Внутриутробное Измерение пульса у мышей с помощью неинвазивной М-режиме эхокардиографии
Summary
Ультра-высокая УЗИ частота и мощным концертным инструментом визуализации для изучения сердечной патологии у мелких животных. Его неинвазивность позволяет поддерживать физиологическую состояние эмбрионов. Здесь мы покажем использование ультразвука М-режим, чтобы измерить частоту сердечных сокращений эмбрионов на E18.5 в период внутриутробного развития.
Abstract
Врожденные пороки сердца (ИБС) является наиболее частой неинфекционной причиной смерти при рождении. Заболеваемость ИБС колеблется от 4 до 50/1, 000 рождений (болезней и травм региональные оценки, Всемирной организации здравоохранения, 2004 г.). Операции, которые часто ставят под угрозу качество жизни обязаны исправить дефекты сердца, напоминая нам о важности нахождения причины ИБС. Мутант мышиные модели и технологии жить изображений стали важными инструментами для изучения этиологии этого заболевания. Хотя современные методы позволяют живого изображения аномальных сердцах у эмбрионов, физиологические и гемодинамические состояния последнего часто нарушена из-за хирургических и / или длительных процедур. Неинвазивной визуализации ультразвук, однако, могут быть использованы без хирургического подвергая эмбрионов, тем самым сохраняя их физиологии. При этом мы используем простой ультразвук М-режим, чтобы оценить сердца темпы эмбрионов на E18.5 в период внутриутробного развития. Обнаружение аномальных ЧСС, действительно, хороший индикатортор дисфункции сердца и, таким образом, представляет собой первый шаг в идентификации дефектов развития, которые могут привести к сердечной недостаточности.
Introduction
ИБС является наиболее распространенным неинфекционным причиной смерти при рождении 1. Несколько операций часто необходимы, чтобы исправить структурные дефекты в субъектов, качество жизни может оставаться под угрозой 1. Дети с ИБС часто развиваются неврологические расстройства, даже если они не перенес операцию, указывая важно в последствиях внутриутробно на развитие 2,3. Оба генетических и экологических факторов, таких как воздействие вирусов или химических веществ (алкоголь) во время беременности, вызывают ИБС. Изучение генетических вкладчиков все еще находится на ранней стадии, но быстро растет. Для идентификации этих вкладчиков и понимать свою роль в развитии сердца, фенотипирование мутантных мышей с простым и мощным инструментом будет очень полезно.
Мышь действительно животное модель выбора для изучения ИБС, и большинство случаев заболевания людей могут быть воспроизведены на мышах 4,5. Следовательно, плода мыши сердечной фенотипирование стал вклreasingly важно исследовать этиологию человека ИБС и требует адекватных инструментов. Хотя гистологические исследования на фиксированных экземпляров бесценны, в режиме реального времени изображения живых животных важно понять физиологию сердца. Видео микроскопия предлагает живую изображений. Однако, это требует лапаротомии выставить эмбрионов, тем самым ставя под угрозу их физиологическую и гемодинамики состояние. Недавно, эхокардиография стал стандартом метод визуализации для сердечных оценок в клинике, а также у мышей.
Мышь эхокардиография плода проводится с использованием стандартных клинических ультразвуковых систем, а также ультразвуковых систем сверхвысокой частоты. Последние обеспечивают 30 МГц или выше частоты преобразователи, которые генерируют двухмерные изображения и позволяют оценку ранних эмбриональных стадиях. Эти преобразователи имеют относительно плохое глубину проникновения (~ 13 мм), которое, однако, достаточно для получения адекватных плоскостей воспроизведения и определить фундаментальную сердца раметры, такие как частота сердечных сокращений, левого и правого желудочков внутренним диаметром в диастолу и систолу и перегородки и толщиной стенки, без выполнения лапаротомии.
В нашем исследовании мы использовали систему сверхвысокой частоты ультразвука для оценки сердечные показатели эмбрионов мыши на эмбриональной день E18.5. Мы выбрали преобразователь 30 МГц, что обеспечивает вид на поле размером 20 мм х 20 мм, который идеально подходит, учитывая размер плодов, с фокусным расстоянием 12,7 мм. Тем не менее, выше преобразователь частоты могут быть выбраны для анализа более ранние стадии развития. Выбранный М-режим позволяет визуализацию тканей в благодаря движения к высоким временным разрешением 1000 кадров / сек. Полная процедура проста и должна быть выполнена как можно быстрее, чтобы избежать возмущения физиологических и гемодинамических состояний плода. Анализ около 8 эмбрионов требует приблизительно 1 час.
Protocol
Representative Results
Discussion
М-режим эхокардиография является эффективным и простым методом для измерения внутриутробному ЧСС эмбрионов мыши. Коммерчески доступные преобразователи обеспечивают достаточное разрешение для визуализации небольших бьющимся сердцем. Таким образом, они позволяют очень точное и…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим Манон Laprise для обучения в эхокардиографии и Энн Chamberland для принятия фотографий, показанных на рисунках 1 и 2. Эта работа была поддержана канадскими Институты Исследования Здоровья грант СС 44363 и Канада кафедры 950-216684.
Materials
| Isoflurane | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | CP0406v2 | 1-chloro-2,2,2-trifluoroethyl difluoromethyl ether |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories Inc. | Aquasonic Clear | |
| Electrode gel | Parker Laboratories Inc. | Spectra 360 | |
| Ophthalmic gel | Novartis | Tear-Gel | |
| Depilatory cream | Church & Dwight Co., Inc. | Nair | |
| Hair clipper | |||
| Gauze/cotton swap | Q-tips | ||
| Permanent marker | |||
| High-Resolution In vivo Ultrasound Imaging System | Visual Sonics | Vevo770 | |
| 30 MHz Transducer | Visual Sonics | RMV707B | |
| Imaging platform and physiology controller unit | Visual Sonics | ||
| Anesthetic System | Cyprane North America Inc. | 312462 | |
| Infrared heating lamp |
References
- Hoffman, J. I., Kaplan, S. The incidence of congenital heart disease. J. Am. Coll. Cardiol. 39, 1890-1900 (2002).
- Miller, S. P., et al. Abnormal brain development in newborns with congenital heart disease. N. Engl. J. Med. 357, 1928-1938 (2007).
- Bruneau, B. G. The developmental genetics of congenital heart disease. Nature. 451, 943-948 (2008).
- Wessels, A., Sedmera, D. Developmental anatomy of the heart: a tale of mice and. 15, 165-176 (2003).
- Yu, Q., et al. ENU induced mutations causing congenital cardiovascular anomalies. Development. 131, 6211-6223 (2004).
- Seidah, N. G., Prat, A. The biology and therapeutic targeting of the proprotein convertases. Nat. Rev. Drug Discov. 11, 367-383 (2012).
- Roebroek, A. J., et al. Failure of ventral closure and axial rotation in embryos lacking the proprotein convertase Furin. Development. 125, 4863-4876 (1998).
- Roebroek, A. J., et al. Limited redundancy of the proprotein convertase furin in mouse liver. J. Biol. Chem. 279, 53442-53450 (2004).
- Kisanuki, Y. Y., et al. Tie2-Cre transgenic mice: a new model for endothelial cell-lineage analysis in vivo. Dev. Biol. 230, 230-242 (2001).
- Kim, W., et al. Loss of endothelial furin leads to cardiac malformation and early postnatal death. Mol. Cell Biol. 32, 3382-3391 (2012).
