我々は図1と図2に示した写真を撮るための心エコー検査での訓練のためのマノンLapriseとアンシャンベランに感謝します。この作品は、健康の研究助成金からMOP 44363とカナダの椅子950から216684のカナダの協会によってサポートされていました。

このプロトコルに示されているすべての手順は、IRCM動物実験委員会によって承認されている。 1。超音波システムおよびステーションの準備<ol><li>超音波撮像システムを起動し、製造者の指示（ 図1）に記載の走査ヘッドならびに生理学コントローラユニットに接続する。心臓測定プログラムおよび30 MHzのトランスデューサに対応スキャンヘッドを選択してください。 </li><li>脱イオン水でスキャンヘッドのノーズピースを埋める。彼らは画像の解像度を妨害するように空気の泡を避けてください。イメージングプラットフォーム（ 図1A）の近くに、その所有者のハンドル側を上にしてスキャンヘッドを置きます。 </li><li>イメージングプラットフォームと作業領域を消毒。 </li><li>気泡の形成を避け、37℃（ 図1B）、その予熱コンテナセットに逆さまに配置し、完全に超音波ゲルのボトルを埋める。 </li><li>オキシのレベルを確認します。GENおよびイソフルラン麻酔のための配管システム。 〜8胚の一つの実験では、約15から20のLの酸素を使用します。 </li><li>イメージングプラットフォーム（ 図1B）の近くの眼科バーム、脱毛クリームや電極ゲルのボトルを置きます。 </li><li>赤外線加熱ランプ機能することを確認します。トレーニング中に、熱レベル、ランプの位置と一定の体温と心拍数を維持するために、マウスへのランプの距離を設定する。 注意：適切なシステムの製造および材料が重要です。長い手順があれ麻酔心拍数、血圧および血液酸素化レベルを低下させることによって心機能を押下する胎児の生理学的および血行力学的特性に影響を与えることができる。 （C57BL / 6の平均産仔数）〜8胎児の処理時間は約1時間でなければなりません。他のマウス系統は、おそらく大きな女性のサイズで、胎児の高い番号を提供することができる。訓練は、プロセスiを最適化することが不可欠であるNG時間。 </li></ol> 2。マウスの準備<ol><li>それが応答しなくなるまで、酸素の2％イソフルラン（200ミリリットル/分）を連続的に供給してチャンバー内に妊娠した女性を麻酔。 </li><li>酸素1.5％イソフルラン（200ミリリットル/分）の連続吸入用チューブを調整し、テープ（ 図2A）と吸入チューブを固定、仰臥位でイメージングプラットフォーム上にマウスを置きます。十分な麻酔は、マウスのリラックスした姿勢と尾と足指ピンチへの応答の不在により手順の間確認されるべきである。 </li><li>唯一の心電図用（右脚と、リードIIポジションと呼ばれる左後肢、フォア）左上と右下の電極パッ​​ドの上に置いて電極ゲル。リードIIの位置は、心拍数を決定するための複雑な良好に定義直立正のP波とQRSを提供する。テープ（ 図2A）を使用して、それぞれのパッドに4本の足を固定します。目の乾燥を防ぐために、1滴の適用それぞれの目に眼科バーム。 </li><li>バリカンで膀胱に胸から腹部を剃る。その後、2分間の除毛クリームを適用し、慎重に残っている毛を取り除くためにガーゼおよび/または綿棒で拭き取ってください。乳首を切らないように注意してください。 </li><li>体温を監視するための雌の直腸内への電極ゲルを封入品温度計を挿入し（プラットフォームの上方に配置された赤外線加熱ランプを調整することにより、37±0.5℃に維持されるべきである）。心拍数は450±50拍/分（BPM）である必要があります。温度及び心拍数の両方が生理コントローラユニット（ 図1B）に表示される。 注意：長い麻酔、抜け毛や超音波ゲルが（予め温めが）女性の心拍数に影響を与えることが、低体温症につながることができます。体温が36.5°Cを下回ると、手順を停止し、温度及び心拍数を調整する加熱ランプの位置を変更する。 BEF数分待つ鉱石が再び進む。 </li></ol> 3。胚の識別<ol><li>優しく胚を見つけるために裸の腹部を下に押します。ゆっくりと軽く腹部表面下の単層での胚のほとんどを持っているためにそれらを広げ。各子宮角では、嚢は、直線的に相互に接続されている。拡散時にこの順序を尊重するようにしてください。 </li><li>マーク彼らの前方/後方背側/腹側方向に油性マジックで女性の裸の腹部に各胚。方向を知ることは、プローブを用いて、心臓の位置を容易にするであろう。数頸部から出発し、左右の角における胚（1、2、3 ...と1 &#39;、2&#39;、3 &#39;···それぞれ、 図2B）。 注：（I）過大な力で胚を広げないようにしてください。 （ 図2C）、それらを追跡するために紙の上の位置をスケッチする。 （II）のC57BL / 6雌は腹あたり〜8胎児を持っている。しかし、各リターの0-2胚はLですその画像を不可能に、他の人の下ocated。分析からこれらの胚を除外し、必要に応じてより多くの仔を評価します。 </li></ol> 4。心拍数測定<ol><li>裸の腹部に温めておいた超音波ゲルの少量を置き、均等に広げる。気泡形成を避ける。画像に固有の領域にゲルを多く（約5mL）を追加します。 </li><li>厚いゲル層（10ミリメートル）と接触したプローブを保持し、拍動する心臓を探している間、徐々に皮膚に向かってプローブを移動します。心臓の鼓動が画面上で可視化されると、撮像面（ 図2D）におけるそれらの最大の大きさに両方の心室を有するように、プローブの角度を調節する。 </li><li>画像を取得開始します。前腕の駅で休んで、視聴画面（ 図2D）ライブ画像を得るために超音波ゲルで振動子を配置します。上部のトランスデューサの尾根を維持し、走査ヘッド指向¼をクリック（画像の左上隅にある）、n個のマーカが画面上に可視化され、手の動きと地域の連携を可能にする。 </li><li>子宮頸部からスタートして、画面上に拍動する心臓を視覚化する（それぞれ、右または左の子宮角内の1または1 &#39;）とマーク近い胚に移動します。焦点深度が固定されているので、緩やかに所望の像平面を得るためにゲルと接触を失うことなく、アップ/ダウン及び横プローブを移動させる。 </li><li>よりよいデータ取得のための焦点域を表す黄色の破線で示した領域内に、画面の中央に、拍動する心臓の位置を決めます。 </li><li>ライブ録音を獲得。スカウト画像を入手した（ 図3A）の記録を再開します。安定した記録の10秒の最小値が得られると、録音を停止し、保存します。 </li><li>次の胚に進みます。 </li><li>すべての胚が分析されると、Enterキーを押して録画リストを表示するには、キーボード上の「参照」。記録された各Mモードトレイシーを演じるngの平均心拍数（ 図3B）を得るために隣接するピーク（時間/フローサイクル）の間の間隔の複数の測定値（トレース当たり少なくとも5）を行う。 注：一部のプロトコルは揺れを避けるために、走査ヘッド用の固定スタンドを使用してお勧めします。しかしながら、横方向の胚の観察を困難に、分析の角度を規制する。スタンドは各胚のために調整しなければならないように、それはまた、解析が遅くなります。ステーションに前腕をセトリングしながらスキャンヘッドを保持することは効率的に揺れが最小限に抑えられます。 5月10日、妊娠中の女性とのトレーニングは、結果を最適化することをお勧めします。 </li></ol> 5。遺伝子型判定<ol><li>きれいな外科はさみやピンセットを用いて、縦方向に皮膚や腹部の筋肉層を切開。各子宮角に嚢の位置を確認し、番号と一致。上記で使用したために、胚を露出するために卵黄嚢を切り​​開い。線形構成ではない場合は、一枚上の胚位置のスケッチ皮膚上のマークは、もはや表示されたら、用紙の基本的なことはありません。 </li><li>ゲノムDNAは非常に効率的に胚の尾から抽出されるように遺伝子型判定のための尾の唯一の〜4ミリメートルにカット。 注：は、（i）外科的処置は、撮影室とは別の場所で実行する必要があることがある。しかし、マウスを動かして番号胚を追跡するために、撮影台上の外科的処置を持たないことが重要である。外科手術を最適化するために、動物施設の管理者に問い合わせてください。胎児撮像後に遺伝子型判定のために除去される（II）妊娠中の女性は、急速に血液の損失に死ぬ。私たちのアニマルケア委員会が推奨する、テールカットの後、胎児は低体温麻酔のための氷上で3分間置かれた後、はさみで断頭。 </li></ol>

<ol>
	<li>Hoffman, J. I., Kaplan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+incidence+of+congenital+heart+disease.">The incidence of congenital heart disease.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 39, 1890-1900 (2002).</li><li>Miller, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormal+brain+development+in+newborns+with+congenital+heart+disease.">Abnormal brain development in newborns with congenital heart disease.</a> N. Engl. J. Med. 357, 1928-1938 (2007).</li><li>Bruneau, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+developmental+genetics+of+congenital+heart+disease.">The developmental genetics of congenital heart disease.</a> Nature. 451, 943-948 (2008).</li><li>Wessels, A., Sedmera, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+anatomy+of+the+heart:+a+tale+of+mice+and.">Developmental anatomy of the heart: a tale of mice and.</a> 15, 165-176 (2003).</li><li>Yu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ENU+induced+mutations+causing+congenital+cardiovascular+anomalies.">ENU induced mutations causing congenital cardiovascular anomalies.</a> Development. 131, 6211-6223 (2004).</li><li>Seidah, N. G., Prat, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+and+therapeutic+targeting+of+the+proprotein+convertases.">The biology and therapeutic targeting of the proprotein convertases.</a> Nat. Rev. Drug Discov. 11, 367-383 (2012).</li><li>Roebroek, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Failure+of+ventral+closure+and+axial+rotation+in+embryos+lacking+the+proprotein+convertase+Furin.">Failure of ventral closure and axial rotation in embryos lacking the proprotein convertase Furin.</a> Development. 125, 4863-4876 (1998).</li><li>Roebroek, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limited+redundancy+of+the+proprotein+convertase+furin+in+mouse+liver.">Limited redundancy of the proprotein convertase furin in mouse liver.</a> J. Biol. Chem. 279, 53442-53450 (2004).</li><li>Kisanuki, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tie2-Cre+transgenic+mice:+a+new+model+for+endothelial+cell-lineage+analysis+in+vivo.">Tie2-Cre transgenic mice: a new model for endothelial cell-lineage analysis in vivo.</a> Dev. Biol. 230, 230-242 (2001).</li><li>Kim, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+of+endothelial+furin+leads+to+cardiac+malformation+and+early+postnatal+death.">Loss of endothelial furin leads to cardiac malformation and early postnatal death.</a> Mol. Cell Biol. 32, 3382-3391 (2012).</li></ol>

利害の対立が宣言されていません。

Mモード心エコー検査は、マウス胚の子宮内の心拍数で測定するための効果的かつ簡単な方法です。市販のトランスデューサは、小さな鼓動の心を視覚化するのに十分な解像度を提供します。従って、それらは、パルス測定等の他の方法と比較して、精度の高い心拍数測定を可能にし、高解像度のビデオ顕微鏡法を代用することができる。しかし、現在のツールでは、胚のそれ?...

CHDは、出生1での死亡の最も一般的な非感染性の原因である。複数の手術は、しばしば、生活の質を損なわ1残ること被験者における構造的欠陥を修正するために必要とされる。 CHDを持つ子どもは、頻繁に開発2,3上の子宮への影響の重要なことを示す、彼らが手術を受けていない場合でも、神経疾患を開発しています。妊娠、原因CHD中のウイルスや化学物質への曝露（アルコール）などの遺伝的要因と環境要因の両方。遺伝的貢献を研究することは、その初期段階ではまだですが、急速に成長。これらの貢献者を特定し、シンプルかつ強力なツールと変異マウスの表現型を、心臓発生における役割を理解するために非常に有益である。 マウスは確かにCHDを研究するための任意の動物モデルであり、ヒト症例のほとんどは4,5マウスで再生することができる。その結果、マウス胎児の心臓表現型は、株式会社となっているreasingly重要なヒトCHDの病因を調査し、適切なツールが必要です。固定した標本上の組織学的研究は非常に貴重ですが、生きている動物のリアルタイムイメージングは​​、心臓の生理機能を理解することが重要です。ビデオ顕微鏡、ライブイメージングを提供しています。しかしながら、それによりそれらの生理学的および血行動態の状態を損なうこと、胚を露出させるために開腹を必要とする。最近では、心エコー検査は、診療所だけでなく、マウスでの心臓評価のための標準的なイメージング技術となっている。 マウス胎児心エコー検査は、標準的な臨床超音波システム、ならびに超高周波超音波システムを用いて行われる。後者は、二次元画像を生成し、初期胚の段階の評価を可能にする30 MHz以上の周波数変換器を提供する。これらのトランスデューサは、しかし、適切な撮像面を取得し、基本的な心臓年率を判断するのに十分であるが、比較的貧弱な侵入深さ（-13 mm）を有する例えば、心拍数、拡張期と収縮期と隔壁と壁の厚さで左及び右心室内径、開腹術を行うことなくとしてrameters。 我々の研究では、胎生E18.5でのマウス胚の心拍数を評価するために、超高周波数超音波システムを使用している。私たちは、12.7ミリメートルの焦点距離と、胎児の大き与えられた理想的なX 20ミリメートル、20ミリメートルのフィールドビューを提供30 MHzのトランスデューサを選択しました。しかしながら、より高い周波数変換器は、以前の発達段階を分析するために選択することができる。選択されたM-modeは千フレーム/秒の高時間分解能への運動のおかげで組織の可視化を可能にする。フル手順は簡単で、胎児の生理学的および血行動態状態のいずれかの摂動を避けるために、可能な限り迅速に行うべきである。約8胚の解析は、約1時間を必要とします。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="591">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:164px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:160px;">Pharmaceutical Partners of Canada Inc.</td>
			<td style="width:104px;">CP0406v2</td>
			<td style="width:163px;">1-chloro-2,2,2-trifluoroethyl difluoromethyl ether</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Ultrasound gel</td>
			<td>Parker Laboratories Inc.</td>
			<td>Aquasonic Clear</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Electrode gel</td>
			<td>Parker Laboratories Inc.</td>
			<td>Spectra 360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Ophthalmic gel</td>
			<td>Novartis</td>
			<td>Tear-Gel</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Depilatory cream</td>
			<td>Church &#38; Dwight Co., Inc.</td>
			<td>Nair</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Hair clipper</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Gauze/cotton swap</td>
			<td>Q-tips</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Permanent marker</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:164px;">High-Resolution In vivo Ultrasound Imaging System</td>
			<td style="width:160px;">Visual Sonics</td>
			<td style="width:104px;">Vevo770</td>
			<td style="width:163px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">30 MHz Transducer</td>
			<td>Visual Sonics</td>
			<td>RMV707B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:164px;">Imaging platform and physiology controller unit</td>
			<td>Visual Sonics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Anesthetic System</td>
			<td>Cyprane North America Inc.</td>
			<td>312462</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Infrared heating lamp</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in utero measurement of heart rate in mouse by noninvasive m-mode echocardiography

先天性心疾患（CHD）出生時の死亡の最も頻度の高い非感染性の原因である。 CHDの発生率は、4〜50/1、000出生（病気やケガ、地域の推定、世界保健機関、2004）の範囲である。多くの場合、生活の質を損なう手術は、CHDの原因を見つけることの大切さを思い出させ、心臓欠陥を修正するために必要な。変異マウスモデルとライブイメージング技術は、この疾患の病因を研究するために不可欠なツールとなっている。高度な方法は、胚における異常な心のライブイメージングを可能にするが、後者の生理学的および血行動態状態は、しばしば外科的および/または時間のかかる手順を侵害された。非侵襲超音波イメージングは​​、しかし、それによってそれらの生理機能を維持し、外科的に胚を曝露することなく使用することができる。ここで、我々は子宮内で E18.5で胚の心拍数を評価するために、単純なM-モード超音波を使用しています。異常な心拍数の検出は、確かに良いインディカですこのため、心臓の機能障害のTORとは、心不全につながる可能性発達障害の識別の最初のステップとなる。

上記の方法は、子宮内でのE18.5マウス胚の心拍数での内皮細胞におけるセリンプロテアーゼフリンの存在または不存在の影響を評価するために使用した。フリンは、塩基性残基の後を切断するタンパク質前駆体、そのプロタンパク質転換（PCS）のファミリーに属する。フリンとその基質が分泌タンパク質であり、切断はゴルジ体、エンドソーム内または細胞表面で発生する可能性があ?...

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In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

超高周波超音波小動物における心臓の異常を調べるための強力なライブイメージングツールです。その非侵襲性は、胚の生理的な状態を維持することができます。ここで、我々は子宮内で E18.5で胚の心拍数を測定するためのM-モード超音波を使用することを示している。

非侵襲Mモード心エコー検査によるマウスでの心拍数の子宮内測定で

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

11.3K ビュー.  Institut de Recherches Cliniques de Montréal. 超高周波超音波小動物における心臓の異常を調べるための強力なライブイメージングツールです。その非侵襲性は、胚の生理的な状態を維持することができます。ここで、我々は子宮内で E18.5で胚の心拍数を測定するためのM-モード超音波を使用することを示している。 

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Transthoracic Echocardiography in Mice

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene expression. Transgenic and gene targeting methods can be used to generate mice with altered cardiac size and function,1-3 and as a result, in vivo techniques are needed to evaluate their cardiac phenotype. Transthoracic echocardiography, pulse wave Doppler (PWD), and tissue Doppler imaging (TDI) can be used to provide dimensional measurements of the mouse heart and to quantify the degree of cardiac systolic and diastolic performance. Two-dimensional imaging is used to detect abnormal anatomy or movements of the left ventricle, whereas M-mode echo is used for quantification of cardiac dimensions and contractility.4,5 In addition, PWD is used to quantify localized velocity of turbulent flow,6 whereas TDI is used to measure the velocity of myocardial motion.7 Thus, transthoracic echocardiography offers a comprehensive method for the noninvasive evaluation of cardiac function in mice.

Transthoracic echocardiography offers a noninvasive method for the evaluation of cardiac function in mice. A combination of ultrasound and Doppler imaging modalities can be used to obtain dimensional measurements of the heart and intracardiac blood flow, which together provide an assessment of cardiac systolic and diastolic performance.

マウスにおける経胸壁心エコー

In recent years, murine models have become the primary avenue for studying the molecular mechanisms of cardiac dysfunction resulting from changes in gene ...

医学

A Mouse Model of in Utero Transplantation

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus. For example, in utero transplantation (IUT) of hematopoietic stem cells has been used to successfully treat patients with severe combined immunodeficiency.1,2 In several other conditions, however, IUT has been attempted without success.3 Given these mixed results, the availability of an efficient non-human model to study the biological sequelae of stem cell transplantation and gene therapy is critical to advance this field. We and others have used the mouse model of IUT to study factors affecting successful engraftment of in utero transplanted hematopoietic stem cells in both wild-type mice4-7 and those with genetic diseases.8,9 The fetal environment also offers considerable advantages for the success of in utero gene therapy. For example, the delivery of adenoviral10, adeno-associated viral10, retroviral11, and lentiviral vectors12,13 into the fetus has resulted in the transduction of multiple organs distant from the site of injection with long-term gene expression. in utero gene therapy may therefore be considered as a possible treatment strategy for single gene disorders such as muscular dystrophy or cystic fibrosis. Another potential advantage of IUT is the ability to induce immune tolerance to a specific antigen. As seen in mice with hemophilia, the introduction of Factor IX early in development results in tolerance to this protein.14 
In addition to its use in investigating potential human therapies, the mouse model of IUT can be a powerful tool to study basic questions in developmental and stem cell biology. For example, one can deliver various small molecules to induce or inhibit specific gene expression at defined gestational stages and manipulate developmental pathways. The impact of these alterations can be assessed at various timepoints after the initial transplantation. Furthermore, one can transplant pluripotent or lineage specific progenitor cells into the fetal environment to study stem cell differentiation in a non-irradiated and unperturbed host environment.
The mouse model of IUT has already provided numerous insights within the fields of immunology, and developmental and stem cell biology. In this video-based protocol, we describe a step-by-step approach to performing IUT in mouse fetuses and outline the critical steps and potential pitfalls of this technique.

A Mouse Model of in Utero Transplantation

The mouse model of in utero transplantation is a versatile tool that can be used to study the potential clinical applications of stem cell transplantation and gene therapy in the fetus. In this protocol, we present a general approach to performing this technique

のマウスモデル子宮内で移植

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

Assessment of Right Ventricular Structure and Function in Mouse Model of Pulmonary Artery Constriction by Transthoracic Echocardiography

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, the RV is significantly affected in pulmonary diseases such as pulmonary artery hypertension (PAH). In addition, the RV is remarkably sensitive to cardiac pathologies, including left ventricular (LV) dysfunction, valvular disease or RV infarction4. To understand the role of RV in the pathogenesis of cardiac diseases, a reliable and noninvasive method to access the RV structurally and functionally is essential.
A noninvasive trans-thoracic echocardiography (TTE) based methodology was established and validated for monitoring dynamic changes in RV structure and function in adult mice. To impose RV stress, we employed a surgical model of pulmonary artery constriction (PAC) and measured the RV response over a 7-day period using a high-frequency ultrasound microimaging system. Sham operated mice were used as controls. Images were acquired in lightly anesthetized mice at baseline (before surgery), day 0 (immediately post-surgery), day 3, and day 7 (post-surgery). Data was analyzed offline using software.
Several acoustic windows (B, M, and Color Doppler modes), which can be consistently obtained in mice, allowed for reliable and reproducible measurement of RV structure (including RV wall thickness, end-diastolic&#160;and end-systolic dimensions), and function (fractional area change, fractional shortening, PA peak velocity, and peak pressure gradient) in normal mice and following PAC.
Using this method, the pressure-gradient resulting from PAC was accurately measured in real-time using Color Doppler mode and was comparable to direct pressure measurements performed with a Millar high-fidelity microtip catheter. Taken together, these data demonstrate that RV measurements obtained from various complimentary views using echocardiography are reliable, reproducible and can provide insights regarding RV structure and function. This method will enable a better understanding of the role of RV cardiac dysfunction.

Right ventricle (RV) dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease, yet limited methodologies are available for its evaluation. Recent advances in ultrasound imaging provide a noninvasive and accurate option for longitudinal RV study. Herein, we detail a step-by-step echocardiographic method using a murine model of RV pressure overload.

経胸壁心エコー検査による肺動脈狭窄のマウスモデルにおける右室の構造と機能の評価

Emerging clinical data support the notion that RV dysfunction is critical to the pathogenesis of cardiovascular disease and heart failure1-3. Moreover, ...

Noninvasive Assessment of Cardiac Abnormalities in Experimental Autoimmune Myocarditis by Magnetic Resonance Microscopy Imaging in the Mouse

Myocarditis is an inflammation of the myocardium, but only ~10% of those affected show clinical manifestations of the disease. To study the immune events of myocardial injuries, various mouse models of myocarditis have been widely used. This study involved experimental autoimmune myocarditis (EAM) induced with cardiac myosin heavy chain (Myhc)-&#945; 334-352 in A/J mice; the affected animals develop lymphocytic myocarditis but with no apparent clinical signs. In this model, the utility of magnetic resonance microscopy (MRM) as a non-invasive modality to determine the cardiac structural and functional changes in animals immunized with Myhc-&#945; 334-352 is shown. EAM and healthy mice were imaged using a 9.4 T (400 MHz) 89 mm vertical core bore scanner equipped with a 4 cm millipede radio-frequency imaging probe and 100 G/cm triple axis gradients. Cardiac images were acquired from anesthetized animals using a gradient-echo-based cine pulse sequence, and the animals were monitored by respiration and pulse oximetry. The analysis revealed an increase in the thickness of the ventricular wall in EAM mice, with a corresponding decrease in the interior diameter of ventricles, when compared with healthy mice. The data suggest that morphological and functional changes in the inflamed hearts can be non-invasively monitored by MRM in live animals. In conclusion, MRM offers an advantage of assessing the progression and regression of myocardial injuries in diseases caused by infectious agents, as well as response to therapies.

This study demonstrates the successful establishment of magnetic resonance microscopy imaging as a non-invasive tool to assess the cardiac abnormalities in mice affected with autoimmune myocarditis. The data indicate that the technique can be used to monitor the disease-progression in live animals.

マウスでの磁気共鳴イメージング顕微鏡による実験的自己免疫性心筋炎における心臓の異常を非侵襲的に評価

Myocarditis is an inflammation of the myocardium, but only ~10% of those affected show clinical manifestations of the disease. To study the immune events ...

Noninvasive Determination of Vortex Formation Time Using Transesophageal Echocardiography During Cardiac Surgery

Trans-mitral blood flow produces a three-dimensional rotational body of fluid, known as a vortex ring, that enhances the efficiency of left ventricular (LV) filling compared with a continuous linear jet. Vortex ring development is most often quantified with vortex formation time (VFT), a dimensionless parameter based on fluid ejection from a rigid tube. Our group is interested in factors that affect LV filling efficiency during cardiac surgery. In this report, we describe how to use standard two-dimensional (2D) and Doppler transesophageal echocardiography (TEE) to noninvasively derive the variables needed to calculate VFT. We calculate atrial filling fraction (&#946;) from velocity-time integrals of trans-mitral early LV filling and atrial systole blood flow velocity waveforms measured in the mid-esophageal four-chamber TEE view. Stroke volume (SV) is calculated as the product of the diameter of the LV outflow track measured in the mid-esophageal long axis TEE view and the velocity-time integral of blood flow through the outflow track determined in the deep transgastric view using pulse-wave Doppler. Finally, mitral valve diameter (D) is determined as the average of major and minor axis lengths measured in orthogonal mid-esophageal bicommissural and long axis imaging planes, respectively. VFT is then calculated as 4 &#215; (1-&#946;) &#215; SV/(&#960;D3). We have used this technique to analyze VFT in several groups of patients with differing cardiac abnormalities. We discuss our application of this technique and its potential limitations and also review our results to date. Noninvasive measurement of VFT using TEE is straightforward in anesthetized patients undergoing cardiac surgery. The technique may allow cardiac anesthesiologists and surgeons to assess the impact of pathological conditions and surgical interventions on LV filling efficiency in real time.

We describe a protocol to measure vortex formation time, an index of left ventricular filling efficiency, using standard transesophageal echocardiography techniques in patients undergoing cardiac surgery. We apply this technique to analyze vortex formation time in several groups of patients with differing cardiac pathologies.

心臓手術中に経食道心エコーを用いた渦形成時間の非侵襲的定量

Trans-mitral blood flow produces a three-dimensional rotational body of fluid, known as a vortex ring, that enhances the efficiency of left ventricular ...

Transdermal Measurement of Glomerular Filtration Rate in Mice

Transdermal analysis of glomerular filtration rate (GFR) is an established technique that is used to assess renal function in mouse and rat models of acute kidney injury and chronic kidney disease. The measurement system consists of a miniaturized fluorescence detector that is directly attached to the skin on the back of conscious, freely moving animals, and measures the excretion kinetics of the exogenous GFR tracer, fluorescein-isothiocyanate (FITC) conjugated sinistrin (an inulin analog). This system has been described in detail in rats. However, because of their smaller size, measurement of transcutaneous GFR in mice presents additional technical challenges. In this paper we therefore provide the first detailed practical guide to the use of transdermal GFR monitors in mice based on the combined experience of three different investigators who have been performing this assay in mice over a number of years.

Here we describe a protocol to measure glomerular filtration rate (GFR) in conscious, freely moving mice using a transdermal GFR monitor.

マウスにおける糸球体濾過率の経皮吸収測定

Transdermal analysis of glomerular filtration rate (GFR) is an established technique that is used to assess renal function in mouse and rat models of ...

Noninvasive Electrocardiography in the Perinatal Mouse

Electrocardiography (ECG) has long been relied upon as an effective and reliable method of assessing cardiovascular (and cardiopulmonary) function in both human and animal models of disease. Individual heart rate, rhythm, and regularity, combined with quantitative parameters collected from ECG, serve to assess the integrity of the cardiac conduction system as well as the integrated physiology of the cardiac cycle. This article provides a comprehensive description of the methods and techniques used to perform a noninvasive ECG on perinatal and neonatal mouse pups as early as the first postnatal day, without requiring the use of anesthetics. This protocol was designed to directly address a need for a standardized and repeatable method for obtaining ECG in newborn mice. From a translational perspective, this protocol proves to be entirely effective for characterization of congenital cardiopulmonary defects generated using transgenic mouse lines, and particularly for analysis of defects causing lethality at or during the first postnatal days. This protocol also aims to directly address a gap in the scientific literature to characterize and provide normative data associated with maturation of the early postnatal cardiac conduction system. This method is not limited to a specific postnatal timepoint, but rather allows for ECG data collection in neonatal mouse pups from birth to postnatal day 10 (P10), a window that is of critical importance for modeling human diseases in vivo, with particular emphasis on congenital heart disease (CHD).

Here, we present a noninvasive electrocardiography (ECG) protocol, optimized for early postnatal mice, that does not require the use of anesthetics.

周産期マウスにおける非侵襲性心電図

Electrocardiography (ECG) has long been relied upon as an effective and reliable method of assessing cardiovascular (and cardiopulmonary) function in both ...

Morphological and Functional Assessment of the Right Ventricle Using 3D Echocardiography

Traditionally, it was believed that the right side of the heart has a minor role in circulation; however, more and more data suggest that right ventricular (RV) function has strong diagnostic and prognostic power in various cardiovascular disorders. Due to its complex morphology and function, assessment of the RV by conventional two-dimensional echocardiography is limited: the everyday clinical practice usually relies on simple linear dimensions and functional measures. Three-dimensional (3D) echocardiography overcame these limitations by providing volumetric quantification of the RV free of geometrical assumptions. Here, we offer a step-by-step guide to obtain and analyze 3D echocardiographic data of the RV using the leading commercially available software. We will quantify 3D RV volumes and ejection fraction. Several technical aspects may help to improve the quality of RV acquisition and analysis as well, which we present in a practical manner. We review the current opportunities and the limiting factors of this method and also highlight the potential applications of 3D RV assessment in current clinical practice.

Here, we provide a step-by-step acquisition and analysis protocol for the 3D volumetric assessment of the right ventricle, mainly focusing on the practical aspects that maximize the feasibility of this technique.

3次元心エコー検査を用いた右心室の形態学的・機能的評価

Traditionally, it was believed that the right side of the heart has a minor role in circulation; however, more and more data suggest that right ...

Dynamic Measurement and Imaging of Capillaries, Arterioles, and Pericytes in Mouse Heart

Coronary arterial tone along with the opening or closing of the capillaries largely determine the blood flow to cardiomyocytes at constant perfusion pressure. However, it is difficult to monitor the dynamic changes of the coronary arterioles and the capillaries in the whole heart, primarily due to its motion and non-stop beating. Here we describe a method that enables monitoring of arterial perfusion rate, pressure and the diameter changes of the arterioles and capillaries in mouse right ventricular papillary muscles. The mouse septal artery is cannulated and perfused at a constant flow or pressure with the other dynamically measured. After perfusion with a fluorescently labeled lectin (e.g., Alexa Fluor-488 or -633 labeled Wheat-Germ Agglutinin, WGA), the arterioles and capillaries (and other vessels) in right ventricle papillary muscle and septum could be readily imaged. The vessel-diameter changes could then be measured in the presence or absence of heart contractions. When genetically encoded fluorescent proteins were expressed, specific features could be monitored. For examples, pericytes were visualized in mouse hearts that expressed NG2-DsRed. This method has provided a useful platform to study the physiological functions of capillary pericytes in heart. It is also suitable for studying the effect of reagents on the blood flow in heart by measuring the vascular/capillary diameter and the arterial luminal pressure simultaneously. This preparation, combined with a state-of-the-art optic imaging system, allows one to study the blood flow and its control at cellular and molecular level in the heart under near-physiological conditions.

Presented here is a protocol to study the coronary microcirculation in living murine heart tissue by ex vivo monitoring of the arterial perfusion pressure and flow that maintains the pressure, as well as vascular tree components including the capillary beds and pericytes, as the septal artery is cannulated and pressurized.

マウス心臓における毛細血管、細動脈、および周囲細胞の動的測定とイメージング

Coronary arterial tone along with the opening or closing of the capillaries largely determine the blood flow to cardiomyocytes at constant perfusion ...

Measurement of Heart Contractility in Isolated Adult Human Primary Cardiomyocytes

The evaluation of changes in heart contractility is essential during preclinical development for new cardiac- and non-cardiac-targeted compounds. This paper describes a protocol for assessing changes in contractility in adult human primary ventricular cardiomyocytes utilizing the MyoBLAZER, a non-invasive optical method that preserves the normal physiology and pharmacology of the cells. This optical recording method continuously measures contractility transients from multiple cells in parallel, providing both medium-throughput and valuable information for each individual cell in the field of view, enabling the real-time tracking of drug effects. The cardiomyocyte contractions are induced by paced electrical field stimulation, and the acquired bright field images are fed to an image-processing software that measures the sarcomere shortening across multiple cardiomyocytes. This method rapidly generates different endpoints related to the kinetics of contraction and relaxation phases, and the resulting data can then be interpreted in relation to different concentrations of a test article. This method is also employed in the late stages of preclinical development to perform follow-up mechanistic studies to support ongoing clinical studies. Thus, the adult human primary cardiomyocyte-based model combined with the optical system for continuous contractility monitoring has the potential to contribute to a new era of in vitro cardiac data translatability in preclinical medical therapy development.

This protocol describes how to measure contractility in adult human primary cardiomyocytes from donor hearts with the MyoBLAZER system, a reliable platform for assessing drug-induced changes in contractility during preclinical development.

単離された成人ヒト一次心筋細胞における心臓収縮性の測定

The evaluation of changes in heart contractility is essential during preclinical development for new cardiac- and non-cardiac-targeted compounds. This ...