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Developmental Biology

用高频超声 (30/45 mhz) 系统对胎儿小鼠进行心血管成像

Published: May 5, 2018 doi: 10.3791/57210

Summary

高频超声成像的胎儿小鼠有改进的影像分辨率, 可以提供精确的非侵入性的心脏发育和结构缺陷的特点。此处概述的协议旨在执行实时的胎儿小鼠超声心动图在体内

Abstract

先天性心脏缺损 (CHDs) 是儿童发病率和早期死亡的最常见病因。产前检测 CHDs 的潜在分子机制对于发明新的预防和治疗策略至关重要。突变小鼠模型是发现新机制和环境应激修饰剂的有力工具, 推动心脏发育及其在 CHDs 的潜在改变。然而, 建立这些假定的贡献者因果关系的努力仅限于非生存动物实验的组织学和分子研究, 其中监测关键的生理和血流动力学参数往往是缺席的。实时影像技术已成为建立 CHDs 病因的重要工具。特别是, 超声成像可以使用产前没有手术暴露胎儿, 允许保持他们的基线生理学, 同时监测环境压力对心脏室的血流动力学和结构方面的影响发展。在此, 我们使用高频超声 (30/45) 系统来检查胎儿在 E18.5子宫内在基线和应对产前缺氧暴露的小鼠心血管系统。实验表明, 该系统能测量心脏室大小、形态学、心室功能、胎心率和脐动脉血流指数, 并对其在子宫内暴露于系统性慢性缺氧的胎儿小鼠中的变化进行了分析, 并在实际中进行了研究。时间。

Introduction

先天性畸形的心脏是在早期心脏发育期间发生的异质结构缺陷。目前, 操作程序的技术进展使 CHDs12的婴儿存活率显著提高。然而, 生活质量经常被损害次要到长期住院和需要为分期的外科修理规程1,2,3,4,5。产前检测 CHDs 的基本分子机制是至关重要的, 以便计划早期干预, 实施新的预防战略, 并改善终生结局6,7

虽然多重遗传和环境因素已牵连 CHDs 发病机制, 建立因果关系仍然是未满足的需要, 以改善诊断, 治疗和预防策略1,8,9 ,10,11,12。此外, 检查在子宫内应激因子和表观遗传修饰符的作用, 为将来的调查打开新的场所11,12。过去的十年确实见证了下一代测序技术的飞速发展, 包括单核苷酸多态基因芯片、全 exome 测序和全基因组甲基化研究, 它们在基因研究中的应用复杂的人类疾病的原因, 包括 CHDs1,8,9,10,11铺平了道路, 以确定新的突变和遗传变种尚未被在合适的动物模型中测试其致病性。

在不同的疾病模型系统中, 鼠标是选择的动物模型, 不仅用于 CHDs 早期 cardiogenesis 的调查机制13,14,15,16, 还要阐明其对产前和围产期应激因素对心室成熟和晚期妊娠功能的影响。因此, 在发育的早期和后期, 对突变胎鼠心脏的体内表型特征进行分析, 对于了解这些遗传变异和环境因素对心脏发育的作用至关重要, 并未来对小鼠室特异性成熟过程的潜在影响。

在开发过程中早期发现和准确诊断心脏缺损是干预计划的关键17,18。胎儿超声是安全、简单、便携和可重复的, 实际上已经成为临床心脏评估的标准影像技术。多普勒超声对胎儿循环的评价在临床实践中得到了广泛应用, 不仅用于检测心脏缺损, 而且能检测血管畸形、胎盘功能不全和宫内生长受限, 并评估胎儿的福祉, 以回应在子宫内侮辱包括低氧血症, 产妇疾病和药物毒性17,18。在评估人类缺陷和疾病的价值的同时, 超声对胎儿小鼠的评估在实验设置中得到了越来越大的效用19,20,21,22, 23。特别是, 胎儿心脏超声 (超声心动图) 允许连续在体内可视化的发展心脏。许多实验研究都采用超声成像技术观察转基因胎鼠的胎儿心血管发育。多普勒超声对于阐明病理生理学参数, 如在生理挑战或疾病条件下的胎儿循环中的流动模式特别有用10,19。在人类和动物中, 异常的血流或胎儿的氧气供应可能会因各种情况而导致胎儿环境在子宫内和影响 fetoplacental 轴, 包括胎盘异常, 产妇缺氧,妊娠期糖尿病和药学诱导的血管收缩15,22。因此, 建立标准化的方法来执行多普勒超声波对胎儿小鼠将极大地增强未来的研究 CHDs 通过促进监测流型和关键血流动力学指标的心血管回路在基因小鼠模型心脏发育的不同阶段.

高频超声已成为测量小鼠模型和人类疾病中心血管系统发育和生理参数的有力工具18。这项技术近年来得到了进一步的改进。我们和其他研究人员已经证明了该系统在胎儿小鼠心脏进行超高频超声研究的可行性15,19,20,21,22 ,23。该系统配备多普勒彩色流映射和线性阵列传感器, 产生二维, 动态图像在高频 (30 至50兆赫) 帧率。这些优势, 相比于低频超声系统和前一代高频超声21,22, 提供必要的灵敏度和分辨率, 以深入评估胎儿循环系统, 包括心脏结构的综合表征, 室功能, 以及胎儿小鼠在实验环境中的流动指标。在此, 我们概述了使用高频系统在胚胎日 E18.5体内进行体外循环和胎儿胎盘循环快速评估的方法。我们选择了一个30/45 兆赫传感器, 提供了大约60µm 的轴向分辨率和150µm 的横向分辨率。然而, 可以选择一种更高频率的传感器 (40/50 兆赫) 来分析早期的发育阶段, 方法是采用类似的方法。所选的 M 模式允许在高时间分辨率水平 (1000 帧/秒) 的运动中组织的可视化。最后, 我们证明了高超声对胎儿心血管血流动力学状态和功能的详细的综合表型描述的可行性在小鼠基线和应对产前缺氧应激。

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Protocol

加州大学洛杉矶分校动物保育和使用委员会批准了本议定书所示的所有程序。这项实验是在美国加利福尼亚州洛杉矶加州大学机构动物护理和使用委员会批准的活动动物协议下进行的一项持续研究的一部分进行的。动物处理和关心跟随指南的标准为实验室动物的关心和用途。

1. 高频超声成像系统的研制

  1. 打开超声波成像系统和生理学监测单元。
  2. 连接 30/45 MHz 传感器。
  3. 将相应的扫描头放置在成像平台附近的固定架上。
  4. 选择心脏测量程序选项。
  5. 将超声波凝胶倒置在其预热容器设置为37摄氏度。
  6. 确认适当的麻醉管道系统, 并验证氧和异氟醚的水平。
  7. 对成像平台和工作区域进行消毒。
  8. 设置成像平台的热电平, 以保持大坝的恒定体温和心率。

2. 孕鼠制剂

  1. 将怀孕的老鼠 (C57/BL6) 大坝放置在麻醉诱导室中。
  2. 使用连续提供的吸入异氟醚 (异氟醚 2%-3%) 与100% 氧 (100% O2) 混合, 在感应腔内以200毫升/分钟的流速诱导麻醉。
  3. 将镇静的动物转到仰卧位的成像平台上。
  4. 使用连接到麻醉油管系统的面罩提供稳态镇静--将异氟醚 (1.0%-1.5%) 与 100% O2混合在200毫升/分钟。
    注意: 使用装有炭过滤器的通风系统控制麻醉气体的泄漏。
  5. 应用电极凝胶后, 将四肢轻轻地贴在嵌入式心电图电极上, 以实现对产妇心脏和呼吸速率的恒定监测。
  6. 调整异氟醚的水平以维持平均心率 (450 +/-50 节拍/分钟 (bpm))。
  7. 保持体温在37.0 摄氏度 +/-0.5 摄氏度范围内。监测生理控制单元中显示的体温和心率。
  8. 在整个成像过程中每15分钟记录镇静鼠的生命体征。
  9. 评估麻醉的水平, 评估鼠标的姿势, 心率, 和脚趾捏的反应。
  10. 应用眼科药膏 (1 滴入每只眼睛), 以防止眼部干燥和角膜损伤。
  11. 使用脱毛霜, 以减少超声衰减, 将皮毛从中胸部水平移到下肢。1-1. 5 分钟后, 通过交替湿和干纱布湿巾, 以防止损害皮肤。

3. 胚胎识别

  1. 触及腹壁轻轻地找到胎儿并将其传播出去。
  2. 使用标记对大坝腹部的每个胚进行注释, 并定义它们的前后和背侧方向。
  3. 使用子宫颈的镇静剂水坝作为一个地标。将左侧和右侧子宫角上的胎儿标记为 L1、L2,L 3、(左侧) 和 R1、R2、R3、(右侧), 分别 (图 1A)。
    注意: 避免强行传播胎儿。1-2 个胎儿在每个垃圾可能重叠与其他, 使他们的定位和成像不可靠。从分析中排除这些胎儿。

4. 胎儿心脏的可视化和注释

  1. 将预预热的超声凝胶敷在腹部, 并仔细涂抹以避免气泡形成。在扫描成像区域添加额外的凝胶量。
  2. 将超声波探头放在其机械支架上, 并在使用扫描 B 模式 (图 1) 的同时, 在寻找跳动的心脏时, 逐步向皮肤进行接触。
  3. 单击扫描B 模式按钮以获取2维图像。使用膀胱作为标志, 以确定第一个胎儿定位在右侧或左子宫角, 并标记为 R1 或 L1, 分别。
  4. 通过在水平平面上移动成像平台, 实时确认单个胎儿的左右方向。从头部到尾部进行扫描, 以注释鼻、四肢和脊柱为地标 (图 1B, 视频 1)。
  5. 可视化跳动的心脏和注释左心室 (LV) 和右心室 (RV)。使用彩色多普勒模式优化心脏可视化 (图 1 C G, 视频 1-2)。
  6. 单击扫描B 模式按钮以获得胸骨旁短轴视图, 使 LV 和 RV 显示在数据获取帧中心的最大直径。启动实时映像 (图 1B-c)。
  7. 更改鼠标相对于扫描平面的方向, 以获得纵向四室视图 (图 1D)。首先, 确定心脏的其余结构, 如心房, 室隔膜, 左, 右流出大片。其次, 将心室和心房腔显示在其最大直径。然后开始图像采集。
  8. 从最终分析中排除非最佳的斜图像。单击Cini按钮可获得连续录制的 "Cineloops", 最低为十年代, 然后保存录制的图像。

5. 评估胎儿心率和心室功能

  1. 单击扫描M 模式按钮可从四腔平面 (视频 3) 获取心脏图像。
  2. 在所有胚胎的图像完成后, 查看记录的列表以进行分析。
  3. 从最终分析中排除非最佳的斜图像。
  4. 单击分析按钮以测量舒张壁厚度和左/右心室内径 (LVID, d;RVID, d) 和收缩 (LVID, s;RVID), 如图 2所示。
  5. 通过播放每个记录的 M 模式跟踪并计算一个流循环到以周期 ( 相邻峰值之间的间距 ) 来确定平均胎心率。
  6. 执行多个测量 (每次跟踪至少5个) 以获得平均心率 (图 2)。
  7. 在整个心脏循环中测量左心室内舒张直径 (LVID、d) 和左心室内径在终收缩 (LVID) 之间的时间变化。然后计算分数缩短百分比 (FS%), 如下所示: FS% = [(LVID, d-LVID, s)/LVID, d] x100。
  8. 执行多个测量 (每次跟踪至少5个) 以获得平均 FS% 值。

6. 评价心肺流动参数

  1. 在小于 60o的购置角度调整扇区。单击多普勒按钮, 通过使用45兆赫传感器, 从2维四室成像平面执行脉冲波多普勒测量。
    1. 首先, 可视化肺动脉的分岔, 以确定右流出道。接下来, 单击脉冲波多普勒按钮以获得通过肺和主动脉瓣 (图 3A, 视频 4) 的流模式。
  2. 从脉冲波多普勒追踪获得肺流量测量, 包括峰值收缩速度 (PkV)、加速度时间 (AT) 和弹射时间 (ET)。
  3. 执行多个测量 (每次跟踪至少5个) 以获得平均值测量, 如图 3A (右) 所示。
  4. 计算每个流出阀的正/ET 比, 作为流出道通畅和血流的指示器。
  5. 采用脉冲波多普勒方法, 从2维顶端四腔的角度进行二尖瓣和主动脉血流模式的提取。首先, 确定左心房和左心室室。其次, 将脉冲波多普勒样本量用于记录二尖瓣流入多普勒模式, 测量早期舒张速度 (E) 和心房收缩速度 (A) (图 3B)24,25
  6. 调整多普勒样本量, 获得主动脉多普勒射流模式。使用主动脉多普勒射流跟踪测量加速度时间 (AT) 和弹射时间 (ET), 如图 3B (右) (视频 5)

7. 评估胎儿-胎盘轴

  1. 使用 45 MHz 传感器 (图 4A), 利用彩色多普勒扫描可视化子宫动脉和胎儿胎盘血管树。
  2. 当脐带从胎儿腹中流出后, 在脐带的羊膜腔内发现脐血管 (两条动脉和一条静脉)。
  3. 将脉冲波多普勒样本量用于获得脐动脉流模式 (图 4A)。
  4. 利用脉冲波多普勒扫描记录 (图 4B) 测量血管峰值流量参数, 包括加速度时间 (AT)、弹射时间 (ET) 和末端收缩 (PkV) 的峰值流速。
  5. 在没有胎儿运动和产妇呼吸运动的情况下, 在每艘船上连续获得5个波形, 以测量每条血管的平均峰值速度。
  6. 进入下一个胚胎。

8. 成像后动物监测

  1. 在成像过程完成后关闭异氟醚容器。
  2. 在恢复阶段继续监测体温、呼吸率和心率。
  3. 一旦大坝开始自发运动, 面罩和连接的油管系统就会被拆除。
  4. 将大坝返回适当的住房, 并根据标准的机构后程序协议继续进行观察。
  5. 记录正常活动完全恢复的时间。

9. 性能要求和技术考虑事项

  1. 将8胎儿的处理时间限制在大约1小时左右, 以避免长期麻醉对生命体征和生理参数的不良影响。
  2. 对8-10 只怀孕小鼠进行完整训练, 优化图像采集和短时间内的流型跟踪技术。

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Representative Results

对心脏和血流动力学指标的统计分析离线进行。计算了3种最佳图像中连续5次测量的方法。这些数据被表示为 "平均" 电子扫描电镜. 学生的t测试用于推断团体比较。≤0.05 的P值被认为具有统计学意义。

根据上述协议, 我们的特点是长期暴露于产前缺氧对胎鼠晚期胎儿心血管状况的影响, 通过获得 C57/BL6 定时怀孕小鼠的实时高频超声记录妊娠日 (GD) 18.5。

育种组建立后, 成功的交配得到证实。定时怀孕水坝在12小时黑暗的政权下保持在笼子里与食物和水ad 随意直到。在 GD14.5, 怀孕的小鼠被分配到 normoxia 组 (在环境空气中维持) 或缺氧组 (放置在缺氧室在10% 不负担装卸2, 以诱发系统性缺氧)。出生后, 水坝和幼崽仍然被分配到他们的实验条件, 直到产后 7 (P7)。

在这些实验中, 总共研究了6座大坝, 并在 GD18.5 成功地拍摄了42只胎儿。其中, 从36个胎儿获得的数据用于后续分析 (表 1)。对 GD18.5 胎儿心率的分析表明, 缺氧胎儿的胎儿心动过缓 (心率降低), 胎儿心功能指数显著下降 (EF% 和 FS%)(表 1)。显著地, 缺氧暴露的胎儿的脐动脉 PkVs 的峰值流速 (PkVs) 减少 (图 4B表 1)。此外, 脐动脉加速时间/射出时间 (ET) 比常氧胎儿显著降低缺氧值, 提示脐血管阻力增加。协议中, 在2维/M 模式图像上测量的缺氧胎儿右心室壁厚度增加 (图 5)。由于 rv 在胎儿发育过程中具有主导的泵功能, 而胎盘作为氧合的主要血管床, 这些数据统称为胎儿-胎盘血管回路中升高的流动阻力导致 RV肥厚。重要的是, 缺氧暴露的新生儿面临产后早期致死。RV 衰竭和增加的血管阻力引起的慢性暴露于产前缺氧是潜在的贡献原因。其他因素, 如再氧损伤造成的氧化还原毒性, 不良喂养和产妇疾病不能排除。然而, 在今后的研究中仍有待确定产前缺氧诱发心脏发病机制和胎儿早期致死的确切机理。

Figure 1
图 1: 使用扫描 B 模式和彩色多普勒审讯的胎儿小鼠注释和心脏可视化在子宫内() 胎儿小鼠识别和注释的示意图表示 (左, R: 右).(B) 在胎儿解剖地标的代表性形象, 以指导孕日18.5 胎心的方向从左心室 (LV), 右心室 (RV) 和室间隔 (IVS) 的胸骨旁短轴视图。(C) 对 LV 和 RV 的胸骨旁短轴视图的代表图像进行颜色审问, 以方便心室可视化。(D) LV 和 RV、左心房 (LA) 和右心房 (RA) 彩色多普勒的纵向四室视图。(E) LV 和 RV 的纵向四室视图, 用彩色多普勒审讯方便了流出通道的可视化: 右心室流出道 (RVOT)、左心室流出道 (LVOT)、主动脉 (AO) 和右心室流出道 (RVOT)。(F) 代表彩色多普勒 RVOT 和 PA 的审讯。(G) 代表彩色多普勒 LVOT 和 AO 的审讯。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 2
图 2: 对胎儿心率和心室功能的评估.(A) 代表性的 M 模式跟踪, 从 GD 18.5 的长轴4室视图中获得。(LV: 左心室;右心室;左心房;RA: 右心房)。(B) 代表量化 (万箭穿心线) 方法的心室尺寸, 包括左和右心室内径在舒张 (LVID, d;RVID, d) 和收缩 (LVID, s;RVID, 左、右心室壁厚度舒张 (LVAW, d;RVW、d)、室间隔 (IVS) 和节拍对 HR 的测量均显示在四室成像平面上。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 3
图 3: 脉冲波多普勒追踪胎儿肺、主动脉和二尖瓣流量指数.(A) 有代表性的肺动脉脉冲波多普勒追踪 (左) 图像。定量方法 (线) 肺流量指数 PkV (峰值速度), 在 (加速时间), ET (弹射时间) 显示 (右) 从纵向四室的看法。(B) 有代表性的二尖瓣和主动脉脉冲多普勒血流模式 (左) 和定量的二尖瓣流量指数 E (早期舒张速度) 和 A (心房收缩) 和主动脉流量指数在, ET 和 PkV (右) 显示从四室成像平面。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 4
图 4: 评估胎儿-胎盘循环.(A)使用彩色多普勒审讯 (上部) 和产妇心电图记录 (下) 的胎儿胎盘血管回路的代表图像. (B)有代表性的脉冲波多普勒记录和量化测量 (线) 在缺氧 (上) 和 normoxia 控制暴露的胎儿小鼠 (较低) 的数字检测 (行). PkV (峰值速度), 在 (加速度时间), ET (弹射时间)。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 5
图 5: 低氧治疗胎鼠右心室壁厚度的评估.(A, B)在 GD 18.5 normoxia 和缺氧条件下从长轴四室视图获得的典型 m-模式跟踪。左心室, RV: 右心室, 右心室壁。线表示收缩 (s) 和舒张 (d) 中 RVW 厚度的定量测量。(C) RVW 的量化显示, 与 normoxia 相比, 缺氧处理的胎鼠 RVW 厚度增加。误差条: 平均值的标准误差。(D) 在 GD 18.5 中具有代表性的横断面图像, 描述了低氧治疗和 normoxia 治疗组中 RV 壁厚度的增加。原始放大倍数10X。请单击此处查看此图的较大版本.

参数、单位 Normoxia 产前缺氧
成功成像胎儿数 20 16
产后死亡率 5% 68.75%
血流动力学参数 (指电子扫描电镜) (指电子扫描电镜)
胎儿心率, bpm 138 @ 4 89 8 **
左心室 EF,% 71.2 @ 3 55 ~ 2 **
左心室 FS,% 43 @ 2 29 ~ 4 **
肺动脉 PkV, 毫米/秒 102 @ 10 129 ~ 8 **
肺动脉到 ET 比值 0.42 @ 0.05 0.35 @ 0.03 *
脐动脉 PkV, 毫米/秒 58 @ 4 40 1.5 **
脐动脉到 ET 比值 0.5 @ 0.03 0.42 @ 0.025 *
脐静脉 PkV, 毫米/秒 13 @ 1。2 19.6 ~ 3 **
脐动脉-静脉延迟, ms 122 @ 4 238 @ 20 *
EF, 弹射分数;FS, 分数缩短;NA, 不可用;NS, 不显著;PkV, 峰值速度;PkV, d, 舒张期峰值速度;收缩期 PkV、s、峰值速度;学生的 t 检验被用来推断团体的差异。P < 0.005。** < 0.01。* P < 0.05 代表了群体间比较的显著差异。学生的t 测试。不重要的是留空白。

表 1: 常氧和缺氧胎鼠在妊娠日的血流动力学参数 18.5 。EF, 弹射分数;FS, 分数缩短;PkV, 峰值速度;在, 加速度时间;等等, 弹射时间。学生的t测试用于推断团体差异。** P < 0.005。**p < 0.01 和 * P < 0.05 代表了组间比较的显著差异。

Video 1
视频 1: B 模式短轴视图.请单击此处查看此视频。(右键单击可下载)

Video 2
视频 2: 彩色多普勒-顶端纵向视图.请单击此处查看此视频。(右键单击可下载)

Video 3
视频 3: M 模式.请单击此处查看此视频。(右键单击可下载)

Video 4
视频 4: 肺动脉-脉冲波多普勒.请单击此处查看此视频。(右键单击可下载)

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Discussion

心血管畸形和疾病在很大程度上受遗传因素和环境因素的影响19。我们以前已经表明, 孕产妇的热量限制, 开始在第二个月, 对胎儿胎盘循环流和胎儿心脏功能9的重大影响。

产前缺氧是胎儿发育过程中的另一个常见的压力因子, 可能会极大地影响胎儿-胎盘生理和循环系统。在冠心病导致围产儿适应产后生活的情况下, 产前缺氧暴露的影响可能更为深远。本研究发现的心率异常和心脏指数确实是心脏应激和改变胎盘循环生理学的重要指标, 是检测发育缺陷的主要因素,由于产前缺氧应激导致早期心力衰竭, 血流动力学改变可能会进一步明显。与预期相反, 缺氧暴露的胎儿的心率较低。这一现象可能反映了胎儿小鼠在 GD18.5 缺氧时的未成熟心脏自动调节功能机制。然而, 确切的发病机制仍不得而知。

尽管其他先进的成像方法, 如胎儿心脏 MRI, 允许心脏结构的活成像在发展期间20, 血液动力学状态经常丢失由于静态图像和冗长的过程。另一方面, 无创超声技术允许执行维持基线生理学的体内动态成像。此外, 随着高频传感器的可用性提高分辨率, 在不同发育阶段的胎儿心脏的可视化, 可以变得更可行的转基因小鼠通过优化胎儿注释方法。最后, 使用这种方法, 每个实验的成本都要少得多。

在 Kim GH et的前一份报告中, 作者提供了有关使用前代高频超声成像系统21进行数据采集的成像计划优化的重要和新颖的见解。周 YQ et的另一份报告, 采用高频超声, 配备彩色多普勒系统22, 建立了在生理水平上胎儿循环的标准化基线测量。因此, 此处提出的协议补充了以前建立的协议, 并扩展了一个在实验环境中实时可行和切实可行的综合方法。本研究采用一种先进的高灵敏度高频超声系统, 以扫描胎儿-胎盘回路为单位。概述的协议是简单和规范化的使用这个强大的系统有效地通过实现量化测量缺氧对胎儿循环的影响在 GD18.5 的小鼠。

然而, 我们应该承认致命心脏成像的重要局限性和挑战: 首先, 包括异氟醚在内的麻醉药物可能会影响胎儿的生理参数。长时间的麻醉、脱发和超声凝胶会导致体温过低, 这会影响到大坝的心率和血流动力学指标以及胎儿。目前尚无有效的方法评价麻醉药的水平及其对胎儿的影响。为了规避这一限制, 我们滴定吸入异氟醚的水平, 以达到适当的镇静的水坝, 同时保持其基本心率和生命体征。第二, 在腹部深处可视化的胎儿是困难和不理想的, 导致这些胎儿被排除在最终的数据分析中。彩色多普勒可以提高成像剖面的优化和传感器与血流之间的适当对准。三是对所有胎儿进行同步分析, 需要快速、准确的可视化和图像采集操作者的效率, 这就意味着实践训练的重要性。

最后, 该方法的关键步骤需要强调, 包括 1) 适当的准备系统。2) 保持对怀孕小鼠体温和心率的稳定。3) 优化异氟醚的流速, 保持胚胎的基线生理状态, 获得可靠的数据。4) 在最短的时间内实现一致、高效的图像采集。5) 孕龄、性别和动物应变是重要的变量, 可能会显著影响结果。因此, 应该仔细设计实验协议, 在数据分析和解释中包括相同动物应变的匹配控制来解释这些变量。

总之, 高频超声系统是一种有效的方法来实现胎儿心血管系统的表型特征在子宫内具有重要的实验和科学价值和潜在的未来应用, 可能包括 1) 了解心脏发育过程中的生理动态。2) 对 CHDs 3 的遗传模型进行综合表型分析, 阐明胎儿胎盘循环对心脏室发育、成熟和适应应激的影响。4) 进行超声引导胎儿注射, 以研究毒素, 致畸因子, 或治疗剂的未来。6) 实施散斑追踪和应变分析能力, 获得心肌发育的详细区域心肌功能, 可为今后的研究提供依据。

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Disclosures

没有宣布利益冲突。

Acknowledgments

我们感谢动物生理学核心, 在加州大学洛杉矶分校分子医学分部提供技术支持和开放进入 Vevo 2100 超声生物显微镜观察 (显微镜) 系统。这项研究得到了 NIH/儿童健康研究中心 (5K12HD034610/K12)、加州大学洛杉矶分校-儿童发现研究所和今天和明天儿童基金会的支持, 以及大卫-医学院研究创新奖给 m. 董诚康。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vevo 2100 VisualSonics, Toronto, Ontario, Canada N/A High Freequency Ultrasound Biomicroscopy. The set up is available in animal physiology core facility, division of molecular medicine, UCLA. USA
inbred mice (c57/BL6) Charles River Laboratories N/A Inbread wild type mouse strain

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发育生物学 135 期 先天性心脏缺损 遗传学 超声心动图 胎儿循环 心脏发育 心脏成熟 心血管生理学
用高频超声 (30/45 mhz) 系统对胎儿小鼠进行心血管成像
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Touma, M. Fetal Mouse Cardiovascular More

Touma, M. Fetal Mouse Cardiovascular Imaging Using a High-frequency Ultrasound (30/45MHZ) System. J. Vis. Exp. (135), e57210, doi:10.3791/57210 (2018).

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