تخطيط كهربائي غير كهربائي في ماوس الفترة المحيطة بالولادة

Summary

هنا، نقدم بروتوكول تخطيط القلب الكهربائي غير الباضع (ECG)، الأمثل للفئران ما بعد الولادة في وقت مبكر، التي لا تتطلب استخدام التخدير.

Abstract

منذ فترة طويلة تم الاعتماد على تخطيط القلب (ECG) كوسيلة فعالة وموثوق بها لتقييم وظيفة القلب والأوعية الدموية (والقلب والريائى) في كل من النماذج البشرية والحيوانية للمرض. معدل ضربات القلب الفردية، والإيقاع، والانتظام، جنبا إلى جنب مع المعلمات الكمية التي تم جمعها من تخطيط القلب، تعمل على تقييم سلامة نظام إيصال القلب، فضلا عن الفسيولوجيا المتكاملة لدورةالقلب. تقدم هذه المقالة وصفاً شاملاً للأساليب والتقنيات المستخدمة في إجراء تخطيط القلب غير الباضع على الجراء الماوس في الفترة المحيطة بالولادة وحديثي الولادة في وقت مبكر من اليوم الأول بعد الولادة، دون الحاجة إلى استخدام التخدير. وقد صُمم هذا البروتوكول ليعالج مباشرة الحاجة إلى طريقة موحدة وقابلة للتكرار للحصول على تخطيط القلب في الفئران حديثي الولادة. من منظور تحويلي، يثبت هذا البروتوكول فعاليته الكاملة في توصيف العيوب القلبية الخلقية التي يتم إنشاؤها باستخدام خطوط الماوس المعدلة وراثياً، ولا سيما لتحليل العيوب المسببة للفتاكة في أو خلال الأيام الأولى التالية للولادة. ويهدف هذا البروتوكول أيضا إلى معالجة مباشرة فجوة في المؤلفات العلمية لتوصيف وتوفير البيانات المعيارية المرتبطة بنضوج نظام التسيير القلبي المبكر بعد الولادة. ولا تقتصر هذه الطريقة على نقطة زمنية محددة بعد الولادة، بل تسمح بجمع بيانات تخطيط القلب في الجراء الماوس الوليدية منذ الولادة وحتى اليوم العاشر بعد الولادة (P10)، وهي نافذة ذات أهمية حاسمة لنمذجة الأمراض البشرية في الجسم الحي، مع التركيز بشكل خاص على أمراض القلب الخلقية (CHD).

Introduction

يمكن قياس وظيفة القلب بطرق مختلفة ، وأكثرها شيوعًا تشمل استخدام تخطيط القلب (ECG) لتحليل حركة التيار الكهربائي من خلال القلب وكذلك دورة القلب الشاملة والوظيفة¹. لا يزال تخطيط القلب الكهربائي أداة تشخيصية مفيدة لتحديد وتسمّي التشوهات القلبية في كل من النماذج البشرية والحيوانية للمرض^1،2. يمكن العثور على المخالفات في قراءة مخطط القلب في تطور القلب غير الطبيعي (أي أمراض القلب الخلقية (CHD))، ويمكن أن تشمل عدم انتظام ضربات القلب الذي يظهر كتغيّرات في معدل ضربات القلب (مثل بطء القلب)، والإيقاع (على سبيل المثال، "كتل القلب")، موحية من العيوب في سلامة و/أو وظيفة عضلة القلب الكامنة. مثل هذه التغييرات قد تكون مهيأة للمرضى إلى ضعف القلب تهدد الحياة (على سبيل المثال، فشل القلب الاحتقاني و / أو توقف القلب) وزيادة الوفيات^3،4_. ونظراً لارتفاع معدلات الوفيات الناجمة عن الإصابة بمرض الوفيات الشديد وغير المعالج، فإن تطوير طريقة موحدة وقابلة للتكرار لجمع تخطيط القلب خلال هذه الفترة المبكرة بعد الولادة أمر بالغ الأهمية.

على الرغم من أننا لسنا أول من يعالج هذه المشكلة، وشملت الطرق السابقة لجمع ECG على الجراء الماوس تقليديا الإجراءات الغازية (إبرة تحت الجلد أو الأسلاك أقطاب) و / أو استخدام التخدير^5،6،7. وتشمل مزايا إجراء تحليل تخطيط القلب غير الباضع تقليل الألم والتراجع عن الإجهاد على الحيوان. في حين أن المجرب يجب أن يكون حذرا حول التسبب في الإجهاد الجرو، تم تصميم الجهاز لتجنب الضغوطات المشتركة من أجل إنتاج بيانات دقيقة. في سياق تقييم وظيفة القلب، يمكن أن يؤدي إدخال التخدير إلى الحيوانات التي قد يكون لها تشوهات قلبية رئوية إلى احتمال أن يخفي أو حتى يفاقم الظروف الكامنة. قد يؤثر التخدير على التوصيل الكهربائي عن طريق تغيير إزالة القطب و /أو إعادة قطبية الخلايا. وأخيرا ، يمكن أن يؤدي استخدام التخدير إلى تعريض الجرو حديث الولادة لخطر متزايد لانخفاض حرارة الجسم ، مما قد يزيد من إرباك أي أمراض متأصلة. البروتوكول التالي لا يقدم أي تخدير، والإجراءات الغازية، أو عدم الراحة وضوحا للجرو. وبمجرد الانتهاء من إعداد المعدات، يمكن إكمال إعداد الجهاز وجمع البيانات التي تنطوي على الحيوان بكفاءة، وبعد ذلك يمكن إرجاع الجراء إلى أمهم. بالإضافة إلى ذلك، يسمح هذا النظام بإجراء التحليلات المتكررة و/أو المسلسلة، وهو مثالي للتجارب التي تتطلب التحليل بمرور الوقت، وإدخال العلاجات الدوائية، وما إلى ذلك.

Protocol

يتبع البروتوكول التالي معايير لجنة الرعاية والاستخدام الحيواني المؤسسية لجامعة نيو إنجلاند. وينبغي أن توفر الملاحظة الوثيقة للبروتوكول قراءة مُرضية لـ ECG في جميع المواليد الذين تم فحصهم (n> 70).

1. الاستعدادات الجهاز

1. قم بتوصيل الجهاز بمنفذ USB لجهاز كمبيوتر مع برنامج ECG الذي تم تنزيله عليه. سيبدأ جهاز القياس تلقائياً في التسخين حتى (37 درجة مئوية/98.6 درجة فهرنهايت). يتم احتواء وحدة التدفئة الداخلية داخل وحدة القياس وتسخين فقط السطح البلاستيكي. أقطاب الأسلاك الفضية لا يتم تسخينها.
2. السماح لحوالي 15 دقيقة للسطح للوصول إلى درجة الحرارة. استخدام هذا الوقت لجمع وإعداد الحيوانات.
   ملاحظة: قد يكون مؤقتاً البروتوكول عند هذه النقطة و يمكن أن تبقى المنصة موصولة و تدفئة لفترة طويلة من الوقت. في حالة عدم وجود منصة قطب ذاتي التسخين ، يمكن أيضًا استخدام وسادة تدفئة آمنة للحيوانات للحفاظ على الأم والجراء من أن تصبح هازية الحرارة.

2. تحضيرات الحيوانات

1. جمع الأم والجراء والاحتفاظ بها داخل قفص السكن حتى جاهزة لجمع.
2. مرة واحدة وحدة قياس يسخن إلى درجة الحرارة، وإزالة الجرو الماوس من القفص ومسح الصدر مع 70٪ الإيثانول رش على مسح. وضع الجرو على سطح ساخنة من البلاستيك.
3. السماح للماوس إلى التأقلم مع السطح في الظلام لمدة 2-5 دقائق تقريبا.

3. الماوس وكهرباء منصة الإعداد (تطبيق القطب)

1. استخدام ملعقة معدنية، مسبار، أو الوبل الخشبي لجمع قطرة صغيرة من لاصقة، الكهربائية هلام إجراء (سريع التجفيف عالية الموصلية هلام القطب تستخدم عادة لوضع أقطاب القوارض).
   ملاحظة: يمكن استخدام أي جسم غير روائي، صلب لتطبيق هلام إجراء، طالما أن الكائن لن تترك وراءها الألياف الاصطناعية أو مواد مماثلة على الأقطاب الكهربائية التي يمكن أن تتداخل مع نوعية الإشارة الكهربائية.
2. باستخدام ملعقة / dowel ، المس بلطف الجزء العلوي من كل من أربعة ، أسطح القطب المسطحة عن طريق الضغط بلطف إلى أسفل وسحب هلام إجراء في زاوية مائلة بعيدا عن مركز بناء القطب. تأكد من أن كل قطب فردي مغطى تماماً بالجل.
   تنبيه: هذه الخطوة مهمة للغاية لضمان عدم التزام جل الإلكترود موصل بأكثر من قطب كهربائي واحد. يمكن أن تقوم الخيوط اللاصقة التي تتشكل بين الأقطاب الكهربائية بإجراء الشحن ومن المحتمل أن تتداخل مع الإشارة الكهربائية المرغوبة أو تقصرها. لا ينبغي أن يكون بروتوكول مؤقتا في هذا الوقت كما هلام سوف تبدأ في ترسيخ وتصبح الملتزمين. تأكد من إعداد الماوس إلى المنصة في غضون 5-10 دقائق من تطبيق هلام إجراء (أو ما يعادلها استبدال هلام القطب موصل).
3. ضع ملعقة معدنية أو ملعقة خشبية مع ما تبقى من الجل إلى الجانب.
4. ضع الجرو الماوس الوليدي القص إلى أسفل وعرضة مع رأس الجرو التي تواجه حافة USB المنتهية ولايته من المنصة. تأكد من أن جزءا من صدر الجرو يغطي كل من الأقطاب الكهربائية الأربعة. كبح بلطف الساعدين الجرو من جانبهم في حين عقد في وقت واحد أسفل لمدة 1 دقيقة تقريبا للسماح هلام إجراء لتعيين.
5. ضع مصدات السيليكون المطاطية على الجانبين الأيمن والأيسر من الجرو. يجب أن المصدات تأمين الجرو على كل جانب وتوفير الاستقرار لمنع حركات الماوس المفرطة ولكن لا ينبغي منع كل حركة من الماوس. بمجرد تثبيت، ومشاهدة الماوس للحظة وضبط وضع الوفير حسب الحاجة.
   تنبيه: لا تضغط الماوس بإحكام شديد لأن هذا يمكن أن يتداخل مع ميكانيكا الجهاز التنفسي ومعدل التنفس.
6. استخدام الوويل التي تم تخصيصها لتطبيق ما تبقى من هلام إجراء إلى القطب الذيل التأريض ومكان على الردف من الجرو. تطبيق ضغط لطيف للسماح للجل لتعيين قبل الإفراج عن الجرو.
7. وضع المصد السيليكون النهائي على رأس الردف من الماوس لعقد القطب التأريض في مكان.
   تنبيه: لا تطبق القوة المفرطة أثناء وضع المصد النهائي لأن هذا يمكن أن يسبب عدم الراحة للجرو و / أو إزاحة القطب الأرضي.
8. الاستيلاء على هد من منصة كاملة ومكان بلطف داخل قفص فاراداي.
   تنبيه: توخ الحذر وتأكد من أن المصد العلوي للسيليكون لا يصبح مشردًا بمجرد أن يكون قفص فاراداي في مكانه.
9. قبل التسجيل، تأكد من أن الجرو الماوس لا يتحرك بشكل مفرط وتأكد من أن الجسم ورأس الماوس يبدو آمنًا.
   تنبيه: تأكد من أن رأس جرو الماوس قادر على التحرك بحرية إلى حد ما داخل المصدات وليس خطمًا تمامًا إلى أسفل المنصة. تم تصميم منصة أثار لرفع الصدر الماوس قليلا ومنع الاختناق، ولكن هذا ينبغي أن تكون مراقبة عن كثب.

النتائج

ومن شأن تخطيط القلب المثالي أن يكون لها إشارة واضحة وبارزة تسمح بتحليل جميع الموجات في عدة أطر زمنية مختلفة(الشكل 1). استخدم المختبر في البداية تطبيقًا مخصصًا لجهاز التصوير الكهروميكانيكي لإنتاج ECGs بجودة غير مرضية ، مما سمح لنا فقط بتحليل المعلمات الأساسية مثل معدل ضربات ا...

Discussion

نقاط البيانات التي تم جمعها في اليوم ما حول الولادة 1 الجراء الماوس أقل قليلا من متوسط القيم المتوقعة للفئران الكبار (500-700 نبضة في الدقيقة الواحدة). ⁸ هناك زيادة في معدل ضربات القلب مع الشيخوخة الماوس، الذي يقع أكثر في خط للقيم المتوقعة(الجدول 1). ومع ذلك، من المهم التأك?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
LabScribe4	iWorx	LabScribe4	Software used to record ECG
Neonatal Mouse ECG & Respiration System	iWorx	RS-NMECG : Neonatal Mouse ECG	ECG device
Tensive Conductive Adhesive Gel	Parker Laboratories, Inc	22-60	Tac-gel used as conductive gel for ECG