मायोकार्डियल मैकेनिकल विरूपण (डायमंड) के विस्थापन विश्लेषण से भ्रूणीय जेब्राफिश में कार्डियक फ़ंक्शन की खंडीय विषमता का पता चलता है
Summary
इस प्रोटोकॉल का लक्ष्य शारीरिक और रोग दोनों स्थितियों के तहत भ्रूणीय जेब्राफिश में खंडीय हृदय समारोह के आकलन के लिए एक उपन्यास विधि का विस्तार करना है।
Abstract
जेब्राफिश का उपयोग कार्डियोमायोपैथियों और उत्थान के लिए एक मॉडल जीव के रूप में तेजी से किया जाता है। कार्डियक फ़ंक्शन का मूल्यांकन करने वाले वर्तमान तरीके विभाजनीय यांत्रिकी का मज़बूती से पता लगाने में विफल रहते हैं और जेब्राफ़िश में आसानी से संभव नहीं होते हैं। यहां हम चार आयामी (4डी) सेगमेंटल कार्डियक फंक्शन के मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए एक अर्धस्वचालित, ओपन-सोर्स विधि प्रस्तुत करते हैं: मायोकार्डियल यांत्रिक विरूपण (डायमंड) का विस्थापन विश्लेषण। ट्रांसजेनिक भ्रूणीय जेब्राफिश को वीवो में 4डी कार्डियक मोशन सिंक्रोनाइजेशन के साथ लाइट-शीट फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी सिस्टम का उपयोग करके इमेज किया गया था। अधिग्रहीत 3 डी डिजिटल दिलों को एंड-सिस्टोल और एंड-डायस्टोल में खंगाला गया, और वेंट्रिकल को मैन्युअल रूप से बाइनरी डेटासेट में खंडित किया गया। फिर, दिल को फिर से उन्मुख किया गया और सच्चे छोटी धुरी के साथ आइसोट्रॉपिकल को फिर से नमूना दिया गया, और वेंट्रिकल को समान रूप से छोटी धुरी के साथ आठ भागों (आई-आठवीं) में विभाजित किया गया था। अंत-सिस्टोल और एंड-डायस्टोल में विभिन्न पुनर्नमूना विमानों और मैट्रिस के कारण, पुनर्नमूना सिस्टोलिक और डायस्टोलिक छवि मैट्रिस के बीच मूल स्थानिक संबंध को बहाल करने के लिए छवि पंजीकरण के लिए एक परिवर्तन मैट्रिक्स लागू किया गया था। छवि पंजीकरण के बाद, एंड-सिस्टोल से एंड-डायस्टोल तक प्रत्येक सेगमेंट के विस्थापन वेक्टर की गणना तीन आयामों (3 डी) में मास सेंट्रोइड के विस्थापन के आधार पर की गई थी। डायमंड से पता चलता है कि एट्रिओवेनेट्रिकुलर नहर से सटे बेसल मायोकार्डियल सेगमेंट उच्चतम यांत्रिक विरूपण से गुजरते हैं और डोक्सोरुबिसिन-प्रेरित हृदय चोट के लिए सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं। कुल मिलाकर, डायमंड शारीरिक और रोग दोनों स्थितियों के तहत पारंपरिक रिजेक्शन अंश (ईएफ) से परे ज़ेब्राफिश भ्रूण में खंडीय हृदय यांत्रिकी में उपन्यास अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
Introduction
कीमोथेरेपी प्रेरित हृदय विषाक्तता और आगामी दिल की विफलता कीमोथेरेपी विच्छेदन के मुख्य कारणों में से एक हैं1। इसलिए, कार्डियक कार्यात्मक मूल्यांकन हृदय विषाक्तता की पहचान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और, अधिक महत्वपूर्ण बात, कीमोथेरेपी2के बाद जल्दी हृदय चोट की भविष्यवाणी में । हालांकि, हृदय कार्यात्मक मूल्यांकन मुठभेड़ सीमाओं के लिए वर्तमान दृष्टिकोण। बाएं वेंट्रिकुलर रिजेक्शन अंश (एलवीईएफ) जैसे तरीके चोट3,4के बाद केवल वैश्विक और अक्सर देरी कार्डियक यांत्रिकी प्रदान करते हैं। ऊतक डॉप्लर इमेजिंग खंडीय मायोकार्डियल विरूपण जानकारी प्रदान करता है, लेकिन अल्ट्रासाउंड बीम कोण निर्भरता5के कारण भाग में महत्वपूर्ण इंट्राऑब्जर्वर और इंटरऑब्जर्वर परिवर्तनशीलता से ग्रस्त है। द्वि-आयामी (2डी) स्पेक्टल ट्रैकिंग इकोकार्डियोग्राफी के बी-मोड का उपयोग करती है, जो सैद्धांतिक रूप से कोण निर्भरता को समाप्त करती है, लेकिन इसकी सटीकता आउट-ऑफ-प्लेन मोशन6द्वारा सीमित है। इसलिए, खंडीय हृदय समारोह की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक कठोर दृष्टिकोण अनुसंधान और नैदानिक दोनों सेटिंग्स में कमी है।
इस संदर्भ में, हमने खंडीय हृदय समारोह के विश्लेषण के लिए एक 4D क्वांटिफिकेशन विधि विकसित की है जिसे हमने 3 डी अंतरिक्ष में मायोकार्डियल मास सेंट्रोइड के विस्थापन वेक्टर का निर्धारण करने के लिए मायोकार्डियल मैकेनिकल विरूपण (डायमंड) के विस्थापन विश्लेषण का नाम दिया है। हमने कार्डियक फ़ंक्शन के वीवो मूल्यांकन और जेब्राफिश(डैनियो रेरियो)के साथ डोक्सोरुबिसिन-प्रेरित कार्डियक विषाक्तता के लिए डायमंड लागू किया, जो उनके पुनर्जीवित मायोकार्डियम और अत्यधिक संरक्षित विकासात्मक जीन7के कारण चुना गया था। हमने डोक्सोरुबिसिन उपचार के बाद वैश्विक रिजेक्शन अंश (ईएफ) दृढ़ संकल्प और 2डी तनाव के साथ सेगमेंटल डायमंड विस्थापन की तुलना की। 4डी लाइट-शीट फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी (एलएसएफएम) के साथ डायमंड विस्थापन को एकीकृत करके भ्रूणीय जेब्राफिश दिलों का प्रतिपादन प्राप्त किया, डायमंड से पता चलता है कि एट्रिओवेट्रिककुलर नहर से सटे बेसल मायोकार्डियल सेगमेंट उच्चतम यांत्रिक विरूपण से गुजरते हैं और तीव्र डोक्सोरुबिसिन हृदय चोट8के लिए सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
खंडीय मायोकार्डियल फ़ंक्शन के परिमाणीकरण के लिए एक कठोर रणनीति पारंपरिक ईएफ से परे हृदय यांत्रिकी का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण है, जिसे मायोकार्डियल चोट1,4,12का एक ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
वर्तमान कार्य अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन अनुदान 16SDG30910007 और 18CDA34110338 द्वारा वित्त पोषित किया गया था, और राष्ट्रीय स्वास्थ्य अनुदान संस्थानों HL083015, HL111437, HL118650, और HL129727 द्वारा वित्त पोषित किया गया था ।
Materials
| Amira6 | FEI | Image analyzing software | |
| DAPT | Millipore Sigma | D5942-5MG | |
| Doxorubicin hydrochloride | Millipore Sigma | D1515-10MG | |
| Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate | Millipore Sigma | E10521-10G | Tricaine |
| MATLAB | MathWorks | Programming environment | |
| MATLAB Image Processing Toolbox | MathWorks | Image processing toolbox |
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