מדידת לחץ דם לטווח ארוך בעכברים לנוע בחופשיות באמצעות טלמטריה
Summary
The goal of this protocol is to assess systemic blood pressure in conscious freely moving mice using implantable radio-telemetry devices.
Abstract
במהלך הפיתוח של סוכני vasoactive חדשים, ניטור לחץ דם העורקי הוא חיוני על מנת לאמוד את היעילות של התרופות החדשות המוצעות. ואכן, מחקר התמקדות לגילוי מטרות טיפוליות פוטנציאליות חדשות באמצעות עכברי שינוי גנטי שגרמו דורש הערכה אמינה, לטווח ארוך של הווריאציה בלחץ העורקי המערכתית. נכון לעכשיו, תקן הזהב עבור קבלת מדידות ארוכות טווח של לחץ דם בעכברים אמבולטורי משתמש רדיו-משדרים מושתלים, הדורשים cannulation העורק. טכניקה זו מבטלת את צורך קשירה, ריסון, או הרדמת החיות אשר מציגות מתח וחפץ במהלך דגימת נתונים. עם זאת, ניטור לחץ הדם העורקי בעכברים באמצעות צנתור יכול להיות מאתגר למדי בשל גודלו הקטן של העורקים. כאן אנו מציגים צעד אחר צעד מדריך כדי להמחיש את פסוקי מפתח קריטיים עבור השתלה תת עורית מוצלחת של משדרי רדיו ג עורק התרדמהannulation בעכברים. אנו גם דוגמאות של פעילות לחץ דם לזמן ארוך שנלקחו מעכברים לנוע בחופשיות לאחר תקופה של התאוששות לאחר ניתוח. בעקבות הליך זה יאפשר הקלטות לחצו דם ישיר אמינות מחיות מרובות בו זמנית.
Introduction
יתר לחץ דם הוא אחד מגורמי הסיכון העיקריים למחלות לב וכלי דם, ניתן לטעון שזה בעיה בריאותית ציבורית גדולה הן במדינות מפותחות ומתפתחות 1. במודלים של בעלי חיים כמה לחץ דם ניסיוני פותחו לחקות תגובות יתר לחץ דם כמו אלה שנצפו אצל בני אדם 2. בין היתר, את העכבר אמבולטורי מייצג מודל מצוין ללמוד את ספר בראשית ואת ההתקדמות של יתר לחץ דם המאפשר בניתוח vivo של התוצאות של חשיפה כרונית ליתר לחץ דם.
לחץ דם (BP) ניטור בעכברים סייע לחוקרים לפענח מספר מנגנונים המעורבים בתחום הפיזיולוגיה פתופיזיולוגיה של מחלות כגון כשל יתר לחץ דם ולב 3, 4. ואכן, מניפולציה של גנום העכבר מותר דור מהונדס או מודלים במיקוד הגן מתאים ללימוד יתר לחץ דם 5, 6. עם זאת, אפילו מניפולציה עדינהשל עכברים מודעים גורם ריגושים שיכולים להציג ממצאים פוטנציאליים במהלך רכישת נתונים, תוך שימוש הרגעה או כדורי הרגעת הערכה משפיע לחץ דם 7. היבטים אלה חשובים במיוחד וחייב להילקח בחשבון כאשר מנסים ניטור BP לטווח ארוך.
ישנן מספר דרכים כדי להקליט BP בעכברים, וכן השוואה בין הטכניקות הנפוצות ביותר הזמינים כיום נדונה במקום אחר 8, 9. עם זאת, המלצות AHA למדידת BP למסקנה כי מדידת תוך עורקים של BP הם העדיפו בדרך כלל בגלל יכלו למדוד ישירות BP על פני תקופה ארוכה של זמן 10. רדיו-טלמטריה בשילוב עם מדידה ישירה של לחץ הדם הוא המדינה- of-the-art שיטה לניטור תפקודים פיזיולוגיים ב ער לנוע בחופשיות בחיות מעבדה תוך מזעור מתח וחפצים הקשורים לסביבה 9, 11.הרדיו-טלמטריה מציעה את היכולת לאסוף לחץ דם אוטומטי, קצב לב, טמפרטורת גוף ופעילות חיה מחיות מודעות מרובות.
למרות מתודולוגיה זו הופכת לפופולרית מאוד במעבדות רבות, השתלת הרדיו-טלמטריה בעכברים יכולה להיות מאתגרת מבחינה טכנית. כאן אנו מראים צעד-אחר-צעד פרוטוקול הממחיש כיצד להשתיל מתמר לחץ בעכברים. הטכניקה כוללת החדרת תת עורית של החללית בגוף העכבר, לתעל את הקטטר לצוואר וקדימה ליד קשת אבי העורקים דרך עורק התרדמה השמאלי. נתונים מתועדים מרחוק מוצגים חיים על צג המחשב. נתונים מאוחסנים גם עבור "off-line" ניתוח.
Protocol
Representative Results
Discussion
רדיו-טלמטריה מושתלת השתפרה באופן משמעותי בעשור האחרון; גודל חללית קטן הופך את השתל פחות טראומטי עבור החיה, חיי סוללה ממושכים עוזרים להפחית את העלויות, ותדרי מַד מֶרְחָק עצמאיים למנוע crosstalk בין מקלטים. טלמטריה נחשב המדינה- of-the-art שיטה לאיסוף מגוון רחב של פרמטרים פיזיול…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the National Institutes of Health (NIH/NHLBI) [Grant no. HL114869] and the support from UTHSC to SM.
Materials
| Small animal anesthesia system | Kent Scientific Corp, Torrington, Connecticut, USA | low-Flow small animal anesthesia system | |
| Pad warmer and mouse termometer | Kent Scientific Corp, Torrington, Connecticut, USA | allows monitoring body temperature, and homeothermic control in small animals. | |
| Binocular Microscope | Kent Scientific Corp, Torrington, Connecticut, USA | KSCXTS-1121 | binocular body with boom stand pole and top LED. |
| Hemostat Forceps | Kent Scientific Corp, Torrington, Connecticut, USA | INS750451 | used to clamp blood vessels or tag sutures |
| Small metal Clips, 7mm, Stainless Steel | Kent Scientific Corp, Torrington, Connecticut, USA | INS750344 | used for skin closure |
| Betadine solution | Purdue Products L.P., Stamford, CT, USA | NDC-67618-150-01 | 10% povidone iodine topical solution |
| Normal saline solution | Abott Laboratories | 04930-04-10 | Needed for preventing tissue from drying. |
| Nair (Hair remover lotion) | Needed for fur removal from the site of incision/surgery. | ||
| Braide silk suture | Teleflex Medical OEM, Coventry, Connecticut, USA | Size 5.0, 6.0, 7.0 | |
| Ethanol | 2716 | 70% ethanol for disinfection | |
| Spring scissors | Fine Science Tool | 15000-10 | for minor dissection |
| Scissors (angled to side) | Fine Science Tool | 14063-011 | No. 3 handle |
| Scalpel blade | 2976-0 | No. 10 | |
| Forceps (curved) | Fine Science Tool | 11150-10 | for holding tissue |
| Forceps (straight) | Fine Science Tool | 11151-10 | for holding tissue |
| Needle holder | Fine Science Tool | 12002-12 | for suturing |
| Fine needle nose Forceps | Fine Science Tool | ||
| Isoflurane | Henry Schein Animal Health, Melville, New York, USA | a general inhalation anesthetic agent | |
| Sterilizer | Benchmark Scientific, 116 Corporate Blvd, South Plainfield, NJ, USA | B1000 | sterilize surgical tools in 5-10 seconds using infrared heating |
| Gauze Pads | Johnson & Johnson, New Brunswick, NJ, USA | JJ8513 | to use for wound cleaning, prepping, scrubbin or dressing. |
| Telemetry Device | Data Sciences International, St. Paul, MN, USA | DSI-PA-C10 | to record blood pressure in freely moving mice |
| Telemetry receiver system coumpled with a PC | Data Sciences International, St. Paul, MN, USA | ||
| small Tubing | Instech Laboratories, Plymouth Meeting, PA USA | BTPE-90 | |
| Vessel Cannulation Forceps, 13cm, 0.5mm OD | World Precision Instruments | 503374 | special vessel cannulation forceps. |
| Tissue adhesive | 3M Animal Care Products, St. Paul, MN, USA | NAC No.: 11380041 | use to close minor wounds, often eliminating the need for sutures and/or bandages |
| Weighing scale | BB300 | Precision Analytical Laboratory Balance |
References
- Danaei, G., et al. The preventable causes of death in the United States: comparative risk assessment of dietary, lifestyle, and metabolic risk factors. PLoS Med. 6 (4), e1000058 (2009).
- Dornas, W. C., Silva, M. E. Animal models for the study of arterial hypertension. J Biosci. 36 (4), 731-737 (2011).
- Henze, M., et al. Persistent alterations in heart rate variability, baroreflex sensitivity, and anxiety-like behaviors during development of heart failure in the rat. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 295 (1), H29-H38 (2008).
- Hoffmann, D. S., et al. Chronic tempol prevents hypertension, proteinuria, and poor feto-placental outcomes in BPH/5 mouse model of preeclampsia. Hypertension. 51 (4), 1058-1065 (2008).
- Lerman, L. O., Chade, A. R., Sica, V., Napoli, C. Animal models of hypertension: an overview. J Lab Clin Med. 146 (3), 160-173 (2005).
- Johns, C., Gavras, I., Handy, D. E., Salomao, A., Gavras, H. Models of experimental hypertension in mice. Hypertension. 28 (6), 1064-1069 (1996).
- Vatner, S. F., Braunwald, E. Cardiovascular control mechanisms in the conscious state. N Engl J Med. 293 (19), 970-976 (1975).
- Zhao, X., et al. Arterial Pressure Monitoring in Mice. Curr Protoc Mouse Biol. 1, 105-122 (2011).
- Whitesall, S. E., Hoff, J. B., Vollmer, A. P., D’Alecy, L. G. Comparison of simultaneous measurement of mouse systolic arterial blood pressure by radiotelemetry and tail-cuff methods. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 286 (6), H2408-H2415 (2004).
- Kurtz, T. W., et al. Recommendations for blood pressure measurement in humans and experimental animals. Part 2: Blood pressure measurement in experimental animals: a statement for professionals from the subcommittee of professional and public education of the American Heart Association council on high blood pressure research. Hypertension. 45 (2), 299-310 (2005).
- Kurtz, T. W., et al. Recommendations for blood pressure measurement in animals: summary of an AHA scientific statement from the Council on High Blood Pressure Research, Professional and Public Education Subcommittee. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 25 (3), 478-479 (2005).
