Approches et protocoles échocardiographiques pour Comprehensive Caractérisation phénotypique de la maladie valvulaire chez les souris
Summary
This protocol provides a detailed description of the echocardiographic approach for comprehensive phenotyping of heart and heart valve function in mice.
Abstract
The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in rodents, with detailed descriptions of the appropriate methods for anesthesia, the echocardiographic windows used, the imaging planes and probe orientations for image acquisition, the methods for data analysis, and the limitations of emerging technologies for the evaluation of cardiac and valvular function. Importantly, we also highlight several future areas of research in cardiac and heart valve imaging that may be leveraged to gain insights into the pathogenesis of valve disease in preclinical animal models. We propose that using a systematic approach to evaluating cardiac and heart valve function in mice can result in more robust and reproducible data, as well as facilitate the discovery of previously underappreciated phenotypes in genetically-altered and/or physiologically-stressed mice.
Introduction
Le vieillissement est associé à des augmentations progressives de calcification cardiovasculaire 1. Hémodynamiquement significative sténose de la valve aortique affecte 3% de la population âgée de plus de 65 2, et les patients avec même modérée sténose de la valve aortique (vitesse maximale de 3-4 m / s) ont une survie sans événement-5 ans de moins de 40% 3. À l' heure actuelle, il n'y a pas de traitements efficaces pour ralentir la progression de l' aorte calcification de la valve, et chirurgicale de remplacement de la valve aortique est le seul traitement disponible pour la sténose valvulaire aortique avancée 4.
Les études visant à acquérir une meilleure compréhension des mécanismes qui contribuent à l'initiation et la progression de l' aorte calcification de la valve sont une première étape clé dans le déplacement vers des méthodes pharmacologiques et non-chirurgicales pour gérer la sténose aortique 5, 6. Génétiquesouris ly-modifiées ont joué un rôle majeur dans le développement de notre compréhension des mécanismes qui contribuent à une variété de maladies et sont maintenant à l'avant – garde des études mécanistiques visant à comprendre la biologie de la valve aortique Sténose 6, 7, 8. Contrairement à d' autres maladies cardio – vasculaires telles que l' athérosclérose et l' insuffisance cardiaque, où des protocoles standard pour l' évaluation de la fonction vasculaire et ventriculaires sont pour la plupart bien établis, il y a des défis uniques associés à phénotypage in vivo de la fonction de valve cardiaque chez la souris. Bien que les commentaires récents ont fourni des discussions approfondies sur les avantages et les inconvénients de nombreuses imagerie et les modalités invasives utilisées pour évaluer la fonction de la valve chez les rongeurs 9, 10, 11, à ce jour, nous ne sommes pas au courant d'une publication qui fournit un comprehensive, étape par étape, le protocole pour la fonction de valve cardiaque phénotypage chez la souris.
Le but de ce manuscrit est de décrire les méthodes et les protocoles de phénotype fonction de valve cardiaque chez la souris. Toutes les méthodes et les procédures ont été approuvées par le Comité institutionnel de protection et d'utilisation des animaux Mayo Clinic. Les éléments clés de ce protocole comprennent la profondeur de l'anesthésie, l'évaluation de la fonction cardiaque, et l'évaluation de la fonction de valve cardiaque. Nous espérons que ce rapport servira non seulement pour guider les enquêteurs intéressés à poursuivre la recherche dans le domaine des maladies des valves cardiaques, mais aussi entamer un dialogue national et international concernant le protocole de normalisation pour assurer la reproductibilité des données et la validité dans ce domaine en pleine expansion. Surtout, l'imagerie réussie en utilisant des systèmes à ultrasons à haute résolution nécessite une connaissance pratique des principes de l'échographie (et la terminologie couramment utilisés en échographie), une compréhension de la princip fondamentaleles de la physiologie cardiaque, et une expérience significative avec l'échographie pour permettre une évaluation précise et temps efficace de la fonction cardiaque chez les rongeurs.
Protocol
Representative Results
Discussion
Induction de l' anesthésie
induction et l'entretien de l'anesthésie est critique pour l'évaluation précise des changements dans la valve cardiaque et la fonction cardiaque chez la souris. Compte tenu de l'induction rapide de l'anesthésie provoquée par l'isoflurane et le temps de lavage-out relativement longue de cet anesthésique après une anesthésie profonde, nous n'utilisons pas une chambre d'anesthésie autonome po…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by NIH grants HL111121 (JDM) and TR000954 (JDM).
Materials
| High resolution ultrasound machine | VisualSonics, Fujifilm | Vevo 2100 | |
| Isoflurane diffuser (capable of delivering 1 % to 1.5 % isoflurane mixed with 1 L/min 100% O2 | VisualSonics, Fujifilm | N/A | |
| Transducers for small mice (550D) or larger mice (400) | MicroScan, VisualSonics, Fujifilm | MS 550D, MS 400 | |
| Animal platform | VisualSonics, Fujifilm | 11503 | |
| Advanced physiological monitoring unit | VisualSonics, Fujifilm | N/A | |
| Isoflurane | Terrell | NDC 66794-019-10 | |
| Nose cone and tubing connected to isoflurane diffuser and 100% O2 | Custom Engineered in-house | — | |
| Hair razor | Andis Super AGR+ vet pack clipper | AD65340 | |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories | REF 01-08 | |
| Electrode gel | Parker Laboratories | REF 15-25 | |
| Adhesive tapes | Fisher Laboratories | 1590120B | |
| Paper towels |
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