אלקטרוקרדיוגרפיה לא פולשנית בעכבר פרילינטל
Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקול אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) פולשנית, הממוטב לעכברים לאחר הלידה המוקדמת, שאינו דורש שימוש בהרדמה.
Abstract
אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) כבר זמן רב להסתמך על כשיטה יעילה ואמינה של הערכת תפקוד לב וכלי דם (ולב וכלי דם) במודלים אנושיים ובעלי חיים של מחלה. קצב לב, קצב וספסיות בודדים, בשילוב עם פרמטרים כמותיים שנאספו מ-ECG, משמשים להערכת שלמות מערכת מוליכות הלב, כמו גם את הפיזיולוגיה המשולבת של מחזור הלב. מאמר זה מספק תיאור מקיף של השיטות והטכניקות המשמשות לביצוע ECG לא פולשני על גורי עכברים perinatal וילודים כבר ביום שלאחר הלידה הראשון, ללא צורך בשימוש בהרדמה. פרוטוקול זה נועד לטפל ישירות בצורך בשיטה מתוקנה ותוכלית להשגת ECG בעכברים שזה עתה נולדו. מנקודת מבט תרגום, פרוטוקול זה מוכיח להיות יעיל לחלוטין לאפיון של פגמים מולדים קרדיו-ריאה שנוצרו באמצעות קווי עכבר טרנסגניים, ובמיוחד לניתוח פגמים גרימת קטלניות או במהלך הימים הראשונים לאחר הלידה. פרוטוקול זה גם נועד לטפל ישירות בפער בספרות המדעית כדי לאפיין ולספק נתונים נורמטיביים הקשורים התבגרות של מערכת מוליכות הלב לאחר הלידה המוקדמת. שיטה זו אינה מוגבלת לנקודת זמן ספציפית לאחר הלידה, אלא מאפשרת איסוף נתוני ECG בגורי עכבר ילודים מלידה ועד ליום 10 לאחר הלידה (P10), חלון בעל חשיבות קריטית למודל מחלות אנושיות ב-vivo, עם דגש מיוחד על מחלות לב מולדות (CHD).
Introduction
ניתן למדוד את תפקוד הלב בדרכים שונות, הנפוצות ביותר כוללות שימוש אלקטרוקרדיוגרפיה (ECG) כדי לנתח את התנהלות הזרם החשמלי דרך הלב, כמו גם את מחזור הלב הכולל שלהותפקוד 1. אלקטרוקרדיוגרפיה ממשיכה להיות כלי אבחון שימושי לזיהוי ואפיון של חריגות לב במודלים אנושיים ובעלי חיים שלמחלה 1,2. אי סדרים בקריאה אלקטרוקרדיוגרם ניתן למצוא בהתפתחות לב חריגה (כלומר, מחלת לב מולדת (CHD),והוא יכול לכלול הפרעות בקצב הלב המתבטאות כשינויים בקצב הלב (למשל, ברדיקרדיה) וקצב (למשל, “בלוקי לב”), המי רמז על פגמים בשלמות ו/או תפקודו של שריר הלב הבסיסי. שינויים כאלה עלולים לגרום לחולים לתפקוד לב מסכן חיים (למשל, אי ספיקת לב גדשתית ו/או דום לב) ותמותהמוגברת 3,4. בהתחשב בשיעורי התמותה הגבוהים עם CHD חמור ולא מטופל, פיתוח שיטה מתוקנת וחוזרת על עצמה לאיסוף א.ק.ג בתקופה זו לאחר הלידה היא קריטית.
למרות שאנחנו לא הראשונים לטפל בבעיה זו, שיטות קודמות של איסוף ECG על גורי עכברכללו באופןמסורתי הליכים פולשניים (מחט תת עורית או אלקטרודות חוט) ו / או השימוש בהרדמה 5,6,7. היתרונות בביצוע ניתוח ECG לא פולשני כוללים מזעור הכאב ולבטל את הלחץ על החיה. בעוד הנסוי עדיין חייב להיות זהיר לגבי גרימת מתח הגור, המכשיר נועד למנוע לחצים נפוצים על מנת לייצר נתונים מדויקים. בהקשר של הערכת תפקוד הלב, החדרת הרדמה לבעלי חיים שעלולים להיות להם חריגות לב ריאה עלול להסוות או אפילו להחמיר את התנאים הבסיסיים. הרדמה עשויה להשפיע על מוליכות חשמלית על ידי שינוי depolarization ו / או קוטביזציה מחדש של התאים. לבסוף, השימוש בהרדמה יכול לשים את הגור שזה עתה נולד בסיכון מוגבר להיפותרמיה, אשר יכול לבלבל עוד יותר כל פתולוגיה הטבועה. הפרוטוקול הבא אינו מציג כל הרדמה, הליכים פולשניים, או אי נוחות בולטת הגור. לאחר השלמת התקנת הציוד, ניתן להשלים ביעילות את הגדרת המכשיר ואיסוף הנתונים הקשורים לחיה, ולאחר מכן ניתן להחזיר את הגורים לאמם. בנוסף, מערכת זו מאפשרת לבצע ניתוחים חוזרים ו/או סדרתיים, שהוא אידיאלי לניסויים הדורשים ניתוח לאורך זמן, מבוא של טיפולים תרופתיים, וכו ‘.
Protocol
Representative Results
Discussion
נקודות הנתונים שנאספו ביום הראשון של גורי עכברים הן מעט מתחת לערכים הצפויים הממוצעים לעכברים בוגרים (500-700 פעימות לדקה). 8 יש עלייה בקצב הלב ככל שהעכבר מזדקן, אשר נופל יותר בקנה אחד עבור הערכים הצפויים (טבלה 1). עם זאת, חשוב להדגיש כי ערכי יילודים היו בקצה התחתון של טווח ז?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מכירים בתמיכה נדיבה מאות הלבבות הזעירים (KLT), תוכנית ה-COBRE של UNE (מספר מענק NIGMS P20GM103643; LAF), ותכנית מלגת SURE באוניברסיטת ניו אינגלנד (VLB), כמו גם תמיכה טכנית למטופלים מאשיש מור (iWorx, דובר, NH). איור 3, איור 4 ואיור S1 נוצרו באמצעות תוכנת Biorender.
Materials
| LabScribe4 | iWorx | LabScribe4 | Software used to record ECG | https://www.iworx.com/users/teaching.php |
| Neonatal Mouse ECG & Respiration System | iWorx | RS-NMECG : Neonatal Mouse ECG | ECG device | https://www.iworx.com/research/cardiac-function/rs-nmecg/ |
| Tensive Conductive Adhesive Gel | Parker Laboratories, Inc | 22-60 | Tac-gel used as conductive gel for ECG | https://www.parkerlabs.com/tensive.asp |
References
- Pappano, A. J., Wier, W. G. . Cardiovascular Physiology. 11, 40-41 (2019).
- Kaese, S., Verheule, S. Cardiac electrophysiology in mice: A matter of size. Frontiers in Physiology. 3, 1-19 (2012).
- Sisakian, H. Cardiomyopathies: Evolution of pathogenesis concepts and potential for new therapies. World Journal of Cardiology. 6 (6), 478-494 (2014).
- London, B. Cardiac Arrhythmias: From (Transgenic) Mice to Men. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 12 (9), 1089-1091 (2001).
- Zehendner, C. M., Luhmann, H. J., Yang, J. -. W. A Simple and Novel Method to Monitor Breathing and Heart Rate in Awake and Urethane Anesthetized Newborn Rodents. PLoS ONE. 5, 62628 (2013).
- Zhao, Y., et al. Dry-contact microelectrode membranes for wireless detection of electrical phenotypes in neonatal mouse hearts. Biomedical Microdevices. 17 (2), 40 (2015).
- Cao, H., et al. Wearable multi-channel microelectrode membranes for elucidating electrophysiological phenotypes of injured myocardium. Integrative Biology. 6 (8), 789 (2014).
- Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1 (1), 123-139 (2011).
- Heier, C. R., Hampton, T. G., Wang, D., DiDonato, C. J. Development of electrocardiogram intervals during growth of FVB/N neonate mice. BMC Physiology. 10, 16 (2010).
- Heier, C. R., DiDonato, C. J. ECG in neonate mice with spinal muscular atrophy allows assessment of drug efficacy. Frontiers Biosciences (Elite Ed). 7, 107-116 (2015).
- Chu, V., et al. Method for noninvasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6 (2001).
- Patel, S. I., Souter, M. J. Equipment-related electrocardiographic artifacts: causes, characteristics, consequences, and correction. Anesthesiology. 108 (1), 138-148 (2008).
- Castellan, R. F. P., Thomson, A., Moran, C. M., Gray, G. A. Electrocardiogram-gated kilohertz visualisation (EKV) ultrasound allows assessment of neonatal cardiac structural and functional maturation and longitudinal evaluation of regeneration after injury. Ultrasound in Medicine and Biology. 46 (1), 167-179 (2020).
