הקלטות אלקטרוג בעכברים מונערים באמצעות הפניה II
Summary
אנו מציגים פרוטוקול א-א קל, זול, מהיר ובמחיר סביר בעכברים קטנים, וניתן לבצעו ברגישות מוגברת. אנו מציעים שיטה זו כגישה הקרנה עבור לימוד סוכני תרופתי, שינויים גנטיים, מודלים מחלות בעכברים.
Abstract
האלקטרוקרדיולוגית היא כלי רב ערך להערכת מערכת ההולכה הלב. מחקר בעלי חיים עזר ליצור מידע גנטי ותרופתי הרומן לגבי בדיקה חשמלית. עם זאת, הפיכת מדידות אלקטרוג בחיות קטנות בvivo, כגון עכברים, הייתה מאתגרת. למטרה זו, השתמשנו בשיטת הקלטה אלקטרולבית בעכברים מסוערים עם יתרונות רבים: זהו הליך פשוט מבחינה טכנית, הוא זול, יש זמן מדידה קצר, והוא במחיר סביר, אפילו בעכברים צעירים. למרות מגבלות השימוש בהרדמה, ניתן לבצע השוואות בין שליטה לקבוצות נסיוניות ברגישות מוגברת. התייחסו לעכברים עם אגוניסטים ואנטוניסטים של מערכת העצבים האוטונומית כדי לקבוע את תוקפו של פרוטוקול זה ולהשוות את התוצאות שלנו עם דוחות קודמים. פרוטוקול א. א שלנו זיהה שיעורי לב מוגברת ומרווחי QTc על הטיפול עם אטרופין, ירידה בשיעורי הלב ומרווחי QTc לאחר הטיפול carbachol, ושיעורי הלב גבוה יותר מרווחי QTc עם isoprenaline אבל לא לשים לב לשינוי בפרמטרים של א. א. בניהול של propranolol. תוצאות אלה נתמכות על-ידי דוחות קודמים, ומאשרים את האמינות של פרוטוקול זה. לפיכך, ניתן להשתמש בשיטה זו כגישת הקרנה להכנת מדידות אק ג שאחרת לא הייתה מנוסה עקב בעיות בעלות גבוהה ובקשיים טכניים.
Introduction
האלקטרוקרדיולוגית, מבחן המודד את הפעילות החשמלית של פעימות הלב, הוא כלי רב ערך להערכת מערכת ההולכה הלב. הפרמטרים הנמדדים על-ידי ה-אק ג כוללים קצב לב, מרווח זמן יחסי ציבור, משך QRS, ו-QT מרווח. בקצרה, מרווח יחסי ציבור תואם את הזמן הנדרש עבור דחף חשמלי לנוע מן הצומת פרפור באמצעות הצומת מלוח לסיבים Purkinje; QRS משך הוא הזמן של depolarization חדרית להתרחש דרך מערכת Purkinje ושריר הלב החדרית; ו-QT מרווח הוא משך הזמן של repolarization חדרית.
הקלטות אק ג בעכברים סייעו לחוקרים לבחון את תפקוד הלב ולקבוע את המנגנונים הפיסיולוגיים והפתופיזילוגיים של פנוטיפים לב, כגון הפרעה בקצב הלב, פרפור פרוזדורי, ואי ספיקת לב. רוב מחקר לב וכלי דם יש מחקרים מהונדסים גנטית מודלים העכבר. לעתים קרובות הוא מאתגר להשיג נתונים משמעותיים על הקלטות א מ עכברים קטנים כי כבר מניפולציות גנטית.
קיימות מספר שיטות לביצוע ECGs בעכברים1. מחקרים מראים כי הקלטות א בעלי חיים מודע מעדיפים על בעלי חיים מורדם כאשר הדבר אפשרי מאז השפעות ההרדמה על תפקוד הלב כבר מבוססת היטב2. שני פרוטוקולים שהקליטו את א. ג. בעכברים מודעים הם של הערה1. מערכת רדיוטלמטריה אק היא התקן הזהב לניטור מתמשך לטווח ארוך של א. ב. עכברים מודעים1,3. למרות הכוח שלהם להיות מוקלט במצב מודע, מדידות רדיוטלמטריה ביחד יש מספר מגבלות, כולל הוצאות גבוהות עבור ההתקנה ועל השתל, הדרישה של מפעיל מנוסה מאוד, תקופת ייצוב של מעל 1 שבוע, הצורך בעכברים גדולים (> 20 g), ורכישת רק קצה אחד של הקלטתא 1. מערכת אחרת המשתמשת אלקטרודות מוליך בגודל כפה מוטבע בפלטפורמה מאפשר הקלטות אק בעכברים מודעים ללא הרדמה או שתלים1,4. מערכת זו שאינה פולשנית היא שיטה חלופית במצבים בהם מערכות רדיוטלמטריה אינן זמינות מאז יש לו יתרונות רבים: אין דרישה של טיפול כירורגי, אין צורך של הרדמה, עלות נמוכה לכל עכבר (רק ההתקנה הראשונית היא יקרה), זמן קצר למדידה, ומחיר סביר של neonates1,4. החיסרון העיקרי של מערכת זו הוא כי הוא אינו מתאים ניטור לטווח ארוך מתמשך1.
כאן אנו מציגים עוד שיטה זולה, פשוטה ומהירה של הקלטה בעכברים המדמדגים ומדגימים את תוקפו ורגישותו על ידי ביצוע אק ג לאחר המצור האוטונומי/גירוי של מערכת ההולכה הלב. אנו מציעים את שיטת א. א. לסינון ההשפעות של סוכני תרופתי, שינויים גנטיים ודגמי מחלות בעכברים.
Protocol
Representative Results
Discussion
קיימים מספר שלבים קריטיים בפרוטוקול. הסביבה המקיפה צריכה להיות חופשית מרעש ורטט. יש להוסיף את אלקטרודות ה-אק ע מתחת לעור באופן עקבי ובעקביות, ששלב הכניסה דורש ניסויים ראשוניים עד שהחוקר מנוסה באופן טכני. עוד, הרדמה צריך להיות מוכן ומאוחסן כראוי ומשמש במינון הנכון. לבסוף, הגלים של PQRS צריכים …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי תוכניות מחקר בסיסיות המדע המנוהלים על ידי הקרן הלאומית למחקר של קוריאה (NRF) (2015R1C1A2A01052419 ו 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).
