Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Noninvasive Vurdering av hjertefeil i Experimental Autoimmune Myokarditt ved Magnetic Resonance Mikros Imaging i mus

doi: 10.3791/51654 Published: June 20, 2014
* These authors contributed equally

Abstract

Myokarditt er en betennelse i hjertemuskelen, men bare ~ 10% av de som rammes viser kliniske manifestasjoner av sykdommen. Å studere immun hendelsene hjerteinfarkt skader, har ulike musemodeller av myokarditt blitt mye brukt. Denne studien involverte eksperimentell autoimmun myokarditt (EAM) indusert med hjertestans myosin tung kjede (Myhc)-α 334-352 i A / J mus; de berørte dyrene utvikler lymfatisk myokarditt, men med ingen åpenbare kliniske symptomer. I denne modellen, til nytten av magnetisk resonans mikroskopi (MRM) som en non-invasiv modalitet bestemme hjerte strukturelle og funksjonelle endringer i dyr vaksinert med Myhc-α 334-352 vises. EAM og friske mus ble fotografert ved hjelp av en 9,4 T (400 MHz) 89 mm vertikal kjerneboringen skanneren er utstyrt med en 4 cm tusenbein radio-frekvens bildebehandling sonde og 100 g / cm trippel aksen gradienter. Hjerte bildene ble kjøpt fra bedøvede dyr ved hjelp av en gradient-ekko-baserte cine puls sekvens, og animals ble overvåket av respirasjon og pulsoksymetri. Analysen viste en økning i tykkelsen av den ventrikulære veggen i EAM-mus, med en tilsvarende reduksjon i den indre diameteren til ventriklene, sammenlignet med friske mus. Dataene tyder på at morfologiske og funksjonelle endringer i de betente hjerter kan være non-invasiv overvåket av MRM i levende dyr. Som konklusjon, MRM gir en fordel av å vurdere utviklingen og regresjon av myokardiale skader i sykdommer forårsaket av smittestoffer, så vel som respons på terapi.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Hjertesvikt er den ledende årsak til dødsfall, og myokarditt er en dominerende årsak til hjertesvikt hos unge tenåringer en. De fleste pasienter som lider av myokarditt forbli asymptomatisk og sykdommen er spontant løst to. Men, kan 10-20% av de som rammes utvikle kronisk sykdom, som fører til dilatert kardiomyopati (DCM) tre. Ulike dyremodeller har blitt utviklet for å studere immun patogenesen av myokarditt. Sykdommen kan induseres i myokarditt-følsomme A / J og Balb / c-mus ved immunisering av dyrene med kardial myosin tung kjede (Myhc)-α eller dets immunodominante peptidfragmenter eller ved infisering med patogener som coxsackievirus B3 4-9. Denne studien innebærer Myhc-α 334-352-indusert myokarditt i A / J mus. Til tross viser hjerteinfarkt infiltrasjoner, vises klinisk normal de myokarditt rammede dyr; Diagnosen er basert på histologisk evaluering av hjerter for betennelse 7 ennd ekkokardiografi 10.

Magnetisk resonans-mikroskopi (MRM) er en vanlig metode for å oppnå kardiovaskulære avbildning med høy oppløsning tredimensjonal ramme, som tillater vurdering av funksjonelle detaljer til nivået for liten blodårer (opp til 10 mm diameter), men dette nivå av oppløsningsevne er ikke er oppnåelig med den rutine magnetisk resonans imaging (MRI) scanning prosedyre, der, blir oppløsningen generelt oppnådd opp til 1 mm 11-14. MRM tilbyr en fordel, da det tillater kjøp av høyoppløselige bilder og også å utlede ytelsesparametere i de tidlige tidspunkt av sykdomsprosess 14. Klinisk, har MRM bildebehandling blitt mye brukt for å studere funksjonelle parametre for syke hjerte, lunge eller hjerne 15-17. I denne studien, er bruken av en MRM teknikk som en ikke-invasiv verktøy for å fastslå hjertefeil i A / J mus berørt med autoimmune myokarditt vist. Spesielt than MRM bildebehandling tillater kvantifisering av funksjonelle parametere som venstre ventrikkel (LV) end-diastolisk volum og ejeksjonsfraksjon (EF) med rimelig nøyaktighet 18. Definisjonene av respektive parametre er: LV ende diastolisk volum, volumet av blod i den venstre ventrikkel i enden av diastolisk syklus, og ejeksjonsfraksjon, slagvolum / ende-diastolisk volum. Dataanalysen er utført ved hjelp av fritt tilgjengelig Segment programvare utviklet for behandling av DICOM-kompatibel kardiovaskulære bilder ervervet av magnetisk resonans skannere 19. Dataene viste en økning i tykkelsen av LV vegg i myocarditic dyr, tilsvarende en reduksjon i LV fyllingsvolum, slagvolum og ejeksjonsfraksjon, sammenlignet med disse funksjonelle parametrene i friske mus.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ETIKK UTTALELSE:

Alle dyr prosedyrer ble utført i samsvar med retningslinjer for Care og bruk av forsøksdyr, og godkjent av University of Nebraska-Lincoln, Lincoln, NE.

En. Induksjon av Experimental Autoimmune Myokarditt

  1. Forbered peptidoppløsningen ved oppløsning Myhc-α 334-352 i 1x fosfat-bufret saltløsning til en endelig konsentrasjon på 2 mg/1.5 ml.
  2. Klargjør pertussis toksin (PT) ved tilsetning av 1 ml steril 1 x PBS til et hetteglass inneholdende 50 mikrogram av lyofiliserte PT for å oppnå en lager-konsentrasjon på 50 ng / pl. Ta 20 ul av buljongen i et sterilt 1,5 ml rør og tilsett 980 ul steril 1 x PBS for å oppnå en arbeidskonsentrasjon på 1 ng / mL.
  3. Forbered Freunds fullstendige adjuvans (CFA) ved å tilsette 40 mg av Mycobacterium tuberculosis H37Rv (MTB) ekstrakt til 10 ml CFA for å oppnå en endelig konsentrasjonpå 5 mg / ml.
  4. Forbered peptid-CFA emulsjon. MERK: For EAM induksjon, ble peptid-CFA emulsjon administreres i 150 mL inneholder 100 mikrogram av Myhc-α 334-352 per dyr. For eksempel, for å immunisere ti mus bruke 1,5 ml peptid-CFA-emulsjon inneholdende 1 mg Myhc-α 334-352.
    1. For å fremstille 1,5 ml emulsjon, alikvot 750 pl av Myhc-α 334-352 peptid-løsning i en 1,5 ml rør og CFA supplert med MTB inn i en annen 1,5 ml rør. Ved hjelp av en 3 ml sprøyte med Luer-lok, trekke peptidoppløsningen først, etterfulgt av CFA / MTB ekstrakt.
    2. Fest sprøyten til en 3-veis stoppekran og koble den andre uttaket av stoppekranen til en tom 3 ml sprøyte. Juster patens av vannkranen, slik at peptid-CFA-blandingen strømmer fra en sprøyte til den andre med rimelig god resistens.
    3. Bland ved å skyve innholdet fra en sprøyte til den andre flere ganger for ~ 1 min og deretter plassere hele forsamlingen på is for ~ 3 min. Gjenta detteFremgangsmåten minimum 10x.
    4. Bestem konsistens av emulsjonen ved forsiktig å plassere en liten dråpe på stille vann i et 100 ml begerglass. Dråpen forventes ikke å oppløses i vann. Hvis den gjør det, fortsetter å blande inntil den ønskede konsistens er oppnådd.
    5. Overfør innholdet av emulsjon fra 3 ml sprøyter inn i 1 ml luer-lok sprøyter ved å erstatte en av de to 3 ml sprøyter som er festet til stoppekran med 1 ml sprøyte, og fester en 27 G nål ½ til 1 ml sprøyte.
  5. Injiser 150 pl av peptid-CFA emulsjon i splitt doser subkutant i de to inguinale områder i seks til åtte uker gamle hunn A / J mus (~ 75 mL hver).
  6. Administrer 100 mL av PT suspensjon (100 ng) intraperitonealt til hvert dyr på dag 0 og dag 2 postimmunization.
  7. Gjenta fremgangsmåten immunisering på dag 7 ved å administrere 150 pl av peptid-CFA emulsjon i splitt doser subkutant inn i begge sider av than sternum (~ 75 mL hver). Forbered denne emulsjonen fersk som ovenfor. Så, på dag 21, utsette dyrene til MRM bildebehandling, se trinn 3.

2. Animal Håndtering

  1. Plasser hver mus i et anestesiinduksjonskammeret inneholdende 2% isofluran-luft-blanding med en varmepute som er lagt inn på undersiden for å opprettholde varme og overføre dyret til en spesialkonstruert dyreholderen (figur 1).
  2. Immobilisere dyret i liggende stilling på dyret holderen slik at dens snute passer inn i nesepartiet for å opprettholde anestesi (figur 1). Fest hodet av musen med en bit-feltet som er knyttet til de fortennene i musen.
  3. Slå på luftblåseeren med sin utløpsslange inn i skannerens vertikale boring for å opprettholde dyrets kroppstemperatur i løpet av eksperimentet.
  4. Oppretthold anestesi ved 0,5 til 2% isofluran med en strømningshastighet på 2 ml / min under hele avbildnings økt. Bekreftanestesi ved hjelp tå klype metoden, ingen bevegelse forventet.
  5. Sett opp en pneumatisk pute sensor, mus hale / ankel fiberoptisk pulsoksymetri sensor, og rektal temperatur probe for å overvåke respirasjon, puls og kroppstemperatur, henholdsvis (figur 1). Merk: Cardiac gating utføres gjennom pulsoksymetri, som tillater ikke-invasiv monitorering av arteriell blodoksygenmetning. Den pulsoksimetri Sensoren bør være festet til den venstre ankel, og foten bør være sikret med en trådløkke og tapet til å opprettholde skaftet i sensoren. MRM avbildning oppnås ved gating åndedrett og hjertesignaler uten bruk av noen kontrastmidler.

Tre. Image Acquisition

  1. Etter fremstilling av dyret (fig. 1), plasseres musen i midten av MRM skanner med hjertet plassert i sentrum av synsfeltet (FOV), der magnetfeltet homogenitet er maksimal. MERK: Et bredt-boring(89 mm) 9,4 T-vertikal boring magnet utstyrt med tredobbelt akse gradienter på 100 g / cm og 4 cm radio-frekvens (RF) avbildning spole som skal brukes for å oppnå høy oppløsning tre-dimensjonale (3D)-bilder. Merk: Pass på å ikke-magnetiske forsyninger når du bruker en MR-skanner.
  2. Kjør bildebehandling grensesnitt og velg "New Study" fra "Study Options"-menyen. Skriv "mtune" på kommandolinjen og kjøre det til å trekke opp "Tune GUI". Deretter velger du "Start Probe Tune" og klikk på "Autoskalering"-knappen. Tune GUI skifter til den RFsignal. Bruk fjern tune / kamp knottene ved enden av spolen for å justere RF-spolen til protonresonansfrekvens (400 MHz). På "Start"-fanen gå til "Prescan" siden for å kjøre frekvens og kraft kalibrering ved å klikke på de aktuelle knappene. Hit XYZ (rask) knapp på "Shim" kategorien i "Study" fanen for å trekke opp shimsingen siden.Gå til mellomlegg siden velger alle gjentakelser, og traff mellomlegg for å utføre auto mellomlegg.
  3. Velg en speider sekvens fra "Study"-kategorien på bildegrensesnitt å lokalisere musen hjertet. På "Acquire" fanen endre FOV til 35 mm 2 og holde maskinens fabrikkinnstillinger. Klikk Start for å kjøre sekvensen; justere stillingen av dyreholderen hvis hjertet ikke er i sentrum av FOV, retune RF-spolen og oppnå de speid bildene igjen.
  4. Klikk på "GEMS" sekvens-knappen på "Study"-fanen og deretter gå inn i oppkjøps parametrene på den tilsvarende "Acquire"-kategorien for å få to ortogonale plan langs kortaksen og lange aksen av hjertet 20,21. MERK: Typiske oppkjøp parametere for en gradient-ekko skanningen er: slice tykkelse, 1 mm; repetisjon tid (TR), 200 msek; ekko tid (TE), 2,67 msek (minimum); flip vinkel, 25 °; inplane matrise størrelse, 128 x 128; FOV, 22 mm2; rekke oppkjøp, 4; og en omtrentlig registreringstid på ett minutt og 30 sek.
  5. På "Adv"-kategorien, velg "CINE" sekvens for å samle pulsoksymetri-gated kort-aksen cine MR-bilder for å måle LV anatomiske og funksjonelle parametre. Juster posisjon og vinkel av imaging skiver basert på den lange aksen visning av hjertet ved musehovering og dra. Oppgi følgende bildeparametere på "Acquire"-fanen for å få tak i den gradient ekko cine sekvens: TR, 500 msek; TE, 5 ms; FOV, 22 mm 2; Oppkjøpet matrise, 256 x 256; skivetykkelse, 1 mm; rekke oppkjøp, 8; antall rammer, 6; og en oppkjøpstidspunktet ~ 17 min. Klikk start for å begynne oppkjøpet.
  6. Konverter de oppkjøpte bilder til DICOM-format ved hjelp av "I / O"-kategorien i bildebehandlingsprogrammer og overføre de aktuelle filene til datasenteret for prosessering.
  7. Ved slutten av avbildningsprosedyre, altow musene å komme seg fra anestesi innenfor filter-topp bur. Ikke la musene uten tilsyn før de gjenvinne tilstrekkelig bevissthet til å opprettholde sternal recumbency og holde dem for videre studier etter behov.

4. Data Analysis of Cardiac Magnetic Resonance Mikros Imaging

  1. Bruk Segment programvare for å analysere de anatomiske og funksjonelle parametere av LV 19. Ved lasting av DICOM format cine bilder inn i programvaren ved hjelp av "Open Image File (s)" undermenyen til "Fil"-menyen. På GUI velger 'MRGE' som avbildningsteknikk, 'Cine' som bildetype og "short-aksen mid-ventrikkel" som bildevisningen flyet.
  2. Angi tidsrammer som skal brukes til ende-diastolen og ende-systole gjennom "Set Current Tidsramme å sluttdiastolen" og "Set Current Tidsramme to End Systolen" undermenyer av "Edit"-menyen hhv.
  3. Klikk først på "LV"-kommandoen knappen og deretter "ENDO" og "EPI" kommandoknappene på nederste høyre panelet for å trekke venstre ventrikkel endocardium og epikardet manuelt hhv. Fjern papillemusklene ved å trykke den tilsvarende kommandoen knappen for å øke nøyaktigheten av beregningene.
  4. Les kvantifiserte LV parametre som diastolisk volum, systolisk volum, slagvolum og ejeksjonsfraksjon på øverst til høyre panel. Klikk på "Diverse"-kommandoen knappen og deretter "Measurement kaliper"-kommandoen for å måle LV parametere som veggtykkelse, og ventrikkel diameter 22.
  5. Klikk på "Lagre både bilde Stabler og segmentering" undermenyen til "Fil"-menyen for å lagre bilder, inkludert de segmentations, i '. Matte' format for å behandle bildene etter behov.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

I denne rapporten, er nytten av MRM teknikk som en ikke-invasiv modalitet å bestemme de strukturelle og funksjonelle endringer i hjertene til dyr berørt med EAM vist. Myokarditt ble indusert i A / J-mus ved immunisering av dyrene med Myhc-α 334-352 i CFA 7, og dyrene ble utsatt for MRM eksperimenter på dag 21 post-immunisering. MRM bildebehandling ble utført på levende dyr i henhold isoflurananestesi på 9,4 T (400 MHz for protoner) med en 89 mm vertikal boring magnet utstyrt med trippel aksen gradienter (maksimal styrke 100 g / cm). En scout bilde ble anskaffet for å lokalisere og posisjonere musa midt i sentrum av FOV, etterfulgt av aksial-bilder for å oppnå en lang-aksen 4-kammer vis. Vinkelen ved hvilken hjertet ble fotografert for to-kammer vis er vist i figur 2A. Hjerte bildene ble anskaffet ved hjelp av en 4 cm tusenbein RF bildebehandling sonde med en gradient-ekko-baserte cine puls sekvens. Hjertefunksjonen tiltakmåledata (bildebehandling: LV veggtykkelse, utgang: LV ende-diastolisk volum og ejeksjonsfraksjon) ble deretter analysert ved hjelp av Segment programvare. Strukturelle defekter i hjertene til EAM-berørte mus ble dokumentert av økning i LV tykkelse med ca 1,5 ganger (p = 0,018) (figur 2B og tabell 1), med tilsvarende reduksjon i LV ende-diastolisk volum [18,0 ± 4,2 mL vs . 37,5 ± 3,5 pl, Figur 2C (i); p = 0,002] og ejeksjonsfraksjon [49,4 ± 2,3% vs 71,5 ± 6,0%, p = 0,00066, Fig. 2C (ii)] i forhold til friske mus. Som forventet, histologisk evaluering av hjerter fra myocarditic, men ikke sunt, mus viste multifokale lymfocytt infiltrater, som vi har vist tidligere 7, figur 2D). Dataene tyder på at morfologiske og funksjonelle endringer i betente hjerter kan være non-invasiv overvåket av MRM jegn levende dyr.

Figur 1
Figur 1. Animal forberedelse og posisjonering av prober for kjøp av MRM-bilder fra muse hjerte. For å skaffe bilder fra hjertet blir bedøvet mus plasseres i dyreholderen spesielt konstruert for MRM avbildning og som er koblet til luftblåsevarmeren for å opprettholde kroppstemperatur. Under kontinuerlig anestesi, blir dyret immobilisert i liggende stilling. En pneumatisk pute, fiberoptisk oksymetrisensoren og temperatursensor er satt opp til å overvåke respirasjon, puls og kroppstemperatur, henholdsvis inntil MRM oppkjøpet av hjerte bildene er fullført. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.


MRM avbildning av mus berørt med autoimmune myokarditt Figur 2. Avslører hjertefeil. Myokarditt ble indusert i A / J mus ved immuniserer dyrene med Myhc-α 334-352 i CFA. Dyrene ble utsatt for MRM bildebehandling på dag 21 postimmunization å vurdere hjertefeil (A) Plassering av MRM slicing.. Vinkelen som hjertet var oppskåret for bildeopptak vises. (B) MRM bildebehandling. Short-aksen skiver av hjerte ble tatt til fange ved hjelp av ekko-baserte cine puls sekvens i åtte tidsrammer med en TR av 500 msek (TE, 5 ms, flip vinkel, 20 °; rekke oppkjøp, 4; oppkjøpet matrise, 256 x 256) .. [piler: LV veggtykkelse] (C) Minuttvolumet Minuttvolumet ble målt basert på (i) LV ende-diastolisk volum og (ii) ejeksjonsfraksjon i sunn og myocarditic mus usynge kvantitativ medisinsk bildeanalyse med Segment programvare. Gjennomsnitt av SEM-verdiene for en gruppe mus er vist (n = 2 til 5 pr gruppe). (D) Histologi. Hjerter fra de ovennevnte behandlingsgruppene ble evaluert for betennelse ved hematoxylin og eosin farging. Circles:. Multifokale lymfatisk infiltrasjoner Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Dyr Sunn (n = 3) EAM (n = 5)
Mus 1 1,03 1.48
Mouse 2 1.3 1,59
Mus 3 0,94 1,44
Mus 4 2,11
Mus 5 1,92
Gjennomsnitt ± SEM 1,71 ± 0,1

Tabell 1. Sammenligning av venstre ventrikkel (LV) veggtykkelse mellom sunt og eksperimentell autoimmun myokarditt (EAM) mus. Tre sunn og fem EAM-indusert mus ble utsatt for magnetisk resonans mikroskopi (MRM) bildebehandling på dag 21 postimmunization. Etter å skaffe de kardiale bilder ved MRM, ble tykkelsen av LV vegg målt ved hjelp av segment programvaren som beskrevet i protokollen. Verdiene som vises i tabellen representerer LV veggtykkelse i mm.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Denne studien beskriver MRM prosedyren og dens nytte som en ikke-invasiv verktøy for å fastslå hjertefeil hos mus berørt med autoimmune myokarditt. Siden de histologiske trekk ved EAM likne postinfectious myokarditt av mennesker, er musemodeller vanligvis benyttes til å avgrense de immune mekanismer av hjerteinfarkt skader 23-25. Men dyrene berørt med myokarditt vises klinisk normal, og diagnosen stilles basert på histologi ved opphør av eksperimenter 7. Dyrene blir vanligvis avlivet på dag 21. postimmunization. Vurderingen av sykdomsprosessen på denne måte på én gang peker grenser bruk av disse modeller, spesielt i farmasøytisk forskning, hvor overvåking av sykdomsutvikling i respons til behandlinger er et kritisk krav.

For å fastslå hjertefeil i levende dyr, er bruken av ikke-invasive modaliteter som MRM nyttig. MRM teknikk som beskrevet hergir en fordel for å skaffe de strukturelle og funksjonelle karakteristika for hjerter uten behov for å bruke kontrastmidler. Imidlertid krever denne teknikken oppkjøpet av høyoppløselige 3D anatomiske bilder i sterke magnetfelt. Likevel, når bildene er kjøpt, funksjonelle parametre som LV end-diastolisk volum og utstøting fraksjoner kan analyseres senere ved hjelp av kommersielt tilgjengelig programvare, uten behov for ytterligere å montere MRM apparat. Som vist i figur 2, MRM undersøkelse av dyr immunisert med Myhc-α 334-352 avslørte LV veggtykkelse til å være større enn i friske mus (figur 2B), med en tilsvarende reduksjon i funksjonelle utganger (LV endefyllingsvolum og utstøting fraksjoner , Fig. 2C). Som forventet, hjerter fra vaksineres, men ikke sunt, dyrene hadde inflammatoriske infiltrater (figur 2D). Dermed funn fra MRM teknikk og histologi corroborate hverandre.

Likevel, for å få reproduserbare resultatene etter MRM, følgende tre faktorer må tas opp. (A) Dyr plasseres i MRM-skanner så hjerter er posisjonert i midten av magneten for å utsette dem for det magnetiske felt med maksimal homogenitet. (B) Motion gjenstand er en bekymring i levende dyreforsøk. For å redusere uskarpheter som følge av åndedrett og hjertebevegelser, ble pulsoksymetri og respirometri brukes til gate MRM oppkjøpet-det vil si å skaffe seg diskrete bildesignaler på bestemte tidspunkter i luftveiene og hjertesykluser-som krevde bruk av et dyr overvåkingssystem . (C) Kjøp av høyoppløselige 3D hjertebilder er en kritisk forutsetning for å muliggjøre detaljert analyse av hjertefeil. For å oppnå bilder i alle tre dimensjoner, og for å øke signal-til-støy-forhold, er det viktig å designe mer følsomme avbildnings spoler som er spesifikke for MRM som tillater nøyaktig og complett fange av bilder i sterke magnetfelt i en kort-akse orientering i dyre skannere.

I konklusjonen, er utvikling av en MRM teknikk for å vurdere hjertefeil i levende dyr utfordrende. Dette gjelder spesielt for mus, på grunn av deres mindre hjerte størrelser (~ 1/2, 000 massen av et menneskelig hjerte) og høyere hjertefrekvens (~ 600 slag per min) sammenlignet med mennesker 26. Likevel, en gang utviklet og validert, MRM teknikken kan brukes til å sammenligne de anatomiske og funksjonelle endringer av hjerter mellom friske og syke dyr. Således kunne MRM teknikk tjene som et verdifullt, ikke-invasiv verktøy for å bedømme den langsgående progresjon av inflammatoriske kardiale sykdommer relatert til både akutte og kroniske natur av sykdomsprosessen, og for å overvåke responser til behandling i levende dyr.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Myhc-a 334-352 (DSAFDVLSFTAEEKAGVYK) Neopeptide, Cambridge, MA Store at 4 °C
CFA Sigma Aldrich, St Louis, MO 5881 Store at 4 °C
MTB H37Rv extract Difco Laboratories, Detroit, MI 231141 Store at 4 °C
PT List Biologicals Laboratories, Campbell, CA 181 Store at 4 °C
1x PBS Corning, Manassas, VA 21-040-CV Store at 4 °C
Isoflurane Piramal Healthcare, Mumbai, India NDC66794-013-25
Female A/J mice Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME 646
Luer-lok sterile 1 ml syrringe BD, Franklin Lakes, NJ 309628
Luer-lok sterile 3 ml syrringe BD, Franklin Lakes, NJ 309657
Sterile needle, 18 G BD, Franklin Lakes, NJ 305195
Sterile needle, 27 1/2 G BD, Franklin Lakes, NJ 305109
3-way stopcock Smiths Medical ASD, Inc. Dublin, OH MX5311L
Kerlix gauze bandage rolls Covidien, Mansfield, MA 6720
Kimwipes Kimberly-Clark Professional, Roswell, GA 34155
Protouch Stockinette Medline Industries, Mundelein, IL 30-1001
Sterile surgical scissors and forceps INOX tool Corporation
Micro oven GE Healthcare, 
ThermiPAQ hot and cold therapy system  Theramics Corporation, Springfield, IL
Reptile heating lamp Energy Savers Unlimited, Inc. Carson, CA
3M Transpore tapes Target Corporation, MN
Up and Up Polymyxin B sulfate/Bacitracin/Neomycin sulfate antibiotic ointment Target Corporation, MN
North Safety DeciDamp-2PVC foam ear plugs North Safety Products, Smithfield, RI
Cotton tipped applicator, 6’’ wooden stem  Jorgensen Laboratories, Inc. Loveland, CO
Anesthesia induction chamber  Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI
Summit Anesthesia Support system for regulating flow of anesthesia  Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI
Specially designed animal holder Agilent Technologies, Santa Clara, CA
Bickford Omnicon F/Air anesthesia gas filter unit  A.M. Bickford, Inc. Wales Center, NY
Pulse-oximeter module, MR compatible small animal monitoring and gating system  Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY
Oxygen cylinder  Matheson-Tri Gas, North-Central Zone, Lincoln, NE
Gas regulator  Western Medica, West Lake, OH
Signal breaking module, MR compatible small animal monitoring and gating system Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY
9.4 T (400 MHz) 89 mm vertical core bore MR scanner Agilent Technologies, Santa Clara, CA
4 cm millipede micro-imaging RF coil Agilent Technologies, Santa Clara, CA
SAM PC monitor Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY
Quantitative Medical Image analysis software http://segment.heiberg.se;  Segment v1.8 R1430,  Medviso, Oresunds region, Sweden
Matlab software The Mathworks, Inc.  Natick, MA
Computer-Unix operating system

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Heidenreich, P. A., et al. Forecasting the future of cardiovascular disease in the United States: a policy statement from the American Heart Association. Circulation. 123, (8), 933-944 (2011).
  2. Fujinami, R. S., et al. Molecular mimicry, bystander activation, or viral persistence: infections and autoimmune disease. Clin Microbiol Rev. 19, (1), 80-94 (2006).
  3. Cihakova, D., Rose, N. R. Pathogenesis of myocarditis and dilated cardiomyopathy. Adv Immunol. 99, 95-114 (2008).
  4. Donermeyer, D. L., et al. Myocarditis-inducing epitope of myosin binds constitutively and stably to I-Ak on antigen-presenting cells in the heart. J Exp Med. 182, (5), 1291-1300 (1995).
  5. Gangaplara, A., et al. Coxsackievirus B3 infection leads to the generation of cardiac myosin heavy chain-alpha-reactive CD4 T cells in A/J mice. Clin Immunol. 144, (3), 237-249 (2012).
  6. Huber, S. A., Lodge, P. A. Coxsackievirus B-3 myocarditis in Balb/c mice. Evidence for autoimmunity to myocyte antigens. Am J Pathol. 116, (1), 21-29 (1984).
  7. Massilamany, C., et al. Identification of novel mimicry epitopes for cardiac myosin heavy chain-alpha that induce autoimmune myocarditis in A/J mice. Cell Immunol. 271, 438-449 (2011).
  8. Pummerer, C. L., et al. Identification of cardiac myosin peptides capable of inducing autoimmune myocarditis in BALB/c mice. J Clin Invest. 97, (9), 2057-2062 (1996).
  9. Rose, N. R., Hill, S. L. The pathogenesis of postinfectious myocarditis. Clin Immunol Immunopathol. 80, (1996).
  10. Saraste, A., et al. Coronary flow reserve and heart failure in experimental coxsackievirus myocarditis. A transthoracic Doppler echocardiography study. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 291, (2006).
  11. Altes, T. A., et al. Hyperpolarized 3He MR lung ventilation imaging in asthmatics: preliminary findings. J Magn Reson Imaging. 13, (3), 378-384 (2001).
  12. Driehuys, B., et al. Small animal imaging with magnetic resonance microscopy. ILAR J. 49, (1), 35-53 (2008).
  13. Smith, B. R. Magnetic resonance microscopy with cardiovascular applications. Trends Cardiovasc Med. 6, (8), 247-254 (1996).
  14. Potter, K. Magnetic resonance microscopy approaches to molecular imaging: sensitivity vs specificity. J Cell Biochem Suppl. 39, 147-153 (2002).
  15. Benveniste, H., Blackband, S. MR microscopy and high resolution small animal MRI: applications in neuroscience research. Prog Neurobiol. 67, 393-420 (2002).
  16. Epstein, F. H., et al. MR tagging early after myocardial infarction in mice demonstrates contractile dysfunction in adjacent and remote regions. Magn Reson Med. 48, (2), 399-403 (2002).
  17. Gewalt, S. L., et al. MR microscopy of the rat lung using projection reconstruction. Magn Reson Med. 29, (1), 99-106 (1993).
  18. Kern, M. J. The cardiac catheterization handbook., Edn 5th. (2011).
  19. Heiberg, E., et al. Design and validation of Segment--freely available software for cardiovascular image analysis. BMC Med Imaging. 10, (2010).
  20. Cranney, G. B., et al. Left ventricular volume measurement using cardiac axis nuclear magnetic resonance imaging. Validation by calibrated ventricular angiography. Circulation. 82, (1), 154-163 (1990).
  21. Hiba, B., et al. Cardiac and respiratory double self-gated cine MRI in the mouse at 7 T. Magn Reson Med. 55, (3), 506-513 (2006).
  22. Bryant, D., et al. Cardiac failure in transgenic mice with myocardial expression of tumor necrosis factor-alpha. Circulation. 97, (14), 1375-1381 (1998).
  23. Neu, N., et al. Cardiac myosin-induced myocarditis as a model of postinfectious autoimmunity. Eur Heart J. 12 Suppl D, 117-120 (1991).
  24. Neumann, D. A., et al. Induction of multiple heart autoantibodies in mice with coxsackievirus B3- and cardiac myosin-induced autoimmune myocarditis. J Immunol. 152, (1), 343-350 (1994).
  25. Rose, N. R., et al. Postinfectious autoimmunity: two distinct phases of coxsackievirus B3-induced myocarditis. Ann N Y Acad Sci. 475, 146-156 (1986).
  26. Farmer, J. B., Levy, G. P. A simple method for recording the electrocardiogram and heart rate from conscious animals. Br J Pharmacol Chemother. 32, (1), 193-200 (1968).
Noninvasive Vurdering av hjertefeil i Experimental Autoimmune Myokarditt ved Magnetic Resonance Mikros Imaging i mus
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Massilamany, C., Khalilzad-Sharghi, V., Gangaplara, A., Steffen, D., Othman, S. F., Reddy, J. Noninvasive Assessment of Cardiac Abnormalities in Experimental Autoimmune Myocarditis by Magnetic Resonance Microscopy Imaging in the Mouse. J. Vis. Exp. (88), e51654, doi:10.3791/51654 (2014).More

Massilamany, C., Khalilzad-Sharghi, V., Gangaplara, A., Steffen, D., Othman, S. F., Reddy, J. Noninvasive Assessment of Cardiac Abnormalities in Experimental Autoimmune Myocarditis by Magnetic Resonance Microscopy Imaging in the Mouse. J. Vis. Exp. (88), e51654, doi:10.3791/51654 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter