Login processing...

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

Medicine

Fare Manyetik Rezonans Görüntüleme Mikroskopi tarafından Deneysel Otoimmün Miyokardit Kardiyak anormallikler noninvaziv değerlendirilmesi

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

Abstract

Miyokardit miyokardın iltihabıdır, ama hastalıktan etkilenen gösteri klinik belirtilerin sadece ~ 10%. Miyokard yaralanma bağışıklık olayları incelemek için, miyokardit çeşitli fare modelleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışma, kardiyak miyosin ağır zincir (Myhc)-α A / J farelerinde 334-352 ile oluşturulan deneysel otoimmün miyokardit (EAM) dahil; etkilenen hayvanlar lenfositik miyokardit gelişebilir ama hiçbir belirgin klinik bulgular ile. Bu modelde, invazif olmayan bir yöntem olarak manyetik rezonans mikroskobu (MRM) en yarar gösterilmiştir Myhc-α 334-352 ile aşılanmış hayvanlarda kalp yapısal ve işlevsel değişiklikler tespit etmek. EAM ve sağlıklı fareler bir 9.4 T (400 MHz) 4 cm kırkayak radyo-frekans görüntüleme probu ve 100 G / cm üçlü eksen eğimleri ile donatılmış 89 mm dikey çekirdek delik tarayıcı kullanılarak görüntülendi. Kardiyak görüntüleri anima bir gradyan eko-tabanlı sine darbe dizisi kullanırken anestezi hayvanlardan elde ve edildils solunum ve pulse oksimetre ile takip edildi. Bu analiz, sağlıklı farelere göre ventriküllerin iç çapına karşılık gelen bir azalma ile, EAM farelerde ventriküler duvar kalınlığında bir artış saptandı. Veri iltihaplı kalplerinde morfolojik ve fonksiyonel değişiklikler, canlı hayvanlarda non-invaziv takip MRM ile olabileceğini düşündürmektedir. Sonuç olarak, MRM ilerlemesini ve regresyon bulaşıcı maddelerin neden olduğu hastalıklarda miyokardiyal yaralanmaların, hem de tedavilere cevap değerlendirmek bir avantaj sunar.

Introduction

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

Kalp yetmezliği ölümlerin önde gelen nedenidir ve miyokardit genç ergenler 1 kalp yetmezliğinin bir baskın nedenidir. Miyokardit ile etkilenen hastaların çoğu asemptomatik kalır ve hastalık kendiliğinden 2 çözümlenir. Ancak, etkilenen kişilerin% 10-20 dilate kardiyomiyopati (DKMP) 3 yol açan, kronik hastalığı gelişebilir. Çeşitli hayvan modelleri miyokardit bağışıklık hastalık oluşumunun incelenmesinde geliştirilmiştir. Hastalık kardiyak miyosin ağır zincir (Myhc)-α veya bunun immünolojik olarak peptid fragmanları ya da coxsackievirus B3 4-9 gibi patojenlerle enfekte ile immünize hayvanlar tarafından miyokardit-duyarlı A / J ve Balb / c farelerinde indüklenebilir. Bu çalışma, A / J farelerinde 334-352 kaynaklı miyokardit Myhc-α içerir. Miyokard sızmaları gösteren rağmen, miyokardit etkilenen hayvanların klinik olarak normal görünüyor; Tanı iltihap 7 a için kalplerin histolojik değerlendirilmesine dayanmaktadırnd ekokardiyografi 10.

Manyetik rezonans mikroskobu (MRM) dakikalık kan damarlarının seviyesine (en fazla 10 mikron çapında) fonksiyonel detayların değerlendirilmesi izin, yüksek çözünürlüklü üç boyutlu düzlemlerde ile kardiyovasküler görüntüleme elde etmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir, ancak çözme gücü bu düzeyde , çözünürlük genellikle 1 mm 11-14 kadar elde edildiği rutin manyetik rezonans görüntüleme (MRI) tarama prosedürü ile elde değil. Bu hastalık sürecinin 14 erken zaman noktalarında performans parametrelerini elde etmek için de yüksek çözünürlüklü görüntüleri edinimine izin ve gibi MRM bir avantaj sunuyor. Klinik olarak, MRM görüntüleme yaygın hastalıklı kalp, akciğer veya beyin 15-17 işlevsel parametreleri çalışma uygulanmıştır. Bu çalışmada, otoimmün miyokardit etkilenen A / J farelerinde kalp anormallikleri tespit etmek için invazif olmayan bir araç olarak bir MRM tekniğinin kullanımı gösterilmektedir. Özellikle, tO MRM görüntüleme sağlar gibi makul doğruluk 18 ile sol ventrikül (LV) diyastol sonu hacmi ve ejeksiyon fraksiyonu (EF) gibi fonksiyonel parametrelerin ölçümü. Ilgili parametrelerin tanımları vardır: LV son diastolik hacim, diyastolik döngüsünün sonunda sol ventrikül kan hacmi ve ejeksiyon fraksiyonu, strok hacmi / diyastolik hacmi. Veri analizi manyetik rezonans tarayıcıları 19 tarafından alınan işlem DICOM uyumlu kardiyovasküler görüntüler için geliştirilen serbestçe kullanılabilir Segment yazılım kullanılarak gerçekleştirilir. Veriler, sağlıklı farelerde, bu fonksiyonel parametreler karşılaştırıldığında, LV diyastol sonu hacim, strok hacmi ve ejeksiyon fraksiyonunda bir azalmaya tekabül myocarditic hayvanlarda LV duvar kalınlığında bir artış saptandı.

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

ETİK BEYANI:

Bütün hayvan prosedürleri Laboratuar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı kurallarına uygun olarak yapılmıştır ve Nebraska-Lincoln, Lincoln, NE Üniversitesi tarafından onaylanmıştır.

Deneysel Otoimmün Miyokardit 1. İndüksiyon

  1. 2 mg/1.5 ml 'lik bir nihai konsantrasyona kadar 1x fosfat tamponlu tuzlu su içinde Myhc-α 334-352 eritilerek peptid çözeltisi hazırlayın.
  2. 50 ng / ul 'lik bir stok konsantrasyonu elde etmek üzere liyofilize PT, 50 ug içeren bir şişeye steril 1x PBS içinde 1 ml ekleyerek pertussis toksin (PT) hazırlayın. Steril bir 1.5 ml tüp içine 20 ul stok almak ve 1 ng / ul çalışan bir konsantrasyon elde etmek için steril PBS içinde 1 x 980 ul ekleyin.
  3. Mycobacterium tuberculosis H37Rv, 40 mg eklenerek, tam Freund adjuvanı (CFA) hazırlayın (MTB) bir nihai konsantrasyon elde etmek için CFA 10 ml ayıklamak5 mg / ml 'lik.
  4. Peptid-CFA emülsiyonu hazırlayın. NOT: EAM indüksiyonu için, peptid-CFA emülsiyon Myhc-α hayvan başına 334-352, 100 ug ihtiva eden 150 ul içinde tatbik edilmiştir. Örneğin, on farenin Myhc-α 334-352 arasında, 1 mg peptid-CFA emülsiyonun 1.5 ml aşı kullanımı için.
    1. Emülsiyonun 1.5 ml hazırlamak için, 750 kısım bir 1.5 ml bir tüp içinde 334-352 peptit çözeltisi Myhc-α ul ve CFA bir 1.5 ml tüp içine MTB ile takviye edilmiştir. 3 ml luer-lok şırınga kullanarak, CFA / MTB ekstresi ardından ilk olarak peptid solüsyonu, çizin.
    2. 3-yollu bir musluğa şırınga takın ve boş bir 3 ml şırınga musluğu diğer çıkışını bağlayın. Böylece peptid-CFA karışımı, oldukça iyi bir direnç ile diğer bir şırınga akar vana açıklığını ayarlar.
    3. ~ 1 dakika boyunca tekrar tekrar diğer bir şırınga içeriğini itme ve daha sonra ~ 3 dakika boyunca buz üzerinde tüm montaj yeri ile karıştırın. Bu tekrarlayın10x prosedürü az.
    4. Dikkatli bir şekilde 100 ml'lik bir cam çanak içinde hala su üzerinde küçük bir damlacık yerleştirerek emülsiyonun kıvamını belirler. Damlacık su içinde dağıtmak için beklenmemektedir. Eğer, istenilen kıvam elde edilinceye kadar karıştırma devam eder.
    5. 1 ml'lik şırınga ile vana bağlanmış iki 3 ml'lik şırınga birini değiştirerek 1 ml şırınga luer-lok içine 3 mi gelen emülsiyon şırınga içeriğini aktarın ve 1 ml şırınga ile bir ½ 27 G iğne takılır.
  5. Altı ila sekiz haftalık dişi A / J fareleri (~ 75 ul her biri) iki kasık bölgesinde bölünmüş dozlarda subkutan olarak peptid-CFA emülsiyonun 150 ul enjekte edilir.
  6. Gün 0 ve gün 2, immünizasyon sonrası, her hayvana karın içinden PT süspansiyonuna (100 ng), 100 ul uygulayın.
  7. Deri altına t her iki tarafına bölünmüş dozlarda peptide CFA emülsiyonun 150 ul tatbik edilmesiyle 7. günde aşılama prosedürü tekrarlayıno sternum (~ 75 ul her biri). Taze olarak yukarıdaki bu emülsiyon hazırlamak. Daha sonra, 21. günde, MRM görüntüleme hayvanların maruz 3. adıma bakın.

2.. Hayvan Taşıma

  1. Sıcaklığını korumak için altına yerleştirilmiş bir ısıtma yastığı ile% 2 izofluran-hava karışımını ihtiva eden bir indüksiyon bölmesi, her fare yerleştirin ve özel olarak tasarlanmış bir hayvan sahibinin (Şekil 1) için hayvan aktarın.
  2. Hayvan sahibinin üzerinde yüzükoyun pozisyonda hayvanın hareketsiz böylece onun burun anestezi (Şekil 1) korumak için burun konisi sığar. Fare ön dişlerine bağlı bir lokma-çubuğu ile fare baş elde edin.
  3. Deney sırasında hayvanın vücut ısısını korumak için tarayıcının dikey deliğine sokulan çıkış hortumu ile hava üfleme ısıtıcı açın.
  4. Tüm görüntüleme oturumu boyunca 2 ml / dk 'lık bir akış oranı ile% 0,5-2 izofluran ile anestezi koruyun. Onaylamakayak tutam yöntemi kullanılarak anestezi, hiçbir hareket bekleniyor.
  5. Bir pnömatik yastık sensörü, fare kuyruğu / ayak bileği fiber optik nabız oksimetre sensörü, sırasıyla solunum, kalp hızı ve vücut ısısı, (Şekil 1) izlemek için rektal ısı probu kurmak. Not: Kalp yolluk arteriyel kan oksijen doygunluğu noninvaziv izlenmesine olanak sağlar Pulsoksimetre aracılığıyla gerçekleştirilir. Nabız oksimetre sensörü sol ayak bileğine takılı olmalı ve ayak bir iplik döngü ile güvenli ve sensör de ayak bileği korumak için bantlanmış olmalıdır. MRM görüntüleme kontrast maddelerin kullanımı olmadan solunum ve kalp sinyallerini yolluk ile elde edilir.

3.. Image Acquisition

  1. Hayvanın (Şekil 1) hazırlandıktan sonra, manyetik alan homojenlik maksimum görüş alanı (FOV) merkezinde konumlandırılmış kalp ile MRM tarayıcı merkezinde fare. NOT: A geniş çaplı(89 mm) üçlü 100 G / cm eksen geçişlerini ve 4 cm radyo frekansı (RF) görüntüleme bobin ile donatılmış 9.4 T-dikey delik mıknatıs yüksek çözünürlüklü üç boyutlu (3D) görüntü elde etmek için kullanılacak. Not: MRI tarayıcı kullanırken manyetik olmayan malzemeleri emin olun.
  2. Görüntüleme arayüzünü çalıştırın ve "Eğitim Seçenekleri" menüsünden "Yeni Çalışması" seçeneğini seçin. Komut barda "mtune" yazın ve "Dinle GUI" yukarı çekmek için çalıştırın. Ardından "Başlat Probe Melodisi" seçin ve "Otomatik Ölçeklendirme" butonuna tıklayın. Dinle GUI RFsignal göstermek için değişecektir. Ayarlamak proton rezonans frekansına RF bobin (400 MHz), bobinin sonunda uzak ayar / maç düğmeleri kullanın. "Başlat" sekmesinde ilgili düğmeleri tıklayarak frekans ve güç kalibrasyonu çalıştırmak için "Prescan" sayfasına gidin. Layneri sayfasını yukarı çekin sekmesindeki 'çalışması Shim "etiketinin"' üzerine XYZ (hızlı) tuşuna basın., Şim sayfasına gitmek yineleme tümünü seçin, ve oto shimming gerçekleştirmek için takoz düğmesine basın.
  3. Fare kalbi lokalize görüntüleme arayüzünün "Eğitim" sekmesinden bir izci dizisini seçin. "Edinme" sekmesinde 35 mm 2 FOV değiştirmek ve makinenin varsayılan ayarları saklayın. Dizisi çalıştırmak için Başlat 'ı tıklatın; Kalp FOV merkezinde değilse, hayvan sahibinin konumunu ayarlamak RF bobini retune ve tekrar izci görüntüler elde.
  4. "Çalışma" sekmesinde "GEMS" dizisi düğmesini tıklatın kısa ekseni ve kalbin 20,21 uzun ekseni boyunca iki dik uçakları almak için gelen "Edinme" sekmesinde toplama parametreleri girin. NOT: Bir gradyan eko taraması için tipik satın alma parametreleri şunlardır: kesit kalınlığı 1 mm; tekrarlama zamanı (TR), 200 msn; eko zamanı (TE), 2.67 msn (en az); çevirme açısı, 25 °; panellerin matris boyutu, 128 x 128; FOV, 22 mm2; satın alma sayısı, 4; ve 1 dakika ve 30 saniye yaklaşık bir satın alma süresi.
  5. "İlan" sekmesinde LV anatomik ve fonksiyonel parametreleri ölçmek için nabız oksimetre kapılı kısa eksen sine MR görüntüleri toplamak için "CINE" dizisini seçin. Fare gezinip ve sürüklenmesi kalbin uzun eksen görünümü dayalı görüntüleme dilimlerin konumunu ve açısını ayarlayın. Gradyan eko cine dizisi elde etmek "Edinme" sekmesinde aşağıdaki görüntüleme parametreleri girin: TR, 500 msn; TE, 5 msn; FOV, 22 mm 2; edinimi matris, 256 x 256; kesit kalınlığı, 1 mm; satın alma sayısı, 8; kare sayısı, 6; 17 dk 'lık bir alma saati. Edinimi başlamak için start tıklayın.
  6. Görüntüleme yazılımı "I / O" sekmesini kullanarak DICOM formatında alınan görüntüleri dönüştürme ve işleme için veri merkezine gelen dosya aktarımı.
  7. Görüntüleme prosedürü sonunda, herow fareler filtre üst kafesleri içinde anestezi kurtarmak için. Onlar sternal yatma korumak ve gerektiğinde daha ileri çalışmalar için onları tutmak için yeterli bilince kazanmak kadar sahipsiz fareler bırakmayın.

Kardiyak Manyetik Rezonans Görüntüleme Mikroskopi 4. Veri Analizi

  1. LV 19 anatomik ve fonksiyonel parametrelerini analiz etmek Segment yazılımı kullanın. "Açık Image File (s)" "Dosya" menüsünün alt kullanarak yazılımın içine DICOM formatındaki sinema görüntüleri yükleyerek. GUI görüntü türü ve görüntü görünüm düzlem olarak 'kısa eksen orta-ventriküler' olarak görüntüleme tekniği, 'Sine' olarak 'MRGE' seçiniz.
  2. Vasıtası ile uç-diastolik ve end-sistolün için kullanılacak zaman dilimlerini belirleyin "Diyastolü End güncel zaman dilimi ayarlayın" ve sırasıyla "Edit" menüsünden menüler "Sistolün End güncel zaman dilimi ayarlayın".
  3. İlk "LV" komut düğmesini tıklatın ve sonra "ENDO" ve sağ alt panelde "EPI" komut düğmeleri elle sırasıyla sol ventrikül endokardı ve epikardiyumu çizmek için. Hesaplamaların doğruluğunu artırmak amacıyla gelen komut düğmesine basarak papiller kas çıkarın.
  4. Böyle diyastolik hacim, sistolik hacim, strok hacmi ve sağ üst panelde ejeksiyon fraksiyonu gibi sayısallaştırılmış LV parametreleri okuyun. Bu duvar kalınlığı ve ventrikül çapı 22 olarak LV parametreleri ölçmek için "Çeşitli" komut düğmesini ve ardından "Ölçme Kumpas" komut düğmesini tıklatın.
  5. Gerektiği gibi görüntüleri reprocess '. Mat' biçiminde Ise dahil görüntüleri kaydetmek için "Dosya" menüsünden "Resim Yığınlar ve segmentasyonu Hem Kaydet" alt menüsünü tıklayınız.

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

Bu raporda, EAM ile etkilenen hayvanların kalplerinde yapısal ve işlevsel değişiklikleri belirlemek için bir non-invaziv bir yöntem olarak MRM tekniğinin yarar gösterilir. Miyokardit CFA 7 Myhc-α 334-352 ile immünize hayvanlar ile A / J farelerinde indüklenmiştir ve hayvanlar 21 gün sonrası bağışıklık on MRM deneylere tabi tutulmuştur. MRM görüntüleme üçlü eksen eğimleri (maksimum gücü 100 G / cm) ile donatılmış bir 89 mm dikey delikli mıknatıs kullanarak 9.4 T (protonlar için 400 MHz) izofluran anestezi altında, canlı hayvanlar üzerinde yapıldı. Bir izci görüntü uzun eksen 4 odacıklı bir görünüm elde etmek için eksenel görüntülerin ardından FOV merkezinde fare kalbi, bulmak ve pozisyon satın alındı. Kalp 2 odacık görünümü için görüntülenmiştir hangi açı Şekil 2A'da gösterilmiştir. Kardiyak görüntüleri gradyan eko-tabanlı sine darbe dizisi ile 4 cm kırkayak RF görüntüleme probu kullanılarak elde edildi. Kardiyak fonksiyon ölçümrak (görüntüleme: LV duvar kalınlığı; çıkışı: LV diyastol sonu hacmi ve ejeksiyon fraksiyonu) Bölüm yazılımı kullanılarak analiz sonra idi. EAM etkilenen farelerin kalplerinde yapısal kusurlar LV diyastol sonu hacmi [18.0 ± 4.2 ul vs karşılık gelen azalma ile yaklaşık 1.5 kat (p = 0.018) (Şekil 2B ve Tablo 1) LV kalınlığı artış gösterdiği edildi . 37.5 ± 3.5 ul, Şekil 2C (i); p = 0.002] ve ejeksiyon fraksiyonu [49.4 ± 2.3 ve% 71.5 ±% 6.0, p = 0.00066; Şekil 2C (ii)], sağlıklı farelere göre. Beklendiği gibi daha önce 7 gösterdiği gibi, myocarditic, ama sağlıklı değil kalpte histolojik değerlendirilmesi, fareler, multifokal lenfosit infiltrasyonu; Şekil 2B). Veri iltihaplı kalbimizde morfolojik ve fonksiyonel değişiklikler MRM i tarafından izlenen non-invaziv olabileceğini düşündürmektedirn hayvanlar yaşıyor.

Şekil 1
Fare kalpten MRM görüntülerin elde edilmesi için Şekil 1. Hayvan hazırlık ve prob konumlandırma. Kalp görüntüleri elde etmek için, anestezi fare özel MRM görüntüleme için tasarlanmış hayvan sahibinin yerleştirilir ve korumak için hava üfleme ısıtıcı bağlanır vücut sıcaklığı. Sürekli Anestezi altında, hayvanın yüzükoyun pozisyonda hareketsizleştirilir. Bir pnömatik yastık, fiber optik oksimetre sensörü ve sıcaklık sensörü kalp görüntüleri MRM edinimi tamamlanana kadar, sırasıyla, solunum, nabız ve vücut sıcaklığını izlemek için kurulur. , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.


Otoimmün miyokardit ile etkilenmiş farelerde Şekil 2.. MRM görüntüleme kardiyak anormallikleri ortaya koymaktadır. Miyokardit CFA içinde Myhc-α 334-352 ile immünize hayvanlar ile A / J farelerinde indüklenmiştir. Hayvanlar kalp anormallikleri değerlendiren gün 21 İmmünizasyondan üzerinde MRM görüntüleme tabi tutuldu. MRM dilimleme (A) Üyelik. Kalp görüntü elde etmek için dilimlenmiş hangi açı gösterilmiştir. (B) MRM görüntüleme. Kalbin kısa eksen dilimleri 500 msn TR sekiz zaman dilimlerinde yankı tabanlı sine darbe dizisi kullanırken yakalandı (TE 5 ms; çevirme açısı, 20 °, satın almalar, 4 sayısı; edinimi matris, 256 x 256) .. [oklar: LV duvar kalınlığı] (C) Kardiyak çıkış Kardiyak çıkış (i) LV diyastol sonu hacmi ve sağlıklı ve myocarditic farelerde (ii) ejeksiyon fraksiyonu dayalı ölçüldü uSegment yazılımı ile kantitatif Tıbbi görüntü analizi şarkı. Bir fare grubu için ortalama ± SEM değerleri (n = grup başına 2 ila 5). (D) Histoloji gösterilmiştir. Yukarıdaki tedavi gruplarından Kalpler hematoksilin ve eosin lekelemesi ile inflamasyon için değerlendirildi. Circles:. Multifokal lenfositik infiltrasyon , bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız.

Hayvanlar Sağlıklı (n = 3) EAM (n = 5)
Fare 1 1.03 1.48
Fare 2 1.3 1.59
Mouse 3 0.94 1.44
Fare 4 2.11
Mouse 5 1.92
± SEM 1.71 ± 0.1

Tablo 1.. Sağlıklı ve deneysel otoimmün miyokardit (EAM) fareler. Günü 21. İmmünizasyondan Üç sağlıklı ve beş EAM kaynaklı fareler manyetik rezonans mikroskopi tabi tutuldu (MRM) görüntüleme arasında sol ventrikül (LV) duvar kalınlığı karşılaştırılması. MRM ile kardiyak görüntüleri aldıktan sonra, LV duvar kalınlığı protokolde tarif edildiği gibi Segment yazılımı kullanılarak ölçülmüştür. Tabloda gösterilen değerler mm LV duvar kalınlığını temsil eder.

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

Bu çalışmada otoimmün miyokardit etkilenmiş farelerde kalp anormallikleri tespit etmek için bir non-invaziv bir araç olarak MRM prosedürü ve programı açıklanır. EAM histolojik özellikleri insanların postenfeksiyöz miyokardit benzediğinden, fare modelleri yaygın miyokard yaralanma 23-25 ​​bağışıklık mekanizmaları tanımlamak için kullanılır. Ancak, miyokardit ile etkilenen hayvanların klinik olarak normal görünür, ve tanı deneyler 7 bitiminde histoloji dayanarak yapılır. Hayvanlar genellikle günde 21 İmmünizasyondan feda edilir. Tek bir seferde bu şekilde hastalık sürecini değerlendirilmesi tedavilere karşılık olarak hastalık ilerlemesinin izlenmesi önemli bir gereklilik olduğu limitleri, özellikle farmasötik bir araştırma, bu modellerin kullanımı işaret etmektedir.

Canlı hayvanlarda kalp anormallikleri tespit etmek için, MRM gibi non-invaziv yöntemlerin kullanılması yararlıdır. Burada anlatılan teknik, MRMKontrast maddeler kullanmaya gerek kalmadan kalplerin yapısal ve işlevsel özellikleri elde etmek bir avantaj sunar. Ancak, bu teknik güçlü manyetik alanlarda yüksek çözünürlüklü 3D anatomik görüntüler satın gerektirir. Görüntüleri elde kez Bununla birlikte, bu tür LV diyastol sonu hacimleri ve ejeksiyon fraksiyonu gibi işlevsel parametreler, daha da MRM cihaz birleştirmek için gerek kalmadan, ticari olarak temin edilebilen yazılımı kullanılarak, daha sonra analiz edilebilir. Şekil 2'de gösterildiği gibi, hayvan MRM inceleme karşılık gelen bir işlevsel çıktılarında bir azalma (LV diyastol sonu miktarlar ve ejeksiyon fraksiyonu ile, sağlıklı farelerde (Şekil 2B) daha büyük olduğu 334-352 ortaya LV duvar kalınlığına Myhc-α ile bağışıklı , Şekil 2C). Beklendiği gibi, bağışıklık kazandırılmış fakat sağlıklı değil ikinci kalpler, hayvanlar enflamatuar infiltratlar (Şekil 2D) vardı. Böylece, MRM tekniği ve histoloji kor bulgularbirbirine roborate.

Bununla birlikte, MRM ile tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için, aşağıdaki üç faktör ele alınması gerekmektedir. Hearts fazla homojenlik ile manyetik alana tabi tutmak mıknatısın ortasına yerleştirilir, böylece (a) Hayvanlar MRM tarayıcı yerleştirilmelidir. (B) Hareket eser, canlı hayvan deneylerinde bir husustur. Nedeniyle solunum ve kalp hareketlerine görüntü bulanıklığını azaltmak için nabız oksimetre ve Respirometrik solunum içinde belirli zaman noktalarında ve bir hayvan izleme sistemi kullanımı gerekli kardiyak döngü ayrık görüntü sinyallerini elde etmek, iktisap yani kapı MRM için kullanıldı . (C) yüksek çözünürlüklü 3D kalp görüntüleri kazanılması kalp anomalilerinin detaylı analiz sağlamak için kritik bir gerekliliktir. Tüm üç boyutlu görüntüleri elde etmek için, ve sinyal-gürültü oranını artırmak için, onu doğru ve izin com MRM özgü daha hassas görüntüleme rulo tasarımı için önemlidirhayvan tarayıcılar içinde bir kısa-eksenindeki güçlü manyetik alanlarda görüntüleri jik yakalama.

Sonuç olarak, canlı hayvanlarda kalp anormallikleri değerlendiren bir MRM tekniğinin gelişmesi zordur. Bu çünkü insanların 26 oranla kendi küçük kalp boyutlarda (~ 1/2, 000, bir insan kalbinin kütlesi) ve daha yüksek kalp hızlarında (dakikada ~ 600 atım) arasında, fareler için özellikle doğrudur. Bununla birlikte, bir kez geliştirilen ve valide, MRM tekniği sağlıklı ve hasta hayvanlar arasındaki kalplerin anatomik ve fonksiyonel değişiklikleri karşılaştırmak için kullanılır. Böylece, MRM teknik hastalık sürecinin hem akut ve kronik niteliğine ilişkin enflamatuvar kardiyak patolojilerin boyuna ilerlemesini değerlendirmek ve hayvanlar yaşayan tedavilere yanıtları izlemek için değerli, non-invaziv bir araç olarak hizmet verebilir.

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).
Fare Manyetik Rezonans Görüntüleme Mikroskopi tarafından Deneysel Otoimmün Miyokardit Kardiyak anormallikler noninvaziv değerlendirilmesi
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