Name: Miyokardiyal Mekanik Deformasyonun Yer Değiştirme Analizi (DIAMOND) Embriyonik Zebrabalığında Kardiyak Fonksiyonun Segmental Heterojenliğini Ortaya Çıkarır (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: Keşfedin: Diamond yöntemiyle embriyonik zebrabalığında kardiyak fonksiyonun segmental heterojenliğini analiz edin. Doksorubisine bağlı kardiyak toksisite tarama platformu olarak yüksek çözünürlüklü 3D mekanik değerlendirme sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Mevcut çalışma Amerikan Kalp Derneği hibe 16SDG30910007 ve 18CDA34110338 ve Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından HL083015, HL1111437, HL118650 ve HL129727 hibe tarafından finanse edilmiştir.

Burada açıklanan tüm yöntemler UCLA Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır ve deneyler UCLA Hayvan Araştırma Ofisi tarafından onaylanan protokollere uygun olarak yapılmıştır.
1. Üreme Tg(cmlc2:mCherry) zebra balığı ve embriyo toplama
<ol><li>Daha önce kurulmuş hayvancılık ve ıslah uygulamalarında açıklandığı gibi konut, ıslah ve embriyo toplama prosedürlerini takip edin. Ayrıntılar için Messerschmidt ve ark.9'abakın.</li>
	<li>Toplanan embriyoları % 0.003 1-fenil-2-tiourea (PTU) ile Tedavi E3 orta 18 h postfertilizasyon LSFM görüntüleme için embriyoların şeffaflığı korumak için.</li>
</ol>2. Kardiyak yaralanmaya neden olmak için doksorubisin tedavisi
<ol><li>3 gün postfertilizasyon (dpf), E3 balık suyu orta 10 μM konsantrasyonda doksorubisin ile embriyolar tedavi. 4 dpf için 24 saat tedaviden sonra, taze E3 orta doksorubisin orta değiştirin. DİkKAT: Doksorubisin bir kemoterapi ilacıdır. Uygun kişisel koruyucu ekipman (PPE) gereklidir ve atıklar biyolojik tehlike atık kaplarında bertaraf edilmelidir.</li>
</ol>3. Çentik yol modülasyonu
<ol><li>Zebra balığı embriyolarına Notch yolu inhibitörü (2S)-N-[(3,5-diflorofenil)asetil]-L-alanyl-2-fenil]glisin 1,1-dimetiletil ester (DAPT) 3-6 dpf'den itibaren E3 balık suyu ortasında 10 μM konsantrasyonda tedavi edin.</li>
	<li>10 pg /nL ve 5 pg/nL konsantrasyonlarında notch downstream efektörleri Notch hücre içi etki alanı (NICD) ve Neuregulin-1 (Nrg-1) mRNA, sırasıyla, 1 hücreli evre zebrabalığı embriyoları8,10. NOT: Mikroenjeksiyon, enjekte edilen hacmi doğru bir şekilde kontrol etmek için bir hava pompası desteği ile mikroskop altında gerçekleştirilir. Hücreiçine mRNA mikroenjeksiyonu, döllenmiş yumurta ilk hücre evresinde olduğunda yapılır. mRNA'ların hazırlanması ve sırası hakkında ayrıntılı bilgi için Chen ve ark.8'ebakınız. Enjeksiyon iğnelerinin mikroenjeksiyonu ve hazırlanması hakkında ayrıntılı bilgi için Rosen ve ark.10'abakınız.</li>
</ol>4. LSFM görüntüleme ve post-görüntüleme senkronizasyonu
<ol><li>LSFM görüntüleme teknikleri ve post-görüntüleme senkronizasyon algoritması için, önceki yayınlarda ayrıntıları görmek9,11. NOT: Kısaca, sistemimiz tüm transgenik zebra balığı hatlarını görüntülemek için aydınlatma kaynağı olarak sürekli dalga lazeri kullanmaktadır. Algılama modülü iki bilimsel tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (sCMOS) kamera ve çift kanallı görüntüleme için iki filtre kümesinden oluşur. Algılama modülü aydınlatma düzlemine dik olarak monte edilmiştir. Her LSFM çerçevesi 20 msn pozlama süresi içinde elde edilirken, kesitteki çözme gücü ~0,65 μm ve ardışık kareler arasındaki adım boyutu ~2 μm'dir. 589 nm lazer mCherry floresan sinyalleri heyecanlandırmak için kullanılmıştır.</li>
</ol>5. 3D sistolik ve diyastolik kalbin rekonstrüksiyonu
<ol><li>Post eşitleme algoritması tarafından oluşturulan klasörü açın, sonra "Çıktı" klasörünü açın. Kalbin orta düzlemini seçin ve tüm klasörü ImageJ'e yükleyin. İlk diyastolik ve sistolik fazı bulun ve kare numarasını kaydedin.</li>
	<li>"Çıktı/Duruma Göre" klasörünü açın ve az önce kaydedilmiş kare numaralarıyla aynı sayılara sahip klasörleri bulun. Klasördeki görüntüleri 3B TIFF (etiketli resim dosyası biçimi) dosyalarına dönüştürün ve onlara "diastole.tif" ve "systole.tif" adını ver.</li>
</ol>6. Ventrikül segmentasyonu
<ol><li>Görüntü çözümleme yazılımını açın (bkz. Malzeme Tablosu). Dosyayı Tıklatın | Verileri açınve "diastole.tif" ve "systole.tif" yüklerini yükleyin. Görüntüleme ayarlarına göre voxel boyutunu girin. NOT: Kullanılan LSFM sistemi için tipik voxel boyutu 0,65 μm x 0,65 μm x 2 μm'dir.</li>
	<li>"SEGMENTASYON" paneline tıklayın ve kalbin ventrikül kısmını el ile ayırın. Belirli bir yoğunluğun üzerindeki tüm bölgeleri seçebilen yerleşik "Eşik" aracı bu işlemi kolaylaştırabilir. Ventrikül daha güçlü bir floresan ile kalın oda. NOT: Atriyoventriküler kanalı ve segmentli ventriküldeki çıkış yollarını çıkardığından emin olun, çünkü bu yer değiştirme analizini etkiler.</li>
	<li>Segmentasyon yapıldıktan sonra "Project" paneline tıklayın. Sağ tıklayın "diastole. Etiketler.tif" ve "systole. Etiketler.tif" sekmeleri konsolda ve 3D TIFF dosyaları olarak veri kaydetmek için "Veri Dışa aktarın" tıklayın.</li>
</ol>7. Resim kaydı için dikdörtgen paralelepipedlerin oluşturulması
<ol><li>"prepImage_1.m" yi programlama ortamında çalıştırın (bkz. Malzemeler Tablosu). 5. satırda "prepImage_1.m", "ImPath" dosyasını açın, böylece klasör orijinal ve bölümlü TIFF dosyalarını içerir ve "slice" satır 4'ü 3D tif dosyalarının dilim sayısına değiştirin.</li>
	<li>Kodu çalıştırdıktan sonra beş yeni 3D TIFF dosyası ("test.tif", "diastole_200.tif", "systole_200.tif", "diaLabel.tif", "sysLabel200.tif") ve iki yeni klasör ("resample_dia" ve "resample_sys") oluşturur.</li>
</ol>8. Kısa eksen düzlemi boyunca sistolik ve diyastolik 3D kalpleri yeniden örnekleme
<ol><li>Beş adet 3B TIFF dosyasını görüntü çözümleme yazılımına aktarın (bkz. Malzeme Tablosu). NOT: Voxel boyutu değişmez.</li>
	<li>MULTIPLANAR paneline gidin. Birincil veri olarak "diastole_200.tif"i seçin. X eksenini (XY düzlemindeki yeşil çizgi) ventrikülün dikey uzun ekseniyle hizala ve Z eksenini (YZ düzlemindeki kırmızı çizgi) ventrikülün yatay uzun ekseniyle hizala. NOT: Dikey uzun eksen, XY düzleminde apeks ve çıkış yolu bağlayan en uzun eksen bulunarak belirlenir ve yatay uzun eksen, tepeyi ve YZ düzlemindeki çıkış yolu bağlayan en uzun ekseni bularak belirlenir. İmleci eksenin sonuna yerleştirerek ekseni döndürün.</li>
	<li>Oblik YZ düzleminden (kısa eksen düzlemi) saat yönünün tersine üç rasgele nokta seçin ve 3B konum koordinatlarını kaydedin. NOT: Noktaların saat yönünün tersine seçildiğinden emin olun.</li>
	<li>"systole_200.tif" için 8.2 ve 8.3 adımlarını tekrarlayın.</li>
	<li>"PROJE" paneline tıklayın. "diastole_200.tif" düğmesine sağ tıklayarak ve "Slice" nesnesi arayarak "diastole_200.tif" için "Dilim" nesnesi oluşturun. Yeni oluşturulan Dilim nesnesini sol tıklatın ve Özellikler panelinde | Seçenekler, "Düzlem Iseti" seçeneğini işaretleyin ve "Düzlem Tanımı"nda üç nokta seçin. Adım 7.3'ten üç noktanın koordinatlarını girin.</li>
	<li>"systole_200.tif" için 8.5 adımLarını tekrarlayın. NOT: Oluşturulan dilim nesnesi "Slice 2" adı olmalıdır.</li>
	<li>Sağ tıklayın "diastole_200.tif" ve "Resample Transformed Image" için arama ve nesne oluşturun. Özellikler panelinde "Slice" ı " "Reference" olarak seçin ve Uygula'yıtıklatın. Bu , "diastole_200.transformed" adlı bir nesne oluşturmalıdır.</li>
	<li>Sağ tıklayın "diastole_200.transformed" ve "Resample" için arama ve nesne oluşturun. "Voxel Size" i seçinve Özellikler panelinde " Voxel Size " seçeneğini belirleyin ve "Voxel Size" x = 1, y = 1 ve z = 1'i değiştirin.</li>
	<li>"Uygula" seçeneğini tıklatın. Bu , "diastole_200.resampled" adlı bir nesne oluşturmalı. Sağ tıklayın "diastole_200.resampled" ve bir 3D TIFF dosyası olarak kaydedin.</li>
	<li>"diaLabel.tif" ve "test.tif" için aynı adımı yineleyin. "diaLabel.resampled" ve "test.resampled" dosyalarını 3B TIFF dosyaları olarak kaydedin. "systole_200.tif", "sysLabel.tif" ve "test.tif" için"Slice 2" kullanarak aynı adımı başvuru olarak tekrarlayın ve "systole_200.resampled", "sysLable.resampled" ve "test2.resampled" dosyalarını 3D TIFF dosyaları olarak kaydedin. NOT: Bu adımda toplam altı TIFF dosyası kaydedildiemin.</li>
</ol>9. Yeniden örneklenmiş kalbin bölünmesi
<ol><li>Yeniden örneklenmiş altı dosyanın tümlerini 8 adımdan ImageJ'e aktarın. Atriyoventriküler kanalın açıkça görüntülendiği "systole_200.resampled" dilimini seçin. Dilimin numarasını kaydedin.<ol>
<li>" Resmi Kullanın| Dönüştür | Atriyoventriküler kanal dikey olacak şekilde ImageJ "fonksiyonu nu döndürün. Tüm dosyalara aynı döndürmeyi uygulayın. Tüm pencereleri kapatın ve tüm değişiklikleri kaydedin.</li>
		<li>"diastole_200.resampled", "diaLabel.resampled" ve "test.resampled"i "resample_dia" klasörüne taşıyın ve "systole_200.resampled", "sysLable.resampled" ve "test2.resampled"i "resample_sys" klasörüne taşıyın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>"divider_2_8_pieces.m"i aç. "ImPath" satır 5 ve "ImPath" satır395'i görüntü dizinine değiştirin. "Orta" satır 22 ve satır 411'i atriyoventriküler kanalın açıkça "systole_200.resampled" ve "diastole_200.resampled" olarak görselleştirildiği dilim numaralarına değiştirin.</li>
	<li>Kodu çalıştırın ve istenilen pencerelerde ventrikülün ortasına bir kez tıklayın ve atriyoventriküler kanalın merkezinde bir kez tıklatın. Bu hem systole ve diastole görüntüler için iki kez yapılması gerekir.</li>
</ol>10. Sistolik ve diyastolik görüntü matrislerinin kaydı
<ol><li>"register_3.m"yi açın ve"ImPath"satır4'ü resim klasörü yoluna değiştirin. Sistemin hesaplama gücüne bağlı olarak bu kodu çalıştırmak 5-20 dakika sürebilir. NOT: 7. adımda yapay olarak oluşturulan dikdörtgen paralelepipedler, iki nokta ve üç nokta ile abone olunan açılar arasındaki mesafeyi koruyan 3B rijit kayıt için kullanılır. Son diyatobluk dikdörtgen paralelepiped (kırmızı) son-systole dikdörtgen parallelepiped (yeşil) kaydedildiğinde, takip eden diskrepant 3D konumu, son diyatoblum matrisinden son-sistole matrisine dönüş ve çeviriden oluşan benzersiz bir rijit dönüştürme matrisinin türemine izin verir (Şekil 1H). Bir görüntü işleme araç kutusunu kullanarak dönüşümden sonra matrisi bozacak kayıt ve düzenli enerji minimizasyonu gerçekleştiriyoruz (Bkz. Malzeme Tablosu). Ayrıntılı bir matematiksel açıklama için chen ve ark.8'ebakın.</li>
</ol>11. Yer değiştirme vektörlerinin çıkışı
<ol><li>"displacement_4.m" dosyasını açın ve "ImPath" satırını 4'teki resim klasörü yoluna değiştirin.</li>
	<li>"vektörler" klasöründe "vector8.txt" dosyası oluşturan "displacement_4.m"yiçalıştırın. "vector8.txt" dosyası açıldıktan sonra 8 x 4 matris olacaktır. Matrisin her satırı, X bileşeninin büyüklükleri, Y bileşeni, Z bileşeni ve ventrikülün belirli bir bölümünün yer değiştirme vektörünün TOPLAM büyüklüğü olan dört sayıya sahiptir. NOT: Yer değiştirme vektörü, her bir segmentin kütle sentroidinin 3B alanda yer değiştirmesi hesaplanarak elde edilir. Systole'den diastole'e segmentasyon veri setinde <img alt="Equation CK" src="/files/ftp_upload/60547/60547eqck.jpg"> her segmentin (I-VI) 3B kütle merkezsoid (PS ve PD)koordinatlarını (k'nin sırasıyla X, Y veya Z koordinatını gösterdiği yerde) hesaplıyoruz. 3B alanda kütle <img alt="Equation CK" src="/files/ftp_upload/60547/60547eqck.jpg"> merkezroidini aşağıdaki gibi tanımlıyoruz: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/60547/60547eq1.jpg"> Cx x, Cy = Y ve Cz = Z, Mi = her segmentin kütlesi (I ≤ i ≤ VI), m = her segmentin voxel sayısı ve ρ = segmentli bölge olarak yoğunluk fonksiyonu 1 ise geri kalanı 0'dır. X-, Y- ve Z eksenleri boyunca yer değiştirme vektörlerinin L2 normları ve toplam yer değiştirme vektörü kardiyak döngü sırasında hesaplanır. Matriste toplam sekiz satır vardır. Birinci ve sekizinci sıra atriyoventriküler kanalı içerir ve bu nedenle analizimizde göz ardı edilir. I'den VI'ya kadar olan segmentler yedinci satırın ikinci satırıyla temsil edilir.</li>
</ol>

<ol><li>Ewer, M. S., Ewer, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiotoxicity+of+anticancer+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Cardiotoxicity of anticancer treatments.</a> Nature Reviews Cardiology. 12 (9), 547-558 (2015).</li>
<li>Thavendiranathan, P., Wintersperger Bernd, J., Scott, F. D., Thomas D, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+MRI+in+the+Assessment+of+Cardiac+Injury+and+Toxicity+From+Cancer+Chemotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%3A+Cardiovascular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Cardiac MRI in the Assessment of Cardiac Injury and Toxicity From Cancer Chemotherapy.</a> Circulation: Cardiovascular Imaging. 6 (6), 1080-1091 (2013).</li>
<li>Mickoleit, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+reconstruction+of+the+beating+zebrafish+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">High-resolution reconstruction of the beating zebrafish heart.</a> Nature Methods. 11 (9), 919-922 (2014).</li>
<li>Thavendiranathan, P., et al. Use of Myocardial Strain Imaging by Echocardiography for the Early Detection of Cardiotoxicity in Patients During and After Cancer Chemotherapy. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThavendiranathan%2C+P+%22A+Systematic+Review%22">A Systematic Review</a>. 63 (25), Part A 2751-2768 (2014).</li>
<li>Collier, P., Phelan, D., Klein, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Test+in+Context%3A+Myocardial+Strain+Measured+by+Speckle-Tracking+Echocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">A Test in Context: Myocardial Strain Measured by Speckle-Tracking Echocardiography.</a> Journal of the American College of Cardiology. 69 (8), 1043-1056 (2017).</li>
<li>Hanekom, L., Cho, G. Y., Leano, R., Jeffriess, L., Marwick, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+two-dimensional+speckle+and+tissue+Doppler+strain+measurement+during+dobutamine+stress+echocardiography%3A+an+angiographic+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">Comparison of two-dimensional speckle and tissue Doppler strain measurement during dobutamine stress echocardiography: an angiographic correlation.</a> European Heart Journal. 28 (14), 1765-1772 (2007).</li>
<li>Poss, K. D., Wilson, L. G., Keating, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+regeneration+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Heart regeneration in zebrafish.</a> Science. 298 (5601), 2188-2190 (2002).</li>
<li>Chen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Displacement+analysis+of+myocardial+mechanical+deformation+%28DIAMOND%29+reveals+segmental+susceptibility+to+doxorubicin-induced+injury+and+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22JCI+Insight%22%5BJournal%5D)">Displacement analysis of myocardial mechanical deformation (DIAMOND) reveals segmental susceptibility to doxorubicin-induced injury and regeneration.</a> JCI Insight. 4 (8), e125362(2019).</li>
<li>Messerschmidt, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-sheet+Fluorescence+Microscopy+to+Capture+4-Dimensional+Images+of+the+Effects+of+Modulating+Shear+Stress+on+the+Developing+Zebrafish+Heart%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Light-sheet Fluorescence Microscopy to Capture 4-Dimensional Images of the Effects of Modulating Shear Stress on the Developing Zebrafish Heart.</a> Journal of Visualized Experiments. (138), e57763(2018).</li>
<li>Rosen, J. N., Sweeney, M. F., Mably, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microinjection+of+Zebrafish+Embryos+to+Analyze+Gene+Function%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Microinjection of Zebrafish Embryos to Analyze Gene Function.</a> Journal of Visualized Experiments. (25), e1115(2009).</li>
<li>Lee, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((4-Dimensional+light-sheet+microscopy+to+elucidate+shear+stress+modulation+of+cardiac+trabeculation%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">4-Dimensional light-sheet microscopy to elucidate shear stress modulation of cardiac trabeculation.</a> The Journal of Clinical Investigation. 126 (5), 1679-1690 (2016).</li>
<li>Lenneman, C. G., Sawyer, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardio-Oncology%3A+An+Update+on+Cardiotoxicity+of+Cancer-Related+Treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Cardio-Oncology: An Update on Cardiotoxicity of Cancer-Related Treatment.</a> Circulation Research. 118 (6), 1008-1020 (2016).</li>
<li>Geyer, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+Myocardial+Mechanics+Using+Speckle+Tracking+Echocardiography%3A+Fundamentals+and+Clinical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Echocardiography%22%5BJournal%5D)">Assessment of Myocardial Mechanics Using Speckle Tracking Echocardiography: Fundamentals and Clinical Applications.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 23 (4), 351-369 (2010).</li>
<li>Castro, P. L., Greenberg, N. L., Drinko, J., Garcia, M. J., Thomas, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+pitfalls+of+strain+rate+imaging%3A+angle+dependency%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Sciences+Instrumentation%22%5BJournal%5D)">Potential pitfalls of strain rate imaging: angle dependency.</a> Biomedical Sciences Instrumentation. 36, 197-202 (2000).</li>
<li>Seo, Y., Ishizu, T., Aonuma, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+Status+of+3Dimensional+Speckle+Tracking+Echocardiography%3A+A+Review+from+Our+Experiences%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Ultrasound%22%5BJournal%5D)">Current Status of 3Dimensional Speckle Tracking Echocardiography: A Review from Our Experiences.</a> Journal of Cardiovascular Ultrasound. 22 (2), 49-57 (2014).</li>
<li>Amzulescu, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvements+of+Myocardial+Deformation+Assessment+by+Three-Dimensional+Speckle-Tracking+versus+Two-Dimensional+Speckle-Tracking+Revealed+by+Cardiac+Magnetic+Resonance+Tagging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Society+of+Echocardiography%22%5BJournal%5D)">Improvements of Myocardial Deformation Assessment by Three-Dimensional Speckle-Tracking versus Two-Dimensional Speckle-Tracking Revealed by Cardiac Magnetic Resonance Tagging.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 31 (9), 1021-1033 (2018).</li>
<li>Wolterink, J. M., Leiner, T., Viergever, M. A., Išgum, I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWolterink%2C+JM+%22Reconstruction%2C+Segmentation%2C+and+Analysis+of+Medical+Images%22">Reconstruction, Segmentation, and Analysis of Medical Images</a>. Zuluaga, M. A., et al. , Springer International Publishing. 95-102 (2016).</li>
<li>Avendi, M. R., Kheradvar, A., Jafarkhani, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+combined+deep-learning+and+deformable-model+approach+to+fully+automatic+segmentation+of+the+left+ventricle+in+cardiac+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Image+Analysis%22%5BJournal%5D)">A combined deep-learning and deformable-model approach to fully automatic segmentation of the left ventricle in cardiac MRI.</a> Medical Image Analysis. 30, 108-119 (2016).</li>
<li>Packard, R. R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+Segmentation+of+Light-Sheet+Fluorescent+Imaging+to+Characterize+Experimental+Doxorubicin-Induced+Cardiac+Injury+and+Repair%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Automated Segmentation of Light-Sheet Fluorescent Imaging to Characterize Experimental Doxorubicin-Induced Cardiac Injury and Repair.</a> Scientific Reports. 7 (1), 8603(2017).</li>
<li>Jay Kuo, C. C., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+data-driven+Saak+transform%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visual+Communication+and+Image+Representation%22%5BJournal%5D)">On data-driven Saak transform.</a> Journal of Visual Communication and Image Representation. 50, 237-246 (2018).</li>
<li>Natarajan, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complement+Receptor+C5aR1+Plays+an+Evolutionarily+Conserved+Role+in+Successful+Cardiac+Regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Complement Receptor C5aR1 Plays an Evolutionarily Conserved Role in Successful Cardiac Regeneration.</a> Circulation. 137 (20), 2152-2165 (2018).</li>
<li>Zhukov, L., Barr, A. H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZhukov%2C+L+%22IEEE+Visualization+VIS+2003%22">IEEE Visualization VIS 2003</a>. , 597-602 (2003).</li>
<li>Nielles-Vallespin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+diffusion+tensor+MRI+of+the+human+heart%3A+Reproducibility+of+breath-hold+and+navigator-based+approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">In vivo diffusion tensor MRI of the human heart: Reproducibility of breath-hold and navigator-based approaches.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 70 (2), 454-465 (2013).</li>
</ol>

Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan etmişler.

Segmental miyokardiyal fonksiyonun sayısallaştırılması için sıkı bir strateji geleneksel EF ötesinde kardiyak mekaniği değerlendirmek için önemlidir, miyokardiyal yaralanma duyarsız ve gecikmiş bir göstergesi olduğu bilinen1,4,12. Bu nedenle, erken miyokardiyal değişikliklerin belirteçleri artan bir ilgi olmuştur, ve literatür büyüyen bir vücut ventriküler disfonksiyon tahmin etmek için erken bir gösterge olarak miyokardiyal def...

Kemoterapiye bağlı kardiyak toksisite ve ardından gelen kalp yetmezliği kemoterapi kesilmesinin başlıca nedenlerinden biridir1. Bu nedenle kardiyak fonksiyonel değerlendirme, kardiyak toksisitenin belirlenmesinde ve daha da önemlisi kemoterapi sonrası erken kardiyak yaralanmanın tahmininde önemli bir rol oynamaktadır2. Ancak kardiyak fonksiyonel değerlendirme için güncel yaklaşımlar sınırlamalarla karşılaşın. Sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonu (LVEF) gibi yöntemler sadece küresel ve genellikle yaralanma dan sonra gecikmiş kardiyak mekaniği sağlar3,4. Doku Doppler görüntüleme segmental miyokardiyal deformasyon bilgi sağlar ama önemli intraobserver ve interobserver değişkenlik muzdarip, kısmen ultrason ışın açısı bağımlılığı nedeniyle5. İki boyutlu (2D) benek izleme, teorik olarak açı bağımlılığını ortadan kaldıran ekokardiyografinin B-modunu kullanır, ancak doğruluğu düzlem dışı hareket6ile sınırlıdır. Bu nedenle, segmental kardiyak fonksiyonun ölçülmesi için titiz bir yaklaşım hem araştırma hem de klinik ortamlarda eksiktir.
Bu bağlamda, miyokardiyal mekanik deformasyonun (DIAMOND) yer değiştirme analiziadını verdiğimiz segmental kardiyak fonksiyonun analizi için, 3Boyutlu alanda miyokardiyal kitle sentroidlerinin yer değiştirme vektörlerini belirlemek için 4Boyutlu bir niceleme yöntemi geliştirdik. Biz hayvan modeli olarak zebra balığı ile kardiyak fonksiyon ve doksorubisin kaynaklı kardiyak toksisite in vivo değerlendirilmesi için DIAMOND uygulanan (Danio rerio) hayvan modeli olarak, onların rejenere miyokardiyum ve son derece korunmuş gelişimgenleri nedeniyle seçilen7. Ayrıca segmental DIAMOND deplasmanı ile küresel ejeksiyon fraksiyonu (EF) tayini ve doksorubisin tedavisi sonrası 2D suş ile karşılaştık. 4D ışık yaprak floresan mikroskopi ile DIAMOND deplasman entegre ederek (LSFM) embriyonik zebrabalığı kalpleri elde render, DIAMOND bazal miyokardiyal segmentleri atriyoventriküler kanal bitişik en yüksek mekanik deformasyon geçmesi ve akut doksorubisin kardiyak yaralanma8duyarlı olduğunu gösterir .

<table><tbody><tr><td>Amira6</td><td>FEI</td><td></td><td>Görüntü analiz yazılımı</td></tr><tr><td>DAPT</td><td>Millipore Sigma</td><td>D5942-5MG</td><td></td></tr><tr><td>Doksorubisin hidroklorür</td><td>Millipore Sigma</td><td>D1515-10MG</td><td></td></tr><tr><td>Etil 3-aminobenzoat metansülfonat</td><td>Millipore Sigma</td><td>E10521-10G</td><td>Trikain</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td></td><td>Programlama ortamı</td></tr><tr><td>MATLAB Görüntü İşleme Araç Kutusu</td><td>MathWorks</td><td></td><td>Görüntü İşleme Araç Kutusu</td></tr></tbody></table>

miyokardiyal mekanik deformasyonun yer değiştirme analizi (diamond) embriyonik zebrabalığında kardiyak fonksiyonun segmental heterojenliğini ortaya Çıkarır

Displacement Analysis of Myocardial Mechanical Deformation (DIAMOND) Reveals Segmental Heterogeneity of Cardiac Function in Embryonic Zebrafish

Zebra balıkları giderek kardiyomiyopatiler ve rejenerasyon için bir model organizma olarak kullanılmaktadır. Kardiyak fonksiyonu değerlendiren mevcut yöntemler segmental mekaniği güvenilir bir şekilde saptayamazlar ve zebra balıklarında kolayca mümkün değildir. Burada dört boyutlu (4D) segmental kardiyak fonksiyonun kantitatif değerlendirilmesi için yarı otomatik, açık kaynak yöntemi salıyoruz: miyokardiyal mekanik deformasyonun yer değiştirme analizi (DIAMOND). Transgenik embriyonik zebra balıkları 4D kardiyak hareket senkronizasyonu ile hafif yapraklı floresan mikroskopi sistemi kullanılarak in vivo olarak görüntülendi. Elde edilen 3D dijital kalpler end-systole ve end-diastole yeniden inşa edildi ve ventrikül el ile ikili veri kümeleri halinde segmente edildi. Daha sonra, kalp yeniden yönlendirildi ve izotropik gerçek kısa eksen boyunca yeniden örneklendi ve ventrikül kısa eksen boyunca sekiz bölüme (I-VIII) eşit olarak ayrıldı. End-systole ve end-diastole farklı resampling düzlemleri ve matrisler nedeniyle, yeniden örneklenmiş sistolik ve diyastolik görüntü matrisler arasındaki orijinal mekansal ilişkiyi geri yüklemek için görüntü kaydı için bir dönüşüm matris uygulanmıştır. Görüntü kaydından sonra, her segmentin yer değiştirme vektörü uç-systole'den son diyastole'e kütle sentroidlerinin üç boyutlu (3D) yer değiştirmesine göre hesaplanmıştır. DIAMOND, atriyoventriküler kanala bitişik bazal miyokardiyal segmentlerin en yüksek mekanik deformasyona tabi olduğunu ve doksorubisin indüklenen kardiyak yaralanmalara en yatkın olduğunu göstermektedir. Genel olarak DIAMOND, hem fizyolojik hem de patolojik koşullar altında geleneksel ejeksiyon fraksiyonu (EF) ötesinde zebra balığı embriyolarında segmental kardiyak mekaniği ne yeni bilgiler sağlar.

DIAMOND'ın 3Boyutlu segmental kardiyak fonksiyonunu değerlendirmek için geliştirildiği süreç Şekil 1'desunulmuştur. Embriyonik zebra balığı kalbinin 3Boyutlu LSFM görüntü edinimi ve rekonstrüksiyonu(Şekil 1A),gerçek kısa eksen düzlemi dikey ve yatay uzun eksenlere dik düzlem olarak belirlenmiştir ve bunların her ikisi de çok düzlemli bir görüntüleyicide belirlenir (Şekil 1B). Kalp daha sonra kısa ek...

Bu protokolün amacı, embriyonik zebrabalıklarında segmental kardiyak fonksiyonun hem fizyolojik hem de patolojik koşullarda değerlendirilmesi için yeni bir yöntemin ayrıntılarını vermektir.

Miyokardiyal Mekanik Deformasyonun Yer Değiştirme Analizi (DIAMOND) Embriyonik Zebrabalığında Kardiyak Fonksiyonun Segmental Heterojenliğini Ortaya Çıkarır

Zebrafish are increasingly utilized as a model organism for cardiomyopathies and regeneration. Current methods evaluating cardiac function fail to ...

Elmas zebra balığı embriyolarında dört boyutlu segmental kardiyak fonksiyonun kantitatif değerlendirilmesi için ilk açık kaynak yöntemidir. Yöntemimiz, yerel kardiyak mekaniği 3Boyutlu alanda ölçebilen bir mikrometre çözünürlüğüne sahiptir. Başka hiçbir güncel yaklaşım buna izin verir.Elmas doksorubisin neden olduğu kardiyak toksisite yeni yaralanma desenleri çözer. Bu nedenle, yöntemimizin kemoterapiye bağlı kardiyak toksisite için vivo taramada yüksek iş artışı için bir platform olarak kullanılabileceğine inanıyoruz. Şu anda Diamond'ı memelilerin kalbine adapte etmeye çalışıyoruz.Ancak, ek çalışma dikkate memeli kalp kası lif oryantasyonu ve rotasyonel ve büküm hareketi almak için gereklidir. Bu yöntemi denerken, kullanıcının yatay ve dikey eksenleri doğru bir şekilde tanımlamak ve ventrikülü segmente etmek için zebrabalığı kalbinin anatomik yapısının net bir görselliğine sahip olması çok önemlidir. 3B sistolik ve diyastolik kalbi yeniden oluşturmak için, senkronizasyon sonrası algoritma tarafından oluşturulan klasörü açarak başlayın, sonra çıktı klasörünü açın.İlk sistolik ve diyastolik fazı bulun ve kare numarasını kaydedin. Ardından, çıktıyı durum klasörüne göre açın ve kayded

displacement-analysis-myocardial-mechanical-deformation-diamond

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Gelişim Biyolojisi

Birden fazla gelişim evreleri zebrafish kalp diseksiyonu ve izolasyon için açık, standart bir yöntem açıklanmıştır. Annotation ve miktar teknikler de tartışılmaktadır.

Larvaların Kalp Diseksiyon, Çocuk ve Yetişkin Zebra balığı, Danio rerio</em

Zebra balığı embriyonik kalp immün yapmak için hızlı bir şekilde açıklanmıştır. Tüm montaj immün yaklaşımı ile karşılaştırıldığında, bu yöntem, çok daha az işlem süresi içinde kalp hücre / hücre içi yapıları ortaya yüksek çözünürlüklü görüntüleri elde sağlayan antikorlar, penetrasyon önemli ölçüde artırır.

Zebra balığı Embriyonik Kalp Dissected, immün

Bu videoda, kardiyak gelişim, olgunlaşma ve yaşlanmayı incelemek için birden fazla gelişim aşamasında kalbi bir zebra balığından izole etme tekniği açıklanmaktadır.

Kalp Diseksiyonu: Zebra Balığı Kardiyak Gelişimini Gözlemlemek İçin Bir Yöntem

Bu iletişim kuralı Kaede yaşayan endocardial hücreleri floresan proteinin photoconversion için bir yöntemi açıklar endocardial hücreleri izleme Atriyoventriküler kanal ve Atriyoventriküler kalp kapak geliştirme sırasında sağlar Zebra balığı embriyo .

Zebra balığı embriyo hücre Photoconversion ile aşağıdaki Endocardial doku hareketleri

Burada, zebra balığı 4-boyutlu (4 D) kalbimizde geliştirme görselleştirmek için bir iletişim kuralı mevcut. Işık sayfalık floresans mikroskobu (LSFM), üzerinden 4-D görüntüleme gelişmekte olan kalpleri yeniden oluşturmak için zaman içinde 3 boyutlu (3-D) görüntüleri alır. Nitelik ve nicelik endocardial çentik kardiyak trabeculation teşvik odası geliştirme sırasında sinyal kesme stres etkinleştirir gösteriyoruz.

Yamultma stres gelişmekte olan zebra balığı kalp oransal etkileri 4 boyutlu görüntülerini yakalamak için ışık sayfalık floresans mikroskobu

Erişkin zebra balıklarında yüksek frekanslı ekokardiyografi kullanarak kalp morfolojisini ve işlevini değerlendirmek için bir protokol tanımladık. Bu yöntem kalbin görüntülenmesine ve kalp hızı (HR), kardiyak debi (CO), fraksiyonel alan değişimi (FAC), ejeksiyon fraksiyonu (EF) ve kan giriş ve çıkış hızları gibi fonksiyonel parametrelerin daha sonra ölçülmesine olanak sağlar.

Zebrafish Kardiyak Fonksiyondeğerlendirmek için Yüksek Frekanslı Ultrason Ekokardiyografi

Zebra balığı kalbinin in vivo ışık tabakası floresan mikroskopisi ile incelenmesi için optimize edilmiş araçlar açıklıyoruz. Özellikle, parlak kardiyak transgenik çizgiler öneriyoruz ve gelişimsel ve kalp kusurlarını önleyen yeni nazik gömme ve hareketsizleştirme teknikleri sunuyoruz. Kardiyak görüntülemeye uyarlanmış olası bir veri toplama ve analiz boru hattı da sağlanmaktadır.

Zebra Balığı Embriyolarında Hızlı Kardiyak Dinamiklerin Işık Tabakası Mikroskopisi

Bu protokol, zebra balığı larvalarında kardiyak kasılma fonksiyonunu araştırmak ve hücre izleme ve etkileşimli analiz yoluyla kalp mekaniği hakkında bilgi edinmek için ışık tabakası görüntülemeyi kullanır.

Zebra Balığı Kardiyak Kasılmasının 4D Işık Sayfası Görüntüleme

Bu protokol, mikrocerrahi yoluyla gelişmekte olan zebra balığı kalbine manyetik bir boncuk aşılamak, mekanik kuvvetlerin in vivo olarak manipüle edilmesini sağlamak ve endokardiyal hücrelerde mekanik uyarana bağlı kalsiyum akışını tetiklemek için bir yöntemi ana hatlarıyla belirtir.

Gelişmekte Olan Zebra Balığı Kalbindeki Mekanik Kuvvetlerin Manyetik Boncuklar Kullanılarak Manipüle Edilmesi

Bu protokol, zebra balığı embriyolarında kardiyak morfolojiyi ve işlevi değerlendirmek için düşük maliyetli bir ışık mikroskobu yöntemini açıklar ve gelişmiş görüntüleme sistemlerine ihtiyaç duymadan gelişimsel kardiyotoksisitenin tekrarlanabilir değerlendirmesini sağlar.

Zebra Balığı Embriyolarında Standart Mikroskopi ve Video Analizi Kullanılarak Fonksiyonel Kardiyak Görüntüleme: Çevresel ve Biyomedikal Araştırmalarda Uygulamalar

Keşfedin: Diamond yöntemiyle embriyonik zebrabalığında kardiyak fonksiyonun segmental heterojenliğini analiz edin. Doksorubisine bağlı kardiyak toksisite tarama platformu olarak yüksek çözünürlüklü 3D mekanik değerlendirme sunar.

Miyokardiyal Mekanik Deformasyonun Yer Değiştirme Analizi (DIAMOND) Embriyonik Zebrabalığında Kardiyak Fonksiyonun Segmental Heterojenliğini Ortaya Çıkarır (Video) | JoVE Journal

Miyokardiyal Mekanik Deformasyonun Yer Değiştirme Analizi (DIAMOND) Embriyonik Zebrabalığında Kardiyak Fonksiyonun Segmental Heterojenliğini Ortaya Çıkarır

Daha fazla video keşfet