Elektrokardiograminspelningar i bedövningsmö med bly II
Summary
Vi presenterar ett EKG-protokoll som är tekniskt enkelt, billigt, snabbt och prisvärt hos små möss, och kan utföras med förbättrad känslighet. Vi föreslår denna metod som en screening metod för att studera farmakologiska medel, genetiska modifieringar och modeller sjukdom hos möss.
Abstract
Elektrokardiogrammet är ett värdefullt verktyg för att utvärdera hjärtledningssystemet. Djurforskning har bidragit till att generera ny genetisk och farmakologisk information om elektrokardiogrammet. Att göra elektrokardiogrammätningar hos små djur in vivo, såsom möss, har dock varit en utmaning. För detta ändamål använde vi en elektrokardiogram inspelningsmetod i sövda möss med många fördelar: det är ett tekniskt enkelt förfarande, är billigt, har kort mättid, och är prisvärd, även hos unga möss. Trots begränsningarna med att använda anestesi kan jämförelser mellan kontroll och experimentella grupper utföras med ökad känslighet. Vi behandlade möss med agonister och antagonister i det autonoma nervsystemet för att bestämma giltigheten av detta protokoll och jämförde våra resultat med tidigare rapporter. Vårt EKG protokoll upptäckt ökad hjärtfrekvens och QTc intervall på behandling med atropin, minskade hjärtfrekvenser och QTc intervall efter carbachol behandling och högre hjärtfrekvenser och QTc intervall med isoprenaline men noterade inte någon förändring i EKG parametrar på administrering av propranolol. Dessa resultat stöds av tidigare rapporter som bekräftar tillförlitligheten i detta EKG-protokoll. Denna metod kan därför användas som en screeningmetod för att göra EKG-mätningar som annars inte skulle försökas på grund av höga kostnader och tekniska svårigheter.
Introduction
Elektrokardiogrammet (EKG), ett test som mäter den elektriska aktiviteten hos sina hjärtslag, är ett värdefullt verktyg för att utvärdera hjärtledningssystemet. De parametrar som mäts med ett EKG inkluderar puls, PR-intervall, QRS-varaktighet och QT-intervall. I korthet motsvarar PR-intervallet den tid som krävs för en elektrisk impuls att resa från förmaksfull sinusnod genom atrioventricular noden till Purkinje fibrerna; QRS varaktighet är tiden för Ventrikulärt depolarisering att ske genom Purkinje systemet och Ventrikulärt hjärtmuskeln; och QT intervall är varaktigheten av ventrikulära repolarization.
EKG-inspelningar hos möss har hjälpt forskare att undersöka hjärtfunktionen och bestämma de fysiologiska och patofysiologiska mekanismerna hos hjärtfenotyper, såsom arytmi, förmaksflimmer och hjärtsvikt. De flesta kardiovaskulär forskning har involverat studier i genetiskt modifierade musmodeller. Det är ofta svårt att få meningsfulla data om EKG-inspelningar från små möss som har manipulerats genetiskt.
Det finns flera metoder för att utföra EKG i möss1. Studier tyder på att EKG-inspelningar hos medvetna djur föredras framför sövda djur när det är möjligt eftersom effekterna av anestesi på hjärtfunktionen har varit väl etablerade2. Två protokoll som registrerar EKG i medvetna möss är av anmärkning1. EKG-radiotelemetrysystemet är guldmyntfoten för kontinuerlig långsiktig övervakning av EKG hos medvetna möss1,3. Trots sin styrka i att registreras i ett medvetet tillstånd, radiotelemetry-kopplade EKG mätningar har flera begränsningar, inklusive den höga kostnaden för installation och implantat, dess krav på en mycket erfaren operatör, en stabiliseringsperiod på över 1 vecka, dess behov av stora möss (> 20 g), och förvärv av endast en enda ledning av EKG-inspelning1. Ett annat system som använder paw-sized ledande elektroder inbäddade i en plattform tillåter EKG-inspelningar i medvetna möss utan anestesi ellerimplantat 1,4. Detta icke-invasiva system är en alternativ metod i situationer där radiotelemetry system inte är tillgängliga eftersom det har många fördelar: inget krav på kirurgisk behandling, inget behov av anestesi, låg kostnad per mus (endast den ursprungliga installationen är dyrt), kort tid för mätning, och överkomliga priser på nyfödda1,4. Den största nackdelen med detta system är att det inte lämpar sig för kontinuerlig långsiktig övervakning1.
Här introducerar vi en annan billig, enkel och snabb EKG-inspelningsmetod i sövda möss och visar dess giltighet och känslighet genom att utföra ett EKG efter autonom blockad/stimulering av hjärtledningssystemet. Vi föreslår denna EKG-metod för screening av effekterna av farmakologiska medel, genetiska modifieringar och sjukdomsmodeller hos möss.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det finns flera kritiska steg i protokollet. Den omgivande miljön bör vara fri från buller och vibrationer. EKG-elektroderna måste föras in under huden stabilt och konsekvent, vars införingssteg kräver preliminära experiment tills forskaren är tekniskt erfaren. Vidare bör bedövningssyrketen beredas och förvaras på lämpligt sätt och användas vid rätt dos. Slutligen bör PQRS-vågorna placeras på lämpligt sätt i enskilda EKG-slag i fönstret Genomsnittlig vy.
Våra studier in…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av grundforskningsprogrammen som förvaltas av National Research Foundation of Korea (NRF) (2015R1C1A2A01052419 och 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).
