Miyokardiyal Mekanik Deformasyonun Yer Değiştirme Analizi (DIAMOND) Embriyonik Zebrabalığında Kardiyak Fonksiyonun Segmental Heterojenliğini Ortaya Çıkarır

Elmas zebra balığı embriyolarında dört boyutlu segmental kardiyak fonksiyonun kantitatif değerlendirilmesi için ilk açık kaynak yöntemidir. Yöntemimiz, yerel kardiyak mekaniği 3Boyutlu alanda ölçebilen bir mikrometre çözünürlüğüne sahiptir. Başka hiçbir güncel yaklaşım buna izin verir.

Elmas doksorubisin neden olduğu kardiyak toksisite yeni yaralanma desenleri çözer. Bu nedenle, yöntemimizin kemoterapiye bağlı kardiyak toksisite için vivo taramada yüksek iş artışı için bir platform olarak kullanılabileceğine inanıyoruz. Şu anda Diamond'ı memelilerin kalbine adapte etmeye çalışıyoruz.

Ancak, ek çalışma dikkate memeli kalp kası lif oryantasyonu ve rotasyonel ve büküm hareketi almak için gereklidir. Bu yöntemi denerken, kullanıcının yatay ve dikey eksenleri doğru bir şekilde tanımlamak ve ventrikülü segmente etmek için zebrabalığı kalbinin anatomik yapısının net bir görselliğine sahip olması çok önemlidir. 3B sistolik ve diyastolik kalbi yeniden oluşturmak için, senkronizasyon sonrası algoritma tarafından oluşturulan klasörü açarak başlayın, sonra çıktı klasörünü açın.

İlk sistolik ve diyastolik fazı bulun ve kare numarasını kaydedin. Ardından, çıktıyı durum klasörüne göre açın ve kaydedilen kare numaralarıyla aynı sayılara sahip klasörleri bulun. Klasördeki görüntüleri 3B TIF dosyalarına dönüştürün ve diastole adını ver.

tif ve systole.tif. Ventrikül segmentasyonunu gerçekleştirmek için, dosyayı tıklayarak görüntü analizi yazılımını açın ve verileri açın. Sonra diastole yükleyin.

tif ve systole. tif ve görüntü ayarlarına göre voxel boyutunu girin. Segmentasyon panelini tıklatın ve dahili eşik aracını kullanarak kalbin ventrikül kısmını manuel olarak bölün.

Daha sonra atriyoventriküler kanalı ve segmentli ventriküldeki çıkış yolu çıkar, çünkü bu yer değiştirme analizini etkileyecektir. Segmentasyon tamamlandıktan sonra proje paneline tıklayın, diastole.labels'ı sağ tıklatın. tif ve systole.labels.

konsolda tif sekmeleri ve 3D TIF dosyaları olarak veri kaydetmek için veri dışa kaydedin. Prepimage_1 aç. programlama ortamında, beşinci satırdaki InPath klasörünün orijinal ve bölümlü TIF dosyalarını içerdiğinden emin olun ve canlı dörtteki dilimi 3B TIF dosyalarının dilim sayısıyla değiştirin.

Kodu çalıştırdıktan sonra, beş yeni 3D TIF dosyası ve iki yeni klasör oluşturulur. Beş 3D TIF dosyasını görüntü çözümleme yazılımına aktarın. Çok programlı panele gidin ve diastole_200 seçin.

birincil veri olarak tif. X eksenini ventrikülün dikey uzun ekseni ve z ekseni ile ventrikülün yatay uzun ekseni ile hizala. Ardından, eğik YZ düzleminden saat yönünün tersine üç rasgele nokta seçin ve 3B konum koordinatlarını kaydedin.

systole_200.tif için bu işlemi tekrarlayın. Proje panelini tıklatın ve diastole_200 için bir dilim nesnesi oluşturun. diastole_200 sağ tıklayarak tif.

tif ve dilim nesnesi aranıyor. Oluşturulan dilim nesnesini sol tıklatın, özellikler paneli seçeneklerinde ayarlı düzlemi denetleyin, düzlem tanımında üç nokta seçin ve önceden kaydedilmiş koordinatları girin. Sağ tıklayın diastole_200.

tif, yeniden örnekdönüştürülmüş görüntü aramak ve nesne oluşturun. Özellikler panelinde, başvuru olarak dilim seçin ve diastole_200.transformed adlı bir nesne oluşturmalısınız uygula'yı tıklatın. Ardından, diastole_200 sağ tıklatın.

dönüştürülmüş, yeniden örnekleme aramak ve nesne oluşturmak. Voxel boyutunu mod olarak seçin ve x'i bire eşit, y eşittir ve z özellik panelinde eşittir. Uygula'yı tıklatın ve oluşturulan diastole_200 kaydedin.

nesneyi 3B TIF dosyası olarak yeniden örnekledi. Dialabel için bu işlemi tekrarlayın. tif, test edin.

tif, systole_200. tif, syslabel. tif ve test edin.

el yazması talimatlara göre tif. Yeniden örnekalınan altı dosyanın tümünü ImageJ'e alın ve systole_200 dilimini seçin. hangi atriyoventriküler kanal açıkça görselleştirildiği ve dilimin sayısını kaydettiğinden emin olun.

Atriyoventriküler kanalı dikey olarak konumlandırmak için görüntü dönüştürme fonksiyonunu kullanın. Tüm dosyalara aynı döndürmeyi uygulayın ve ardından tüm pencereleri kapatın ve değişiklikleri kaydedin. Sonra, systole_200 taşıyın.

yeniden örneklenmiş, syslabel. yeniden örneklenir ve test2. resample_sys klasörüne yeniden örneklenir.

diastole_200 hareket ettirin. yeniden örneklenmiş, dialabel. yeniden örneklenir ve test edin.

resample_dia klasörüne yeniden örneklenir. Açık divider_2_8_pieces. m ve inPath'i beşinci satırda görüntü dizinine değiştirin.

22. satırdaki değişken ortayı, atriyoventriküler kanalın açıkça görüntülendiği dilim numarasına değiştirin. diastole_200 için bu işlemi tekrarlayın. 394 ve 411 satırlarında yeniden örneklenmiş.

Kodu çalıştırın. İstendiğinde, ventrikül merkezi ve atriyoventriküler kanalın merkezine bir kez tıklayın. Sistolik ve diyastolik görüntü matrislerini kaydetmek için register_3 açın.

m ve satır dört inPath değiştirin görüntü klasörü yolu. Sonra displacement_4 aç. m ve InPath'i görüntü klasörü yoluna değiştirin.

Bir vektör8 oluşturmak için programı çalıştırın. txt dosyası sekizx by four matris. Matrisin her satırı x bileşeninin büyüklüklerini, y bileşenini, z bileşenini ve ventrikülün belirli bir bölümünün yer değiştirme vektörünün toplam büyüklüğünü içerir.

Bu değerler daha sonra bir elektronik tabloya aktarılabilir. Bu protokol, zebra balığında kardiyak fonksiyonun segmental heterojenliğini ve doksorubisin kaynaklı miyokardiyal yaralanmaya yatkınlığını ortaya çıkarmak için kullanıldı. Döllenme sonrası 3-4 saat arasında 24 saatlik doksorubisin tedavisinden sonra ventriküler segmentlerin yer değiştirmesi kontrol ve tedavi edilen gruplar arasında karşılaştırıldı.

Kontrol koşulları altında, bazal segmentleri bir ve altı en büyük yer değiştirmeleri geçmesi ve doksorubisin kaynaklı kardiyak yaralanma en duyarlı olanlar. Altı dpf'de, kontrol balıklarında segmental yer değiştirme vektörlerinin ortalama L2 normu normalizasyondan sonra %3.9 ile %8 arasında değişmekteydi. Bazal segmentler bir ve altı segmentel rejenerasyon düşündüren seviyeleri kontrol elmas deplasman kurtarıldı.

Bu arada, negatif 53 negatif% 38 2D bazal suşu bir kötüleşme doksorubisin tedavisi hemen sonra kontrol düzeylerine bir dönüş takip gözlendi 48 saat sonra Diamond deplasman sonuçları doğrulayan. Tedaviye yanıt olarak küresel ejeksiyon fraksiyonunun veya EF'nin paralel bir azalma ve geri kazanımı da gözlendi. Elmas daha sonra doksorubisin tedavisi sırasında uygulandı ve çentik yol modülasyonu çentik inhibitörü DAPT ve downstream efektörleri NICD ve NRG1 mRNA kullanılarak.

MRNA mikroenjeksiyonu, akut kemoterapiye bağlı yaralanma sonrası Diamond deplasmanı ve EF'deki düşüşü kurtardı. Ayrıca, kemoterapi sonrası çentik yolunun inhibisyonu bazal segmentlerin Elmas deplasmanve EF 48 saat tedaviden sonra kurtarma engelledi, ancak inhibisyon çentik downstream efektörleri tarafından kurtarıldı. Geleneksel ejeksiyon fraksiyonunun miyokardiyal yaralanmanın duyarsız ve gecikmiş bir göstergesi olduğu bilinmektedir.

Elmas araştırmacılar odak kardiyak fonksiyon ölçmek ve zebrabalığı embriyolarında miyokardiyal yaralanma heterojenite yardımcı sağlar.