Электрокардиограмма Записи в анестетических мышей с использованием свинца II
Summary
Мы представляем протокол ЭКГ, который технически прост, недорог, быстр и доступен для маленьких мышей и может выполняться с повышенной чувствительностью. Мы предлагаем этот метод в качестве скринингового подхода для изучения фармакологических агентов, генетических модификаций и моделей заболеваний у мышей.
Abstract
Электрокардиограмма является ценным инструментом для оценки системы проводимости сердца. Исследования на животных помогли получить новую генетическую и фармакологическую информацию об электрокардиограмме. Тем не менее, сделать измерения электрокардиограммы у мелких животных in vivo, таких как мыши, было сложной задачей. С этой целью мы использовали метод записи электрокардиограммы у обезболивания мышей со многими преимуществами: это технически простая процедура, недорогая, имеет короткое время измерения и доступна даже у молодых мышей. Несмотря на ограничения с использованием анестезии, сравнение между контрольными и экспериментальными группами может быть выполнено с повышенной чувствительностью. Мы лечили мышей с агонистами и антагонистами вегетативной нервной системы, чтобы определить достоверность этого протокола и сравнили наши результаты с предыдущими отчетами. Наш экГ-протокол обнаружил повышенные частота сердечных сокращений и интервалы на лечение атропином, снижение частота сердечных сокращений и интервалы к ТК после лечения карбабола, а также более высокие частота сердечных сокращений и интервалы с изопреналином, но не заметили никаких изменений в параметрах ЭКГ при администрировании пропранолола. Эти результаты подтверждаются предыдущими отчетами, подтверждающими надежность этого протокола ЭКГ. Таким образом, этот метод может быть использован в качестве скринингового подхода к проведению измерений ЭКГ, которые в противном случае не были бы предприняты из-за высокой стоимости и технических трудностей.
Introduction
Электрокардиограмма (ЭКГ), тест, который измеряет электрическую активность своего сердцебиения, является ценным инструментом для оценки системы сердечной проводимости. Параметры, измеряемые ЭКГ, включают частоту сердечных сокращений, интервал PR, продолжительность ЗРС и интервал ЗТ. Короче говоря, PR интервал соответствует времени, которое требуется для электрического импульса для перемещения из предсердного синусового узла через атриовентрикулярный узел к волокнам Purkinje; Продолжительность ЗР – это время для деполяризации желудочков через систему Пуркинье и желудочковый миокард; и интервалом ЗТ является продолжительность ретрикулярной репаларизации.
Записи ЭКГ на мышах помогли исследователям изучить сердечную функцию и определить физиологические и патофизиологические механизмы сердечных фенотипов, таких как аритмия, мерцательная аритмия и сердечная недостаточность. Большинство сердечно-сосудистых исследований включает в себя исследования в генетически модифицированных моделях мыши. Часто бывает сложно получить значимые данные о записях ЭКГ от маленьких мышей, которыми генетически манипулировали.
Существует несколько методов для выполнения ЭКГ у мышей1. Исследования показывают, что записи ЭКГ у сознательных животных предпочтительнее, чем обезболивающие животные, когда это возможно, так как влияние анестезии на сердечную функцию были хорошо установлены2. Два протокола, которые записывают ЭКГ в сознательных мышей, имеют примечание1. Система радиотелеметрии ЭКГ является золотым стандартом для непрерывного долгосрочного мониторинга ЭКГ у сознательных мышей1,3. Несмотря на свою силу в записи в сознательном состоянии, радиотелеметрии связаны ЭКГ измерений имеют ряд ограничений, в том числе высокие расходы на установку и для имплантата, его требование к опытным оператором, период стабилизации более 1 недели, его потребность в больших мышей ()gt; 20 г), и приобретение только одного свинца ЭКГ записи1. Другая система, которая использует лапы размера проводящих электродов встроенных в платформу позволяет ЭКГ записи в сознательных мышей без анестезии или имплантатов1,4. Эта неинвазивная система является альтернативным методом в ситуациях, в которых радиотелеметрические системы недоступны, поскольку она имеет много преимуществ: отсутствие требования хирургического лечения, отсутствие необходимости анестезии, низкая стоимость на мышь (только начальная установка стоит дорого), короткое время для измерения, и доступность новорожденных1,4. Основным недостатком этой системы является то, что она не подходит для непрерывного долгосрочного мониторинга1.
Здесь мы вводим еще один недорогой, простой и быстрый метод записи ЭКГ у обезбольных мышей и демонстрируем его достоверность и чувствительность, выполняя ЭКГ после вегетативной блокады/стимуляции системы сердечной проводимости. Мы предлагаем этот метод ЭКГ для скрининга эффектов фармакологических агентов, генетических модификаций и моделей болезней у мышей.
Protocol
Representative Results
Discussion
В протоколе есть несколько важных этапов. Окружающая среда должна быть свободна от шума и вибрации. ЭЛЕКТРОДы ЭКГ должны быть вставлены под кожу стабильно и последовательно, из которых шаг вставки требует предварительных экспериментов, пока исследователь технически опытный. Кроме тог…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана программами фундаментальных научно-исследовательских программ, которые находятся в ведении Национального исследовательского фонда Кореи (NRF) (2015R1C1AA2A0101052419 и 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 |
References
- 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).
