In utero Meting van de hartslag in de Muis door invasieve M-mode echocardiografie
Summary
Ultra-hoge frequentie echografie is een krachtige live-imaging tool om cardiale afwijkingen in kleine proefdieren. Zijn noninvasiveness maakt het handhaven van de fysiologische toestand van de embryo's. Hierin tonen we het gebruik van M-mode echo om de hartslag van embryo meten E18.5 in de baarmoeder.
Abstract
Aangeboren hartziekte (CHZ) is de meest voorkomende niet-infectieuze oorzaak van overlijden bij de geboorte. De incidentie van CHD varieert van 4 tot 50/1, 000 geboorten (Ziekte en verwondingen regionale schattingen, World Health Organization, 2004). Operaties die vaak afbreuk doen aan de kwaliteit van het leven nodig zijn om hartafwijkingen corrigeren, herinnert ons aan het belang van het vinden van de oorzaken van hart-en vaatziekten. Mutant muismodellen en live imaging technologie zijn geworden essentiële instrumenten om de etiologie van deze ziekte te bestuderen. Hoewel geavanceerde methoden is het mogelijk live-beeldvorming van abnormale harten in embryo's, worden de fysiologische en hemodynamische toestanden van de laatste vaak aangetast als gevolg van chirurgische en / of langdurige procedures. Invasieve echografie, kan echter zonder chirurgisch bloot het embryo, waardoor hun fysiologie handhaven gebruikt. Hierin maken we gebruik van eenvoudige M-mode echo om hartslag van embryo's beoordelen op E18.5 in de baarmoeder. De detectie van abnormale hartslag is inderdaad een goede indicator van dysfunctie van het hart en vormt dus een eerste stap in het identificeren van defecten in de ontwikkeling die kan leiden tot hartfalen.
Introduction
CHD is de meest voorkomende niet-infectieuze oorzaak van overlijden bij de geboorte 1. Meerdere operaties zijn vaak nodig om de structurele gebreken bij patiënten van wie de kwaliteit van leven kan gecompromitteerd 1 blijven corrigeren. Kinderen met CHD ontwikkelen vaak neurologische aandoeningen, zelfs als ze niet een operatie hebben ondergaan, met vermelding van belang in de baarmoeder gevolgen voor ontwikkeling 2,3. Zowel genetische als omgevingsfactoren, zoals blootstelling aan virussen of chemische stoffen (alcohol) tijdens de zwangerschap, oorzaak CHD. Het bestuderen van de genetische medewerkers zich nog in een vroeg stadium, maar groeit snel. Om deze medewerkers te identificeren en begrijpen van hun rol in de ontwikkeling van het hart, fenotyperen mutante muizen met een eenvoudig en krachtig hulpmiddel zal zijn zeer gunstig.
Mouse is inderdaad een diermodel keuze CHD bestuderen, en de meeste menselijke gevallen kan worden gereproduceerd bij muizen 4,5. Bijgevolg heeft foetale cardiale fenotypering inc gewordenreasingly belangrijk om de etiologie van menselijke CHD onderzoeken en vereist passende instrumenten. Hoewel histologische studies op vaste exemplaren zijn van onschatbare waarde, real-time beeldvorming van levende dieren is cruciaal voor de fysiologie van het hart te begrijpen. Videomicroscopie biedt live beeldvorming. Het vereist echter laparotomie om embryo bloot, waardoor hun fysiologische en hemodynamische toestand compromitteren. Onlangs is echocardiografie de standaard geworden beeldvormende techniek om cardiale evaluaties in de kliniek en in muizen.
Muis foetale echocardiografie wordt uitgevoerd onder normale klinische ultrasound systemen en ultra-hoge frequentie ultrasone systemen. Deze bieden 30 MHz of hogere frequentie transducers dat twee-dimensionale beelden te genereren en kan de evaluatie van vroege embryonale stadia. Deze sensoren hebben een betrekkelijk slechte penetratiediepte (~ 13 mm), die echter voldoende om voldoende beeldvlakken verkrijgen en bepalen fundamentele hart paparameters, zoals hartslag, linker en rechter ventrikel inwendige diameter bij diastole en systole en septum en de wanddikte, zonder het uitvoeren van laparotomie.
In ons onderzoek hebben we een ultra-hoge frequentie ultrasoon systeem om hartslag van muizenembryo's beoordelen op embryonale dag E18.5 gebruikt. We kozen voor een 30 MHz transducer die een gezichtsveld van 20 mm x 20 mm, wat ideaal is gezien de omvang van de foetussen, met een brandpuntsafstand van 12,7 mm biedt. Echter, een hogere frequentie omzetter worden gekozen eerdere ontwikkelingsstadia analyseren. De geselecteerde M-modus kan de visualisatie van weefsels in beweging dankzij een hoge temporele resolutie van 1000 frames / sec. De volledige procedure is eenvoudig en zou zo snel mogelijk worden uitgevoerd om elke verstoring van de fysiologische en hemodynamische toestanden van de foetus te voorkomen. De analyse van ongeveer 8 embryo vereist ongeveer 1 uur.
Protocol
Representative Results
Discussion
M-mode echocardiografie is een effectieve en eenvoudige methode om te meten in utero hartslag van muizenembryo's. Commercieel beschikbare transducers voldoende resolutie om kleine kloppende harten te visualiseren. Dus ze laten een zeer nauwkeurige hartslagmeting, vergeleken met andere methoden, zoals hartslag meting en kan hoge resolutie video microscopie vervangen. Echter, de huidige instrumenten niet toe dat de gelijktijdige analyse van alle embryo's, wat een vervelende procedure elk van de embryo'…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wij danken Manon Laprise voor opleiding in echocardiografie en Ann Chamberland voor het nemen van de in de figuren 1 en 2 foto's. Dit werk werd ondersteund door de Canadese Institutes of Health Research subsidie MOP 44.363 en Canada Stoel 950-216684.
Materials
| Isoflurane | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | CP0406v2 | 1-chloro-2,2,2-trifluoroethyl difluoromethyl ether |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories Inc. | Aquasonic Clear | |
| Electrode gel | Parker Laboratories Inc. | Spectra 360 | |
| Ophthalmic gel | Novartis | Tear-Gel | |
| Depilatory cream | Church & Dwight Co., Inc. | Nair | |
| Hair clipper | |||
| Gauze/cotton swap | Q-tips | ||
| Permanent marker | |||
| High-Resolution In vivo Ultrasound Imaging System | Visual Sonics | Vevo770 | |
| 30 MHz Transducer | Visual Sonics | RMV707B | |
| Imaging platform and physiology controller unit | Visual Sonics | ||
| Anesthetic System | Cyprane North America Inc. | 312462 | |
| Infrared heating lamp |
Riferimenti
- Hoffman, J. I., Kaplan, S. The incidence of congenital heart disease. J. Am. Coll. Cardiol. 39, 1890-1900 (2002).
- Miller, S. P., et al. Abnormal brain development in newborns with congenital heart disease. N. Engl. J. Med. 357, 1928-1938 (2007).
- Bruneau, B. G. The developmental genetics of congenital heart disease. Nature. 451, 943-948 (2008).
- Wessels, A., Sedmera, D. Developmental anatomy of the heart: a tale of mice and. 15, 165-176 (2003).
- Yu, Q., et al. ENU induced mutations causing congenital cardiovascular anomalies. Development. 131, 6211-6223 (2004).
- Seidah, N. G., Prat, A. The biology and therapeutic targeting of the proprotein convertases. Nat. Rev. Drug Discov. 11, 367-383 (2012).
- Roebroek, A. J., et al. Failure of ventral closure and axial rotation in embryos lacking the proprotein convertase Furin. Development. 125, 4863-4876 (1998).
- Roebroek, A. J., et al. Limited redundancy of the proprotein convertase furin in mouse liver. J. Biol. Chem. 279, 53442-53450 (2004).
- Kisanuki, Y. Y., et al. Tie2-Cre transgenic mice: a new model for endothelial cell-lineage analysis in vivo. Dev. Biol. 230, 230-242 (2001).
- Kim, W., et al. Loss of endothelial furin leads to cardiac malformation and early postnatal death. Mol. Cell Biol. 32, 3382-3391 (2012).
