Ultrasonographie des adulten männlichen Harntraktes für Harnfunktionstests
Summary
Wir beschreiben die Verwendung von hochfrequentem Ultraschall mit Kontrastbildgebung als Methode zur Messung des Blasenvolumens, der Blasenwanddicke, der Uringeschwindigkeit, des Hohlraumvolumens, der Hohlraumdauer und des Harnröhrendurchmessers. Diese Strategie kann verwendet werden, um die Nichtigkeitsstörung und Behandlungswirksamkeit in verschiedenen Mausmodellen der unteren Harnwegsfunktionsstörung (LUTD) zu bewerten.
Abstract
Die Inzidenz von klinisch gutartiger Prostatahyperplasie (BPH) und niedrigeren Harnwegssymptomen (LUTS) nimmt aufgrund der alternden Bevölkerung zu, was zu einer erheblichen wirtschaftlichen und Lebensqualitätsbelastung führt. Transgene und andere Mausmodelle wurden entwickelt, um verschiedene Aspekte dieser multifaktoriellen Krankheit nachzubilden; jedoch, Methoden, um genau quantitieren Harnstörungen und die Wirksamkeit der neuen therapeutischen Optionen fehlen. Hier beschreiben wir eine Methode, die verwendet werden kann, um Blasenvolumen und Detrusorwanddicke, Harngeschwindigkeit, Hohlraumvolumen und Hohlraumdauer und Harnröhrendurchmesser zu messen. Dies würde die Bewertung des Krankheitsverlaufs und der Wirksamkeit der Behandlung im Laufe der Zeit ermöglichen. Mäuse wurden mit Isofluran beanstandet, und die Blase wurde durch Ultraschall visualisiert. Für die kontrastreiche Bildgebung wurde ein 3D-Bild der Blase aufgenommen, um das Volumen zu berechnen und die Form auszuwerten; die Blasenwanddicke wurde aus diesem Bild gemessen. Für eine kontrastreiche Bildgebung wurde ein Katheter durch die Blasekuppel mit einer 27-Spur-Nadel platziert, die mit einer Spritze durch PE50-Schläuche verbunden ist. Ein Bolus von 0,5 ml Kontrast wurde in die Blase infundiert, bis ein Wasserlassen ereignistrat. Der Harnröhrendurchmesser wurde am Punkt des Doppler-Geschwindigkeitsprobenfensters während des ersten Leerungsereignisses bestimmt. Die Geschwindigkeit wurde für jedes nachfolgende Ereignis gemessen, das eine Durchflussrate ergibt. Zusammenfassend hat sich der Hochfrequenz-Ultraschall als wirksame Methode zur Beurteilung von Blasen- und Urethralmessungen während der Harnfunktion bei Mäusen erwiesen. Diese Technik kann bei der Bewertung neuartiger Therapien für BPH/LUTS in einem experimentellen Umfeld nützlich sein.
Introduction
Gutartige Prostatahyperplasie (BPH) ist eine Krankheit, die bei Männern entwickelt, wie sie älter werden und betrifft fast 90% der Männer über 80 Jahrealt 1,2. Obwohl die Entwicklung von BPH im Allgemeinen mit dem Altern verbunden ist, können andere Faktoren wie Fettleibigkeit und metabolisches Syndrom zu BPH bei relativ jüngeren Männern führen3,4. Viele Männer mit BPH entwickeln niedrigere Harnwegssymptome (LUTS), die ihre Lebensqualität deutlich verringern, und einige Erfahrung Komplikationen, die Blutungen, Infektion, Blasenauslass Obstruktion (BOO), Blasensteine, und Nierenversagen gehören können. Die Kosten für die Behandlung von BPH übersteigt 4 Milliarden US-Dollar jährlich5,6,7. Die durch BPH verursachte LutS-Diagnose beruht in der Regel auf der Verwendung des AUA-Symptomindex (AUASI) Score, der Uroflowmetrie und der Bewertung der Prostatagröße8. Die Ätiologie von BPH/LUTS ist komplex und multifaktoriell, und Krankheitsentwicklung und -progression wurden mit Prostatahyperplasie (Prostataproliferation), glatter Muskelkontraktilität und Fibrose in Verbindung gebracht. Aktuelle Behandlungen beinhalten die Verwendung von adrenergen Blockern, um einen glatten Muskeltonus in der Blase und Prostata zu regulieren, um LUTS- und/oder 5-Reduktase-Inhibitoren zu lindern, um den Androgenstoffwechsel zu verringern und die Prostatagröße zu verringern. Bessere Krankheitsmodelle, murin und andere, um die genaue Untersuchung der Auswirkungen der verschiedenen ursächlichen und therapeutischen Faktoren in diesem Krankheitsprozess im Laufe der Zeit zu ermöglichen, ist sehr wünschenswert9.
Nagetiermodelle wurden ausgiebig zur Erforschung der Urodynamik verwendet; die meisten Studien konzentrieren sich jedoch auf weibliche Micturition und Krankheit10. Um alle Aspekte der männlichen LUTS vollständig zu untersuchen, wurden Nagetiermodelle entwickelt und verwendet, um verschiedene Aspekte von BPH zu untersuchen, einschließlich Veränderungen in der Zellproliferation, glatte Muskelfunktion, Kollagenablagerung und Entzündung11, 12 , 13 , 14. Allerdings unterscheiden sich Nagetier und menschliche Prostataanatomie. Während die menschliche Prostata kompakt ist und von einer kondensierten fibromuskulären Schicht umhüllt ist, ist die Nagetier-Prostata lobular; und diese Unterschiede erschweren direkte Vergleiche der Krankheitsprogression und der Wirksamkeit der Behandlung. Darüber hinaus sind LUTS bei Mäusen schwer einzuschätzen, da es nicht möglich ist, die Mühe direkt zu messen. Stattdessen korrelieren aktuelle Methoden zur Untersuchung von Krankheiten histologische Merkmale mit physiologischen Merkmalen (z. B. Blasenvolumen und Wanddicke mit Uroflussmetrie, Hohlraum-Assays und Zystometrie-Endpunktdaten), die das Niveau der Harnmittel vergleichen. Dysfunktion zwischen BPH-Modell und Kontrolltieren12,15,16,17,18. Physiologische Merkmale werden häufig als post-mortem Nekropsie-Endpunkte bewertet, und es besteht eine Unfähigkeit innerhalb desselben Tieres, BOO im Laufe der Zeit zu beobachten. Kürzlich haben wir eine Unterteilung der Beckenharnröhre (die prostatische Harnröhre) identifiziert, bei der exogene Hormonimplantate eine Verengung auf der Grundlage von post-mortem Nekropsie-Bewertungen verursachen12. Aktuelle Methoden erlauben keine direkte In-vivo-Bewertung der Urethralverengung während der Leerung.
Ultraschall ist eine nicht-invasive Diagnose- und Bewertungstechnik, die erfolgreich in anderen Krankheitsmodellen eingesetzt wurde. Es wird verwendet, um das Organvolumen zu quantifizieren und den Gefäßfluss19,20,21zu bewerten. Ultraschall wird auch verwendet, um Mikroinjektionen zu visualisieren und zu leiten, die gezielte Injektionen von Stammzellen oder anderen Medikamenten ermöglichen, und um die systolische und diastolische Herzfunktion zu bewerten.
Dieses Protokoll beschreibt den Einsatz von Hochfrequenz-Ultraschall zur Bewertung der Anatomie der unteren Harnwege und zur Beurteilung der Harnphysiologie bei anästhesierten Mäusen. Wir beschreiben den Einsatz von Ultraschall zur Messung des Blasenvolumens und der Wanddicke. Wir beschreiben auch die Verwendung von kontrastverstärktem Ultraschall zur Messung der Uringeschwindigkeit, des Urinvolumens, der Leerraumdauer und des Harnröhrendurchmessers. Die Verwendung von Ultraschall bietet ein umfassenderes Verständnis der unteren Harnwege in vivo, bestimmt, wie Krankheit die normale Leerungsfunktion verändert, und gibt uns die Werkzeuge, um die Wirksamkeit neuer therapeutischer Optionen besser zu bewerten. Derzeit ist das kontrastfreie Bildgebungsprotokoll nicht terminal, während das aktuelle kontrastverstärkte Bildgebungsprotokoll ein Terminalverfahren ist.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aktuelle Techniken zur Bewertung der unteren Harnwege von Nagetieren sind durch ihre Fähigkeit eingeschränkt, Veränderungen in der Leerungsphysiologie direkt mit Veränderungen in der Prostatahistologie zu korrelieren, die sich auf das Fortschreiten der Krankheit belaufen. Leere Spot-Assays und Uroflowmetrie können verwendet werden, um spontane Wasserlassen-Ereignisse bei Nagetieren zu bewerten, und diese Techniken können verwendet werden, um Veränderungen über einen Zeitraumvon 15,</s…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken Emily Ricke, Kristen Uchtmann und dem Ricke-Labor für ihre Unterstützung bei der Tierhaltung und Feedback zu diesem Manuskript. Wir danken dem NIDDK und NIEHS für die finanzielle Unterstützung dieser Studien: U54 DK104310 (WAR, JAM, PCM, CMV, DEB), R01 ES001332 (WAR, CMV), K12 DK100022 (TTL, AR-A, DH). Der Inhalt liegt in der alleinigen Verantwortung der Autoren und stellt nicht die offiziellen Ansichten des NIH dar.
Materials
| 21mm Clear Tubing | Supera Anesthesia Innov | 301-150 | |
| 27 gauge needle | BD | Z192376 | |
| 4 port Manifold | Supera Anesthesia Innov | RES536 | |
| DEFINITY | Lantheus Medical Imaging | DE4 | |
| F/AIR Canister | Supera Anesthesia Innov | 80120 | |
| Graefe forceps (Serrated, Straight) | F.S.T. | 11050-10 | |
| Inlet/Outlet Fittings | Supera Anesthesia Innov | VAP203/4 | |
| Isoflurane | Midwest Vet Supply | 193.33161.3 | |
| Isoflurane Vaporizer | Supera Anesthesia Innov | VAP3000 | |
| MV707 probe | Fujifilm VisualSonics Inc | ||
| Oxygen Flowmeter | Supera Anesthesia Innov | OXY660 | |
| Polyethylene 50 tubing | BD | 427516 | |
| Pressure Reg/Gauge | Supera Anesthesia Innov | OXY508 | |
| Rebreathing Circuits | Supera Anesthesia Innov | CIR529 | |
| Small Mice Nose Cone | Supera Anesthesia Inov | ACC526 | |
| Sterile saline | Midwest Vet Supply | 193.74504.3 | NaCl 0.9%, Injectable |
| Straight Sharp/Blunt Scissors | Fine Scientific Tools (F.S.T) | 14054-13 | |
| Syringe | BD | 309646 | 5mL |
| Vevo 770 | Fujifilm VisualSonics Inc | ||
| VIALMIX | Lantheus Medical Imaging | VMIX |
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