Echokardiograficzna charakterystyka struktury, funkcji i przepływu wieńcowego lewej komory u nowonarodzonych myszy
April 7th, 2022
Obecny protokół opisuje echokardiograficzną ocenę morfologii, funkcji i przepływu krwi w naczyniach wieńcowych lewej komory serca u 7-dniowych noworodków myszy.
Protokół ten może być wykorzystany do badania roli zmian genetycznych lub interwencji farmakologicznych w funkcji serca i przepływie wieńcowym we wczesnym wieku poporodowym. Główną zaletą tej techniki jest wczesne rozpoznanie kardiopatologii i podłużne badania kontrolne w hemodynamice lewej komory i parametrach przepływu wieńcowego w różnych modelach myszy. Badania echokardiograficzne na noworodkach myszy są technicznie trudne.
Protokół ten ma na celu zbadanie wczesnego początku choroby sercowo-naczyniowej u nowonarodzonych myszy, co może pozwolić naukowcom na zaprojektowanie odpowiednich środków terapeutycznych. Zacznij od umieszczenia żelu EKG na rozgrzanych elektrodach platformy. Umieść paski folii aluminiowej na elektrodach, aby rozszerzyć zasięg elektrod i zabezpiecz je taśmą.
Następnie umieść żel EKG na aluminiowych paskach. Upewnij się, że żel znajdujący się pod paskami folii aluminiowej nie wysycha podczas zabiegu. Jeśli tak się stanie, dodaj więcej żelu, aby utrzymać przewodność.
Umieść znieczulone szczenię w pozycji leżącej na platformie obrazowania i przymocuj wycięty palec rękawicy do nosa szczeniaka. Połóż łapy na podkładkach z folii aluminiowej i zabezpiecz je taśmą. Upewnij się, że obwód elektryczny jest kompletny i że EKG rejestruje przebieg.
Użyj dwóch rolek gazy, aby utrzymać żel ultradźwiękowy na miejscu. Umieść grubą warstwę wstępnie podgrzanego żelu ultradźwiękowego na górnej części ciała szczeniaka. Użyj lampy grzewczej, aby utrzymać normalną temperaturę ciała szczeniaka.
Wykonać echokardiografię przezklatkową za pomocą przyrządu do echokardiografii wyposażonego w przetwornik liniowy o częstotliwości 40 megaherców dla trybu B i 32 megaherców dla Dopplera zgodnie z protokołami echokardiografii dorosłych myszy. Umieść przetwornik w uchwycie ze znakiem wskazującym w kierunku prawego ramienia szczeniaka. Opuść przetwornik, aż zetknie się z żelem i uwidocznij drogę odpływu lewej komory w trybie B.
Unikaj wywierania nadmiernego nacisku na klatkę piersiową szczeniaka podczas umieszczania echoprzetwornika podczas akwizycji obrazu echokardiograficznego. Uchwyć widok przymostkowej osi długiej lewej komory, drogi odpływu lewej komory i lewego przedsionka. Użyj trybu M na płatkach aorty, aby zmierzyć maksymalną średnicę lewego przedsionka przy skurczu N.
Zapisz dane, naciskając przycisk Cine Store. Obróć przetwornik o około 90 stopni zgodnie z ruchem wskazówek zegara od długiej osi przymostkowej, aby uzyskać widok krótkiej osi przymostkowej. Uchwyć widok krótkiej osi przymostkowej lewej komory, aby zmierzyć wymiary komory, grubość ścianki, przepływ aortalny i przepływ płucny.
Umieść sondę na poziomie mięśni brodawkowatych i użyj trybu M, aby zmierzyć wewnętrzne średnice lewej komory i grubość ścianek podczas skurczu i rozkurczu. Zapisz dane, naciskając przycisk Cine Store. Przesuń głowicę w kierunku podstawy serca i użyj kolorowego Dopplera, aby uwidocznić tętnicę płucną.
Naciśnij Doppler fali pulsacyjnej, aby określić ilościowo szczytową prędkość przepływu w płucach, profile przepływu w płucach, czas wyrzutu z płuc i czas przyspieszenia płuc. Zapisz dane, naciskając przycisk Cine Store. Przesuń przetwornik dalej w kierunku podstawy i użyj kolorowego Dopplera, aby zobrazować przepływ aorty.
Użyj Dopplera fali tętna, aby zobrazować przepływ krwi i zmierzyć czas wyrzutu z aorty. Zapisz dane, naciskając przycisk Cine Store. Aby uchwycić wierzchołkowy widok czterech komór, umieść platformę w pozycji Trendelenburga, przechyl ją w lewo i wyreguluj sondę, aby uwidocznić cztery komory.
Użyj Color Doppler, aby zobrazować przepływ krwi i Dopplera fali tętna na końcu płatków zastawki mitralnej w środku ujścia zastawki mitralnej, aby zarejestrować przepływ mitralny. Zapisz dane, naciskając przycisk Cine Store. Użyj Dopplera tkankowego po stronie przegrody pierścienia zastawki mitralnej w widoku czterokomorowym, aby zmierzyć szczytową prędkość relaksacji mięśnia sercowego we wczesnym wypełnieniu rozkurczowym i późnym wypełnieniu rozkurczowym, a także szczytową skurczową prędkość skurczu mięśnia sercowego.
Zapisz dane, naciskając przycisk Cine Store. Uchwyć zmodyfikowany widok długiej osi przymostkowej, aby zbadać lewą przednią zstępującą tętnicę wieńcową. Użyj zmodyfikowanego widoku długiej osi przymostkowej, przesuwając przetwornik na boki.
Przesuń sondę i użyj kolorowego Dopplera, aby uwidocznić początek lewej głównej tętnicy wieńcowej, która generuje się z aorty. Zidentyfikuj lewą przednią tętnicę zstępującą, która generuje się z lewej głównej tętnicy wieńcowej i biegnie między przednią ścianą lewej komory a drogą odpływu prawej komory. W tej pozycji zmierz lewy przedni zstępujący przepływ w tętnicy wieńcowej, naciskając Doppler fali tętna.
Zapisz dane, naciskając przycisk Cine Store. Zwiększ stężenie izofluranu do 2,5% i odczekaj pięć minut, aby osiągnąć maksymalny przepływ. Zapisz dane, naciskając przycisk Cine Store.
W widoku długiej osi przymostkowej do pomiaru średnicy lewego przedsionka użyto trybu M-Mode. Widok krótkiej osi przymostkowej wykorzystano do pomiaru wymiarów i grubości ścian lewej komory, przepływu płucnego i przepływu aortalnego. Widok wierzchołkowy czterokomorowy wykorzystano do zbadania prędkości przepływu krwi przez zastawkę mitralną, a także prędkości relaksacji i skurczu mięśnia sercowego na pierścieniu zastawki mitralnej.
Zmodyfikowany widok długiej osi przymostkowej wykorzystano do zbadania parametrów przepływu w lewej przedniej zstępującej tętnicy wieńcowej. Zwiększone wartości szczytowej prędkości przepływu wieńcowego, średniej prędkości przepływu wieńcowego i całki prędkość/czas pięć minut po inkremencji izofluranu potwierdziły oczekiwaną odpowiedź na przekrwienie u noworodków myszy. Ze względu na mały rozmiar szczeniąt ważne jest, aby utrzymać ich normalną temperaturę ciała i przymocować paski folii aluminiowej do ich kończyn, aby dotrzeć do elektropadów i stworzyć obwód EKG.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten protokół opisuje echokardiograficzną ocenę morfologii, funkcji lewej komory i przepływu krwi wieńcowej u 7-dniowych myszy noworodków. Został zaprojektowany w celu badania wczesnego wystąpienia chorób układu krążenia, umożliwiając badaczom opracowanie odpowiednich środków terapeutycznych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Fizjologia układu krążenia
- Zdrowie noworodków
- Echokardiografia
Tło
- Protokół koncentruje się na ocenie funkcji serca i przepływu wieńcowego u myszy noworodków.
- Zadręcza się z wyzwaniami związanymi z przeprowadzaniem badań echokardiograficznych w tej grupie wiekowej.
- Wczesne rozpoznanie kardiopatii jest kluczowe dla skutecznej interwencji.
- Badania podłużne mogą dostarczyć wglądu w hemodynamikę lewej komory.
Cel badania
- Ocenić wpływ zmian genetycznych lub interwencji farmakologicznych na funkcję serca.
- Ułatwić wczesne wykrywanie chorób układu krążenia u myszy noworodków.
- Umożliwić przeprowadzanie badań podłużnych dotyczących parametrów przepływu wieńcowego.
Stosowane metody
- Umieszczenie żelu EKG na podgrzewanych elektrodach platformy.
- Zastosowanie pasków z folii aluminiowej do zwiększenia zasięgu elektrod.
- Umocowanie elektrod taśmą klejącą dla stabilności.
- Przeprowadzenie ocen echokardiograficznych w celu zmierzenia parametrów serca.
Główne wyniki
- Skuteczna ocena morfologii i funkcji lewej komory.
- Ocena przepływu krwi wieńcowej u myszy noworodków.
- Identyfikacja potencjalnych wczesnych markerów chorób układu krążenia.
- Ustanowienie wiarygodnego protokołu dla przyszłych badań.
Wnioski
- Protokół zapewnia ramy do badania funkcji serca u myszy noworodków.
- Podkreśla znaczenie wczesnej interwencji w zdrowiu układu krążenia.
- Przyszłe badania mogą opierać się na tych stwierdzeniach w celu opracowania strategii terapeutycznych.
Często zadawane pytania
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.
