Obecny protokół opisuje echokardiograficzną ocenę morfologii, funkcji i przepływu krwi w naczyniach wieńcowych lewej komory serca u 7-dniowych noworodków myszy.
Method Article
Obecny protokół opisuje echokardiograficzną ocenę morfologii, funkcji i przepływu krwi w naczyniach wieńcowych lewej komory serca u 7-dniowych noworodków myszy.
Echokardiografia to nieinwazyjna procedura, która umożliwia ocenę parametrów strukturalnych i funkcjonalnych w zwierzęcych modelach chorób sercowo-naczyniowych i jest używana do oceny wpływu potencjalnych terapii w badaniach przedklinicznych. Badania echokardiograficzne przeprowadza się zwykle u młodych dorosłych myszy (tj. w wieku 4-6 tygodni). Ocena wczesnej funkcji sercowo-naczyniowej noworodków zwykle nie jest wykonywana ze względu na mały rozmiar młodych myszy i związane z tym trudności techniczne. Jednym z najważniejszych wyzwań jest to, że krótka długość kończyn szczeniąt uniemożliwia im dotarcie do elektrod na platformie echokardiograficznej. Kolejnym wyzwaniem jest temperatura ciała, ponieważ szczenięta są bardzo podatne na zmiany temperatury. Dlatego ważne jest, aby ustanowić praktyczny przewodnik do wykonywania badań echokardiograficznych u małych szczeniąt myszy, aby pomóc naukowcom wykryć wczesne zmiany patologiczne i zbadać postęp choroby sercowo-naczyniowej w czasie. Obecna praca opisuje protokół wykonywania echokardiografii u młodych myszy w wieku 7 dni. Opisano również echokardiograficzną charakterystykę morfologii, funkcji i przepływu wieńcowego serca u nowonarodzonych myszy.
Ogólnym celem tego protokołu jest zbadanie morfologii, funkcji i przepływu w tętnicy wieńcowej u 7-dniowych nowonarodzonych szczeniąt myszy za pomocą echokardiografii. Uzasadnieniem dla rozwoju tej techniki jest określenie wczesnych zmian w przepływie wieńcowym i funkcji serca w mysich modelach chorób serca1. Nieinwazyjny charakter echokardiografii jest korzystny, ponieważ pozwala naukowcom ocenić funkcję układu sercowo-naczyniowego w warunkach fizjologicznych i zapewnia badaczom narzędzie przesiewowe do badania terapii celowanych w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych2,3. Tradycyjnie badania echokardiograficzne przeprowadza się na młodych dorosłych myszach (4-6 tygodni); Jednak niektóre modele myszy (tj. modele modyfikowane genetycznie) wykazują już zmiany patologiczne i dysfunkcję serca w tym wieku. Dlatego badania kardiologiczne z wykorzystaniem modeli zwierzęcych koncentrowały się przede wszystkim na środkach terapeutycznych, które łagodzą lub leczą dysfunkcję serca. W przeciwieństwie do tego, ostatnio wysiłki badawcze zostały przekierowane na skupienie się na środkach zapobiegawczych i wczesnych interwencjach w chorobach serca4.
Poprzednie badania opisywały użycie echokardiografii do pomiaru funkcji serca w modelach zawału mięśnia sercowego u noworodków myszy5,6; jednak te badania nie mierzyły przepływu wieńcowego i, co najważniejsze, nie rejestrowały danych z elektrokardiogramu (EKG) i tętna (HR) podczas zabiegu, najprawdopodobniej z powodu małego rozmiaru kończyn szczeniąt, które nie mogły dotrzeć do elektrod. W tym protokole rozwiązujemy ten problem, przymocowując folię aluminiową do kończyn, aby umożliwić im dotarcie do elektrod i stworzenie obwodu EKG. Ponadto protokół ten opisuje i charakteryzuje przepływ w tętnicach wieńcowych u nowonarodzonych myszy.
To badanie uzyskało obrazy w trybie B i M w widokach długiej i krótkiej osi przymostkowej w celu zmierzenia parametrów strukturalnych i funkcjonalnych2,3. Parametry morfologiczne obejmowały wymiary lewego przedsionka, wymiary lewej komory (LV), grubość ścianki lewej komory, masę lewej komory oraz względną grubość ściany (RWT). Parametry funkcjonalne obejmowały frakcję wyrzutową (EF), skrócenie frakcyjne (FS), rzut serca (CO) oraz szybkość skracania włókien obwodowych (Vcf). Doppler z falą tętna (PW) wykorzystano do pomiaru przepływu w aorty w widoku przymostkowym krótkiej osi (PSAX) oraz do pomiaru przepływu krwi w mitralnej przestrzeni krwi. Widok wierzchołkowy czterokomorowy wykorzystano również do wykonania Dopplera tkankowego w części przegrodowej pierścienia zastawki mitralnej. Przepływ wieńcowy w lewej tętnicy wieńcowej przedniej zstępującej (LAD) badano również przy użyciu zmodyfikowanego widoku długiej osi przymostkowej (PLAX). Rezerwę przepływu wieńcowego (CFR) obliczono po prowokacji stresowej wywołanej zwiększonym stężeniem izofluranu.
Obecny protokół pokazuje, że badania echokardiograficzne mogą być wykonywane w bardzo młodym wieku u noworodków myszy, co pozwala na wczesne rozpoznanie patologii serca i podłużne badania kontrolne hemodynamiki LV i parametrów przepływu wieńcowego w różnych modelach myszy. Technika ta może być wykorzystana do badania roli zmian genetycznych lub interwencji farmakologicznych w funkcjonowaniu serca we wczesnym wieku postnatalnym. Co więcej, protokół stanowi cenne narzędzie do określania początku chorób serca we wczesnym okresie życia, umożliwiając w ten sposób naukowcom poznanie mechanizmów molekularnych leżących u podstaw początkowych etapów chorób serca w różnych modelach mysich.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Wszystkie eksperymenty zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Uniwersytetu Illinois w Chicago. Do eksperymentów wykorzystano 7-dniowe myszy FVB/N. Protokół jest podzielony na przygotowanie na myszach, akwizycję obrazu echokardiograficznego i opiekę nad zwierzętami po obrazowaniu.
1. Przygotowanie myszy
2. Akwizycja i analiza obrazów echokardiograficznych
3. Monitorowanie i opieka nad zwierzętami po obrazowaniu
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
W tym badaniu użyto 7-dniowych mysich szczeniąt do scharakteryzowania morfologii, funkcji i przepływu w tętnicy wieńcowej. Obchodzenie się z myszą musi być wykonywane ostrożnie, a platforma myszy musi być dostosowana do małych rozmiarów szczeniąt, zgodnie z opisem w Rysunek 1. Reprezentatywny obraz widoku PLAX jest pokazany w Rysunek 2A i Dodatkowe wideo 1. W tym widoku tryb M został użyty do pomiaru średnicy lewego przedsionka (LA) (
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
W erze medycyny prewencyjnej konieczna jest wczesna ocena zmian w funkcjonowaniu układu sercowo-naczyniowego, aby ustalić początek choroby i zaprojektować odpowiednie terapie interwencyjne. Myszy są coraz częściej wykorzystywane jako modele przedkliniczne w badaniach kardiologicznych, a badania echokardiograficzne są zwykle przeprowadzane na młodych dorosłych myszach. Jednak, aby zbadać rolę zmian genetycznych lub interwencji farmakologicznych we wczesnych stadiach chorób serca, obrazowanie echokardiograficzne należy roz...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy dziękują Chadowi M. Warrenowi, MS (University of Illinois at Chicago), za edycję tego rękopisu. Prace te były wspierane przez NIH/NHLBI K01HL155241 i AHA CDA849387 granty dla PCR.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Środek do depilacji | Nair Żel do usuwania | ||
| Elektroda | Parker Laboratories | 15-60 | |
| Ultradźwięki wysokiej częstotliwości | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
| Isoflurane | MedVet | RXISO-250 | |
| Liniowy przetwornik wysokiej częstotliwości | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS550D | |
| Para hodowlana myszy | Charles River Laboratories | FVB/N | Kod szczepu 207 |
| Żel ultradźwiękowy | Parker Laboratories | 11-08 | |
| Oprogramowanie Vevo Lab | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Wersja 5.5.1 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission