肺動脈性肺高血圧症ラットモデルにおける右心室機能の網羅的心エコー評価
Summary
本プロトコルは、肺動脈性肺高血圧症のラットモデルにおける右心室の形態および機能の心エコー検査の特徴付けを記載する。
Abstract
肺動脈性肺高血圧症(PAH)は、肺の小動脈の血管収縮とリモデリングによって引き起こされる進行性疾患です。このリモデリングは、肺血管抵抗の増加、右心室機能の悪化、および早死につながります。現在承認されているPAHの治療法は、主に肺血管拡張経路を標的としています。しかし、最近の新たな治療法は、右心室(RV)リモデリングを含む、疾患の病因に関与する他の新しい経路に焦点を当てています。新規治療薬の縦断的評価を可能にするイメージング技術は、前臨床試験における新薬の有効性を決定するのに非常に有用である。非侵襲的経胸部心エコー検査は、依然として心機能を評価するための標準的なアプローチであり、げっ歯類モデルで広く使用されています。ただし、RVの心エコー検査の評価は、その解剖学的位置と構造のために困難な場合があります。さらに、前臨床げっ歯類モデルにおける心エコー検査の標準化されたガイドラインが不足しているため、異なる検査室での研究間でRV機能の統一された評価を実施することは困難です。前臨床試験では、ラットのモノクロタリン(MCT)傷害モデルは、PAHを治療するための薬効を評価するために広く使用されています。このプロトコルは、ナイーブおよびMCT誘発PAHラットにおけるRVの心エコー検査評価について説明しています。
Introduction
PAHは、20mmHg1を超える安静時の平均肺動脈圧として定義される進行性疾患です。PAHの病理学的変化には、肺動脈(PA)リモデリング、血管収縮、炎症、および線維芽細胞の活性化と増殖が含まれます。これらの病理学的変化は、肺血管抵抗の増加につながり、その結果、右心室リモデリング、肥大、および機能不全につながります2。PAHは、いくつかのシグナル伝達経路間のクロストークを伴う複雑な疾患です。PAHを治療するために現在承認されている薬は、主に一酸化窒素-環状グアノシン一リン酸経路、プロスタサイクリン経路、およびエンドセリン経路を含む血管拡張経路を標的としています。これらの経路を標的とする治療薬は、単剤療法および併用療法の両方として使用されてきた3,4。過去10年間のPAHの治療の進歩にもかかわらず、米国を拠点とするREVEALレジストリからの調査結果は、新たに診断された患者の5年生存率が低いことを示しています5。最近では、新たな治療法は、疾患を破壊することを期待して、PAHで起こる血管リモデリングの多因子病態生理学に影響を与える可能性のある疾患修飾剤に焦点を合わせています6。
PAHの動物モデルは、新薬治療の有効性を評価する上で非常に貴重なツールです。MCT誘発PAHラットモデルは、肺動脈血管のリモデリングを特徴とする広く使用されている動物モデルであり、これは次に肺血管抵抗の増加と右心室肥大および機能障害につながります7,8。新しい治療法の有効性を評価するために、研究者は通常、PA圧、RV形態、およびRV機能の縦断的評価を考慮せずに、RV圧の最終評価に焦点を合わせます。非侵襲的および非終末イメージング技術の使用は、動物モデルにおける疾患の進行を包括的に検査するために重要です。経胸壁心エコー検査は、磁気共鳴画像法などの他の画像診断法と比較して低コストで使いやすいため、動物モデルで心臓の形態と機能を評価するための標準的なアプローチであり続けています。ただし、RVの心エコー検査評価は、胸骨影の下のRVの位置、その十分に発達した小柱、およびその解剖学的形状のために困難な場合があり、これらすべてが心内膜境界の描写を困難にします9,10,11。
この記事は、RVの寸法、面積と体積、および収縮期および拡張期機能を評価するための包括的なプロトコルを説明することを目的としています スプレイグドーリー(SD)ラットのナイーブおよびMCT誘発PAH。さらに、このプロトコルは、正常および拡張した右心房の心エコー検査寸法を評価する方法を詳述しています。
Protocol
Representative Results
Discussion
RVの心エコー評価は、PAHの動物モデルにおける新規治療の有効性をスクリーニングするための貴重な発見ツールです。RV構造および機能の詳細な特徴付けは、PAHアドレスRVリモデリングを治療する際の新規標的として必要である4,14。この研究では、RVの構造と機能の特性評価を成功させるための詳細なプロトコルについて説明します。
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The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、著者P.C.R.に授与されたNHLBI K01 HL155241およびAHA CDA849387によってサポートされました。
Materials
| 0.9% sodium cloride injection USP | Baxter | 2B1324 | |
| Braided cotton rolls | 4MD Medical Solutions | RIHD201205 | |
| Depilating agent | Wallgreens | Nair Hair Remover | |
| Electrode gel | Parker Laboratories | 15-60 | |
| High frequency ultrasound image system and imaging station | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | |
| Isoflurane | MedVet | RXISO-250 | |
| Male sprague Dawley rats | Charles River Laboratories | CD 001 | CD IGS Rats (Crl:CD(SD)) |
| Monocrotaline (MCT) | Sigma-Aldrich | C2401 | |
| Rectal temperature probe | Physitemp | RET-3 | |
| Sealed induction chambers | Scivena Scientific | RES644 | 3 L size |
| Solid-state array ultrasound transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo MicroScan transducer MS250S | |
| Stainless steel digital calipers | VWR Digital Calipers | 62379-531 | |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories | 11-08 | |
| Vevo Lab software | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Verison 5.5.1 |
References
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