This protocol provides a detailed description of the echocardiographic approach for comprehensive phenotyping of heart and heart valve function in mice.
The aim of this manuscript and accompanying video is to provide an overview of the methods and approaches used for imaging heart valve function in rodents, with detailed descriptions of the appropriate methods for anesthesia, the echocardiographic windows used, the imaging planes and probe orientations for image acquisition, the methods for data analysis, and the limitations of emerging technologies for the evaluation of cardiac and valvular function. Importantly, we also highlight several future areas of research in cardiac and heart valve imaging that may be leveraged to gain insights into the pathogenesis of valve disease in preclinical animal models. We propose that using a systematic approach to evaluating cardiac and heart valve function in mice can result in more robust and reproducible data, as well as facilitate the discovery of previously underappreciated phenotypes in genetically-altered and/or physiologically-stressed mice.
Veroudering is geassocieerd met toenemende verhoging van cardiovasculaire verkalking 1. Hemodynamisch significant aortaklepstenose treft 3% van de bevolking ouder dan 65 2, en patiënten met zelfs een matige aortaklepstenose (pieksnelheid van 3-4 m / s) een 5 jaargebeurtenis overleving van minder dan 40% 3. Momenteel zijn er geen effectieve behandeling voor de progressie van aortaklep calcificatie remmen en chirurgische aorta klepvervanging de enige beschikbare behandeling van gevorderde aortaklepstenose 4.
Studies om een dieper begrip van de mechanismen die bijdragen aan de ontwikkeling en progressie van aortaklep calcificatie is een belangrijke eerste stap in de richting van farmacologische en niet-chirurgische methoden aortaklepstenose 5, 6 beheren. genetischly-gemanipuleerde muizen hebben een belangrijke rol bij de ontwikkeling van ons begrip van de mechanismen die bijdragen aan een verscheidenheid van ziekten en komen nu op de voorgrond van mechanistische studies gericht op het begrijpen van de biologie van aortaklepstenose 6, 7, 8 gespeeld. In tegenstelling tot andere cardiovasculaire ziekten zoals atherosclerose en hartfalen-wanneer standaardprotocollen gaan vasculaire en ventrikelfunctie zijn grotendeels gevestigde-er unieke uitdagingen in verband met in vivo fenotypering van hartklep functie in muizen. Terwijl recente beoordelingen grondige discussies over de voor- en nadelen van tal van imaging en invasieve modaliteiten gebruikt om de klep functie bij knaagdieren 9, 10, 11 te beoordelen hebben zorg, tot nu toe, we zijn niet op de hoogte van een publicatie die een compre biedtgerealiseerde, stap-voor-stap protocol voor fenotypering hartklep functie bij muizen.
Het doel van dit manuscript moet de methoden en protocollen beschrijven hartklep functie fenotype bij muizen. Alle methoden en procedures zijn goedgekeurd door de Mayo Clinic Institutional Animal Care en gebruik Comite. Belangrijke onderdelen van dit protocol zijn de diepte van de anesthesie, de evaluatie van de hartfunctie, en de evaluatie van de hartklep functie. We hopen dat dit rapport zal niet alleen dienen om de onderzoekers geïnteresseerd zijn in het nastreven van onderzoek op het gebied van de hartklep en vaatziekten leiden, maar zal ook beginnen met een nationale en internationale dialoog met betrekking tot protocol standaardisatie van gegevens reproduceerbaarheid en validiteit te garanderen in deze snel groeiende veld. Belangrijk is dat succesvolle beeldvorming met behulp van ultrasone systemen met een hoge resolutie vereist een praktische kennis van de beginselen van echografie (en terminologie vaak gebruikt in echografie), een goed begrip van de fundamentele Principles van cardiale fysiologie, en aanzienlijke ervaring met echografie te zorgen voor een nauwkeurige en tijd-efficiënte evaluatie van de hartfunctie bij knaagdieren.
Inductie van anesthesie
Goede inductie en instandhouding van anesthesie is essentieel voor nauwkeurige vaststelling van veranderingen in hartklep en hartfunctie in muizen. Gezien de snelle inductie van de anesthesie opgewekt door isofluraan en de relatief lange wash-out tijd van deze verdoving volgende diepe narcose, hebben we geen gebruik maken van een stand-alone anesthesie kamer voor inductie. In plaats daarvan, zoals in detail hierboven dieren rechtstreeks geleid naar de an…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by NIH grants HL111121 (JDM) and TR000954 (JDM).
High resolution ultrasound machine | VisualSonics, Fujifilm | Vevo 2100 | |
Isoflurane diffuser (capable of delivering 1 % to 1.5 % isoflurane mixed with 1 L/min 100% O2 | VisualSonics, Fujifilm | N/A | |
Transducers for small mice (550D) or larger mice (400) | MicroScan, VisualSonics, Fujifilm | MS 550D, MS 400 | |
Animal platform | VisualSonics, Fujifilm | 11503 | |
Advanced physiological monitoring unit | VisualSonics, Fujifilm | N/A | |
Isoflurane | Terrell | NDC 66794-019-10 | |
Nose cone and tubing connected to isoflurane diffuser and 100% O2 | Custom Engineered in-house | — | |
Hair razor | Andis Super AGR+ vet pack clipper | AD65340 | |
Ultrasound gel | Parker Laboratories | REF 01-08 | |
Electrode gel | Parker Laboratories | REF 15-25 | |
Adhesive tapes | Fisher Laboratories | 1590120B | |
Paper towels |