인간 태반 생리학의 통합 연구에 대한 4 혈관 샘플링 접근법<em> In Vivo</em
Summary
우리는 장기간 생체 내 생체 태반 생리를 연구하기위한 상세한 방법을 제시합니다. 이 방법은 태아의 모체 및 태아 측에 유입 및 유출 혈관으로부터의 혈액 샘플링을 부피 혈류 및 태반 조직 샘플링의 초음파 측정치와 결합시킨다.
Abstract
인간 태반은 여전히 utero에서 연구를 위해 매우 접근하기가 어렵습니다. 따라서 생체 내에서 인간 태반 생리학 에 대한 현재의 이해는 태반 해부학, 혈역학 및 임신 기간에있어서 종간의 다양성은 매우 높지만 동물 실험에 기반하고있다. 인간 태반 연구의 대다수는 생체 외 관류 연구 또는 시험관 내 영양막 연구입니다. 시험 관내 연구 및 동물 모델은 필수적이지만, 생체 내 인간 태반 에 대한 그러한 연구 결과의 외삽은 불확실하다. 우리 는 생체 내 에서 인간 태반 생리를 연구하고, 그 방법의 상세한 프로토콜을 제시하고자했다. 계획된 제왕 절개 도중에 자궁 절개 직전에 자궁 내 정맥에 대한 복강 내 접근을 이용하여 우리는 태반의 산모와 태아 측에서 들어오고 나가는 혈관으로부터 혈액 샘플을 채집합니다. 사기를 결합 할 때혈류량 측정을 통한 혈액 샘플의 중심 측정을 통해 태반 및 태아의 흡수 및 모든 화합물 방출을 정량화 할 수 있습니다. 또한, 동일한 모체 – 태아 쌍으로부터의 태반 조직 샘플은 운반체 밀도 및 활성 및 생체 내 태반 기능의 다른 측면의 측정을 제공 할 수있다. 이러한 4 혈관 샘플링 방법의 통합적 사용을 통해 우리는 정상 및 병리학 임신 모두에서 생체 내 태반 영양 전달 및 대사의 현재 개념을 시험 할 수 있습니다. 또한,이 방법은 태반에 의해 분비되는 물질을 모체 순환으로 확인하는 것을 가능하게하는데, 이는 태반 기능 장애의 바이오 마커 검색에 중요한 공헌을 할 수 있습니다.
Introduction
미국 국립 보건원 (National Institutes of Health)에 따르면, 태반은 인체 1 , 2 , 3 에서 가장 잘 이해되지 않는 기관입니다. 진행중인 임신에 비 윤리적 위험을 가하지 않으면 서 생체 내 에서 인간 태반 에 접근하여 연구하기가 어렵습니다. 그러므로 인간의 태반 기능에 대한 연구는 주로 시험 관내 및 생체 외 모델에 기반을두고있다. 태반 수송과 대사에 대한 이전 의 생체 내 연구의 대부분은 동물 4 , 5 , 6 에서 수행되었다. 그러나 태반의 구조와 기능은 종간에 상당히 다르기 때문에 인간에서 동물로 결과를 외삽하는 것은 신중해야한다. 인간 생체 내 (in vivo) 연구 에서 태아와 태아의 흡수 및 정상 생리학모든 조건을 가지고 있으며 , 화합물 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 의 통합 전이를 연구 한 사람은 없다. 이러한 기초 연구는 인간 태반에 대한 생체 내 연구가 가능하며 여러 목적을 달성 할 수 있음을 보여줍니다. 첫째, 현재 체외 , 체외 및 동물 연구 에서 유래 한 태반 기능의 현재 개념을 인간 환경에서 시험 할 수 있으므로 인간 태반에 대한 새롭고보다 구체적인 통찰력을 얻을 수 있습니다. 둘째, 비정상 태아 성장, 자간전증, 모성 당뇨병, 대사 증후군 및 기타 모체 대사 장애와 관련된 기능 장애 태반의 특성이 더 잘 특성화 될 수 있습니다. 셋째, 인간 생체 내 연구는 진단을 개발할 수있는 기회를 제공한다.틱 기능과 예측 도구.
이 배경에서 우리 는 생체 내 인간의 태반 기능을 조사하기 위해 생리 학적 데이터의 종합적인 수집을 목표로 삼았습니다 . 계획된 제왕 절개 동안, 우리는 자궁 정맥에 대한 복강 내 접근을 이용하여 태반의 모성 및 태아 측 (4 혈관 샘플링 방법)에서 들어오고 나가는 혈관으로부터 혈액 샘플을 수집합니다. 이 샘플은 영양소 및 기타 물질 (14)의 쌍 동정맥 농도 차이를 계산하는 데 사용됩니다. 또한 초음파를 이용하여 태반 양측의 체적 유량을 측정합니다. 따라서, 모든 화합물의 태반 및 태아 섭취를 정량화 할 수있다. 또한, 태반에 의해 방출되는 물질을 산모 및 태아 순환계 15 , 16 , 17 로 결정하는 것이 가능합니다. 결합 할 때엄마와 아이의 임상 적 매개 변수와 태반 및 기타 관련 조직의 분석을 통해이 방법은 동일한 모체 – 태아 쌍 에서 생체 내 태반 기능의 여러 측면을 통합 할 수있는 흥미 진진한 잠재력을 가지고있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
태반 4 혈관 샘플링 방법은 세 가지 주요 목적과 관련이 있습니다. 첫째, 우리의 포도당과 아미노산 연구에 의해 입증 된 것처럼 특정 물질이 어떻게 모체 측의 태반에 흡수되어 제대혈과 태아로 옮겨지는지를 연구하는데 사용될 수 있습니다. 둘째,이 방법은 프로게스테론 결과에 의해 입증 된 것처럼, 태반에 의해 생성되어 산모 또는 태아 순환계로 방출되는 물질을 연구하는 데 매우 관련이…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
무엇보다도이 프로젝트에 참여한 어머니 들께 진심으로 감사드립니다. 다음으로, 우리는 샘플링 절차, 마취과 의사, 간호사 마취 전문의 및 외과 간호사를 돕고 촉진 한 모든 인원을 인정합니다. 이 프로젝트는 남유럽 노르웨이 지역 보건 당국과 노르웨이의 여성 건강, 오슬로 대학 자문단 및 오슬로 대학 병원이 제공하는 지역 기금으로 기금을 마련하지 않고는 불가능했을 것입니다.
Materials
| Maternal body composition | |||
| Impedance scale | Tanita | or similar | |
| Ultrasound measurements | |||
| Sequoia 512 ultrasound machine | Acuson | equipped with a curved transducer with colour and pulsewave Doppler (frequency bandwidth 2-6 MHz) | |
| Blood samples | |||
| Arerial cannula | BD Medical | 682245 | or similar |
| 20cc Eccentric Luer Tip Syringe without Needle | Termo | SS-20ES | or similar. 3 needed. |
| 10cc Eccentric Luer Tip Syringe without Needle | Termo | SS-10ES | or similar. 9 needed. |
| 5cc 6% Luer Syringe without Needle | Termo | SS-05S1 | or similar. 2 needed. |
| Arterial blood gas syringe | Radiometer Medical | or similar. 4 needed. | |
| Sterile winged needle connected to flexible tubing, 21 gauge | Greiner Bio-One | 450081 | (intended for single use).3 needed. |
| Vacutainer tube 6 mL EDTA | Greiner Bio-One | 456043 | or similar. Label with sample site. 10 needed. |
| Vacutainer tube 5 ml LH Lithium Heparin Separator | Greiner Bio-One | 456305 | or similar. Label with sample site. 5 needed. |
| Vacutainer tube 6 mL Serum Clot Activator | Greiner Bio-One | 456089 | or similar. Label with sample site. 5 needed. |
| Vacutainer tube 3 ml 9NC Coagulation sodium citrate 3,2% | Greiner Bio-One | 454334 | or similar. Label with sample site. 5 needed. |
| Cryogenic vials, 2.0 mL | Corning | 430488 | or similar. Label with sample site, serum/type of plasma and ID. 90 needed. |
| Marked trays to transport the syringes | to transport the blood samples in the operation theatre | ||
| Rocker | for gentle mixing of the samples | ||
| Ice | in styrofoam box | ||
| Liquid nitrogen | in appropriate container | ||
| Placenta samples | |||
| Metal tray | |||
| Ice | in styrofoam box | ||
| Calibrated scale | |||
| Metal ruler | |||
| 1 M Phosphate buffered saline | Sigma | D1408 | or similar. Dilute 10 M to 1M before use |
| RNA stabilization solution | Sigma | R0901-500ML | or similar |
| Optimal Cutting Temperature (O.C.T.) compound | vwr | 361603E | or similar |
| Cryogenic vials, 2.0 mL | Corning | 430488 | or similar. Label with sample site. content and ID. 10 needed. |
| Centrifuge tubes, conical bottom 50 mL | Greiner Bio-One | 227,285 | or similar. Label with "RNA later", sample site and ID. 2 needed. |
| Liquid nitrogen | in appropriate container | ||
| Fetal body composition | |||
| Calibrated scale | |||
| Measuring tape |
Referencias
- Jansson, T., Powell, T. L. Role of the placenta in fetal programming: underlying mechanisms and potential interventional approaches. Clin Sci (Lond). 113 (1), 1-13 (2007).
- Hanson, M. A., Gluckman, P. D. Early developmental conditioning of later health and disease: physiology or pathophysiology. Physiol Rev. 94 (4), 1027-1076 (2014).
- Guttmacher, A. E., Spong, C. Y. The human placenta project: it’s time for real time. Am J Obstet Gynecol. 213, 3-5 (2015).
- Battaglia, F. C., Regnault, T. R. Placental transport and metabolism of amino acids. Placenta. 22 (2-3), 145-161 (2001).
- Hay, W. W. Placental-fetal glucose exchange and fetal glucose metabolism. Trans Am Clin Climatol Assoc. 117, 321-339 (2006).
- Woollett, L. A. Review: Transport of maternal cholesterol to the fetal circulation. Placenta. 32, 218-221 (2011).
- Prenton, M. A., Young, M. Umbilical vein-artery and uterine arterio-venous plasma amino acid differences (in the human subject). J Obstet Gynaecol Br Commonw. 76 (5), 404-411 (1969).
- Cetin, I., et al. Plasma and erythrocyte amino acids in mother and fetus. Biol Neonate. 60 (2), 83-91 (1991).
- Filshie, G. M., Anstey, M. D. The distribution of arachidonic acid in plasma and tissues of patients near term undergoing elective or emergency Caesarean section. Br J Obstet Gynaecol. 85 (2), 119-123 (1978).
- Haberey, P. P., Schaefer, A., Nisand, I., Dellenbach, P. The fate and importance of fetal lactate in the human placenta -a new hypothesis. J Perinat Med. 10 (2), 127-129 (1982).
- Prendergast, C. H., et al. Glucose production by the human placenta in vivo. Placenta. 20 (7), 591-598 (1999).
- Metzger, B. E., Rodeck, C., Freinkel, N., Price, J., Young, M. Transplacental arteriovenous gradients for glucose, insulin, glucagon and placental lactogen during normoglycaemia in human pregnancy at term. Placenta. 6 (4), 347-354 (1985).
- Zamudio, S., et al. Hypoglycemia and the origin of hypoxia-induced reduction in human fetal growth. PLoS One. 5 (1), 8551 (2010).
- Holme, A. M., Roland, M. C., Lorentzen, B., Michelsen, T. M., Henriksen, T. Placental glucose transfer: a human in vivo study. PLoS One. 10 (2), 0117084 (2015).
- Holme, A. M., Roland, M. C., Henriksen, T., Michelsen, T. M. In vivo uteroplacental release of placental growth factor and soluble Fms-like tyrosine kinase-1 in normal and preeclamptic pregnancies. Am J Obstet Gynecol. 215 (6), 781-782 (2016).
- Paasche Roland, M. C., Lorentzen, B., Godang, K., Henriksen, T. Uteroplacental arterio-venous difference in soluble VEGFR-1 (sFlt-1), but not in soluble endoglin concentrations in preeclampsia. Placenta. 33 (3), 224-226 (2012).
- Brar, H. S., et al. Uteroplacental unit as a source of elevated circulating prorenin levels in normal pregnancy. Am J Obstet Gynecol. 155 (6), 1223-1226 (1986).
- Myatt, L., et al. Strategy for standardization of preeclampsia research study design. Hypertension. 63 (6), 1293-1301 (2014).
- Kiserud, T., Rasmussen, S. How repeat measurements affect the mean diameter of the umbilical vein and the ductus venosus. Ultrasound Obstet Gynecol. 11 (6), 419-425 (1998).
- Burton, G. J., et al. Optimising sample collection for placental research. Placenta. 35 (1), 9-22 (2014).
- Illsley, N. P., Wang, Z. Q., Gray, A., Sellers, M. C., Jacobs, M. M. Simultaneous preparation of paired, syncytial, microvillous and basal membranes from human placenta. Biochim Biophys Acta. 1029 (2), 218-226 (1990).
- Staff, A. C., Ranheim, T., Khoury, J., Henriksen, T. Increased contents of phospholipids, cholesterol, and lipid peroxides in decidua basalis in women with preeclampsia. Am J Obstet Gynecol. 180 (3), 587-592 (1999).
- Catalano, P. M., Thomas, A. J., Avallone, D. A., Amini, S. B. Anthropometric estimation of neonatal body composition. Am J Obstet Gynecol. 173 (4), 1176-1181 (1995).
- Ellis, K. J., et al. Body-composition assessment in infancy: air-displacement plethysmography compared with a reference 4-compartment model. Am J Clin Nutr. 85 (1), 90-95 (2007).
- Haugen, G., Kiserud, T., Godfrey, K., Crozier, S., Hanson, M. Portal and umbilical venous blood supply to the liver in the human fetus near term. Ultrasound Obstet Gynecol. 24 (6), 599-605 (2004).
- Acharya, G., et al. Experimental validation of uterine artery volume blood flow measurement by Doppler ultrasonography in pregnant sheep. Ultrasound Obstet Gynecol. 29 (4), 401-406 (2007).
- Wu, X., et al. Glutamate-glutamine cycle and exchange in the placenta-fetus unit during late pregnancy. Amino Acids. 47 (1), 45-53 (2015).
- Tuckey, R. C. Progesterone synthesis by the human placenta. Placenta. 26 (4), 273-281 (2005).
- Simmons, M. A., Meschia, G., Makowski, E. L., Battaglia, F. C. Fetal metabolic response to maternal starvation. Pediatr Res. 8 (10), 830-836 (1974).
- Simmons, M. A., Jones, M. D., Battaglia, F. C., Meschia, G. Insulin effect on fetal glucose utilization. Pediatr Res. 12 (2), 90-92 (1978).
- Bujold, E., et al. Evidence supporting that the excess of the sVEGFR-1 concentration in maternal plasma in preeclampsia has a uterine origin. J Matern Fetal Neonatal Med. 18 (1), 9-16 (2005).
- Jansson, T., Aye, I. L., Goberdhan, D. C. The emerging role of mTORC1 signaling in placental nutrient-sensing. Placenta. 33, 23-29 (2012).
- Cetin, I. Placental transport of amino acids in normal and growth-restricted pregnancies. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 110, 50-54 (2003).
