Name: 2D und 3D Echokardiographie in der Axolotl (Z.B. geschieht) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-29T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 53 s
Description: Lernen Sie die 2D- und 3D-Echokardiographie am Axolotl für die Erforschung der Herzregeneration. Diese nichtinvasive Methode ermöglicht hochauflösende, wiederholbare Funktionsanalysen des schlagenden Herzens.

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Wir würden gerne anerkennen, Kasper Hansen, Institut für Biowissenschaften, Universität Aarhus für die Zugang zu und Unterstützung bei der elektronischen Mikromanipulator 3D echokardiographische Erwerb.

<ol><li>Forouzanfar, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+the+Global+Burden+of+Ischemic+Heart+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Glob.+Heart%22%5BJournal%5D)">Assessing the Global Burden of Ischemic Heart Disease.</a> Glob. Heart. 7, 331-342 (2012).</li>
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<li>Ho, S., Tan, G. X. Y., Foo, T. J., Phan-Thien, N., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ+Dynamics+and+Fluid+Dynamics+of+the+HH25+Chick+Embryonic+Cardiac+Ventricle+as+Revealed+by+a+Novel+4D+High-Frequency+Ultrasound+Imaging+Technique+and+Computational+Flow+Simulations%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Organ Dynamics and Fluid Dynamics of the HH25 Chick Embryonic Cardiac Ventricle as Revealed by a Novel 4D High-Frequency Ultrasound Imaging Technique and Computational Flow Simulations.</a> Ann. Biomed. Eng. , Epub ahead of print (2017).</li>
<li>Wasmeier, G. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+of+transthoracic+echocardiography+in+small+animals+using+clinical+equipment%5BTitle%5D)+AND+%22Coron.+Artery.+Dis%22%5BJournal%5D)">Reproducibility of transthoracic echocardiography in small animals using clinical equipment.</a> Coron. Artery. Dis. 18, 283-291 (2007).</li>
<li>Thygesen, M. M., Rasmussen, M. M., Madsen, J. G., Pedersen, M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/reg2.80/abstract">Propofol (2,6-diisopropylphenol) is an applicable immersion anesthetic in the axolotl with potential uses in hemodynamic and neurophysiological experiments.</a> Regeneration. 4 (3), (2017).</li>
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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Echokardiographie in der Axolotl und anderen nicht-Säugetier-Arten ergibt sich grundlegend andere Daten als Säugetier Echokardiographie aufgrund der kernhaltigen Natur der roten Blutkörperchen bei allen Wirbeltieren außer Erwachsene Säugetiere. Dies führt zu eine ausgeprägte Blut-Signal und weniger Blut, Gewebe-Kontrast in Axolotl echokardiographischen Bilder im Vergleich zu z. B. Maus oder menschlichen Echokardiographie. Dies kann erschweren Bild Segmentierung auf unverarbeitete Einzelbild Ultraschallbilder wie...

Ischämischer Herzkrankheit ist eine führende Ursache von Tod weltweit1,2. Obwohl viele einen Herzinfarkt durch schnelle und fein abgestimmte medizinische Intervention überleben, führen ischämische Ereignisse beim Menschen oft zu fibrotische Narben verbunden mit Hypertrophie, elektrische Fehlfunktion und eine verminderte Leistungsfähigkeit des Herzens . Dieser Mangel an regenerative Potential von Herzgewebe wird unter Säugetieren aufgeteilt und obwohl umstrittene Forderungen der Säugetier-kardialen Regeneration gemeldet worden sind, wurden diese beschränkt sich auf bestimmte murinen Stämme3,4 und Hypoxie behandelt Mäuse5. So beschränkt sich das Feld der kardialen regenerativen Medizin und Biologie in der Regel auf nicht-Säugetier-Tiermodellen, inneren Herzen regenerative Phänomene zu studieren. Der Zebrabärbling (Danio Rerio) entstand im letzten Jahrzehnt sehr gut charakterisierten Vorbild für inneren Herzen Regeneration6,7,8,9,10 . Aufgrund von Wartungsarbeiten leicht Labor eine kurze Generationszeit und eine breite Palette von molekulare Werkzeuge zur Verfügung, ist der Zebrabärbling gut geeignet als Modell für die genetischen und molekularen Mechanismen, die kardiale Entwicklung und Regeneration. Aber die winzigen Abmessungen des Zebrafisch Herzens machen ihn weniger geeignet für funktionale Bewertung und komplizierte chirurgische Eingriffe und der nicht-Tetrapoden Phylogenie der Zebrafisch schränkt somit die vernünftige Extrapolation der Ergebnisse bei dieser Art die Verwendung von anderen größeren tetrapod Modelle zu rechtfertigen. Eines der frühesten Modelle der vertebrate Herz Regeneration war ein caudatus Amphibien, die östlichen Newt (Notophthalmus Viridescens)11, eine Spezies, die ein wertvolles Modell12bleibt.
In den letzten Jahren trat ein weiteres caudatus Amphibie, die mexikanischen Axolotl (A. geschieht) die Szene als eine große (bis zu 100 g Körper Masse) und hoch Labor anpassungsfähig Tiermodell für eine breite Palette von regenerativen Disziplinen spanning Glied Regeneration, Verletzungen des Rückenmarks und kardialen Regeneration13,14,15,16,17. Der Axolotl ist höchst zugänglicher Funktionsmessungen auf das Herz mit Hochfrequenz-Echokardiographie und das Fehlen von verkalkten Strukturen auf der ventralen Seite des Herzens ermöglicht Ultraschall-Bildgebung mit einem viel niedrigeren Niveau der Bildartefakte (akustische Shadowing und Nachhall im besonderen) als bei anderen Tieren Modells mit verkalkter Brustbein und Rippen zu beobachten.
Das folgende Protokoll beschreibt mehrere unterschiedliche Methoden und Vorbereitungen (Abbildung 1, Abbildung 2), reproduzierbare echokardiographische Messungen auf das Axolotl Herz in beiden betäubt zu erwerben (drei verschiedene Anästhetika anwenden: Benzocain, MS-222 und Propofol) und Tiere in zwei unanesthetized (Abbildung 3, Abbildung 4, Abb. 5, Abbildung 6, Abbildung 7, Ergänzende Dateien 1-12) und drei (Abbildung 8, Abbildung 9, Ergänzende Dateien 13-14) Raumdimensionen. Das Amphibien-Herz ist drei Kammern (zwei Atrien und einem einzigen Ventrikel). Die Vorhöfe sind mit einem großen Sinus Venosus versorgt und die Herzkammer mündet der Conus Arteriosus Ausflusstrakt (Abbildung 2). Da die meisten Schwerpunkt traditionell auf ventrikuläre Regeneration gelegt und weniger auf die Erholung der Vorhöfe6,7,8,9,10,11 liegt , 12 , 14 , 17, dieses Protokoll konzentriert sich hauptsächlich auf Messungen der linksventrikulären Funktion.
Amphibien-Echokardiographie ist nicht gut in der Literatur beschrieben, und die Entwicklung der 2D in diesem Artikel beschriebenen Methoden vertrieben wurden durch die Notwendigkeit, am besten repräsentieren die Funktionalität des schlagenden Herzens Axolotl zu einem bestimmten Zeitpunkt und experimentelle Einstellung. Somit gelten die hier beschriebenen Methoden im Herzen regenerative Experimente wo Herzfunktion wiederholt im Laufe einer Regenerationsprozess überwacht werden. Darüber hinaus lassen sich die Methoden im Allgemeinen in den Cardiophysiological Experimenten auf der Axolotl angewendet oder leicht modifiziert, um andere caudatus oder Anurenarten Amphibien Modelle (e.g.,Xenopus) umfassen. Der Axolotl existiert in mehreren Sorten und Farbvarianten (z.B., Wildtyp, Melanoid, weiß, Albino, transgenen weiß mit grünen Fluoreszenz-Protein-Expression), jedoch diese Eigenschaften berührt nicht die Kompatibilität der Axolotl mit dem beschriebenen Protokoll. Die Methode, die hier beschriebenen um echokardiographische 3D-Daten zu erwerben ist eine modifizierte Version der raumzeitlichen Bild Korrelation (STIC) Technik für klinische Ultraschall und die quadratische Mittelung in der entwickelnden Huhn, oben beschriebene Methode entwickelt verbessern Sie das Signal von Blut Flecken in Weichteilen bei Arten mit kernhaltigen roten Blutkörperchen18,19. Diese Methode ermöglicht erweiterte Modellierung von kardiale Kontraktion und berechnete Strömungsmechanik im Herzen Axolotl.

<table><tbody><tr><td>Axolotl (Ambystoma mexicanum)</td><td>Exoterra GmbH</td><td>N/A</td><td>Alle Stämme (Wildtyp, Melanoid, Weiß, Albino, transgenes Weiß mit GFP) können für die Echokardiographie eingesetzt werden</td></tr><tr><td>Vevo 2100</td><td>Fujifilm, Visualsonics</td><td>Vevo 2100</td><td>Hochfrequenz-Ultraschallsystem</td></tr><tr><td>MS700</td><td>Fujifilm, Visualsonics</td><td>MS700</td><td>50 MHz Mittenfrequenz, Schallkopf</td></tr><tr><td>MS550s</td><td>Fujifilm, Visualsonics</td><td>MS550s</td><td>40 MHz Mittenfrequenz, Wandler</td></tr><tr><td>Mikromanipulator</td><td>Zeiss</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Benzocain</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>94-09-7</td><td>Ethyl-4-aminobenzoat</td></tr><tr><td>MS-222</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>886-86-2</td><td>Ethyl-3-aminobenzoat Methansulfonsäure</td></tr><tr><td>Propofol</td><td>B. Braun Medical A/S</td><td>NA</td><td>2,6-diisopropylphenol</td></tr><tr><td>Natriumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp; 7647-14-5&nbsp;</td><td>NaCl</td></tr><tr><td>Calciumchlorid-Dihydrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10035-04-8</td><td>CaCl2&middot; 2H2O</td></tr><tr><td>Magnesiumsulfat-Heptahydrat&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp; 10034-99-8&nbsp;</td><td>MgSO4&middot; 7H2O</td></tr><tr><td>Kaliumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp; 7447-40-7</td><td>KCl</td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp; 67-64-1&nbsp;</td><td>Propanon</td></tr><tr><td>Weiches Tuch</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Jedes Stück weiches Tuch mit den Maßen von ca. 70 x 55 cm^2 z.B. ein Geschirrtuch</td></tr><tr><td>Styroporblock</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Jedes Stück Styroporblock mit den Maßen ca. 33 x 27 x 5 cm^3 z.B. ein mittelgroßer Styropor-Kühldeckel</td></tr><tr><td>Plastikfolie</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Jedes Stück Plastikfolie, z.B. Lebensmittelverpackung</td></tr><tr><td>Klebeband</td><td>BSN Medical</td><td>72359-02</td><td>Leukoplast sleek</td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z188956&nbsp;</td><td>Kimwipes, Einweg-Wischtücher&nbsp;</td></tr><tr><td>Excel 2010</td><td>Microsoft</td><td>N/A</td><td>Excel 2010 oder höher</td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>National Institutes of Health</td><td>ImageJ 1.5e oder neuer. Rasband, W.S., ImageJ, U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/, 1997-2016.&nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

2d und 3d echokardiographie in der axolotl (z.b. geschieht)

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

Kardiale Funktionsstörung durch ischämische Herzkrankheit ist eine große Herausforderung, und regenerative Therapien für das Herz sind sehr gefragt. Ein paar Modell-Arten wie Zebrafisch und Salamander, die inneren Herzen regenerieren können Versprechen für zukünftige regenerative Therapien für menschliche Patienten. Um das Ergebnis des Cardioregenerative Experimente zu bewerten ist es unerlässlich, dass Herz-Funktion überwacht werden kann. Der Axolotl Salamander (A. geschieht) stellt eine etablierte Modell Spezies in Regenerationsbiologie erreichen Größen, die für die Beurteilung der Herzfunktion ermöglicht. Dieses Protokoll soll Methoden zur Messung der Herzfunktion in der Axolotl mit Echokardiographie reproduzierbar zu etablieren. Die Anwendung von verschiedenen Anästhetika (Benzocain, MS-222 und Propofol) gezeigt, und die Übernahme von zweidimensionalen (2D) echokardiographische Daten bei narkotisierten und unanesthetized Axolotl beschrieben. 2D Echokardiographie des Herzens dreidimensionale (3D) leiden kann Ungenauigkeiten und Subjektivität von Messungen und zur Linderung dieses Phänomens eine solide Methode, nämlich Intra/inter-operator/Beobachter Analyse, zu messen und zu minimieren diese Vorspannung ist unter Beweis gestellt. Schließlich bezeichnet man eine Methode, echokardiographische 3D-Daten des Axolotl schlagenden Herzens mit einer sehr hohen räumlich-zeitliche Auflösung und mit ausgeprägten Gewebeprobe-Kontrast zu erwerben. Dieses Protokoll sollte insgesamt bieten die notwendigen Methoden zur Bewertung der Herzfunktion und Modell Anatomie und Dynamik in der Axolotl mit Ultraschall-Bildgebung mit Anwendungen in der Regenerationsbiologie und allgemeine physiologische Experimente zu fließen.

Intraperikardiale Raum in der Axolotl ist abhängig von der Größe des Tieres. Kleinere Tiere (2-20 g, 7-15 cm) haben ein Übermaß an Herzbeutel Flüssigkeit (erscheinen dunkel in der Echokardiographie) umgeben, die kardialen Kammern, während bei größeren geschlechtsreifen Tieren (&gt; 20 g, &gt; 15 cm) die Kammern der Großteil der intrapericardial beschäftigen wird Raum. Um die beste Übersicht für repräsentative Ergebnisse der echokardiographischen Ansichten des Herzens Axolotl bereitzustell...

Hier präsentieren wir Ihnen Echokardiographie Protokolle für zwei- und dreidimensionale Bilderfassung des schlagenden Herzens der Axolotl Salamander (Z.B. geschieht), ein Modell-Arten im Herzen Regeneration. Diese Methoden ermöglichen längs-Beurteilung der Herzfunktion mit einer hohen räumlich-zeitliche Auflösung.

2D und 3D Echokardiographie in der Axolotl (Z.B. geschieht)

Cardiac malfunction as a result of ischemic heart disease is a major challenge, and regenerative therapies to the heart are in high demand. A few model ...

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im regenerativen Bereich zu beantworten, wie z. B. wie die Herzregeneration nach einer Herzkardinatientin fortschreitet. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass sie eine hochauflösende, nichtinvasive und wiederholbare Beurteilung der Herzfunktion im Axolotl ermöglicht. Darüber hinaus kann diese Methode auch auf andere Amphibienmodellorganismen wie Nosien und Xenopus angewendet werden.Beginnen Sie mit der Positionierung eines anästhetisierten Axolotl-Supine in einem lipförmigen Tierbett. Wenn das Medium hinzugefügt wird, wird das Tier schwimmen, so dass es mit lockeren Gummibändern gesichert werden muss. Als nächstes füllen Sie das Bett mit Medium mit Anästhetika, so dass der Thorax drei bis fünf Millimeter tief ist.Wenn nur B-Modus, Farb-Doppler-Modus und Pulswellen-Doppler-Modus Daten verwenden, dann kann das Axolotl für dieses Verfahren alarmieren. In dieser Situation, positionieren Sie das Tier anfällig in einer Hängematte, und lassen Sie es von dem Stress für 30 bis 60 Minuten erholen, bevor Sie fortfahren. Für weiße oder Albino-Tiere, haben eine kalte Lichtquelle bereit, um den Wandler zu platzieren.Verwenden Sie für einen Messumfor

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Forschung

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Medizin

Transthorakale Echokardiographie bietet eine nichtinvasive Methode zur Beurteilung der Herzfunktion bei Mäusen. Eine Kombination aus Ultraschall und Doppler bildgebenden Verfahren kann verwendet werden, um dreidimensionale Messungen der Herz-und intrakardialen Blutflusses, die zusammen eine Beurteilung der kardialen systolischen und diastolischen Leistung zu erzielen.

Transthorakale Echokardiographie in Mäuse

Dieses Video zeigt die Verwendung eines schienengebundenen Hochfrequenz-Ultraschall-Sonde zur Echokardiographie auf einer narkotisierten Maus durchführen. Die Methoden beschreiben sowohl herkömmliche zweidimensionale und M-Modus Messungen der Herzfunktion neben neuere, leistungsfähigere Werkzeuge wie Farb-Doppler-, Dehnungs-Analyse, sowie allgemeine und gezielte Kontrast-Bildgebung.

Murine Echokardiographie und Ultraschall-Bildgebung

Fetalen und perinatalen Tod ist ein gemeinsames Merkmal bei der Untersuchung genetischer Veränderungen beeinflussen kardiale Entwicklung. Hochfrequenz-Ultraschall-Bildgebung hat 2-D-Auflösung verbessert und kann ausgezeichnete Informationen über frühe Herz-Entwicklung bieten und ist eine ideale Methode, um die Auswirkungen auf die kardiale Struktur und Funktion vor dem Tod zu erkennen.

Murine fetale Echokardiographie

Das Ziel dieses Protokolls ist es, nicht-invasiven Herz strukturelle und funktionelle Veränderungen in einem Mausmodell der Herzkrankheit durch Quer Aortakonstriktion geschaffen beurteilen zu können, unter Verwendung von B- und M-Mode-Echokardiographie und Farbe / Puls-Doppler-Bildgebung.

Beurteilung der Herz Morphologische und funktionelle Veränderungen in Maus-Modell der Quer Aortakonstriktion durch Echokardiographie

Das folgende Protokoll beschreibt die Methodik für die Erfassung und Analyse von echokardiographischen Bilder verwendet, um die linke atriale Volumen (LAV), Aorta (Ao) Durchmesser und Lungenarterie (PA) Durchmesser bei Mäusen zu erhalten. Diese Technik ist eine nicht-invasive, nicht-terminalen Prozedur, die Beurteilung der Herz-Lungen-Funktion ermöglicht.

Murine Echokardiographie von Linker Vorhof, Aorta und Lungenarterie

Unter Verwendung einer lipophilen 1,1'-Dioctadecy-3,3,3 ', 3'-tetramethylindocarbocyanin-perchlorat (DiI) -Färbetechnik kann Ambystoma mexicanum eine vaskuläre Perfusion durchlaufen, um eine leichte Visualisierung des Gefäßsystems zu ermöglichen.

DiI Perfusion als Methode zur vaskulären Visualisierung in<em&gt; Ambystoma mexicanum</em

Hier beschreiben wir Schritt für Schritt ein detailliertes Protokoll zur Durchführung der Echokardiographie im Kaninchenmodell. Wir zeigen, wie sie die verschiedenen echokardiographischen Ansichten und Bildgebungsebenen sowie die verschiedenen bildgebenden Modi, die in einem klinischen Echokardiographiesystem zur Verfügung stehen, das routinemäßig bei menschlichen und tierärztlichen Patienten verwendet wird, korrekt erhalten.

Transthorakale Echokardiographische Untersuchung im Kaninchenmodell

In der aktuellen Studie wird ein nichtinvasives Protokoll zur transthorakalen Echokardiographie zur Beurteilung der Herzanatomie und Funktion bei erwachsenen Ratten vorgestellt. Die Herzklappen, alle vier Herzkammern und die aufsteigende Aorta, der Aortenbogen und die absteigende Aorta werden eingehend untersucht.

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In diesem Artikel stellen wir ein Schritt-für-Schritt-Erfassungs- und Analyseprotokoll für die volumetrische Beurteilung und Speckle-Tracking-Analyse des linken Ventrikels mittels 3D-Echokardiographie vor, wobei wir uns insbesondere auf praktische Aspekte konzentrieren, die die Machbarkeit dieser Technik maximieren.

Bewertung der linksventrikulären Struktur und Funktion mittels 3D-Echokardiographie

Hochfrequenz-Doppler-Ultraschall ist eine neue Technologie für die Beurteilung der regionalen Myokardfunktion. Diese Arbeit präsentiert erste Nachweis einer Anwendbarkeit dieses vielseitige Imaging-Plattform für die wiederholte Messung der myokardialen Belastung, dp / dt und Mitralinsuffizienz in der Ischämie-Reperfusion (IR) murine Herzen.

Hochfrequenz-High-Resolution Echokardiographie: First Evidence on Non-invasive Wiederholte Messung der myokardialen Strain, Kontraktilität und Mitralinsuffizienz in der Ischämie-Reperfusion Murine Herz

Lernen Sie die 2D- und 3D-Echokardiographie am Axolotl für die Erforschung der Herzregeneration. Diese nichtinvasive Methode ermöglicht hochauflösende, wiederholbare Funktionsanalysen des schlagenden Herzens.

2D und 3D Echokardiographie in der Axolotl (Z.B. geschieht)

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