マウスでの磁気共鳴イメージング顕微鏡による実験的自己免疫性心筋炎における心臓の異常を非侵襲的に評価
Summary
This study demonstrates the successful establishment of magnetic resonance microscopy imaging as a non-invasive tool to assess the cardiac abnormalities in mice affected with autoimmune myocarditis. The data indicate that the technique can be used to monitor the disease-progression in live animals.
Abstract
心筋炎、心筋の炎症であるが、影響を受ける人々の唯一の約10％は、疾患の臨床症状を示しています。心筋傷害の免疫事象を研究するために、心筋の種々のマウスモデルが広く用いられている。本研究では、A / Jマウスの心臓ミオシン重鎖（MyHCの）-α334から352を用いて誘導実験的自己免疫性心筋炎（EAM）を関与;影響を受けた動物は、リンパ球性心筋炎を発生するが、明白な臨床徴候と。このモデルでは、α-MyHCの334から352で免疫した動物における心臓の構造的および機能的変化を決定するための非侵襲的な様式として、磁気共鳴顕微鏡法（MRM）の有用性が示されている。 EAMおよび健康なマウスでは4センチヤスデ、高周波イメージングプローブおよび100g / CM三軸勾配を搭載した9.4 T（400 MHz）の89ミリメートル、縦コアボアスキャナを用いて画像化した。心臓画像は、麻酔をかけたグラディエントエコーベースシネパルスシーケンスを用いて動物、およびアニマから入手したlsコマンドは、呼吸およびパルスオキシメトリーによりモニターした。分析は、健康なマウスと比較して、心室の内径の対応する減少と、EAMマウスにおける心室壁の厚さの増加を明らかにした。データは、炎症を起こした心臓の形態学的および機能的変化を非侵襲的に生きている動物にMRMによりモニターすることができることを示唆している。結論として、MRMは進行と回帰感染性病原体によって引き起こされる疾患における心筋傷害のほか、治療に対する反応を評価することの利点を提供しています。
Introduction
心不全は、死亡の主要な原因であり、心筋炎、若年青年1における心不全の主な原因の一つである。心筋炎に罹患し、ほとんどの患者は無症候性のままであり、この疾患は、自然に2を解決します。しかし、影響を受ける人々の10〜20％は、拡張型心筋症（DCM）3につながる、慢性疾患を開発することができます。種々の動物モデルは、心筋炎の免疫病因を研究するために開発されてきた。この疾患は、心臓ミオシン重鎖（MyHCの）-αまたはその免疫優勢ペプチドフラグメントまたはコクサッキーウイルスB3 4-9のような病原体に感染させることによって動物を免疫化することによって心筋炎感受性A / JおよびBalb / cマウスにおいて誘導することができる。本研究では、A / JマウスにおけるMyHCの-α334から352に誘導される心筋炎を伴う。心筋の浸潤を示すにもかかわらず、心筋炎の影響を受けた動物は、臨床的に正常に見える。診断は炎症7 Aの心の組織学的評価に基づいているND心エコー10。
磁気共鳴顕微鏡法（MRM）は、（直径10μm以下）微小血管のレベルに機能的詳細の評価を可能にする、高分解能三次元平面と心血管イメージングを得るために一般的に用いられる方法であるが、解像力のこのレベルは解像度は、一般に1ミリメートル11-14までに得られているルーチン磁気共鳴画像（MRI）スキャン手順と達成できない。それは疾患過程14の初期の時点でのパフォーマンスパラメータを導出することも、高解像度画像の取得を可能にし、MRMとしては、利点を提供する。臨床的には、MRM撮像は、広範囲に罹患した心臓、肺または脳15-17の機能パラメータを研究するために適用されている。本研究では、自己免疫性心筋炎に罹患したA / Jマウスにおける心臓の異常を把握するための非侵襲的なツールとしてのMRM技術の使用が示されている。具体的には、T彼のMRMイメージングはできますよう、合理的な精度18と左心室（LV）拡張末期容積と駆出率（EF）などの機能的なパラメータの定量化。各パラメータの定義は次のとおりです。左室拡張末期容積、拡張期のサイクルの終わりに左心室の血液の量、および駆出率、拍出量/拡張末期容積。データ分析は、磁気共鳴スキャナ19により取得されたDICOM準拠の心臓血管画像を処理するために開発された自由に利用できるセグメント·ソフトウェアを用いて行われる。データは、健常マウスにおけるこれらの機能パラメータと比較して、LVの拡張末期容量、一回拍出量と駆出率の低下に対応する、心筋炎の動物におけるLV壁の厚さの増加を明らかにした。
Protocol
Representative Results
Discussion
本研究は、自己免疫性心筋炎に罹患したマウスで心臓の異常を把握するための非侵襲的なツールとして、MRMプロシージャとその有用性を説明しています。 EAMの組織学的特徴は、ヒトの感染後心筋炎に似ているので、マウスモデルは、一般に、心筋傷害23-25 の免疫機構を描写するために使用される。しかし、心筋炎に罹患した動物は、臨床的に正常に表示され、診断、実験7</su…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the National Institutes of Health (HL114669). CM is a recipient of a postdoctoral research fellowship grant awarded by the Myocarditis Foundation, NJ.
Materials
| Myhc-a 334-352 (DSAFDVLSFTAEEKAGVYK) | Neopeptide, Cambridge, MA | Store at 4οC | |
| CFA | Sigma Aldrich, St Louis, MO | 5881 | Store at 4οC |
| MTB H37Rv extract | Difco Laboratories, Detroit, MI | 231141 | Store at 4οC |
| PT | List Biologicals Laboratories, Campbell, CA | 181 | Store at 4οC |
| 1x PBS | Corning, Manassas, VA | 21-040-CV | Store at 4οC |
| Isoflurane | Piramal Healthcare, Mumbai, India | NDC66794-013-25 | |
| Female A/J mice | Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME | 646 | |
| Leur-lok sterile 1 ml syrringe | BD, Franklin Lakes, NJ | 309628 | |
| Leur-lok sterile 3 ml syrringe | BD, Franklin Lakes, NJ | 309657 | |
| Sterile needle, 18 G | BD, Franklin Lakes, NJ | 305195 | |
| Sterile needle, 27 1/2 G | BD, Franklin Lakes, NJ | 305109 | |
| 3-way stopcock | Smiths Medical ASD, Inc. Dublin, OH | MX5311L | |
| Kerlix gauze bandage rolls | Covidien, Mansfield, MA | 6720 | |
| Kimwipes | Kimberly-Clark Professional, Roswell, GA | 34155 | |
| Protouch Stockinette | Medline Industries, Mundelein, IL | 30-1001 | |
| Sterile surgical scissors and forceps | INOX tool Corporation | ||
| Micro oven | GE Healthcare, | ||
| ThermiPAQ hot and cold therapy system | Theramics Corporation, Springfield, IL | ||
| Reptile heating lamp | Energy Savers Unlimited, Inc. Carson, CA | ||
| 3M Transpore tapes | Target Corporation, MN | ||
| Up and Up Polymyxin B sulfate/Bacitracin/Neomycin sulfate antibiotic ointment | Target Corporation, MN | ||
| North Safety DeciDamp-2PVC foam ear plugs | North Safety Products, Smithfield, RI | ||
| Cotton tipped applicator, 6’’ wooden stem | Jorgensen Laboratories, Inc. Loveland, CO | ||
| Anesthesia induction chamber | Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI | ||
| Summit Anesthesia Support system for regulating flow of anesthesia | Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI | ||
| Specially designed animal holder | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | ||
| Bickford Omnicon F/Air anesthesia gas filter unit | A.M. Bickford, Inc. Wales Center, NY | ||
| Pulse-oximeter module, MR compatible small animal monitoring and gating system | Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY | ||
| Oxygen cylinder | Matheson-Tri Gas, North-Central Zone, Lincoln, NE | ||
| Gas regulator | Western Medica, West Lake, OH | ||
| Signal breaking module, MR compatible small animal monitoring and gating system | Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY | ||
| 9.4 T (400 MHZ) 89 mm vertical core bore MR scanner | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | ||
| 4-cm millipede micro-imaging RF coil | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | ||
| SAM PC monitor | Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY | ||
| Quantitative Medical Image analysis software | http://segment.heiberg.se; Segment v1.8 R1430, Medviso, Oresunds region, Sweden | ||
| Matlab software | The Mathworks, Inc. Natick, MA | ||
| Computer-Unix operating system | |||
References
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