Echokardiographische Ansätze und Protokolle für die umfassende phänotypischen Charakterisierung von Herzklappenerkrankungen bei Mäusen
Summary
This protocol provides a detailed description of the echocardiographic approach for comprehensive phenotyping of heart and heart valve function in mice.
Abstract
The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in rodents, with detailed descriptions of the appropriate methods for anesthesia, the echocardiographic windows used, the imaging planes and probe orientations for image acquisition, the methods for data analysis, and the limitations of emerging technologies for the evaluation of cardiac and valvular function. Importantly, we also highlight several future areas of research in cardiac and heart valve imaging that may be leveraged to gain insights into the pathogenesis of valve disease in preclinical animal models. We propose that using a systematic approach to evaluating cardiac and heart valve function in mice can result in more robust and reproducible data, as well as facilitate the discovery of previously underappreciated phenotypes in genetically-altered and/or physiologically-stressed mice.
Introduction
Altern ist mit einem progressiven Anstieg der kardiovaskulären Kalzifizierung 1 verbunden. Hämodynamisch signifikante Aortenklappenstenose betrifft 3% der Bevölkerung im Alter von über 65 2, und bei Patienten mit noch moderaten Aortenklappenstenose (Spitzengeschwindigkeit von 3-4 m / s) haben eine 5 – jährige ereignisfreies Überleben von weniger als 40% 3. Derzeit gibt es keine wirksame Behandlung das Fortschreiten der Aortenklappe Verkalkung zu verlangsamen, und chirurgische Ersatz der Aortenklappe ist die einzige verfügbare Behandlung für fortgeschrittenen Aortenklappenstenose 4.
Ziel Studien an ein tieferes Verständnis der Mechanismen zu gewinnen, die für die Initiierung und Progression der Aortenklappe Verkalkung beitragen , sind ein wichtiger erster Schritt in pharmakologischen und nicht-chirurgische Verfahren bewegt sich in Richtung Aortenklappenstenose 5, 6 zu verwalten. genetischly-veränderten Mäusen haben eine wichtige Rolle gespielt , unser Verständnis der Mechanismen zu entwickeln , die zu einer Vielzahl von Krankheiten beitragen und 6 die Biologie der Aortenklappenstenose Ziel in den Vordergrund kommen jetzt von mechanistischen Studien zu verstehen, 7, 8. Im Gegensatz zu anderen kardiovaskulären Erkrankungen wie Atherosklerose und Herzinsuffizienz-wo Standardprotokolle zur Auswertung Gefäß- und Herzfunktion zum größten Teil sind gut etablierte-gibt es einzigartige Herausforderungen im Zusammenhang mit der in vivo Phänotypisierung von Herzklappenfunktion bei Mäusen. Während die jüngsten Bewertungen gründliche Diskussionen über die Vor- und Nachteile auf zahlreiche Bildgebung und invasive Modalitäten zur Verfügung gestellt haben verwendet , um Ventilfunktion bei Nagern 9, 10, 11, bisher beurteilen zu können , sind wir von einer Veröffentlichung nicht bewusst , dass ein umfas bietetsendes, Schritt-für-Schritt-Protokoll für in Mäusen Ventilfunktion Phänotypisierung Herz.
Der Zweck dieses Manuskripts ist, die Verfahren und Protokolle beschreiben Herzklappenfunktion in Mäusen Phänotyp auf. Alle Methoden und Verfahren wurden von der Mayo Clinic Institutional Animal Care und Use Committee genehmigt. Schlüsselkomponenten dieses Protokolls umfassen, die Tiefe der Anästhesie, die Bewertung der Herzfunktion und die Bewertung der Herzklappenfunktion. Wir hoffen, dass dieser Bericht nicht nur dazu dienen, die Ermittler zu führen Interesse in der Forschung auf dem Gebiet der Herzklappenerkrankungen zu verfolgen, sondern auch einen nationalen und internationalen Dialog zu Protokoll Normung starten Datenreproduzierbarkeit und Gültigkeit in diesem schnell wachsenden Markt zu gewährleisten. Wichtig erfordert eine gute Kenntnis der Grundsätze der Sonographie (allgemein und Terminologie in Sonografie), erfolgreiche Abbildung hochauflösenden Ultraschallsysteme verwenden, um ein Verständnis der grundlegenden principles der kardialen Physiologie und umfangreiche Erfahrung mit Sonographie eine präzise und zeitspar Beurteilung der Herzfunktion bei Nagetieren zu ermöglichen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Einleitung der Narkose
Proper Einleitung und Aufrechterhaltung einer Narkose ist entscheidend für die genaue Beurteilung der Veränderungen der Herzventil und Herzfunktion in Mäusen. Angesichts der raschen Einleitung der Narkose, ausgelöst durch Isofluran und der relativ langen Wash-out-Zeit dieses Anästhetikum folgende tiefe Narkose, wir haben keine Stand-alone-Anästhesie Kammer zur Induktion verwenden. Stattdessen, wie oben im Detail erwähnt, Tiere werden direkt an die …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by NIH grants HL111121 (JDM) and TR000954 (JDM).
Materials
| High resolution ultrasound machine | VisualSonics, Fujifilm | Vevo 2100 | |
| Isoflurane diffuser (capable of delivering 1 % to 1.5 % isoflurane mixed with 1 L/min 100% O2 | VisualSonics, Fujifilm | N/A | |
| Transducers for small mice (550D) or larger mice (400) | MicroScan, VisualSonics, Fujifilm | MS 550D, MS 400 | |
| Animal platform | VisualSonics, Fujifilm | 11503 | |
| Advanced physiological monitoring unit | VisualSonics, Fujifilm | N/A | |
| Isoflurane | Terrell | NDC 66794-019-10 | |
| Nose cone and tubing connected to isoflurane diffuser and 100% O2 | Custom Engineered in-house | — | |
| Hair razor | Andis Super AGR+ vet pack clipper | AD65340 | |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories | REF 01-08 | |
| Electrode gel | Parker Laboratories | REF 15-25 | |
| Adhesive tapes | Fisher Laboratories | 1590120B | |
| Paper towels |
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