マウスの圧負荷モデルを用いた冠動脈の流れと冠血流準備の超音波ベースのアセスメント

サマリー

冠状動脈循環予備力(CFR)は、心筋の酸素要求量の評価と心血管リスクの評価に役立ちます。この研究では、マウスの冠状動脈から測定されたCFRの変化を縦断的に監視するための段階的な経胸壁ドップラー心エコー法(TTDE)法を確立します。大動脈バンディングの実験的圧力過負荷下で。

要約

経胸壁ドップラー心エコー検査(TTDE)は、人間の冠動脈流速と冠動脈流予備能(CFR)を研究するための臨床的に有用な非侵襲的なツールです。CFRの低下は、顕著な心筋内および冠動脈周囲線維症を伴い、機能不全の重症度の指標として使用されます。この研究では、マウスの大動脈バンディングモデルの設定において、冠状動脈流速、CFR、収縮期と拡張期のピーク速度(S/D)比で測定されたリアルタイムの変化を段階的に調査します。再現性と信頼性のあるデータが得られるドップラー経胸壁イメージング技術を使用することにより、この手法は、以前に大動脈バンディングまたは開胸術を受けたマウスで2週間以上経過した中隔冠動脈(SCA)の流れの変化を評価します。

イメージング中、すべてのマウスの充血は、安静時の流れと比較して冠状動脈の流速を増加させる麻酔薬であるイソフルランによって誘発されました。すべての画像は 1 つのイメージャーで取得されました。(1)CFR、充血性流速とベースライン流速の比、および(2)収縮期(S)と拡張期(D)の流れの2つの比率を、独自のソフトウェアを使用し、2人の独立したオブザーバーによって決定されました。重要なことに、冠状動脈の流れで観察された変化は、正常なLV質量とフラクショナルショートニング(FS)によって証明されるように、LV機能障害に先行していました。

この方法は、冠状動脈評価の現在のゴールドスタンダードである組織病理学に対してベンチマークされました。後者の技術は、心エコー検査によって評価された血流の変化と相関する冠状動脈周囲線維症の形で冠状動脈の明確な病理学的変化を示しました。

この研究は、マウスの心臓の冠状動脈循環を監視するために非侵襲的な技術を使用することの価値を強調しています。この方法は、研究動物の冗長な使用を最小限に抑え、CFRやS/D比などの高度な超音波ベースの指標が、薬物研究や遺伝子組み換え株の研究など、さまざまな治験プロトコルで実行可能な診断ツールとして役立つことを示しています。

概要

臨床大動脈弁狭窄（AS）がよく、左心室（LV）の後負荷の漸進的増加を促進することが知られている。この慢性的に上昇する血行動態の負荷を補償するために、左室肥大（LVH）は、適応応答^1,2としてすさまじい。 LVHの開発は、多くの場合、冠微小循環の異常と関連している。これは、微小血管の機能障害は、これらの患者⁵の慢性虚血に寄与すると考えられている。冠血流^3,4に加えて、冠血流予備能（CFR）は、冠状動脈^1,3の機能変化を表しており、ベースライン流速または休止流速^4,6,7に充血の最大流速の比として定義される。 CFRは、LVリモデリング^1-3,5-9の間に減少し、冠状動脈不全^1,10,17の機能的重症度の程度の指標として用いられる。これは、拡張型心筋症¹⁰と冠状sの多くの形態が損なわれることが知られているtenosis ^6。 CFRも不良な臨床転帰¹²の予後マーカーである。

そのような虚血またはLVHなどの心機能障害の設定でLVリモデリングにも豊富な線維症、冠状動脈^1,2の冠動脈微小循環と肥厚の変化を伴っている。冠状生理におけるこれらの変化の結果として、冠状動脈の可能性リモデリングがある。これは、低酸素拡散と心筋虚血の^1,2,13<....

プロトコル

注：すべての手順は、米国獣医師会（AVMA）のガイドラインに従ってマウスで行われ、施設内動物管理使用委員会（IACUC）のプロトコルを承認された。

1.研究デザイン

1. 研究では8〜10週齢の雄のC57BL / 6マウス（BW〜25グラム）を使用します。
2. マウスをランダムた（n = 11）の2つのグループに、大動脈バンディングのために選択試験群（n = 8）および対照群（n = 3）を介して、開胸偽手術を受ける。
3. 医療グレードで脱毛クリームを使用して、胸から毛を除去することにより、画像化のために動物を準備します。
4. （ノーズコーンを介して100％のO ₂と混合）1％および2.5％のイソフルラン麻酔誘発性の範囲の間、-1日目にベースラインのパラメータを決定するために、大動脈結紮の24時間前に第1の超音波（第2）を行う。
5. 医学的に承認された麻酔薬を選択してください（ つまり、イソフルラン）と寄り付きに麻酔（2から3パーセントの程度を監視するCE、および維持するための1.0％）。
   注：適切な麻酔は通常の生理学的速度（約500拍/分）でのハートビートの維持に重要である。
6. ペダル引っ込め反射に応答した動物からの動きの損失によって麻酔の深さを確認してください。麻酔下ながら乾燥を防ぐために、目にparalube獣医軟膏を使用してくださ....

結果

研究された11匹のマウス（バンドはn = 8、偽手術、n = 3）を、適切かつ再現可能な画像は、いくつかの時点で、単一の観察者により得られた：ベースライン（D-1）において、D2、D6及びD13 。また、狭窄部位での流速は、手術の翌日に（p <0.05）に偽手術マウスにおいて277.5±10.51ミリメートル/秒と比較して、110.9ミリメートル/秒±2225として測定した。速度の増加は、圧負荷モデルの確立に成功の検証であった。またCF速度、CFR、およびS / D比としてここでいうSCAの流速は、正常にベースラインで、全てのマウスにおける充血下で評価した。 1％および2.5％イソフルラン下偽マウスにおけるCF変化を図3にも示されている。シャム群では> 600ミリメートル/秒のCF速度を誘導し、ベースライン拡張期のCF〜を200mm / sの速度と充血を示した。拡張期CF速度の増加とは、全てのマウスにおいて13日目に持続した（n = 3に、p> 0.05）。示す図3E及び3Fに1％とそれぞれ2.5％イソフルラン、少なくともバンドマウスで注目CF変更があ.......

ディスカッション

この超音波ベースの研究では、冠血流の非侵襲的評価は、再現性のライブ実験マウスにおいて、日にわたって、リアルタイムで行われた。さらに、プロトコルは、初期の段階で存在し、心筋灌流における欠乏に関連した冠状動脈機能不全を検出するための可能性を実証した。この方法は、最終的に心血管リスク層別化および/または治療的介入に対する応答を評価するための臨床ツールとして活用することができる。

まず、詳細なプロトコルは、高周波カラードップラー心エコー検査に時間をかけて連続イメージングを用いて、小型のマウスの心臓の冠動脈における解剖学的および機能的変化を可視化するために記載されている。慎重にすることで高い距離分解能、しっかりと調整されたサンプルボリューム、および適切な麻酔制御、（超音波マシンにいくつかの訓練を持つ）任意の演算子と相補音響窓のセットをPすることができます事前に選択する撮影プロトコルのすべての推奨される手順をerformだけでなく、事後オフライン分析取得したデータの。この方法は、左主冠動脈の再現性の可視化を可能にし、可視化冠動脈機能の変調を可能にする。このプロトコルは、高い心拍及び呼吸レートで.......

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
脱毛クリーム	ミルテックス株式会社	Surgi-Prep
Isoflurane	Baxter International Inc.	NDC 10019-773-40	2-3% (誘導) 1-1.5 % (維持) – 心拍は毎分 500 拍以上に維持
高周波超音波	FUJIFILM VisualSonics, Inc.	Vevo 2100
高周波メカニカルトランスデューサ	富士フイルムビジュアルソニックス	MS250、MS550D、MS400

のイメージングの24時間前に適用してください。されます