$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Данио рерио (Danio rerio) стали заметным позвоночным модельным организмом в сердечно-сосудистых исследованиях благодаря их генетической гомологии с человеком, внешнему оплодотворению, оптической прозрачности эмбрионов и быстрому развитию 1,2. Эти особенности, в сочетании с экономической эффективностью и масштабируемостью, делают рыбок данио особенно подходящими для изучения раннего морфогенеза сердца, врожденных пороков сердца и кардиотоксичностиразвития. Их актуальность еще больше подкрепляется высокой сохранностью генов и сигнальных путей, которые регулируют развитие сердца у всех видов позвоночных4. В частности, модели рыбок данио внесли существенный вклад в понимание генетических и физиологических основ формирования, ремоделирования и функционирования сердца как в нормальных, так и в патологических условиях 5,6.
Структурно сердце рыбки данио состоит из одного предсердия и одного желудочка, соединенных линейным образом, без септации, типичной для четырехкамерного сердца млекопитающих. Несмотря на это, сердце рыбки данио резюмирует ключевые аспекты кардиофизиологии человека, включая наличие эндокардиального и миокардиального слоев, проводящую систему сердца, ритмическую сократительную активность и регуляцию нейрогормональными факторами 7,8. Важно отметить, что сердце рыбки данио демонстрирует ключевые морфогенетические события, включая петлю сердечной трубки вправо и последующее расширение и разграничение сердечных камер, напоминающие те, которые проявляются в эмбриональномразвитии человека. Кроме того, сердце рыбки данио сохраняет многие электрофизиологические и гемодинамические свойства, наблюдаемые у высших позвоночных, включая распространение потенциала действия, модуляцию сократительной способностии динамику кальциевого цикла7.
Учитывая эти сходства, рыбки данио стали ключевой моделью в токсикологии, особенно для оценки того, как воздействие химических веществ влияет на развитиеи функцию сердца. Тем не менее, одним из основных ограничений в этой области остается зависимость от технически сложных методов визуализации. Традиционные методы с высоким разрешением, такие как конфокальная или световая микроскопия, или трансгенные линии, экспрессирующие флуоресцентные кардиомаркеры, хотя и являются мощными, являются дорогостоящими и требуют значительнойтехнической инфраструктуры. Эти ограничения ограничивают более широкое внедрение кардиологического фенотипирования на основе рыбок данио, особенно в условиях ограниченных ресурсов или для приложений, требующих высокопроизводительногоскрининга.
В связи с этим существует растущая потребность в методологических подходах, позволяющих надежно оценить сердечную функцию с использованием широко доступных приборов. Существующая литература содержит примеры таких упрощенных методов, включая визуализацию на основе светлопольной или световой микроскопии в сочетании с ручными или полуавтоматическими измерениями13,14. Однако эти методы не всегда стандартизированы и часто различаются между исследовательскими группами с точки зрения протокола, времени и параметров анализа изображений. Эта вариабельность препятствует воспроизводимости и ограничивает сравнительную ценность между исследованиями, особенно в таких областях, как эмбриотоксикология, фармакология или экотоксикология, где количественные сердечно-сосудистые конечные точки все чаще используются в качестве индикаторовбезопасности развития.
В этом контексте рыбки данио представляют собой ценную модель для скрининга развития кардиотоксичности in vivo. Регулирующие органы и научные консорциумы все чаще признают актуальность рыбок данио в этой области, особенно учитывая их способность обнаруживать тонкие изменения в сердечной функции, которые могут предшествовать структурным порокам развития илилетальности. Прозрачный эмбрион позволяет напрямую визуализировать бьющееся сердце, что позволяет оценить работу сердца в режиме реального времени без необходимости проведения инвазивных процедур. Кроме того, простота анатомии сердца рыбок данио облегчает количественную оценку динамики предсердий и желудочков, включая размеры камеры и параметры инсульта, с использованиемосновных методов визуализации.
Главной целью метода, описанного в данной статье, является обеспечение доступного, воспроизводимого подхода к морфофункциональной оценке сердечной деятельности эмбрионов рыбок данио рерио с использованием стандартной световой микроскопии. Сосредоточившись на простом получении видео и апостериорном анализе изображений, метод направлен на заполнение методологического разрыва между визуализацией с высоким разрешением и качественной оценкой наблюдений. Этот протокол может быть адаптирован к различным лабораторным условиям и уровням ресурсов и особенно применим к токсикологическим, фармакологическим или генетическим исследованиям, направленным на оценку сердечной функции.
В дополнение к своим практическим преимуществам, протокол вносит свой вклад в эту область, предлагая консолидированный, пошаговый рабочий процесс, который объединяет часто используемые методы в единый, воспроизводимый конвейер. Хотя подобные подходы существуют в литературе, лишь немногие из них обеспечивают такой уровень интеграции с визуальной документацией, который может способствовать более широкому внедрению и стандартизации.