Abordagens ecocardiograma e protocolos de Comprehensive Caracterização fenotípica de doença cardíaca valvular em ratos
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
O envelhecimento está associado com aumentos progressivos na calcificação cardiovascular 1. Estenose da valva aórtica hemodinamicamente significativa afeta 3% da população com idade superior a 65 2, e os pacientes com estenose da válvula aórtica, mesmo moderada (velocidade de pico de 3-4 m / s) têm uma sobrevida livre de eventos em 5 ano de menos de 40% 3. Atualmente, não existem tratamentos eficazes para retardar a progressão da calcificação da válvula aórtica e substituição da válvula aórtica cirúrgica é o único tratamento disponível para a estenose da válvula aórtica avançada 4.
Estudos destinados a ganhar uma compreensão mais profunda dos mecanismos que contribuem para o início e progressão de calcificação da válvula aórtica é um primeiro passo fundamental no caminho para métodos farmacológicos e não-cirúrgicos para gerenciar estenose da valva aórtica 5, 6. Genéticocamundongos ly-alteradas têm desempenhado um papel importante no desenvolvimento de nossa compreensão dos mecanismos que contribuem para uma variedade de doenças e agora estão vindo à tona de estudos sobre os mecanismos que visam a compreensão da biologia da estenose da válvula aórtica 6, 7, 8. Ao contrário de outras doenças cardiovasculares, tais como aterosclerose e insuficiência cardíaca onde-protocolos padrão para avaliar a função ventricular e vascular são, na maior parte bem estabelecida-existem desafios únicos associados com a fenotipagem in vivo da função de válvula de coração em ratinhos. Enquanto comentários recentes têm proporcionado debates aprofundados sobre as vantagens e desvantagens de inúmeras imagens e modalidades invasivos utilizados para avaliar a função da válvula em roedores 9, 10, 11, até à data, não temos conhecimento de uma publicação que fornece uma comprehensive, passo-a-passo protocolo para a função de válvula cardíaca fenotipagem em camundongos.
O objetivo deste artigo é descrever os métodos e protocolos para o fenótipo função de válvula cardíaca em camundongos. Todos os métodos e procedimentos foram aprovados pelo Comitê Animal Care Institucional e Use a Mayo Clinic. Os principais componentes deste protocolo incluem a profundidade da anestesia, a avaliação da função cardíaca, bem como a avaliação da função de válvula cardíaca. Esperamos que este relatório não só servirá para orientar os investigadores interessados em prosseguir a investigação no domínio da doença da válvula do coração, mas também vai iniciar um diálogo nacional e internacional relacionada com a padronização do protocolo para garantir a reprodutibilidade dos dados e validade neste campo de rápido crescimento. Importante, uma imagem com o uso de sistemas de ultra-som de alta resolução exige um conhecimento prático dos princípios da ultra-sonografia (e terminologia comumente utilizados em ultra-sonografia), uma compreensão do princip fundamentaisles da fisiologia cardíaca e experiência significativa com a ultra-sonografia para permitir a avaliação precisa e tempo-eficiente da função cardíaca em roedores.
Protocol
Representative Results
Discussion
A indução da anestesia
indução e manutenção de anestesia adequada é fundamental para a avaliação precisa das mudanças na válvula cardíaca e função cardíaca em ratos. Dada a rápida indução da anestesia induzida por isoflurano eo tempo de wash-out relativamente longo deste anestésico após anestesia profunda, não usamos uma câmara de anestesia stand-alone para a indução. Em vez disso, tal como referido em pormenor acima, os animais são guiados directamente…
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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