تسجيلات تخطيط القلب الكهربائي في الفئران المُضجرة باستخدام الرصاص الثاني
Summary
نقدم بروتوكول تخطيط القلب الذي هو من الناحية الفنية سهلة وغير مكلفة وسريعة وبأسعار معقولة في الفئران الصغيرة، ويمكن أن يؤديها مع حساسية معززة. نقترح هذه الطريقة كمقاربة فحص لدراسة العوامل الدوائية والتعديلات الجينية ونماذج الأمراض في الفئران.
Abstract
تخطيط القلب الكهربائي هو أداة قيمة لتقييم نظام الاتّاق القلبي. وقد ساعدت البحوث الحيوانية على توليد معلومات جينية ودوائية جديدة فيما يتعلق بكهربية القلب. ومع ذلك ، فإن إجراء قياسات تخطيط القلب في الحيوانات الصغيرة في الجسم الحي ، مثل الفئران ، كان تحديًا. لتحقيق هذه الغاية، استخدمنا طريقة تسجيل تخطيط القلب في الفئران المُخدّرة مع العديد من المزايا: إنها إجراء بسيط من الناحية الفنية، وغير مكلفة، ووقت قياس قصير، وبأسعار معقولة، حتى في الفئران الصغيرة. على الرغم من القيود مع استخدام التخدير، يمكن إجراء مقارنات بين التحكم والمجموعات التجريبية مع حساسية معززة. تعاملنا مع الفئران مع ناهضين والخصوم من الجهاز العصبي اللاإرادي لتحديد صحة هذا البروتوكول وقارنا نتائجنا مع التقارير السابقة. كشف بروتوكول ECG لدينا زيادة معدلات ضربات القلب وفترات QTc على العلاج مع الأتروبين، وانخفاض معدلات ضربات القلب وفترات QTc بعد العلاج كارباكول، وارتفاع معدلات ضربات القلب وفترات QTc مع isoprenaline ولكن لم يلاحظ أي تغيير في معلمات ECG على إدارة بروبرانولول. هذه النتائج مدعومة من قبل التقارير السابقة، مما يؤكد موثوقية هذا البروتوكول ECG. وهكذا، يمكن استخدام هذه الطريقة كنهج فرز لإجراء قياسات تخطيط القلب التي لولا ذلك لن يكون محاولة بسبب ارتفاع التكلفة والصعوبات التقنية.
Introduction
يُـُـُـــــُـــــــُــــــــــــــُــــــــــــــــــــــــــيَّ مخطط القلب الكهربائي (ECG)، وهو اختبار يقيس النشاط الكهربائي لنبضات القلب، أداة قيِّمة لتقييم نظام التوصيل القلبي. تشمل المعلمات التي يتم قياسها بواسطة تخطيط القلب معدل ضربات القلب، وفاصل العلاقات العامة، ومدة QRS، وفترة QT. باختصار، يتوافق الفاصل الزمني للعلاقات العامة مع الوقت المطلوب للدافع الكهربائي للسفر من عقدة الجيوب الأنفية الأذينية عبر العقدة الأذينية إلى ألياف بوركينجي؛ مدة QRS هي الوقت المناسب لفك القطب البطيني أن يحدث من خلال نظام Purkinje و عضلة القلب البطينية; وفترة QT هي مدة إعادة قطبية البطين.
وقد ساعدت تسجيلات ECG في الفئران الباحثين على فحص وظيفة القلب وتحديد الآليات الفسيولوجية والفيزيولوجية للنمط الظاهري القلبي ، مثل عدم انتظام ضربات القلب ، والرجفان الأذيني ، وفشل القلب. وقد شملت معظم البحوث القلبية الوعائية دراسات في نماذج الماوس المعدلة وراثيا. غالبًا ما يكون من الصعب الحصول على بيانات ذات مغزى عن تسجيلات ECG من الفئران الصغيرة التي تم التلاعب بها وراثيًا.
هناك عدة طرق لتنفيذ ECGs في الفئران1. تشير الدراسات إلى أن تسجيلات ECG في الحيوانات الواعية مفضلة على الحيوانات المخدرة عندما يكون ذلك ممكنًا منذ أن تم تأسيس آثار التخدير على وظيفة القلب2. اثنين من البروتوكولات التي تسجل ECG في الفئران واعية هي من ملاحظة1. نظام ECG القياسات الراديوية هو المعيار الذهبي لرصد مستمر على المدى الطويل من ECG في الفئرانواعية 1،3. على الرغم من قوتها في تسجيلها في حالة واعية، قياسات ECG ذات المقاييس المشعة مقرونة لديها عدة قيود، بما في ذلك ارتفاع النفقات للإعداد والزرع، ومتطلباتها من مشغل من ذوي الخبرة العالية، وفترة تثبيت أكثر من 1 أسبوع، حاجتها للفئران الكبيرة (> 20 غرام)، واقتناء الرصاص واحد فقط من تسجيل ECG1. نظام آخر يستخدم أقطاب موصلة بحجم مخلب جزءا لا يتجزأ من منصة يسمح تسجيلات ECG في الفئران واعية دون تخدير أو يزرع1،4. هذا النظام غير الغازية هو طريقة بديلة في الحالات التي نظم القياس الإشعاعي غير متوفرة نظرا لأنه لديه العديد من المزايا: لا شرط من العلاج الجراحي، لا حاجة للتخدير، وانخفاض التكلفة لكل ماوس (الإعداد الأولي فقط مكلفة)، وقت قصير للقياس، والقدرة على تحمل تكاليف حديثي الولادة1،,4. العيب الرئيسي لهذا النظام هو أنه لا يناسب الرصد المستمر على المدى الطويل1.
هنا نقدم طريقة أخرى غير مكلفة وبسيطة ، وسريعة ECG تسجيل في الفئران مخدر ، وتبين صحتها وحساسيتها من خلال تنفيذ تخطيط القلب بعد الحصار الذاتي / تحفيز نظام تصريف القلب. نقترح هذه الطريقة ECG لفحص آثار العوامل الدوائية، والتعديلات الجينية، ونماذج الأمراض في الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
هناك عدة خطوات هامة في البروتوكول. يجب أن تكون البيئة المحيطة خالية من الضوضاء والاهتزاز. يجب إدخال أقطاب ECG تحت الجلد بشكل ثابت وثابت تتطلب خطوة الإدراج تجارب أولية حتى يتم اختبار الباحث تقنيًا. وعلاوة على ذلك، ينبغي إعداد مخدر وتخزينها بشكل مناسب واستخدامها في الجرعة المناسبة. وأخيراً، ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم دعم هذا العمل من قبل برامج البحوث العلمية الأساسية التي تديرها المؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا (NRF) (2015R1C1A2A01052419 و 2018R1D1A1B07042484).
Materials
| 2,2,2-tribromoethanol | Sigma-Aldrich | T48402-25G | anesthetics, Avertin |
| Animal | Japan SLC, Inc., Shizuoka, Japan | Balb/c mice, male, aged 7-9 weeks | |
| Atropine | Sigma-Aldrich | A0123 | parasympathetic antagonist |
| BioAmp | AD Instruments, Bella Vista, Australia | ML132 | bio amplifier |
| Carbachol | Sigma-Aldrich | C4382 | parasympathetic agonist |
| Electrodes with acupuncture needles | DongBang Acupuncture Inc., Sungnam, Korea | DB106 | 0.20 x 15 mm |
| Isoprenaline | Sigma-Aldrich | I2760 | sympathetic agonist |
| LabChart 8 | AD Instruments, Bella Vista, Australia | data analysis software | |
| Mouse food | LabDiet, St. Louis, MO, USA | 5L79 | Mouse diet |
| PowerLab 2/28 | AD Instruments, Bella Vista, Australia | data acquisition system | |
| Propranolol | Sigma-Aldrich | P0884 | sympathetic antagonist |
| SPSS Statistics program | SPSS | SPSS 25.0 | statistics program |
Referências
- Ho, D., et al. Heart rate and electrocardiography monitoring in mice. Current Protocols in Mouse Biology. 1, 123-139 (2011).
- Vatner, S. F., Takagi, G., Asai, K., Shannon, R. P. Cardiovascular physiology in mice: Conscious measurements and effects of anesthesia. Cardiovascular Physiology in the Genetically Engineered Mouse. , 257-275 (2002).
- Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. Implantation of radiotelemetry transmitters yielding data on ecg, heart rate, core body temperature and activity in free-moving laboratory mice. Journal of visualized experiments : JoVE. (57), (2011).
- Chu, V., et al. Method for non-invasively recording electrocardiograms in conscious mice. BMC Physiology. 1, 6 (2001).
- Kim, M. J., Lim, J. E., Oh, B. Validation of non-invasive method for electrocardiogram recording in mouse using lead ii. Biomedical Science Letters. 21, 135-143 (2015).
- Roth, D. M., Swaney, J. S., Dalton, N. D., Gilpin, E. A., Ross, J. Impact of anesthesia on cardiac function during echocardiography in mice. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (6), 2134-2140 (2002).
- Mitchell, G. F., Jeron, A., Koren, G. Measurement of heart rate and q-t interval in the conscious mouse. The American Journal of Physiology. 274 (3), 747-751 (1998).
- Farraj, A. K., Hazari, M. S., Cascio, W. E. The utility of the small rodent electrocardiogram in toxicology. Toxicological sciences : an official journal of the Society of Toxicology. 121 (1), 11-30 (2011).
- Gehrmann, J., et al. Impaired parasympathetic heart rate control in mice with a reduction of functional g protein betagamma-subunits. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (2), 445-456 (2002).
- Chu, V., et al. Electrocardiographic findings in mdx mice: A cardiac phenotype of duchenne muscular dystrophy. Muscle & Nerve. 26 (4), 513-519 (2002).
- Merentie, M., et al. Mouse ecg findings in aging, with conduction system affecting drugs and in cardiac pathologies: Development and validation of ecg analysis algorithm in mice. Physiological Reports. 3 (12), (2015).
- Calvillo, L., et al. Propranolol prevents life-threatening arrhythmias in lqt3 transgenic mice: Implications for the clinical management of lqt3 patients. Heart Rhythm : the Official Journal of the Heart Rhythm Society. 11 (1), 126-132 (2014).
- Zhang, Y., et al. Acute atrial arrhythmogenicity and altered ca(2+) homeostasis in murine ryr2-p2328s hearts. Cardiovascular Research. 89 (4), 794-804 (2011).
- Kmecova, J., Klimas, J. Heart rate correction of the qt duration in rats. European Journal of Pharmacology. 641 (2-3), 187-192 (2010).
- Kim, H. O., et al. Garem1 regulates the pr interval on electrocardiograms. Journal of Human Genetics. 63 (3), 297-307 (2018).
- Nam, J. M., Lim, J. E., Ha, T. W., Oh, B., Kang, J. O. Cardiac-specific inactivation of prdm16 effects cardiac conduction abnormalities and cardiomyopathy-associated phenotypes. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 318 (4), 764-777 (2020).
- Knollmann, B. C., et al. Isoproterenol exacerbates a long qt phenotype in kcnq1-deficient neonatal mice: Possible roles for human-like kcnq1 isoform 1 and slow delayed rectifier k+ current. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 310 (1), 311-318 (2004).
