Summary
Wir beschreiben die Verwendung von hochfrequentem Ultraschall mit Kontrastbildgebung als Methode zur Messung des Blasenvolumens, der Blasenwanddicke, der Uringeschwindigkeit, des Hohlraumvolumens, der Hohlraumdauer und des Harnröhrendurchmessers. Diese Strategie kann verwendet werden, um die Nichtigkeitsstörung und Behandlungswirksamkeit in verschiedenen Mausmodellen der unteren Harnwegsfunktionsstörung (LUTD) zu bewerten.
Abstract
Die Inzidenz von klinisch gutartiger Prostatahyperplasie (BPH) und niedrigeren Harnwegssymptomen (LUTS) nimmt aufgrund der alternden Bevölkerung zu, was zu einer erheblichen wirtschaftlichen und Lebensqualitätsbelastung führt. Transgene und andere Mausmodelle wurden entwickelt, um verschiedene Aspekte dieser multifaktoriellen Krankheit nachzubilden; jedoch, Methoden, um genau quantitieren Harnstörungen und die Wirksamkeit der neuen therapeutischen Optionen fehlen. Hier beschreiben wir eine Methode, die verwendet werden kann, um Blasenvolumen und Detrusorwanddicke, Harngeschwindigkeit, Hohlraumvolumen und Hohlraumdauer und Harnröhrendurchmesser zu messen. Dies würde die Bewertung des Krankheitsverlaufs und der Wirksamkeit der Behandlung im Laufe der Zeit ermöglichen. Mäuse wurden mit Isofluran beanstandet, und die Blase wurde durch Ultraschall visualisiert. Für die kontrastreiche Bildgebung wurde ein 3D-Bild der Blase aufgenommen, um das Volumen zu berechnen und die Form auszuwerten; die Blasenwanddicke wurde aus diesem Bild gemessen. Für eine kontrastreiche Bildgebung wurde ein Katheter durch die Blasekuppel mit einer 27-Spur-Nadel platziert, die mit einer Spritze durch PE50-Schläuche verbunden ist. Ein Bolus von 0,5 ml Kontrast wurde in die Blase infundiert, bis ein Wasserlassen ereignistrat. Der Harnröhrendurchmesser wurde am Punkt des Doppler-Geschwindigkeitsprobenfensters während des ersten Leerungsereignisses bestimmt. Die Geschwindigkeit wurde für jedes nachfolgende Ereignis gemessen, das eine Durchflussrate ergibt. Zusammenfassend hat sich der Hochfrequenz-Ultraschall als wirksame Methode zur Beurteilung von Blasen- und Urethralmessungen während der Harnfunktion bei Mäusen erwiesen. Diese Technik kann bei der Bewertung neuartiger Therapien für BPH/LUTS in einem experimentellen Umfeld nützlich sein.
Introduction
Gutartige Prostatahyperplasie (BPH) ist eine Krankheit, die bei Männern entwickelt, wie sie älter werden und betrifft fast 90% der Männer über 80 Jahrealt 1,2. Obwohl die Entwicklung von BPH im Allgemeinen mit dem Altern verbunden ist, können andere Faktoren wie Fettleibigkeit und metabolisches Syndrom zu BPH bei relativ jüngeren Männern führen3,4. Viele Männer mit BPH entwickeln niedrigere Harnwegssymptome (LUTS), die ihre Lebensqualität deutlich verringern, und einige Erfahrung Komplikationen, die Blutungen, Infektion, Blasenauslass Obstruktion (BOO), Blasensteine, und Nierenversagen gehören können. Die Kosten für die Behandlung von BPH übersteigt 4 Milliarden US-Dollar jährlich5,6,7. Die durch BPH verursachte LutS-Diagnose beruht in der Regel auf der Verwendung des AUA-Symptomindex (AUASI) Score, der Uroflowmetrie und der Bewertung der Prostatagröße8. Die Ätiologie von BPH/LUTS ist komplex und multifaktoriell, und Krankheitsentwicklung und -progression wurden mit Prostatahyperplasie (Prostataproliferation), glatter Muskelkontraktilität und Fibrose in Verbindung gebracht. Aktuelle Behandlungen beinhalten die Verwendung von adrenergen Blockern, um einen glatten Muskeltonus in der Blase und Prostata zu regulieren, um LUTS- und/oder 5-Reduktase-Inhibitoren zu lindern, um den Androgenstoffwechsel zu verringern und die Prostatagröße zu verringern. Bessere Krankheitsmodelle, murin und andere, um die genaue Untersuchung der Auswirkungen der verschiedenen ursächlichen und therapeutischen Faktoren in diesem Krankheitsprozess im Laufe der Zeit zu ermöglichen, ist sehr wünschenswert9.
Nagetiermodelle wurden ausgiebig zur Erforschung der Urodynamik verwendet; die meisten Studien konzentrieren sich jedoch auf weibliche Micturition und Krankheit10. Um alle Aspekte der männlichen LUTS vollständig zu untersuchen, wurden Nagetiermodelle entwickelt und verwendet, um verschiedene Aspekte von BPH zu untersuchen, einschließlich Veränderungen in der Zellproliferation, glatte Muskelfunktion, Kollagenablagerung und Entzündung11, 12 , 13 , 14. Allerdings unterscheiden sich Nagetier und menschliche Prostataanatomie. Während die menschliche Prostata kompakt ist und von einer kondensierten fibromuskulären Schicht umhüllt ist, ist die Nagetier-Prostata lobular; und diese Unterschiede erschweren direkte Vergleiche der Krankheitsprogression und der Wirksamkeit der Behandlung. Darüber hinaus sind LUTS bei Mäusen schwer einzuschätzen, da es nicht möglich ist, die Mühe direkt zu messen. Stattdessen korrelieren aktuelle Methoden zur Untersuchung von Krankheiten histologische Merkmale mit physiologischen Merkmalen (z. B. Blasenvolumen und Wanddicke mit Uroflussmetrie, Hohlraum-Assays und Zystometrie-Endpunktdaten), die das Niveau der Harnmittel vergleichen. Dysfunktion zwischen BPH-Modell und Kontrolltieren12,15,16,17,18. Physiologische Merkmale werden häufig als post-mortem Nekropsie-Endpunkte bewertet, und es besteht eine Unfähigkeit innerhalb desselben Tieres, BOO im Laufe der Zeit zu beobachten. Kürzlich haben wir eine Unterteilung der Beckenharnröhre (die prostatische Harnröhre) identifiziert, bei der exogene Hormonimplantate eine Verengung auf der Grundlage von post-mortem Nekropsie-Bewertungen verursachen12. Aktuelle Methoden erlauben keine direkte In-vivo-Bewertung der Urethralverengung während der Leerung.
Ultraschall ist eine nicht-invasive Diagnose- und Bewertungstechnik, die erfolgreich in anderen Krankheitsmodellen eingesetzt wurde. Es wird verwendet, um das Organvolumen zu quantifizieren und den Gefäßfluss19,20,21zu bewerten. Ultraschall wird auch verwendet, um Mikroinjektionen zu visualisieren und zu leiten, die gezielte Injektionen von Stammzellen oder anderen Medikamenten ermöglichen, und um die systolische und diastolische Herzfunktion zu bewerten.
Dieses Protokoll beschreibt den Einsatz von Hochfrequenz-Ultraschall zur Bewertung der Anatomie der unteren Harnwege und zur Beurteilung der Harnphysiologie bei anästhesierten Mäusen. Wir beschreiben den Einsatz von Ultraschall zur Messung des Blasenvolumens und der Wanddicke. Wir beschreiben auch die Verwendung von kontrastverstärktem Ultraschall zur Messung der Uringeschwindigkeit, des Urinvolumens, der Leerraumdauer und des Harnröhrendurchmessers. Die Verwendung von Ultraschall bietet ein umfassenderes Verständnis der unteren Harnwege in vivo, bestimmt, wie Krankheit die normale Leerungsfunktion verändert, und gibt uns die Werkzeuge, um die Wirksamkeit neuer therapeutischer Optionen besser zu bewerten. Derzeit ist das kontrastfreie Bildgebungsprotokoll nicht terminal, während das aktuelle kontrastverstärkte Bildgebungsprotokoll ein Terminalverfahren ist.
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Protocol
Verfahren, an denen Tierquäler beteiligt sind, wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) an der University of Wisconsin – Madison genehmigt.
1. Tierzubereitung
- Legen Sie eine 24 Monate alte, C57Bl6/J-Männchenmaus in eine vorgeladene Kammer mit 3-5% Isofluran, bis der Rechtereflex verloren geht und die Atemfrequenz verlangsamt wird.
- Verwenden Sie bei Bedarf Clipper, um das Bauchhaar des Tieres für eine Operation und/oder Bildgebung zu rasieren. Entfernen Sie alle verbleibenden Haare mit einer Enthaarungscreme.
- Legen Sie die Maus in einer Supine-Position in einem Nasenkegel mit 2% Isofluran auf einer beheizten Plattform, um die Anästhesie aufrechtzuerhalten. Bestätigen Sie die Tiefe der Anästhesie durch Bewegungsverlust des Tieres als Reaktion auf einen Pedal-Entzugsreflex (Abbildung 1B).
2. Ultraschall-Setup
- Schließen Sie eine MV707-Sonde mit einer Mittelfrequenz von 30 MHz an den Aktiv-Port an, wobei die Anwendung auf "Bauchbildgebung" voreingestellt ist (Abbildung 1A).
- Positionieren Sie die Ultraschallsonde parallel zur langen Achse der Blase (Abbildung 1C).
- Lange und kurze Achsenbilder der Blase, der Prostata und der Harnröhre werden im B-Modus gemacht (Abbildung 1D).
- Verwenden Sie die "xy" Mikromanipulatoren, um die Maus zu bewegen.
3. Kontrastfreie bildgebende Protokoll
- Messen Sie die Blasenwanddicke mit dem linearen Abstandsmesswerkzeug und verfolgen Sie die Außenkante bis zum Innenrand der Blasenwand b-mode nach der Erfassung.
- Messen Sie das Bladder 3D-Volumen mit dem volumetrischen Werkzeug auf der 3D-Modus-Erfassung, indem Sie die Innenseite der Blasenwände verfolgen, um eine Kontur zu erstellen. Mehrere Konturen werden dann durch die Dicke der Blase erzeugt, um das Volumen zu berechnen.
4. Microbubble Kontrast Resuspension/Aktivierung
- Aktivieren Sie das Kontrastmittel (z.B. DEFINITY), indem Sie 45 s lang im Wirbelmischer schütteln, um die Mikroblasen in Lösung zu kapseln. Dieser Schritt ist entscheidend für eine optimale Kontrastverbesserung.
5. Kathetereinfügung
- Mit der Maus betäuben und auf die beheizte Plattform geklebt, setzen Sie die Blase mit einem Mittellinienschnitt mit geraden scharfen / stumpfen Scheren durch die Haut und Bauchwand.
- Legen Sie eine 27-Spur-Nadel, die durch flexible Polyethylenschläuche (PE 50) mit einer Spritze verbunden ist, in die Blase ein. Füllen Sie die Schläuche mit Kochsaline, um sicherzustellen, dass keine Luftblasen in die Blase injiziert werden.
6. Kontrastverstärktes Bildgebungsprotokoll
- Um die Nadelplatzierung zu bestätigen, indieerste 10 l Kochchen in die Blase, während man sie über Ultraschall beobachtet.
- Ersetzen Sie die Salinespritze durch eine Spritze, die Kontraste enthält, um die Visualisierung von Urethralwänden und Leerungsereignissen zu verbessern, da die Harnröhre normalerweise zusammengebrochen ist. Sobald eine vollständige lange Achsenansicht der Harnröhre erhalten und ein Bild gespeichert ist, drehen Sie die Sonde um 90°, um eine kurze Achsenansicht und ein M-Mode-Bild zu erhalten.
- Einen Bolus von Mikroblasen bei 0,5 ml pro 3 s in die Blase einlassen, bis ein Wasserlassen eintritt.
- Messen Sie während des ersten Leerungsereignisses den Harnröhrendurchmesser am Punkt des Dopplergeschwindigkeits-Probenfensters mit dem linearen Entfernungswerkzeug und der Messung von Kante zu Kante.
- Wenn die Harnröhre richtig lokalisiert ist, winkeln Sie die Sonde in Bezug auf die Harnröhre, um paralleler zum Urinfluss zu werden.
- Instillieren Sie einen zweiten Bolus von Mikroblasen in die Blase und messen Sie die Ereignisgeschwindigkeit mit dem Velocity Time Integral (VTI) Werkzeug.
- Nach der Datenerfassung die Maus mit Zervixdislokation einschläfern.
7. Datenberechnung und -analyse
- Wählen Sie das VTI-Werkzeug aus, um die Geschwindigkeit zu messen, indem Sie die aufgezeichneten Bilder nachverfolgen.
- Messen Sie den Durchmesser der Harnröhre aus dem B-Modus- oder M-Modus-Bild mit der Vorderkante bis zur Führenden Kantenkonvention.
- Berechnen Sie die Querschnittsfläche (CSA) mit der folgenden Formel (CSA ) mithilfe der oben erhaltenen Bildmessungen.
- Berechnen Sie das Leervolumen mit dem CSA der Harnröhre und multiplizieren Sie das mit dem Bereich unter der Doppler-Spur (Geschwindigkeitszeitintegral) (CSA x VTI = Volumen).
- Berechnen Sie das tatsächliche leergeschebte Urinvolumen unter der Annahme einer Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter.
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Representative Results
Ultraschall kann je nach versuchsweiser Konstruktion und Endpunktmessung mit oder ohne Kontrastverbesserung verwendet werden. Mäuse werden mit Isofluran befruchtet und rasiert und alle Spuren von Haaren mit einer Enthaarungscreme entfernt. Anästhesisierte Tiere werden auf einer beheizten Plattform platziert, wobei die Ultraschallsonde entlang der langen Achse der Blase positioniert ist (Abbildung 1).
Abbildung 2 zeigt repräsentative Ultraschallbilder einer Mausblase, die ohne Kontrastmittel aufgenommen wurde. Die Blasenwand ist hyperechoisch (weiß), und die Blasenwanddicke wird mit einem Software-Messpaket gemessen. Eine Blasenoberflächenprojektion kann gerendert werden, um Blasenvolumen, Wandstärke und Wandvolumen zu bestimmen (Tabelle 1).
Für kontrastverstärkte Blasen- und untere Harnwegsbilder muss ein Katheter in die Blase eingeführt und Mikroblasen injiziert werden. Es ist wichtig, die Mikroblasen pro Herstellerprotokoll für eine optimale Bildgebung zu aktivieren. Abbildung 3 zeigt ein repräsentatives Bild einer mit Mikroblasen gefüllten Blase. Die Blase ist hyperechoisch (erscheint weiß im Bild). Ein niederfrequenter Ultraschallausbruch zerstört die Blasen und die Blase wird vorübergehend hypoechoisch (erscheint schwarz), bevor sich die Blasen reformieren und diese Struktur als Blase bestätigen. Während des Zerstörungsimpulses sinkt die Sendeleistung auf 100% und die Sendefrequenz sinkt auf 10 MHz. Ein Bolus von Mikroblasen (0,5 ml pro 3 s) löst ein Leerscheinereignis aus und ermöglicht die Visualisierung der Harnröhre. Die Harnröhre wird durch die Anwendung eines niederfrequenten Ultraschallausbruchs während des Wasserlassens bestätigt und die Zerstörung und Reformation von Mikroblasen beobachtet. Während des Wasserlassens können mehrere Messungen durchgeführt werden. Der Harnröhrenlumendurchmesser kann vor und nach dem Urinieren zusammen mit der Fließgeschwindigkeit des Urins, der durch diesen Bereich der Harnröhre und des Gesamtabflusses fließt, erfasst werden (Abbildung 4). Mittels Kontrastbildgebung wurden Messungen über die gesamte Länge der Harnröhre durchgeführt (Tabelle 2). Aus diesen Messungen werden weitere Berechnungen durchgeführt, um die Einhaltung des Harnflusses und der Blase zu untersuchen (Tabelle 3).
Abbildung 1 . Ultraschall-Setup. (A) Gesamtbildaufbau. (B) Positionierung der Maus auf der Plattform. (C) Blase wird belichtet und katheterisiert mit der Ultraschallsonde für lange Achse Blasenbildgebung aufgereiht. (D) Ultraschallgel und Sonde auf exponierter, katheterisierter Blase für lange und kurze Achse für die Bildgebung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2 . Kontrastfreie Abbildung der Mausblase. (A) Bild der Mausblase ohne Mikroblasen. (B) Messungen der Blasenwanddicke aus dem B-Modus-Blasenbild. (C) 3D-Rekonstruktion der Mausblase. (D) Fläche und Form extrapoliert aus 3D-Bild für weitere Analysen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3 . Kontrastverstärkte Bildgebung von Mausblase und Harnröhre. (A) Volle Blase mit Mikroblasen. (B) Volle Blase mit Mikroblasen nach Zerstörungsereignis. (C) MausHarnstoff mit Mikroblasen. (D) MausHarnstoff mit Mikroblasen nach Zerstörungsereignis. Urethra rot umrandet. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4 . Messungen aus der Harnröhre der Maus. (A) Urethrallumendurchmesser, die während eines Harnereignisses gemessen werden. (B) Harnflussgeschwindigkeit durch die Penisharnröhre während der Leerung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Probephase | Blasenvolumen (mm3) | Wandstärke der Blase (mm) | Blasenwandvolumen (mm3) |
| 164 | 47.44 | 0.82 | 12.14 |
| 166 | 87.54 | 0.83 | 29.84 |
| 167 | 100.94 | 0.58 | 51.53 |
| 163 | 152.12 | 0.7 | 74.61 |
| 165 | 116.39 | 0.61 | 59.28 |
Tabelle 1. Nicht-invasive Ultraschallmessungen der Blase. Blasenvolumen und Blasenwanddicke, gemessen durch Ultraschall.
| Messtyp | Image Erforderlich | standort | ausmaß |
| Blasenvolumen (mm3) | Blase 3D-Modus | blase | 335 |
| Wandstärke der Blase (mm) | Blase B-Modus | Distal bis Blasenhals Proximal bis Blasenhals |
0.25 0.23 |
| Harnröhre Durchmesser (mm)* | Urethra B-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
0.83 0.33 0.5 0.25 |
| Harnereigniszeit (ms)* | Urethra PW-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
3960 3740 3530 4490 |
| Beschleunigungszeit (ms)* | Urethra PW-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
580 440 240 180 |
| Beschleunigung (mm/s2)* | Urethra PW-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
1218.08 3685.76 3054.79 11031.4 |
| Geschwindigkeitszeit integral (cm)* | Urethra PW-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
184.2 490.48 157.55 676.93 |
| Mittlere Geschwindigkeit (mm/s)* | Urethra PW-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
494.09 1256.82 467.04 1565 |
| Spitzengeschwindigkeit (mm/s)* | Urethra PW-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
780.74 1655.85 820.97 2190.94 |
| Mittlerer Farbverlauf (mmHg)* | Urethra PW-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
0.98 6.32 0.87 9.8 |
| Spitzengradient (mmHg)* | Urethra PW-Modus | Blasenhals Prostatische Harnröhre Membranöse Harnröhre Penis Harnröhre |
2.44 10.97 2.7 19.2 |
| * Messungen während des Harnereignisses |
Tabelle 2. Ultraschallmessungen der Blase und Harnröhre. Blasen- und Harnröhrenmessungen durch Ultraschall während Harnhohlräumen.
| Berechnungstyp | formel |
| Querschnittsfläche (mm2) | CSA = Sr2 |
| Durchfluss (mm3/s) | Durchflussrate = CSA x Mittlere Geschwindigkeit |
| Geschätztes Leervolumen (mL) | V = (Flow Rate/1000) x (Ereigniszeit in Sekunden) |
| Volumetrische Dehnung | Stretch = (Vnach-Vvor)/Vvor |
Tabelle 3. Berechnungen mit Ultraschallmessungen. Berechnungen und Formeln für Ultraschallmessungen zur Beurteilung der Blasenfunktion und des Harnflusses.
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Discussion
Aktuelle Techniken zur Bewertung der unteren Harnwege von Nagetieren sind durch ihre Fähigkeit eingeschränkt, Veränderungen in der Leerungsphysiologie direkt mit Veränderungen in der Prostatahistologie zu korrelieren, die sich auf das Fortschreiten der Krankheit belaufen. Leere Spot-Assays und Uroflowmetrie können verwendet werden, um spontane Wasserlassen-Ereignisse bei Nagetieren zu bewerten, und diese Techniken können verwendet werden, um Veränderungen über einen Zeitraumvon 15,16,17zu bewerten. Bei beiden Techniken kann jedoch die Blasenfülle nicht vor Beginn des Tests beurteilt werden. Darüber hinaus können Veränderungen beim Wasserlassen aufgrund des Verhaltens und nicht durch eine direkte Folge des Krankheitsverlaufs auftreten, was es schwierig macht, die Auswirkungen von Krankheiten auf das Wasserlassen zu bestimmen. Zytometrie, eine andere Technik zur Beurteilung der Blasenfunktionsstörung bei Nagetieren, kann eine In-vivo-Bewertung der Blasenfunktion16liefern. Die dynamische Wirkung der Nagetierprostata auf die Leerungsfunktion ist jedoch nicht klar. Frühere Studien haben mausurethrale histologische Veränderungen bei Mäusen dokumentiert, die mit der veränderten Leerungsfunktion verbunden sind12. Diese Studien können jedoch nur einen diskreten Zeitpunkt betrachten, und Blase, Prostata und Urethralanatomie werden nicht gleichzeitig mit funktionellen Tests bewertet. Andere Methoden zur Bewertung von Veränderungen innerhalb der Blase (d.h. Masse, Volumen) treten zum Zeitpunkt der Euthanasie11,12auf, was es unmöglich macht, die Entwicklung eines Krankheitsprozesses im Laufe der Zeit zu beobachten. Da die Gefahr des Wasserlassens zum Zeitpunkt des Opferns besteht und die Wasseraufnahme vor dem Opfer nicht reguliert werden kann, steigt die Variabilität des gemessenen Blasenvolumens auch innerhalb von Behandlungsgruppen. Dieses Papier beschreibt die Verwendung von Ultraschall, um die unteren Harnwege von Mäusen mit oder ohne Kontrastmittel abzubilden. Diese Technologie ermöglicht die Visualisierung von Veränderungen der Blasengröße bei einem intakten Tier sowie die Beurteilung funktioneller Veränderungen des Blasenvolumens, der Blasenwanddicke, des Harnröhrenlumendurchmessers und der Kontrastgeschwindigkeit, die durch die Harnröhre führt. Insbesondere kontrastverstärkter Ultraschall ermöglicht die Visualisierung des Urethrallumens, speziell im Prostatabereich, während der Leerung in einer Weise, die eine Region potenzieller Dysfunktion lokalisieren.
Um die Erfassung konsistenter und genauer Ultraschalldaten zu gewährleisten, ist es entscheidend, dass ein einziger ausgebildeter Sonograph im Laufe der Studie Ultraschall sammelt und liest. Für kontrastverstärkte Bildgebung ist es wichtig, die kommerziellen Mikrobubbles gemäß dem Herstellerprotokoll zu aktivieren. Aktivierte Mikroblasen sollten mit 0,9% Salinelösung verdünnt werden. Unverdünnte Mikroblasen sind so konzentriert, dass sie das Eindringen von Ultraschallwellen verhindern und darunter liegende Schattenstrukturen haben. Die Mikroblasenverdünnung reduziert auch die experimentellen Kosten. Mikroblasenverdünnungen können ohne negative experimentelle Effekte variiert werden, je nach Bedarf des Benutzers.
Die Bewertung des Blasenvolumens und der Blasenwanddicke bei einem intakten Tier ermöglicht die Untersuchung des Krankheitsverlaufs und die Beurteilung der Behandlungswirksamkeit im Laufe der Zeit. Derzeit werden Behandlungen für BPH in Nagetiermodellen verabreicht, entweder als die Krankheit induziert wird oder zu einem Zeitpunkt, der zuvor bestimmt wurde, um zu einer signifikanten Krankheitsprogression11,22,23zu führen. Die Wirksamkeit der Behandlung wird in der Regel nach einem einzigen, diskreten Zeitraum bestimmt, trotz der Tatsache, dass biologische Variabilität die Zeit beeinflussen kann, die erforderlich ist, um auf die Behandlung zu reagieren. Mit dieser neuartigen Technik kann ein Nagetiermodell für BPH aus der Induktion des Krankheitsphänotyps über das gesamte Behandlungsprotokoll ausgewertet werden.
Ein Kontrastmittel ermöglicht es, die unteren Harnwege vor, während und nach einem Wasserlassen-Ereignis zu visualisieren. Wir haben zuvor die Urethralhistologie in einem Mausmodell von BPH untersucht. Wir lokalisierten die Prostata Harnröhre als die vermeintliche Region, die zu Harnstörungen führt. Diese Region enthält mehr Prostatakanäle, dichteres Kollagen und ein kleineres Lumen als bei Kontrollmäusen12. Darüber hinaus zeigen die BPH-anfälligen Mäuse eine nichtige Dysfunktion, gemessen an der Uroflowmetrie und den Hohlraum-Assays. Mit Ultraschall mit Mikroblasen können wir den Bereich der Prostataharnstoff direkt bewerten, um Strömungsgeschwindigkeit, Dauer und Luminaldurchmesser zu messen (Abbildung 3 und 4). Durch die Identifizierung der Region, in der der Fluss mittels Ultraschall behindert wird, kann diese spezifische Region dann histologisch weiter ausgewertet werden, um die Hauptkomponente der Dysfunktion zu bestimmen.
Diese Technik ist reproduzierbar über Mausstämme und über eine Reihe von Mauszeitaltern und Behandlungsbedingungen. Zusätzlich zu den gealterten, männlichen Mäusen kann diese Technik verwendet werden, um jüngere Mäuse mit metabolischen Anomalien zu bewerten, die zu BPH/LUTD führen könnten. Die Technik kann auch verwendet werden, um weibliche Maus Voiding und niedrigere Harnwegsfunktion zu bewerten. Obwohl das hier beschriebene Ultraschallprotokoll mit Kontrast ein terminales Verfahren ist, können wir eine suprapubische Zystomie durchführen, wodurch das Potenzial für nicht-terminale Kontrastaufnahmen der unteren Harnwege24geschaffen wird. Zukünftige Experimente werden die Visualisierung von Harnwegsfunktionen optimieren, um wiederholte Messungen zu ermöglichen. Je nach den experimentellen Fragen können die hier beschriebenen Techniken mit anderen funktionellen Harntesttechniken kombiniert werden, um mehr Einblick in das Fortschreiten der Krankheit und die Wirksamkeit der Behandlung zu erhalten.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts zu verraten
Acknowledgments
Wir danken Emily Ricke, Kristen Uchtmann und dem Ricke-Labor für ihre Unterstützung bei der Tierhaltung und Feedback zu diesem Manuskript. Wir danken dem NIDDK und NIEHS für die finanzielle Unterstützung dieser Studien: U54 DK104310 (WAR, JAM, PCM, CMV, DEB), R01 ES001332 (WAR, CMV), K12 DK100022 (TTL, AR-A, DH). Der Inhalt liegt in der alleinigen Verantwortung der Autoren und stellt nicht die offiziellen Ansichten des NIH dar.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 21mm Clear Tubing | Supera Anesthesia Innov | 301-150 | |
| 27 gauge needle | BD | Z192376 | |
| 4 port Manifold | Supera Anesthesia Innov | RES536 | |
| DEFINITY | Lantheus Medical Imaging | DE4 | |
| F/AIR Canister | Supera Anesthesia Innov | 80120 | |
| Graefe forceps (Serrated, Straight) | F.S.T. | 11050-10 | |
| Inlet/Outlet Fittings | Supera Anesthesia Innov | VAP203/4 | |
| Isoflurane | Midwest Vet Supply | 193.33161.3 | |
| Isoflurane Vaporizer | Supera Anesthesia Innov | VAP3000 | |
| MV707 probe | Fujifilm VisualSonics Inc | ||
| Oxygen Flowmeter | Supera Anesthesia Innov | OXY660 | |
| Polyethylene 50 tubing | BD | 427516 | |
| Pressure Reg/Gauge | Supera Anesthesia Innov | OXY508 | |
| Rebreathing Circuits | Supera Anesthesia Innov | CIR529 | |
| Small Mice Nose Cone | Supera Anesthesia Inov | ACC526 | |
| Sterile saline | Midwest Vet Supply | 193.74504.3 | NaCl 0.9%, Injectable |
| Straight Sharp/Blunt Scissors | Fine Scientific Tools (F.S.T) | 14054-13 | |
| Syringe | BD | 309646 | 5mL |
| Vevo 770 | Fujifilm VisualSonics Inc | ||
| VIALMIX | Lantheus Medical Imaging | VMIX |
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