.2 밀리그램의 시스템 물을 포함하는 작은 탱크로 물고기를 옮킵니다.물고기가 완전히 마취 될 때까지 기다립니다 아무 움직임이나 터치에 대한 응답없이. 물고기를 부드럽고 빠르게 유리 용기에 넣고 스폰지를 물고기의 복부 면이 위를 향하여 이전에 만든 절개로 옮겨 넣습니다. 레일 시스템의 핸들을 사용하여 트랜스듀서를 부드럽게 낮추고 작업자를 향한 트랜스듀서의 노치로 물고기의 복부 측면을 닫습니다.물고기에서 2 ~3 밀리미터의 여유를 남겨 주세요. 물고기 심장이 시각화 될 때까지 세 축 모두에 미세 조작기를 사용하여 트랜스듀서에 대한 플랫폼을 조정합니다. 심장을 현지화한 직후 B 모드로 선택하거나 유지하며 확대하여 필드를 줄여 심장을 자세히 살펴봅니다.필요한 경우 동적 범위를 45~50데시벨로 설정하여 이미지의 품질또는 대비를 향상시킵니다. 더 많은 컨트롤 옵션에서 B 모드 컨트롤로 이동한 다음 변경 한 번 모드 사전 설정으로 변경 저장합니다. 모드 사전 설정을 탭하여 새 시리즈를 이미지화하기 전에 매번 최적화된 이미지 수집 설정을 선택합니다.긴 축 평면에서 원하는 만큼 이미지를 가져 가라. 다음으로, 혈류 검출 및 취득을 위해 도플러색으로 전환합니다. 터치스크린을 사용하여 사분면을 대실 밸브 위에 배치하고 적색 신호로 구별되는 유입을 현지화합니다.프레임 속도를 높이기 위해 사분면 영역을 가능한 한 줄입니다. 심실 혈액 유입 속도를 샘플링하기 위해 펄스 웨이브 도플러 이동을 활성화합니다. 샘플 볼륨 게이트를 대용량 밸브 중앙에 배치하여 최대 유량 속도를 감지합니다.빨간색 신호가 더 황색이됩니다. 손가락을 사용하여 화면의 펄스 웨이브 각도를 조정하여 혈액 유입 방향에 정렬합니다. 시작 또는 업데이트를 눌러 심실로 흐르는 혈액의 속도를 샘플링합니다.심실과 구균 사이의 접합에 도플러 사분면색상을 배치하여 유출 속도를 결정하고 흐름을 국소화합니다. 이것은 파란색 신호로 구별됩니다. 심실 전구 접합 직전에 샘플 볼륨 게이트를 배치하고 혈류방향에 맞게 각도 보정 선을 조정합니다.신호 피크를 완전히 감지하고 추적하기 위해 유량 속도 패널에서 위점을 올리는 기준선을 조정합니다. 이미지 수집이 완료되는 즉시, 티스푼을 사용하고 트리카인이없는 일반 시스템으로 물고기를 옮기고 물고기를 회복시키십시오. 회복을 돕기 위해, 물과 산소 전달의 폭기를 촉진하기 위해 전송 파이펫을 사용하여 아가미 위에 반복적으로 물을 분출.일반적으로 아가미 운동과 수영을 재개하는 데 30 초에서 2 분 정도 걸립니다. 이미지 분석 소프트웨어를 엽니다. 이미지를 선택하고 이미지 처리 아이콘을 클릭합니다.심실 벽 또는 혈류 패턴을 명확하게 시각화할 수 있도록 이미지의 밝기와 대비를 조정합니다. B 모드 이미지를 사용하여 심장 패키지 측정의 파라서널 긴 축 옵션에서 드롭다운 목록을 엽니다. LV 추적을 선택하고 systole 및 diastole에서 심실 내부 벽을 추적하여 수축기 및 디아스톨 및 확장기 부피 및 종단 수축기 부피의 심실 영역을 얻습니다.이 연구에서B 모드 이미지는 슬래버와 디아스톨의 심실 내부 벽을 추적하고 챔버 및 벽 치수와 같은 치수 데이터를 얻을 수 있었습니다. 또한 발수 부위 변화 및 배출 분획을 포함한 심박수, 뇌졸중 부피 및 심장 출력뿐만 아니라 심실 수축기 기능의 파라미터와 같은 기능적 데이터를 얻을 수 있었습니다. 컬러 도플러 모드 이미지를 사용하여 대실 밸브의 수준에서 측정또한 심실 유입 및 유출 혈중 속도를 제공했다.펄스 파 도플러 이미지에 기초하여, 심박수 값은 3개의 연속 대동맥 유동 피크를 추적해서 생성되었습니다. 가장 중요한 것은 정확한 이미징을 위해 초음파 플랫폼과 물고기를 올바르게 배치하고 트리카인에 대한 물고기 노출을 최소화하는 것입니다. 이 절차를 지원하는 추가 방법은 심장 조직 구조 또는 세포 죽음을 평가하기 위하여 부정맥 또는 조직학 방법 같이 심장 기능 장애의 급속한 검출을 위한 물고기 심전도를 포함합니다.이 기술은 제브라피시 심장 기능의 평가를 허용하고 제브라피시 심장 병 모형에 있는 심장 표현형을 설치합니다. 그것은 또한 새로운 약물을 테스트 할 수 있습니다., 심장 부상 및 재생 능력 연구. 트리카인 MS-222는 피부, 눈 및 호흡기 자극제입니다.트리카인 용액을 준비할 때 보호 장비에는 방진 마스크, 안구 방패 및 장갑이 포함되어야합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Developmental Biology

발생생물학

이 비디오는 제브라피시에서 심장의 전기적 활동을 측정하는 검사인 심전도(ECG 또는 EKG) 측정을 수행하는 방법을 보여줍니다.

제브라피시 심전도(ECG): 심장 기능을 평가하기 위한 최소 침습 분석

제브라 피쉬의 심장 개발하는 동안 심장 유전자 발현 프로파일을 분석하기 위해, 총 RNA는 고립 된 마음에서 추출해야합니다. 여기서 우리는 심장 별의 mRNA를 얻기 위해 제브라 피쉬 배아에서 빠른 설명서를 해부하여 기능 / 구타 마음을 수집하기위한 프로토콜을 제시한다.

전사 분석을위한 대규모 Zebrafish의 배아 심장의 해부

심혈관 연구를 위한 제브라피쉬의 사용은 성인 심장에 대한 연구로 확장되고 있습니다. 이러한 응용 분야의 경우, 심장 조직을 빠르고 간단하게 분리하는 것이 사후 변화를 피하고 적절한 수의 샘플을 얻는 데 중요합니다. 여기에서는 성체 제브라피시 심장을 빠르고 재현 가능한 방법으로 해부할 수 있습니다.

높은 처리량 응용 프로그램에 대한 성인 Zebrafish의 마음의 복구

여기, 선물이 시각화 4 차원 (4d)에서 zebrafish에 마음을 개발 하는 프로토콜. 빛-시트 형광 현미경 검사 법 (LSFM)를 통해 4 차원 영상, 3 차원 (3 차원) 이미지 개발 마음을 재구성 하는 시간 걸립니다. 우리 그 전단 응력 활성화 endocardial 노치 신호 챔버 개발, 심장 trabeculation를 승진 시키는 동안 질적 및 양적 보여줍니다.

개발 Zebrafish 마음에 전단 응력을 조절의 효과의 4 차원 이미지를 캡처 빛 시트 형광 현미경 검사 법

여기에서, 우리는 살아있는 마취된 성숙한 얼룩말어에 있는 심전도를 기록하고 해석하는 믿을 수 있고, 최소침습, 비용 효과적인 방법을 제시합니다.

성인 얼룩말 피시를위한 생체 내 표면 심전도

이 프로토콜의 목적은 생리적 및 병리학적 조건 모두에서 배아 제브라피시의 분절 심장 기능 평가를 위한 새로운 방법을 자세히 설명하는 것입니다.

심근 기계 변형의 변위 분석 (DIAMOND) 배아 제브라피시에 있는 심장 기능의 분할 이질성을 제시합니다

우리는 빛 시트 형광 현미경 검사법과 생체 내 제브라피시 심장을 연구하는 최적화 된 도구를 설명합니다. 특히, 우리는 밝은 심장 형질 전환선을 제안하고 발달과 심장 결함을 피하는 새로운 부드러운 임베드 및 고정 기술을 제시합니다. 심장 이미징에 적응된 가능한 데이터 수집 및 분석 파이프라인도 제공됩니다.

얼룩말 물고기 배아에서 빠른 심장 역학의 빛 시트 현미경 검사

이 프로토콜은 광시트 이미징을 활용하여 제브라피시 유충의 심장 수축 기능을 조사하고 세포 추적 및 대화형 분석을 통해 심장 역학에 대한 통찰력을 얻습니다.

제브라피시 심장 수축의 4D 광시트 이미징

이 연구는 움직이는 제브라피시에서 마취 없는 심장 박동 측정을 위한 기술을 개발하는 것을 목표로 합니다. 우리의 접근 방식은 단파 적외선 이미징과 기계 학습 기반 심장 추적을 결합합니다. 이는 비침습적이고 라벨이 없으며 사용자 친화적인 기술로, 제브라피시 모델에 대한 광범위한 연구에 적합합니다.

자유롭게 움직이는 제브라피시의 마취 없는 심장 박동 측정

이 프로토콜은 제브라피쉬 배아의 심장 형태 및 기능을 평가하기 위한 저비용 광학 현미경 방법을 설명하여 고급 이미징 시스템 없이도 발달 심장 독성을 재현 가능하게 평가할 수 있습니다.

표준 현미경 및 비디오 분석을 사용한 제브라피쉬 배아의 기능적 심장 영상: 환경 및 생물 의학 연구에서의 응용

학습하세요 고주파 초음파 심초음파를 이용한 성체 제브라피시 심장 형태 및 기능 평가 방법을. 비침습적 기술로 심박수, 심박출량, 구혈률을 정량화하여 심장 질환 모델 검증과 약물 스크리닝에 활용할 수 있습니다.

제브라피시 심장 기능을 평가하는 고주파 초음파 심초음파

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