（ME、PD）欧州委員会が主催する許可を付与ビクト​​リア州政府の運用インフラ支援プログラム（RH、EW）とマリー·キュリーインダス産学パートナーシップおよび経路、この作業は、ハミルトンフェアリーNHMRCフェローシップ（RH、AL）でサポートされています。著者は、このビデオを製造する際に、その技術的な専門知識のために博士アンドレMiyague博士フランチェスカ·ルッソ氏ロジータKinnart氏とイワンラールマンスに感謝したいと思います。

以下の実験プロトコルが動物倫理委員会、カトリック大学ルーベン、ルーヴェン、ベルギーで承認されています。我々は、特に麻酔の手順のいくつかの方法論的な変化を含む前述の外科手術の13に続く。 1。子宮内発育制限（IUGR）を誘発する<ol><li>時間日付妊娠ウサギ（ハイブリッドデンデルモンデとニュージーランドホワイト）は水へのアクセスと在胎週数から標準ウサギ餌を自由に摂取 （GA）18日と12月12日時間の光のスケジュールで個々のケージに収容されています。 GA 25日（全期間は約31日である）では、ウサギはIUGRの外科を作成するための手術室に転送されます。手術前に、ランダムに&quot;ケース&quot;（IUGR）とランダム化ソフトウェア（グラフパッドソフトウェア、USA）19を使用して双角ウサギの子宮内&quot;コントロール&quot;子宮角を割り当てる。サンプルサイズは、個々のrで電力計算によって決定されるべきである興味のある質問のesearchers。 </li><li> 麻酔手順。 インダクション麻酔は後肢に筋肉（チェバサンテANIMALE、ブリュッセル、ベルギー）ケタミン35 mg / kgを（チェバサンテANIMALE、ブリュッセル、ベルギー）とキシラジン5 mg / kg体重を投与することにより達成されます。 2 L /分でO 2で、麻酔はその後イソフルラン1〜4％（アボット·ラボラトリーズ社、Queenborough、ケント、英国Isoba獣医）の吸入混合物で維持されている。継続的に心拍数、動脈O 2飽和度を監視するために母親の第二と第三の足指にパルスオキシメータ（ネルコアN-20、Covidien社、アイルランド）を配置します。 </li><li> 外科手術。 <ol><li> 前投薬。以前手術を開始するには、抗生物質の予防ペニシリンG 30万IU（KELAファーマ、ホーフストラーテン、ベルギー）、子宮子宮収縮抑制酢酸メドロキシプロゲステロン0.9 mg / kg体重（デポ·プロベラ、ファルマシアアップジョン、Puurs、ベルギー）と鎮痛剤ブプレノルフィン0.03ミリグラム/の管理キロ（Temgesic、シェリング·プラウ）皮下に単2.5ミリリットル注射器である。 </li><li> ウサギの準備は。手術の期間の温暖化パッドの上にウサギを置きます。腹部の手術野から髪を削除し、（ベタジン、パーデュー大学、コネティカット、米国）7.5％ポビドンヨード消毒剤が適用されます。完全な無菌プロトコルは次に使用される。 </li><li> 腹部の開腹は皮下に局所麻酔薬（2ミリリットル1％リドカイン、Bブラウン医療、ベルギー）で切開部位に潜入。切開部位は、腹部の2/3の下に正中線で、長さ約5センチ、でなければなりません。皮膚が開かれると、腹直筋鞘を露出するためにシャープと鈍的切開の混合物を使用しています。ケアは、エントリ上の正中線（ 図1A）のいずれかの側に位置する血管母性乳腺を避けるために注意しなければならない。腹直筋鞘と腹膜、腹部の内容の不注意含めることを防止するためのテントをつかみ、慎重に鋭い解剖（ 図1B）を使用して入力してください。 </li><li> 子宮具象は温め生理食塩水に浸したガーゼのカーテンで手術野をサラウンド。慎重に双角子宮の両側をつかみ、体外に出す。注意、これは歓迎されない出血、痛みと子宮収縮の原因になることがあり、張力下で各子宮角の膣または卵巣どちらかの端に置かないように注意しなければならない。アシスタントは、継続的に子宮収縮を防ぐために、生理食塩水で温めさらさ子宮を灌漑。触診すると各角に存在する胎児の数を記録。慣例により、卵巣最後に胎児が最初に胎児に指定されます。 One子宮角は、ケースホーンであり、他はコントロールホーンです。 IUGRの誘導のための以前に無作為に割り当てられた場合ホーンを特定してから、腹部（ 内部統制胎児 ）に戻しコントロールホーンを交換してください。 </li><li> 外科IUGRを誘導した 。指定の場合ホーン（ 図1C）の各胎嚢に子宮胎盤血管を識別します。外科的に5-0ポリグラクチン縫合糸（エチコンVICRYL、ジョンソン·エンド·ジョンソンメディカル、USA）（ 図1D-1E）を使用して、これらの血管の40〜50％を連結。実際には、各胎嚢を供給3維管束がしばしばあります。この場合には、最大の維管束を連結する。完了すると、子宮が再び温め生理食塩水、慎重腹部に戻ったと灌漑されています。 </li><li> 腹部の閉鎖は 、 連続稼働2-0ポリグラクチン縫合糸（エチコンVICRYL、ジョンソン·エンド·ジョンソンメディカル、USA）を用いて、2層に腹部を閉じます。表皮下3-0ポリグラクチン縫合糸（エチコンVICRYL、ジョンソン·エンド·ジョンソンメディカル、USA）で皮膚を閉じます。後で縫合糸に干渉するのを防ぐために、ウサギ創傷上にスプレーアルミニウムエアゾール。 </li><li> 回復は。麻酔を中止し、密接に呼吸の回復を観察します。ウサギ次いで、食物および水を自由に摂取へのアクセスを上述したように収容し、毎日観察されている。 </li></ol></li></ol> 2。胎児心エコー検査とパルス波ドップラー超音波の実行<ol><li>同じウサギはその後GA心エコーと超音波の評価のために30日に転送されます。ウサギは、検査の間、加温パッド上に配置されている。 </li><li> 麻酔手順。 <ol><li>インダクション麻酔は筋肉ケタミン35 mg / kgを（チェバサンテANIMALE、ブリュッセル、ベルギー）とキシラジン5 mg / kgを（チェバサンテANIMALE、ブリュッセル、ベルギー）を投与することにより達成されます。いったん落ち着いた、末梢耳介静脈に挿入24ゲージカニューレ（BD Insyte-W、ベクトンディッキンソン注入療法システム、ユタ州、USA）を使用して、静脈アクセスを取得。 </li><li> 40ミリリットル/時でシリンジポンプを介して注入された後、生理食塩水の46.5ミリリットルに2ミリリットルケタミン（100 mg / mlの）と1.5ミリリットルキシラジン（20 mg / ml）で：ケタミンおよびキシラジンの持続注入で麻酔を維持します。三方タップを確保し、救助麻酔5mlのシリンジ添付：2ミリリットルをケタミン（100 mg / ml）で1.5mlのキシラジン（20 mg / mlの）。 0.5ミリリットル救助麻酔のボーラスはほとんど必要ありません。手術subcutaneouslyprior; 0.03 mg / kg体重（シェリング·プラウTemgesic）鎮痛剤ブプレノルフィンを管理します。酸素2 L / minをマスクによって適用される。継続的に心拍数、動脈O 2飽和度を監視するために母親の第二と第三の足指にパルスオキシメータ（ネルコアN-20、Covidien社、アイルランド）を配置します。 </li></ol></li><li> 腹部開腹子宮具象は 1.3.3と1.3.4を参照してください。 </li><li> 心エコー検査と超音波検査のために胎児のポジショニング。 <ol><li>研究者の方に向い側臥位でウサギを置きます。これは、検査のための単一の胎嚢を簡単に検索を容易にし、子宮胎盤血管に過度の牽引力を防ぎます。可能な限り、被ばくを最小限に抑えるために、一度に1胎嚢を体外に出すようにしてください。さらさ胎嚢がで灌漑ガーゼ上に置かれていることを確認生理食塩水を温めた。確保するために一般に、異なる研究グループ、各子宮角の卵巣および膣端部でのみ胎児の間の標準化された結果は、超音波検査で使用される。 </li><li>胎児の心臓機能が子宮の具象化の影響に非常に敏感であり、温度や胎盤の血管を介して超音波トランスデューサからの圧力の変化。心臓機能にこれらの環境や医原交絡の影響を最小限に抑えるために、超音波検査では、胎嚢の具象化した直後に開始しなければなりませんし、体系的かつ効率的でなければなりません。我々の経験では、胎児の心臓の機能の変化はほとんど露出の最初の5分で発生しません。胎児徐脈が発生した場合、超音波プローブを削除するには、胎児胎盤血管のねじれを防止するために胎児の位置を変更し、母体の腹部に胎嚢バックを返す簡単に温めた生理食塩水またはと潅漑。このFEのために胎児の徐脈が永続的である場合は、検査TUSは次の胎児を調べるの賛成で放棄されるべきである。 </li></ol></li><li> 胎児心エコー検査。 <ol><li>心臓とひずみ解析ソフトウェアがインストールされている高解像度のmicroultrasoundプラットフォームVisualsonics VEVO 2100（トロント、カナダ）が必要です。 VisualSonics MS-250変換器（VisualSonics、トロント、カナダ）は、データ収集のために使用されます。これは、帯域幅13-24メガヘルツと21 MHzの中​​心周波数を有する。幾何学的焦点が15mmで、最大の画像幅23 mmで最大像の深さは30mmである。フットプリントは28 X 5.75ミリメートルです。データは、胎児心エコーの性能のための心エコーのガイドラインや基準のアメリカの社会に合わせて取得されます20 </li><li> データ収集1：側面図側面4室·ビューのレベルでは、ひずみ、ひずみ速度、速度と変位を決定するために、少なくとも5つの心周期のBモードシネループを記録します。これはVevoStrainを使用してオフライン分析さ先に詳細にジャーナルに記載されているように（Visualsonics、カナダ、トロント）アルゴリズム。21 M-モード心エコー検査のインデックスは、この標準のビューを得ることができる。心臓の構造と機能の両方のオフライン測定が分析することができます：収縮期および拡張期における内部心室中隔と直径、ボリューム、一回拍出量、短縮率、駆出率と心拍出量21。 </li><li> データ収集2。心尖は、心尖部ビュー四チャンバビューのレベルでは、Bモードシネループは、上述のように分析をVevoStrainために繰り返すことができる。 Mモード心エコー検査は、三尖弁（TAPSE）および僧帽環状平面収縮エクスカーション（MAPSE）、縦ひずみとひずみ速度を評価するために使用される。22,23この頂端ビューは、以前のように弁膜流速波形の評価と修正された心筋の性能指数を可能にする説明した24 </li></ol></li><li> 胎児胎盤パルス振っドップラーULTrasound。 </li></ol>臍動脈の流速波形（FVW）はカラードップラーを用いた臍帯血管の位置を特定してから、臍帯の自由ループ上の臍動脈経由パルスドプラサンプルゲートを配置することによって得られる。25中大脳動脈（MCA）FVWあるウィリスのサークルがカラードップラーにより配置された後だけMCAの起源を越えパルスドプラサンプルゲートを配置することによって、位置しています26静脈管（DV）FVWが見DVの近位部分にパルスドプラサンプルゲートを配置することによって得られるそれは胎児のサジタルビュー又は横のいずれか肝臍静脈に由来するカラードプラ。26拍動性指数（PI）はVisualSonics心血管解析ソフトウェアを用いてオフラインで計算される。

著者の教授ヤンD&#39;hoogeはVisualSonicsとの研究契約を締結している。残りの著者は全く開示していません。

我々は、外科的IUGR 13〜16を生成するためにウサギ子宮胎盤血流を低減し、後でmicroultrasound技術とVisualSonics VEVO 2100上で利用可能な心臓機能解析を記述するために胎児の心臓機能14を検査する検証済みのアプローチを使用している。小動物モデルにおけるヒトIUGR胎児のドップラー胎児胎盤の変化を再現し、その後、最近記載された心エコー検査による心機能検査を可能に...

胎児の子宮内発育制限（IUGR）から結果が誇張することはできませんことを心血管疾患の負担。それは、先天異常の後に死産の主要な原因である。1 IUGRは、その成長の可能性に到達するために失敗した胎児を指し、一般的に胎盤機能不全の結果である。生存者で2、心臓血管の病気が明らかに心筋の機能不全に寿命全体で明らかである乳児期と小児期3,4およびその後5高血圧、糖尿病6、および成人期で開発肥満- 。虚血性心疾患から早死に向かって生まれてからのすべての累積の心臓リスク要因7 IUGRを確立し、我々は両方の良いIUGR関連車の病態生理を理解するためであれば減少基板の可用性への後続胎児の応答が必要である母体胎児コミュニケーションを特徴づけるために動物モデルを開発するダイアックは、減損と胎児および出生後の健康を改善するために心臓の保護戦略を開発する。この点で、異なる種の多くの異なるモデルが記載されている。8 IUGRは、一般的に誘導される母体により栄養下で、げっ歯類における低タンパク質食を、げっ歯類およびモルモットにおける子宮血流の9外科切除または結紮10の閉塞羊臍動脈11はしかし、それは明らかであるというモデルが完全に再現する人間IUGRを図12 この現在の方法論的な研究では、超音波検査、臨床的に14で観察された胎児の心臓血管の応答を生成しますが、またmicroultrasound技術を用いた斬新な心エコー検査で胎児の心臓機能の尋問を可能にするだけでなくウサギ13-16での選択的子宮胎盤血管の中断をよく検証アプローチを使用しVisualSonics VEVO 2100の。しばらくfetoplのドップラー超音波acental血管がIUGRの胎児17の現在産前サーベイランスの礎石のまま、機能的な心エコー検査は、ますます病気の病態生理に新たな洞察を提供し、胎児の健康を評価するために利用されている18は、したがって、ここでは、臨床研究から、これらの進歩を取り、動物モデルを記述することこのイメージング高度化だけでなく、港だけでなく、機械的な経路および新規治療薬を調査するために実験的なプラットフォームを提供します。

<table border="1">
	<tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ketamine</td>
 <td>Ceva Sante Animale</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Xylazine</td>
 <td>Ceva Sante Animale</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ceva.com/en" target="_blank">http://www.ceva.com/en</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Depot Provera</td>
 <td>Pharmacia Upjohn</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Penicillin G</td>
 <td>Kela Pharma</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.kela.be" target="_blank">http://www.kela.be</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td >Lidocaine</td>
 <td>B Braun Medical</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.bbraun.com/" target="_blank">http://www.bbraun.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Temgesic</td>
 <td>Schering-Plough</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.merck-animal-health-usa.com/" target="_blank">http://www.merck-animal-health-usa.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isolurane</td>
 <td>Isoba Vet; Abbott Laboratories Ltd</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.abbottanimalhealth.com/index.html" target="_blank">http://www.abbottanimalhealth.com/index.html</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethicon</td>
 <td>Johnson and Johnson</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures" target="_blank">http://www.ethiconproducts.co.uk/products/sutures</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>VEVO 2100</td>
 <td>VisualSonics</td>
 <td>SN100-0032</td>
 <td><a href="http://www.visualsonics.com/" target="_blank">http://www.visualsonics.com/</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Aquasonic Gel</td>
 <td>Parker Laboratories</td>
 <td>01 02</td>
 <td><a href="http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html" target="_blank">http://www.parkerlabs.com/ultrasound_products.html</a></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Nellcor N-20PA Pulse oximeter</td>
 <td>Covidien</td>
 <td></td>
 <td><a href="http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&amp;S2=MON&amp;id=282&amp;V" target="_blank">http://www.nellcor.com/prod/PRODUCT.ASPX?S1=POX&amp;S2=MON&amp;id=282&amp;V</a></td>
 </tr>
	 </tbody>
 </table>

fetal echocardiography and pulsed-wave doppler ultrasound in a rabbit model of intrauterine growth restriction

出生前胎児胎盤ドップラー超音波検査と胎児心エコー検査の進歩のためには明らかである異常な心機能の胎児の子宮内発育制限（IUGR）結果。ますます、これらの画像診断法は、それによって出産の意思決定のタイミングを導く、心機能を調べ、 子宮内で健康を評価するために臨床的に使用されている。ここでは、臨床的に関連するように、心機能解析​​を可能にIUGRのウサギモデルを用いた。イソフルラン誘発麻酔を使用して、IUGRは外科的に双角子宮を露出し、開腹術を行うことで、妊娠期間の25日目に作成した後、単一の子宮角内の各胎嚢を供給子宮胎盤血管の40〜50％を連結されています。ウサギの双角子宮内の他のホーンは、内部統制胎児として機能します。その後、在胎期間の30日目（全期間）でのリカバリ後、同じウサギ胎児の心臓機能の検査を受ける。麻酔はketamで誘導されるINEおよびキシラジンは筋肉、その後胎児の心臓機能に医原性の影響を最小限に抑えるためケタミンおよびキシラジンの連続静脈内注入によって維持。リピート開腹は、各胎嚢を露出させる行われ、胎児の心臓機能のmicroultrasound検査（VisualSonics VEVO 2100）が行われる。胎盤機能不全が発生した拍動指数または臍動脈ドプラ波形の不在や逆末期流れによって明らかである。静脈管および中大脳動脈のドップラー次いで、検査される。胎児心エコー検査は、記録Bモード、Mモード、横方向及び心尖ビュー内の流速波形によって行われる。オフライン計算は標準のMモード心変数、三尖弁および僧帽環状平面収縮遠足、トラッキングをスペックとひずみ解析、修正された心筋の性能指標と関心の血流速度波形を決定する。 IUGRのこの小さな動物モデルは、したがってuterでの審査を与える現在の臨床実践と一致しており、トランスレーショナルリサーチの設定で有用であるO心機能。

子宮胎盤血管結紮から胎児と胎盤制限非対称成長は、 図1Fで正常対照胎児と胎盤と比較されます。コントロールに腹囲比：非対称成長を減圧新生児の出生体重と増加頭囲によって確認された。胎児胎盤ドップラー研究の代表的な結果を図2に示す。制御胎児における正拡張末期の流れの正常な低抵抗パターンが示されている。その後、IUGRの胎児、不在とで見られる胎?...

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Fetal Echocardiography and Pulsed-wave Doppler Ultrasound in a Rabbit Model of Intrauterine Growth Restriction

私たちは、現代の機能胎児心エコー検査とウサギ子宮内胎児発育制限の外科的に誘発されるモデルでVisualSonics VEVO 2100 microultrasoundを使って胎児胎盤ドップラー超音波で胎児の心臓機能の検査について説明します。

胎児心エコー検査と子宮内発育制限のウサギモデルにおけるパルス波ドップラー超音波

Fetal intrauterine growth restriction (IUGR) results in abnormal cardiac function that is apparent antenatally due to advances in fetoplacental Doppler ...

fetal-echocardiography-pulsed-wave-doppler-ultrasound-rabbit-model

Research

JoVE Journal

Medicine

28.1K ビュー.  University Hospitals Leuven. 私たちは、現代の機能胎児心エコー検査とウサギ子宮内胎児発育制限の外科的に誘発されるモデルでVisualSonics VEVO 2100 microultrasoundを使って胎児胎盤ドップラー超音波で胎児の心臓機能の検査について説明します。

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Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1 Echocardiography provides a powerful, non-invasive tool to serially assess cardiac morphometry and function in a living animal.2 However, using this technique on mice poses unique challenges owing to the small size and rapid heart rate of these animals.3 Until recently, few ultrasound systems were capable of performing quality echocardiography on mice, and those generally lacked the image resolution and frame rate necessary to obtain truly quantitative measurements. Newly released systems such as the VisualSonics Vevo2100 provide new tools for researchers to carefully and non-invasively investigate cardiac function in mice. This system generates high resolution images and provides analysis capabilities similar to those used with human patients. Although color Doppler has been available for over 30 years in humans, this valuable technology has only recently been possible in rodent ultrasound.4,5 Color Doppler has broad applications for echocardiography, including the ability to quickly assess flow directionality in vessels and through valves, and to rapidly identify valve regurgitation. Strain analysis is a critical advance that is utilized to quantitatively measure regional myocardial function.6 This technique has the potential to detect changes in pathology, or resolution of pathology, earlier than conventional techniques. Coupled with the addition of three-dimensional image reconstruction, volumetric assessment of whole-organs is possible, including visualization and assessment of cardiac and vascular structures. Murine-compatible contrast imaging can also allow for volumetric measurements and tissue perfusion assessment.

This video demonstrates use of a rail-mounted high-frequency ultrasound probe to perform echocardiography on an anesthetized mouse. The methods describe both conventional two-dimensional and M-mode measurements of cardiac function in addition to newer, more powerful tools such as color Doppler, strain analysis, as well as general and targeted contrast imaging.

マウス心エコー検査と超音波イメージング

Rodent models of cardiac pathophysiology represent a valuable research tool to investigate mechanism of disease as well as test new therapeutics.1  ...

医学

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, including mental retardation due to disordered and damaged brain development. Fetal alcohol spectrum disorder (FASD) is a term used to cover a continuum of birth defects that occur due to maternal alcohol consumption, and occurs in approximately 4% of children born in the United States. With 50% of child-bearing age women reporting consumption of alcohol, and half of all pregnancies being unplanned, unintentional exposure is a continuing issue2. In order to best understand the damage produced by ethanol, plus produce a model with which to test potential interventions, we developed a model of developmental ethanol exposure using the zebrafish embryo. Zebrafish are ideal for this kind of teratogen study3-8. Each pair lays hundreds of eggs, which can then be collected without harming the adult fish. The zebrafish embryo is transparent and can be readily imaged with any number of stains. Analysis of these embryos after exposure to ethanol at different doses and times of duration and application shows that the gross developmental defects produced by ethanol are consistent with the human birth defect. Described here are the basic techniques used to study and manipulate the zebrafish FAS model.

In order to understand the molecular mechanisms of the ethanol-induced developmental damage, we have developed a zebrafish model of ethanol exposure and are exploring the physical, cellular, and genetic alterations that occur after ethanol exposure1. We then seek to find potential interventions and rapidly test them in this animal model.

胎児性アルコール暴露のゼブラフィッシュモデルの催奇形性変化を評価する

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and acquired diseases. Apart from congenital or inherited abnormalities with the requirement for long-term expression of the delivered gene, several non-inherited perinatal conditions, where short-term gene expression or pharmacological intervention is sufficient to achieve therapeutic effects, are considered as potential future indications for this kind of approach. Candidate diseases for the application of short-term prenatal therapy could be the transient neonatal deficiency of surfactant protein B causing neonatal respiratory distress syndrome1,2 or hyperoxic injuries of the neonatal lung3. Candidate diseases for permanent therapeutic correction are Cystic Fibrosis (CF)4, genetic variants of surfactant deficiencies5 and &alpha;1-antitrypsin deficiency6.
Generally, an important advantage of prenatal gene therapy is the ability to start therapeutic intervention early in development, at or even prior to clinical manifestations in the patient, thus preventing irreparable damage to the individual. In addition, fetal organs have an increased cell proliferation rate as compared to adult organs, which could allow a more efficient gene or stem cell transfer into the fetus. Furthermore, in utero gene delivery is performed when the individual's immune system is not completely mature. Therefore, transplantation of heterologous cells or supplementation of a non-functional or absent protein with a correct version should not cause immune sensitization to the cell, vector or transgene product, which has recently been proven to be the case with both cellular and genetic therapies7.
In the present study, we investigated the potential to directly target the fetal trachea in a mouse model. This procedure is in use in larger animal models such as rabbits and sheep8, and even in a clinical setting9, but has to date not been performed before in a mouse model. When studying the potential of fetal gene therapy for genetic diseases such as CF, the mouse model is very useful as a first proof-of-concept because of the wide availability of different transgenic mouse strains, the well documented embryogenesis and fetal development, less stringent ethical regulations, short gestation and the large litter size.
Different access routes have been described to target the fetal rodent lung, including intra-amniotic injection10-12, (ultrasound-guided) intrapulmonary injection13,14 and intravenous administration into the yolk sac vessels15,16 or umbilical vein17. Our novel surgical procedure enables researchers to inject the agent of choice directly into the fetal mouse trachea which allows for a more efficient delivery to the airways than existing techniques18.

We developed a novel surgical approach for intratracheal administration of bioactive agents into the mouse fetus. The delivery route is more efficient in targeting the fetal mouse lungs than the commonly used intra-amniotic injection. This procedure has to date not been described in a mouse model.

胎児のマウスモデルにおける生物活性剤の気管内投与のための新しい手術アプローチ

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and ...

Murine Fetal Echocardiography

Transgenic mice displaying abnormalities in cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding the molecular mechanisms underlying both normal cardiovascular function and the pathophysiological basis of human cardiovascular disease. Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development 1-3. In order to study the role of genetic or pharmacologic alterations in the early development of cardiac function, ultrasound imaging of the live fetus has become an important tool for early recognition of abnormalities and longitudinal follow-up. Noninvasive ultrasound imaging is an ideal method for detecting and studying congenital malformations and the impact on cardiac function prior to death 4. It allows early recognition of abnormalities in the living fetus and the progression of disease can be followed in utero with longitudinal studies 5,6. Until recently, imaging of fetal mouse hearts frequently involved invasive methods. The fetus had to be sacrificed to perform magnetic resonance microscopy and electron microscopy or surgically delivered for transillumination microscopy. An application of high-frequency probes with conventional 2-D and pulsed-wave Doppler imaging has been shown to provide measurements of cardiac contraction and heart rates during embryonic development with databases of normal developmental changes now available 6-10. M-mode imaging further provides important functional data, although, the proper imaging planes are often difficult to obtain. High-frequency ultrasound imaging of the fetus has improved 2-D resolution and can provide excellent information on the early development of cardiac structures 11.

Fetal and perinatal death is a common feature when studying genetic alterations affecting cardiac development. High-frequency ultrasound imaging has improved 2-D resolution and can provide excellent information on early cardiac development and is an ideal method to detect the impact on cardiac structure and function prior to death.

ネズミの胎児心エコー検査

Transgenic mice displaying abnormalities in  cardiac development and function represent a powerful tool for the understanding  the molecular mechanisms ...

A Mouse Fetal Skin Model of Scarless Wound Repair

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs across species but is age dependent. The transition from a scarless to scarring phenotype occurs in the third trimester of pregnancy in humans and around embryonic day 18 (E18) in mice. However, this varies with the size of the wound with larger defects generating a scar at an earlier gestational age. The emergence of lineage tracing and other genetic tools in the mouse has opened promising new avenues for investigation of fetal scarless wound healing. However, given the inherently high rates of morbidity and premature uterine contraction associated with fetal surgery, investigations of fetal scarless wound healing in vivo require a precise and reproducible surgical model. Here we detail a reliable model of fetal scarless wound healing in the dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

During mammalian development, early gestational skin wounds heal without a scar. Here we detail a reliable and reproducible model of fetal scarless wound healing in the cutaneous dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

瘢痕創傷修復のマウス胎児皮膚モデル

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

マウス収縮圧力を測定するために子宮内テレメトリ<em&gt;インビボ</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF). Before they can be considered for use, and implemented in humans, extensive preclinical studies are required in large animal models to evaluate the safety, efficacy, and fate of the injectate (e.g., stem cells) once delivered into the myocardium. Small rodent models offer advantages (e.g., cost effectiveness, amenability for genetic manipulation); however, given inherent limitations of these models, the findings in these rarely translate into the clinic. Conversely, large animal models such as rabbits, have advantages (e.g., similar cardiac electrophysiology compared to humans and other large animals), whilst retaining a good cost-effective balance. Here, we demonstrate how to perform a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection (IMI) technique, which is minimally invasive, safe, well tolerated, and very effective in the targeted delivery of injectates, including cells, into several locations within the myocardium of a rabbit model. For the implementation of this technique, we also have taken advantage of a widely available clinical echocardiography system. After putting in practice the protocol described here, a researcher with basic ultrasound knowledge will become competent in the performance of this versatile and minimally invasive technique for routine use in experiments, aimed at hypothesis testing of the capabilities of cardiac regenerative therapeutics in the rabbit model. Once competency is achieved, the whole procedure can be performed within 25 min after anaesthetizing the rabbit.

Novel therapeutic strategies in cardiac regenerative medicine require extensive and detailed studies in large preclinical animal models before they can be considered for use in humans. Here, we demonstrate a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection technique in rabbits, which is valuable for hypothesis testing the efficacy of such novel therapies.

経皮的造影エコー ガイド心筋と大規模な前臨床モデルで携帯配信

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

A Pleural Effusion Model in Rats by Intratracheal Instillation of Polyacrylate/Nanosilica

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study these pulmonary diseases. Previous pleural effusion models paid more attention to biological factors rather than nanoparticles in the environment. Here, we introduce a model to make pleural effusion in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica, and a method of nanoparticle isolation in the pleural effusion. By intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica with concentrations of 3.125, 6.25 and 12.5 mg/kg&#8729;mL, the pleural effusion in rats presented on day 3, peaked at days 7-10 in 6.25 and 12.5 mg/kg&#8729;mL groups, then slowly decreased and disappeared on day 14. When the concentration of polyacrylate/nanosilica increased, the pleural effusion is produced more and faster. This pleural fluid was detected by ultrasound examination or CT chest scanning and confirmed by dissection of rats. Silica nanoparticles were observed in the rats' pleural effusion by transmission electron microscope. These results showed that the exposure to polyacrylate/nanosilica leads to the induction of pleural effusion, which was consistent with our previous report in humans. Additionally, this model is beneficial for the further study of nanotoxicology and the pleural effusion diseases.

Here, we present a protocol to construct a pleural effusion model in rats by intratracheal instillation of polyacrylate/nanosilica.

ポリアクリル酸/ナノシリカの気管内投与によるラットの胸水貯留モデル

Pleural effusion is a prevalent clinical finding of many pulmonary diseases. Having a useful animal pleural effusion model is very important to study ...

Continuous Venous-Arterial Doppler Ultrasound During a Preload Challenge

A preload challenge (PC) is a clinical maneuver that, first, increases the cardiac filling (i.e., preload) and, second, calculates the change in cardiac output. Fundamentally, a PC is a bedside approach for testing the Frank-Starling-Sarnoff (i.e., "cardiac function") curve. Normally, this curve has a steep slope such that a small change in the cardiac preload generates a large change in the stroke volume (SV) or cardiac output. However, in various disease states, the slope of this relationship flattens such that increasing the volume into the heart leads to little rise in the SV. In this pathological scenario, additional cardiac preload (e.g., intravenous fluid) is unlikely to be physiologically effective and could lead to harm if organ congestion evolves. Therefore, inferring both the cardiac preload and output is clinically useful as it may guide intravenous (IV) fluid resuscitation. Accordingly, the goal of this protocol is to describe a method for contemporaneously tracking the surrogates of cardiac preload and output using a novel, wireless, wearable ultrasound during a well-validated preload challenge.

The Frank-Starling-Sarnoff curve is clinically important and describes the relationship between cardiac preload and output. This report illustrates a novel method of simultaneous jugular venous and carotid arterial Doppler velocimetry as transient surrogates of cardiac preload and output, respectively; this approach is enabled by wireless, wearable Doppler ultrasound.

プリロードチャレンジ中の連続静脈動脈ドップラー超音波

A preload challenge (PC) is a clinical maneuver that, first, increases the cardiac filling (i.e., preload) and, second, calculates the change in cardiac ...

A Modified Sonographic Algorithm for Image Acquisition in Life-Threatening Emergencies in the Critically Ill Newborn

The use of routine point-of-care ultrasound (POCUS) is increasing in neonatal intensive care units (NICUs), with several centers advocating for 24 h equipment availability. In 2018, the sonographic algorithm for life-threatening emergencies (SAFE) protocol was published, which allows the assessment of neonates with sudden decompensation to identify abnormal contractility, tamponade, pneumothorax, and pleural effusion. In the study unit (with a consulting neonatal hemodynamics and POCUS service), the algorithm was adapted by including consolidated core steps to support at-risk newborns, aiding clinicians in managing cardiac arrest, and adding views to verify correct intubation. This paper presents a protocol that can be applied in the NICU and the delivery room (DR) in relation to three scenarios: cardiac arrest, hemodynamic deterioration, or respiratory decompensation. 
This protocol can be performed with a state-of-the-art ultrasound machine or an affordable handheld device; the image acquisition protocol is carefully detailed. This method was designed to be learned as a general competence to obtain the timely diagnosis of life-threatening scenarios; the method aims to save time but does not represent a substitute for comprehensive and standardized hemodynamic and radiological analyses by a multidisciplinary team, which might not universally be on call but needs to be involved in the process. From January 2019 to July 2022, in our center, 1,045 hemodynamic consultation/POCUS consults were performed with 25 patients requiring the modified SAFE protocol (2.3%), and a total of 19 procedures were performed. In five cases, trained fellows on call resolved life-threatening situations. Clinical examples are provided that show the importance of including this technique in the care of critical newborns.

Here, we present a protocol that can be applied in the neonatal intensive care unit and the delivery room in relation to three scenarios: cardiac arrest, hemodynamic deterioration, or respiratory decompensation. This protocol can be performed with a state-of-the-art ultrasound machine or an affordable handheld device; an image acquisition protocol is carefully detailed.

重症新生児の生命を脅かす緊急事態における画像取得のための修正超音波アルゴリズム

The use of routine point-of-care ultrasound (POCUS) is increasing in neonatal intensive care units (NICUs), with several centers advocating for 24 h ...