NAFLD/नैश के चूहे मॉडल में अल्ट्रासाउंड और कतरनी वेव इलास्टोग्राफी इमेजिंग का आवेदन
Summary
यह प्रोटोकॉल गैर-आक्रामक रूप से निरीक्षण करने और गैर-मादक फैटी जिगर की बीमारी के कृंतक मॉडल में यकृत ऊतक परिवर्तनों की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक उन्नत अल्ट्रासाउंड तकनीक के उपयोग का वर्णन करता है।
Abstract
नॉनएल्कोहॉलिक स्टीटोहेपेटाइटिस (नैश) गैर-अल्कोहल फैटी लिवर डिजीज (एनएएफएफडी) के स्पेक्ट्रम के भीतर एक शर्त है, जो लिवर फैट संचय (स्टीटोसिस) और फाइब्रोसिस के लिए अग्रणी सूजन की विशेषता है। दवा के विकास में मानव नैश/NAFLD को बारीकी से पुनः निर्धारित करने वाले प्रीक्लिनिकल मॉडल आवश्यक हैं । जबकि जिगर बायोप्सी वर्तमान में NAFLD/नैश प्रगति और क्लिनिक में निदान को मापने के लिए सोने के मानक है, पूर्व नैदानिक अंतरिक्ष में, या तो एक अध्ययन या जिगर की बायोप्सी के दौरान कई समय बिंदुओं पर पूरे जिगर के नमूनों का संग्रह रोग चरण का आकलन करने के लिए हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण के लिए आवश्यक है ।
एक जिगर बायोप्सी मध्य अध्ययन का आयोजन एक आक्रामक और श्रम गहन प्रक्रिया है, और जिगर के नमूनों का संग्रह रोग के स्तर का आकलन करने के लिए एक अध्ययन के लिए आवश्यक अनुसंधान जानवरों की संख्या बढ़ जाती है । इस प्रकार, इन प्रीक्लीनिकल मॉडलों में नैश/NAFLD का पता लगाने के लिए एक विश्वसनीय, अनुवादयोग्य, गैर-इनवेसिव इमेजिंग बायोमार्कर की आवश्यकता है । नॉन-इनवेसिव अल्ट्रासाउंड बेस्ड बी-मोड इमेजेज और शेअर वेव इलास्टोग्राफी (एसडब्ल्यूई) का इस्तेमाल स्टेटोसिस के साथ-साथ लिवर फाइब्रोसिस को मापने के लिए किया जा सकता है । नैश के पूर्व नैदानिक कृंतक मॉडल में एसडब्ल्यूई की उपयोगिता का आकलन करने के लिए, जानवरों को एक समर्थक नैश आहार पर रखा गया था और हेपेटोरल (एचआर) इंडेक्स और यकृत लोच को मापने के लिए गैर-इनवेसिव अल्ट्रासाउंड बी-मोड और कतरनी तरंग इलास्टोग्राफी इमेजिंग से गुजरना पड़ा, क्रमशः जिगर वसा संचय और ऊतक कठोरता दोनों की प्रगति को मापने, एक दिए गए NAFLD/NASH अध्ययन के पाठ्यक्रम पर कई समय अंक पर ।
एचआर इंडेक्स और लोच संख्या की तुलना स्टीटोसिस और फाइब्रोसिस के हिस्टोलॉजिकल मार्कर से की गई । परिणामों ने एचआर इंडेक्स और तेल रेड ओ (ओआरओ) धुंधला के प्रतिशत के साथ-साथ लोच और पिरो-सीरियस रेड (पीएसआर) के बीच यकृत के धुंधला के बीच मजबूत संबंध दिखाया । क्लासिक पूर्व वीवो विधियों और वीवो इमेजिंग परिणामों के बीच मजबूत सहसंबंध इस बात का सबूत प्रदान करता है कि नैफल्ड/नैश के प्रीक्लिनिकल मॉडल में रोग फेनोटाइप और प्रगति का आकलन करने के लिए कतरनी तरंग इलास्टोग्राफी/अल्ट्रासाउंड आधारित इमेजिंग का उपयोग किया जा सकता है ।
Introduction
गैर-अल्कोहलिक फैटी लिवर डिजीज (NAFLD) एक मेटाबोलिक स्थिति है जो यकृत में वसा के अत्यधिक बिल्डअप की विशेषता है और जल्दी से दुनिया भर में एक अग्रणी यकृत बीमारी बन रही है जिसमें हाल ही में 25%1की वैश्विक व्यापकता की सूचना दी गई है। गैर-अल्कोहलिक स्टीटोहेपेटाइटिस (नैश) एनएएफएलडी के स्पेक्ट्रम का एक अधिक प्रगति वाला चरण है, जो प्रगतिशील सेलुलर क्षति, सूजन और फाइब्रोसिस के साथ अतिरिक्त यकृत वसा की विशेषता है। इन बीमारियों अक्सर चुप हैं, रक्त परीक्षण या नियमित परीक्षाओं के माध्यम से पता नहीं चला, जब तक काफी नुकसान पहले से ही एक मरीज के जिगर के लिए हुई है । वर्तमान में, रोगियों में नैश का निदान करने के लिए सोने के मानक रोगी व्युत्पन्न जिगर बायोप्सी नमूनों की हिस्टोलॉजिकल परीक्षा के माध्यम से है । इसी तरह, पूर्व नैदानिक शोधकर्ताओं जो नैश के रोगजनन को समझने के लिए काम/
उदाहरण के लिए, लिवर वेज बायोप्सी गुबरा नैश मॉडल2का उपयोग करते समय स्टीटोहेपेटाइटिस और फाइब्रोसिस का आकलन करने के लिए एक मानक तकनीक रही है। जिगर कील बायोप्सी विधि छोटे जानवरों में आक्रामक और श्रमसाध्य है3. एक अध्ययन के बीच में कील जिगर बायोप्सी का उपयोग एक रोग मॉडल में एक अतिरिक्त प्रयोगात्मक चर का प्रतिनिधित्व करता है, जो अक्सर जानवरों की संख्या बढ़ जाती है कि जरूरत है । इन कारकों को ध्यान में रखते हुए, गैर-इनवेसिव इमेजिंग तकनीकों का उपयोग शुरुआती समय के बिंदुओं पर नैश/NAFLD पशु मॉडल में स्टेटोसिस और फाइब्रोसिस का मज़बूती से आकलन करने के लिए किया जा सकता है । कतरनी तरंग इलास्टोग्राफी (एसडब्ल्यूई) एक अल्ट्रासाउंड-आधारित विधि है जो नरम ऊतकों की लोच को मापने के लिए उपयोग की जाती है। यह तकनीक एक ऊतक लक्ष्य पर निर्देशित सुपरसोनिक अल्ट्रासाउंड दालों द्वारा बनाई गई कतरनी तरंगों के प्रचार को मापता है, और फिर ई मोडुलस4नामक मूल्य की गणना करता है। कतरनी तरंग का वेग ऊतक कठोरता की डिग्री के आनुपातिक है।
चित्रा 1 और चित्रा 2 इमेजिंग क्षेत्र सेटअप और SWE साधन दिखाते हैं। एसडब्ल्यूई इंस्ट्रूमेंट एक सिंगल, व्हील्ड यूनिट है, जिसमें दो स्क्रीन और एक कंट्रोल पैनल है जो फिगर 2एमें दिखाया गया है । ऊपरी मॉनिटर(चित्रा 2B)कंप्यूटर मॉनिटर के रूप में कार्य करता है और छवियों और रोगी निर्देशिका प्रदर्शित करता है। नियंत्रण कक्ष(चित्रा 2C)बटन और डायल की एक सरणी है जो छवि कैप्चर के सामान्य पहलुओं को नियंत्रित करती है: फ्रीजिंग स्क्रीन, छवियों को सहेजना, एक मोड से दूसरे मोड में बदलना। लोअर स्क्रीन(चित्रा 2डी)एक टच स्क्रीन है जिसमें सेटिंग्स को बदलने के लिए अतिरिक्त नियंत्रण हैं और आवश्यकतानुसार इनपुट डेटा के लिए कीबोर्ड के रूप में कार्य करता है। उपकरण एक लेखनी से लैस करने के लिए टच स्क्रीन पर उपयोग करने के लिए यदि वांछित है । अल्ट्रासाउंड जांच डिवाइस के निचले मोर्चे के पैनल को देते हैं। कृंतक में बी-मोड और एसडब्ल्यूई इमेजिंग के लिए सुपर-रैखिक 6 से 20 मेगाहर्ट्ज ट्रांसड्यूसर का इस्तेमाल किया गया। ऊतक कठोरता को मापने की यह क्षमता एसडब्ल्यूई को नैश रोगियों में यकृत फाइब्रोसिस5 की पहचान और मंचन के लिए एक मूल्यवान उपकरण बनाती है, जिससे अधिक आक्रामक तरीकों की आवश्यकता कम हो जाती है। SWE, वास्तव में, रोगियों में जिगर फाइब्रोसिस को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया है और क्लिनिक6में फाइब्रोसिस स्कोर करने के लिए एक एफडीए अनुमोदित विधि है । रोग के पशु मॉडल में नैश प्रगति की निगरानी के लिए SWE का उपयोग उपचार के विकास के लिए एक अनुवाद उपकरण प्रदान करेगा और साथ ही पशु विषय संख्या में कमी और वीवो प्रक्रियाओं में शोधन के माध्यम से पशु कल्याण में सुधार करने के लिए दर्द और संकट को कम करेगा ।
मानव रोगियों में एसडब्ल्यूई इमेजिंग कम आवृत्ति अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर4का उपयोग करता है, जो छोटे जानवरों के लिए आदर्श नहीं है। विशेष रूप से, एक चूहा मॉडल7में नैश के रोगजनन पर एसीटिल-सीओए कार्बोक्सिलेज अवरोध की प्रभावकारिता का मूल्यांकन करने के लिए उच्च आवृत्ति एसडब्ल्यूई तकनीकों का उपयोग किया गया है, और इस तकनीक की उपयोगिता को पारंपरिक मेटावीर हिस्टोलॉजिकल स्कोरिंग विधियों की तुलना में सफल परिणामों के साथ यकृत फाइब्रोसिस के कार्बन टेट्राक्लोराइड चूहा मॉडल में वर्णित किया गया है8। हालांकि, मौजूदा साहित्य नैश के पूर्व नैदानिक मॉडल में SWE इमेजिंग के आवेदन पर विस्तृत तकनीक और कार्यप्रणाली जानकारी का अभाव है। जैसा कि ऊपर वर्णित है, लिवर स्टेटोसिस NAFLD/नैश स्थिति की प्रमुख विशेषताओं में से एक है और यह एक महत्वपूर्ण चरण है जहां हस्तक्षेप पर विचार किया जा सकता है । इस प्रकार, इमेजिंग मोडलि का उपयोग करके यकृत वसा संचय का आकलन करना उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि नैश/NAFLD के प्रीक्लिनिकल मॉडल में यकृत फाइब्रोसिस का आकलन करना ।
एक अल्ट्रासाउंड तकनीक जिसे एचआर इंडेक्स के रूप में जाना जाता है, गुर्दे के कॉर्टेक्स की तुलना में यकृत की ऊतक चमक का अनुपात, क्लिनिक9,10में स्टीटोसिस के सरोगेट मार्कर के रूप में इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, इस दृष्टिकोण का बड़े पैमाने पर NAFLD/नैश के पूर्व नैदानिक पशु मॉडलों में उपयोग नहीं किया गया है । यह लेख लोच को मापने की एक विधि के साथ-साथ एचआर इंडेक्स को हेपेटिक फाइब्रोसिस और स्टेटोसिस के सरोगेट मार्कर के रूप में क्रमशः कोलीन-कमी, उच्च वसा वाले आहार (सीडीएडीएफडी) एनएएफएलडी/नैश के चूहे मॉडल में वर्णन करता है । यह मॉडल तेजी से स्टेटोसिस, यकृत सूजन और फाइब्रोसिस को प्रेरित करता है, जो चूहों11में 6 सप्ताह के भीतर औसत दर्जे का होता है। इस आहार में कोलेस्ट्रॉल (1%) के अलावा चूहों में फाइब्रोजेनेसिस को बढ़ावा देने के लिए दिखाया गया है12,इस मॉडल को कतरनी तरंग इमेजिंग से जुड़े सत्यापन अध्ययनों के लिए एक उपयुक्त उम्मीदवार बनाता है। कुल मिलाकर, इस इमेजिंग प्रौद्योगिकी को नैश मॉडल/आहार की एक विस्तृत श्रृंखला पर भी लागू किया जा सकता है जहां स्टेटोसिस और/या फाइब्रोसिस ब्याज का एक अंत बिंदु है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
एसडब्ल्यूई सहित अल्ट्रासाउंड आधारित इमेजिंग, एनएएफएलडी/नैश के प्रीक्लिनिकल मॉडलों में लिवर स्टेटोसिस और अकड़न के देशांतर मूल्यांकन के लिए एक अमूल्य उपकरण हो सकता है । यह पत्र नैश के सीडीएएचएफडी आहा?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों के लिए उनकी कड़ी मेहनत की देखभाल और अध्ययन जानवरों के स्वास्थ्य को सुनिश्चित करने के साथ ही तकनीकों में से कुछ के साथ सहायता के लिए फाइजर तुलनात्मक चिकित्सा संचालन टीम का शुक्रिया अदा करना चाहते हैं । इसके अलावा, हस्टोलॉजिकल विश्लेषणों के लिए ऊतक प्रसंस्करण के साथ उनकी मदद के लिए डेनिएल क्रोवेल, गैरी सेटिस और जेनिफर एशले ओल्सन पर धन्यवाद बकाया है। इसके अलावा, लेखक इस पांडुलिपि की तैयारी के दौरान मूल्यवान प्रतिक्रिया की समीक्षा करने और प्रदान करने के लिए जुलिता रामिरेज का शुक्रिया अदा करना चाहते हैं।
Materials
| Aixplorer | Supersonic Imagine | Shear Wave Elastography Instrument | |
| Aixplorer SuperLinear SLH20-6 Transducer | Supersonic Imagine | Transducer for Shear Wave Elastography | |
| Alpha-dri bedding | rat cages | ||
| Aperio AT2 scanner | Leica Biosystems | Digital Pathology Brightfield Scanner | |
| Compac 6 Anesthesia System | VetEquip | Anesthesia Vaporizer and Delivery System. Any anesthesia delivery system can be used, however. | |
| Manage Imager Database | Leica Biosystems | Digital Pathology | |
| Mayer's Hematoxilin | Dako/Agilent | H&E Staining/Histology | |
| Nair | Church & Dwight | Hair remover | |
| Oil Red O solution | Poly Scientific | Lipid Staining/Histology | |
| Picrosirius Red Stain (PSR) | Rowley Biochemical | F-357-2 | Collagen Stain/Histology |
| Puralube Opthalmic ointment | Dechra Veterinary Product | Lubricatn to prevent eye dryness during anesthesia | |
| Tissue-Tek Prisma Plus | Sakura Finetek USA | Automated slide stainer | |
| VISIOPHARM software | Visiopharm | Digital pathology software | |
| Research Diets | A06071309i | NASH inducing diet | |
| Purina | 5053 | Control animal chow | |
| Wistar Han rats | Charles River Laboratories |
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