Diagnostic Ultrasound Imaging av Mouse Membranfunktion

Summary

Diagnostiska ultraljudsundersökningar har visat sig vara effektiva i att diagnostisera olika luftvägssjukdomar hos människor och djur. Vi visar en omfattande ultraljudsprotokoll som används av Dr Zuo labb för att analysera membran kinetik specifikt i musmodeller. Detta är också en icke-invasiv forskning teknik som kan ge kvantitativ information om musen andningsmuskelfunktion.

Abstract

Funktionsanalys av gnagare andningsskelettmuskler, framför membranet, som vanligen utförs genom att isolera muskelremsor med hjälp av kirurgiska ingrepp. Även om detta är en effektiv metod för att bedöma in vitro membran aktivitet, innebär det inte att överleva operationen. Tillämpningen av icke-invasiv ultraljudsavbildning som en in vivo-förfarande är fördelaktigt eftersom det inte bara minskar antalet djur avlivades, men är också lämplig för att övervaka sjukdomsförloppet i levande möss. Således kan vi ultraljud metod sannolikt bidra till utvecklingen av nya behandlingsmetoder som minskar muskelskada inducerad av olika sjukdomar i andningsorganen. I synnerhet, i kliniska diagnoser av obstruktiva lungsjukdomar, har ultraljudsavbildning potential att användas i samband med andra standardtester för att detektera tidig debut av membranet muskeltrötthet. I det nuvarande protokollet, beskriver vi hur man korrekt bedöma membran contractihet i en musmodell med hjälp av ett diagnostiskt ultraljud teknik.

Introduction

Nyligen har diagnostiska ultraljudsavbildningstekniker tillämpats på musmodeller av renovaskulär hypertoni och pankreascancer ^1,2. Emellertid är dessa tekniker har inte använts i stor utsträckning i gnagare andningsanalysmuskelfunktion. Därför har vi utvecklat ett diagnostiskt ultraljud metod som ett värdefullt verktyg för längsgående bedömningar av mobilitet membran hos möss in vivo.

Det finns flera fördelar med att diagnostiskt ultraljud. Till exempel är den icke-invasiv, säker, bärbar, och möjliggör realtidsmätningar vid en relativt låg kostnad ^3. Särskilt vissa lågfrekventa ultraljudsapparater kunde upptäcka air trapping, ett kliniskt kännetecken för kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL) med mild till svår obstruktivitet ^4. Sålunda kan diagnostiska ultraljudsundersökningar fungera som en lättillgänglig och reproducerbar screeningmetod för övervakning i realtid av andningsstörningar.

Diagnostiska ultraljudsavbildningstekniker ofta tillämpas på större djur eller människor. Däremot har det funnits ett begränsat antal ultraljud imaging studier på musmodeller, vilket sannolikt beror på de utmaningar som utför ultraljud på småskaliga ämnen. Det nuvarande protokollet beskrivs ett nytt förfarande för att mäta funktionen membranet i mus. Dessutom, även om det har gjorts flera studier på gnagare på funktionsmembran, de flesta av de resultat som genererades genom att isolera muskelremsor direkt från avlivas djuret ^5-7. Däremot skulle med hjälp av en in vivo diagnostiska ultraljudsundersökningar metod för att analysera membran aktivitet minska antalet djur som offras för experiment. Vidare kan långtidsbehandling med fokus på förbättrad membran kontraktilitet noggrant utvärderas via ultraljud i gnagarmodeller utan att offra djur.

ntent "> I vårt laboratorium har vi utvecklat en effektiv metod för att visualisera och analysera mus membran aktivitet med hjälp av en ultraljudsmaskin, som hjälper förståelsen av funktionsmembran in vivo, undviker invasiva metoder till djur, och stöd i utvecklingen av terapeutiska behandlingar för andnings dysfunktion.

Protocol

Alla förfaranden som involverar djurförsök godkändes och avslutades i enlighet och överensstämmelse med The Ohio State University Institutional Animal Care och användning kommittén (IACUC) regler och riktlinjer. 1. Mus Anesthesia Inrätta en ren förfarande bord med en isotermisk dyna insvept i en kirurgisk handduk. Värmedynan skall hållas mellan 30 ° C och 34 ° C för att stabilisera djurets kärntemperatur samtidigt minska risken för stress för djuret. Pl…

Representative Results

En typisk ultraljudsbild av en membran mus visas i figur 1A. Membran musen maximal vertikal förskjutning registrerades. Detta avstånd beräknades genom att exakt mäta djupet av membranets rörelse från avslappning till kontraktion med hjälp av de elektroniska skjutmått som är en del av ultraljuds programvaran. Tabell 1 visar dessa avståndsmätningar av diafragma sammandragningar från tre olika möss. Efter omvandling av cine slingan fil till en MPEG-fil, var andningsfrekvensen …

Discussion

Den nuvarande försöksprotokoll utvecklar diagnostiska ultraljudsavbildningstekniker är specifika för membran aktivitet i en musmodell via en icke-invasiv, in vivo-metod. Apparatinställningar anestesi är approximeras värden, som kan justeras något för varje djur, eftersom individuella möss kan svara olika på anestesi. För att förhindra felaktig anestesi administration, är det viktigt att regelbundet övervaka mus vitala inklusive hjärtfrekvens, andningsfrekvens och kroppstemperatur. Dessutom måst…

Materials

Veterinary digital ultrasonic diagnostic imaging system	Edan	DUS 3 VET	Ultrasound parameters include: frequency of 6.5 MHz, Depth of 29 mm. Note: An equivalent ultrasound machine may be used for this protocol
Micro-convex array transducer	Edan	C611	Or equivalent
GE Logiq i hand-carried unit (HCU)	GE Healthcare	GE Logiq i hand-carried unit (HCU)	Or equivalent
GE 12 MHz linear array probe	GE Healthcare	12L-RS	Or equivalent
Veterinary anesthetic vaporizer	Webster Veterinary	Serial #: W422021	Isoflurane was exclusively used with this vaporizer (or equivalent). A custom made induction chamber for anesthesia was assembled for initial anesthesia. Maintenance anesthesia was performed using a nose cone
Isothesia (Isoflurane, USP)	Butler Schein	29405 250ML PVL	Or equivalent
Enviro-pure anesthesia absorbing canister	Surgivet Smiths Medical PM, Inc.	Part #: 32373B10	Or equivalent
Ultrasound transmission gel	HM Sonic	N/A	Or equivalent
Puralube vet ointment	Puralube	NDC 17033-211-38	Or equivalent
Deltaphase isothermal pad	Braintree Scientific Inc.	39DP	Or equivalent
Hair remover	Nair	N/A	Or equivalent
Electric razor	Remington	HC-5015	Or equivalent
Surgical tape	3M Micropore	1530-1	Or equivalent
Gauze sponges	Dynarex	3262	Or equivalent