This work was supported by the National Institutes of Health (HL114669). CM is a recipient of a postdoctoral research fellowship grant awarded by the Myocarditis Foundation, NJ.

倫理声明： 全ての動物手順は、実験動物の管理と使用に関するガイドラインに沿って行われ、ネブラスカ大学リンカーン、リンカーン、ネブラスカ大学によって承認された。 実験的自己免疫性心筋炎の1。誘導<ol><li> 2 mg/1.5 mlの最終濃度になるように、1Xリン酸緩衝生理食塩水でMyHCの-α334から352を溶解することにより、ペプチド溶液を調製する。 </li><li> 50 NG /μLのストック濃度を得るために、凍結乾燥されたPTの50μgのを含むバイアルに無菌1X PBSを1ミリリットルを追加することによって、百日咳毒素（PT）を準備します。滅菌した1.5​​ミリリットルチューブにストックの20μLを取り、1 NG /μLの作業濃度を得るために、無菌1X PBSを980μlを加える。 </li><li> 結核菌H37Rv、40mgの（MTB）を加えることにより、完全フロイントアジュバント（CFA）を調製し、最終濃度を得るために、CFAの10mlの抽出5 mg / mlと。 </li><li>ペプチド - CFAエマルジョンを準備します。注：EAM誘導のために、ペプチド-CFAエマルジョンは動物当たりMyHCの-α334から352の100μgのを含む150μLで投与した。例えば、10匹のマウスがMyHCの334から352-α1mgを含有するペプチドCFAエマルジョンを1.5mlを使用して免疫化する。 <ol><li>エマルジョンの1.5ミリリットルを準備するために、一定分量750 1 1.5ミリリットルチューブに334から352ペプチド溶液をMyHCのは、-αのμL、およびCFAを別の1.5ミリリットルチューブにMTBを補った。 CFA / MTBエキスが続き、3ミリリットルルアーロック注射器を用いて、最初のペプチド溶液を描く。 </li><li> 3方活栓にシリンジを取り付け、空の3ミリリットル注射器に活栓の他のコンセントに接続します。活栓の開通性を調節するため、ペプチド - CFAの混合物が適度に良好な耐性を有する他に1シリンジから流出する。 </li><li> 〜1分間繰り返し、他に1シリンジからコンテンツをプッシュすることで混合し、次いで〜3分間氷上にアセンブリ全体を置きます。これを繰り返します手順10倍の最小。 </li><li>慎重に100ミリリットルのガラス製ビーカーに、まだ水の上に小さな水滴を配置することによって、エマルジョンの一貫性を決定する。液滴が水に分散しないと予想される。それがない場合は、所望のコンシステンシーが得られるまで混合を続ける。 </li><li> 1mlシリンジと活栓に取り付けられた2つの3-mlの注射器のいずれかを置き換えることにより、1ミリリットルルアーロックシリンジに3ミリリットルの注射器から、エマルションの内容を転送し、1ミリリットルの注射器に27½G針を取り付けます。 </li></ol></li><li> 6対8週齢の雌のA / Jマウス（〜75μLずつ）の2鼠径地域で皮下に分割用量でペプチド - CFAエマルジョン150μlのを注入する。 </li><li> 0日目と2日目免疫後に腹腔内に各動物にPT懸濁液（100 NG）を100μlを管理します。 </li><li>皮下Tのいずれかの側に分割用量でペプチド - CFAエマルジョン150μlのを投与することにより、7日目に免疫化手順を繰り返します彼は胸骨（〜75μLずつ）。上記のように新鮮なこのエマルジョンを準備します。その後、21日目に、ステップ3を参照して、MRMイメージングに動物をさらす。 </li></ol> 2。動物の取り扱い<ol><li>暖かさを維持し、特別に設計された動物のホルダー（ 図1）に動物を転送するために下に配置加熱パッドで2％イソフルランと空気の混合物を含む麻酔導入チャンバー内に各マウスを置きます。 </li><li>動物ホルダーの腹臥位で動物を固定するので、その鼻は麻酔（ 図1）を維持するためにノーズコーンに適合します。マウスの前歯に装着一口バーでマウスの頭部を固定します。 </li><li>実験中、動物の体温を維持するために、スキャナの垂直穴に挿入され、その出口ホースとエアーブローヒーターの電源をオンにします。 </li><li>全体のイメージングセッションの間に2ml /分の流速で0.5 2％イソフルランで麻酔を維持する。確認するつま先ピンチ方式を用いて麻酔、全く動きが期待できない。 </li><li>空気圧センサ枕、マウス尾/足首光ファイバーパルスオキシメトリセンサ、及びそれぞれ呼吸、心拍数および体温をモニターする直腸温度プローブ、（ 図1）を設定する。注：心臓ゲーティングは動脈血酸素飽和度の非侵襲的モニタリングを可能にするパルスオキシメトリ、を介して行われる。パルスオキシメトリセンサが左足首に装着する必要があり、足が糸ループで固定し、センサ内の足首を維持するためにテープする必要があります。 MRMイメージングは​​、任意の造影剤を使用せずに呼吸と心臓信号をゲーティングすることによって達成される。 </li></ol> 3。画像取得<ol><li>動物（ 図1）を調製した後、磁場均一度が最大となる視野（FOV）の中心に位置する心臓とMRMスキャナの中心にマウスを置き。注：ワイドボア（89 mm）の三重100 G / cmで軸勾配及び4センチ無線周波数（RF）イメージングコイルを備えた9.4 Tの垂直ボア磁石は、高解像度の三次元（3D）画像を得るために使用されるべきである。注：MRIスキャナを使用する際に、非磁性の供給するようにしてください。 </li><li>イメージングインタフェースを実行し、「留学オプション」メニューから「新しい研​​究」を選択します。コマンドバーの「mtuneへ」と入力し、「チューニングGUIの「プルアップするためにそれを実行してください。その後、 &quot;スタートプローブチューニング」を選択し、「オートスケール」ボタンをクリックしてください。チューンGUIは、RF信号を表示するように変更されます。プロトン共鳴周波数（400 MHz）でのRFコイルチューニングしたコイルの端にあるリモートチューン/マッチノブを使用してください。 「スタート」タブに関連するボタンをクリックすることで周波数とパワーキャリブレーションを実行するために「プレスキャン」ページに移動します。シムページをプルアップするためのタブ「研究シム &quot;のタブで&quot; &#39;上のXYZ（クイック）ボタンを押してください。シムページに移動し、繰り返しのすべてを選択して、自動シミングを実行するためにシムボタンを押してください。 </li><li>マウス心臓をローカライズするイメージング·インターフェースの「研究」タブからスカウトシーケンスを選択します。 「取得」タブで35ミリメートル2にFOVを変更して、マシンのデフォルト設定を保持します。シーケンスを実行するには[スタート]ボタンをクリックし、心臓がFOVの中心にない場合、動物ホルダの位置を調整するRFコイルを再調整し、再スカウト画像を得た。 </li><li>その後、短軸と心臓20,21の長軸に沿って二つの直交する平面を得るために、対応する「取得」タブの収集パラメータを入力し、「研究」タブの「GEMS」配列]ボタンをクリックします。注：グラディエントエコースキャンの典型的な取得パラメータは、以下のとおりです。スライス厚、1ミリメートル;繰り返し時間（TR）、200ミリ秒;エコー時間（TE）、2.67ミリ秒（最小）;フリップ角、25°;面内マトリックスサイズ128×128; FOV、22ミリメートル2;取得数、4;そして1分30秒のおおよその取得時間。 </li><li> 「前売」タブでLV解剖学的および機能的なパラメータを測定するために、パルスオキシメータ·ゲーティッド短軸シネMR画像を収集するために「シネ」シーケンスを選択します。マウスのホバリングとドラッグすることで、心臓の長軸像に基づいて撮像スライスの位置や角度を調整します。グラディエントエコーシネ·シーケンス取得するために、「取得」タブでは、次の撮像パラメータを入力してください：TR、500ミリ秒; TE、5ミリ秒; FOV、22ミリメートル2。買収行列、256×256;スライス厚さ1mm;取得数、8;フレーム数、6;そして17分〜の取得時間。取得を開始するには、[開始]をクリックします。 </li><li>イメージングソフトウェアの「I / O」タブを使用して、DICOMフォーマットに取得された画像を変換し、処理のためにデータセンターに対応するファイルを転送する。 </li><li>撮像手順の終了時に、すべてのOWマウスは、フィルタートップケージ内で麻酔から回復する。彼らは胸骨横臥を維持し、必要に応じて更なる研究のためにそれらを保つために十分な意識を取り戻すまで、無人のマウスを放置しないでください。 </li></ol>心臓磁気共鳴顕微鏡イメージングの4。データ解析<ol><li> LV 19の解剖学的および機能的なパラメータを分析するために、セグメントのソフトウェアを使用してください。 「オープン画像ファイル（複数可）」「ファイル」メニューのサブメニューを使用してソフトウェアにDICOMフォーマットのシネ画像をロードすることによって。 GUI上の画像の種類や画像表示面として「短軸半ば心室」などのイメージング技術、「シネ」として「MRGE &#39;を選択します。 </li><li> 「拡張期を終了するために現在の時間枠を設定する」をそれぞれ「編集」メニューのサブメニュー「収縮期を終了するために現在の時間枠を設定する」を通して拡張末期と収縮末期に使用する時間枠を指定してください。 </li><li>最初の「LV」コマンドボタンをクリックし、右下のパネルにある「エンド」と「EPI」コマンドボタンを手動でそれぞれ左心室心内膜と心外膜を描画する。計算の精度を高めるために、対応するコマンドボタンを押すことで乳頭筋を除去する。 </li><li>このような拡張末期容積、収縮末期容積、ストローク量、右上パネルの駆出分画として定量のLVパラメータを読み込む。 「その他」のコマンドボタンを押して、壁の厚さ、および心室直径22などのLVパラメータを測定する「測定キャリパー」コマンドボタンをクリックします。 </li><li>必要に応じて画像を再処理する」。マット」の形式で、セグメント化を含む画像を、保存するために「ファイル」メニューのサブメニュー「両方画像スタックとセグメンテーションを保存」をクリックしてください。 </li></ol>

<ol>
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A., 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=Induction+of+multiple+heart+autoantibodies+in+mice+with+coxsackievirus+B3-+and+cardiac+myosin-induced+autoimmune+myocarditis.">Induction of multiple heart autoantibodies in mice with coxsackievirus B3- and cardiac myosin-induced autoimmune myocarditis.</a> J Immunol. 152 (1), 343-350 (1994).</li><li>Rose, N. R., 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=Postinfectious+autoimmunity:+two+distinct+phases+of+coxsackievirus+B3-induced+myocarditis.">Postinfectious autoimmunity: two distinct phases of coxsackievirus B3-induced myocarditis.</a> Ann N Y Acad Sci. 475, 146-156 (1986).</li><li>Farmer, J. B., Levy, G. 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No conflicts of interests were declared.

本研究は、自己免疫性心筋炎に罹患したマウスで心臓の異常を把握するための非侵襲的なツールとして、MRMプロシージャとその有用性を説明しています。 EAMの組織学的特徴は、ヒトの感染後心筋炎に似ているので、マウスモデルは、一般に、心筋傷害23-25 ​​の免疫機構を描写するために使用される。しかし、心筋炎に罹患した動物は、臨床的に正常に表示され、診断、実験7</su...

心不全は、死亡の主要な原因であり、心筋炎、若年青年1における心不全の主な原因の一つである。心筋炎に罹患し、ほとんどの患者は無症候性のままであり、この疾患は、自然に2を解決します。しかし、影響を受ける人々の10〜20％は、拡張型心筋症（DCM）3につながる、慢性疾患を開発することができます。種々の動物モデルは、心筋炎の免疫病因を研究するために開発されてきた。この疾患は、心臓ミオシン重鎖（MyHCの）-αまたはその免疫優勢ペプチドフラグメントまたはコクサッキーウイルスB3 4-9のような病原体に感染させることによって動物を免疫化することによって心筋炎感受性A / JおよびBalb / cマウスにおいて誘導することができる。本研究では、A / JマウスにおけるMyHCの-α334から352に誘導される心筋炎を伴う。心筋の浸潤を示すにもかかわらず、心筋炎の影響を受けた動物は、臨床的に正常に見える。診断は炎症7 Aの心の組織学的評価に基づいているND心エコー10。 磁気共鳴顕微鏡法（MRM）は、（直径10μm以下）微小血管のレベルに機能的詳細の評価を可能にする、高分解能三次元平面と心血管イメージングを得るために一般的に用いられる方法であるが、解像力のこのレベルは解像度は、一般に1ミリメートル11-14までに得られているルーチン磁気共鳴画像（MRI）スキャン手順と達成できない。それは疾患過程14の初期の時点でのパフォーマンスパラメータを導出することも、高解像度画像の取得を可能にし、MRMとしては、利点を提供する。臨床的には、MRM撮像は、広範囲に罹患した心臓、肺または脳15-17の機能パラメータを研究するために適用されている。本研究では、自己免疫性心筋炎に罹患したA / Jマウスにおける心臓の異常を把握するための非侵襲的なツールとしてのMRM技術の使用が示されている。具体的には、T彼のMRMイメージングはできますよう、合理的な精度18と左心室（LV）拡張末期容積と駆出率（EF）などの機能的なパラメータの定量化。各パラメータの定義は次のとおりです。左室拡張末期容積、拡張期のサイクルの終わりに左心室の血液の量、および駆出率、拍出量/拡張末期容積。データ分析は、磁気共鳴スキャナ19により取得されたDICOM準拠の心臓血管画像を処理するために開発された自由に利用できるセグメント·ソフトウェアを用いて行われる。データは、健常マウスにおけるこれらの機能パラメータと比較して、LVの拡張末期容量、一回拍出量と駆出率の低下に対応する、心筋炎の動物におけるLV壁の厚さの増加を明らかにした。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1185">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:509px;">Myhc-a 334-352 (DSAFDVLSFTAEEKAGVYK)</td>
			<td style="width:364px;">Neopeptide, Cambridge, MA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td style="width:167px;">Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">CFA</td>
			<td style="width:364px;">Sigma Aldrich, St Louis, MO</td>
			<td style="width:145px;">5881</td>
			<td>Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">MTB&#160; H37Rv extract&#160;</td>
			<td>Difco Laboratories, Detroit, MI</td>
			<td>231141</td>
			<td>Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">PT</td>
			<td>List Biologicals Laboratories, Campbell, CA</td>
			<td>181</td>
			<td>Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">1x PBS&#160;</td>
			<td>Corning, Manassas, VA</td>
			<td>21-040-CV</td>
			<td>Store at 4&#959;C</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isoflurane&#160;</td>
			<td>Piramal Healthcare, Mumbai, India</td>
			<td>NDC66794-013-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Female A/J mice&#160;</td>
			<td>Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME</td>
			<td>646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Leur-lok sterile 1 ml syrringe</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>309628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Leur-lok sterile 3 ml syrringe</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>309657</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile needle, 18 G</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>305195</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile needle, 27 1/2 G</td>
			<td>BD, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>305109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3-way stopcock&#160;</td>
			<td>Smiths Medical ASD, Inc. Dublin, OH</td>
			<td>MX5311L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kerlix gauze bandage rolls&#160;</td>
			<td>Covidien, Mansfield, MA</td>
			<td>6720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kimwipes</td>
			<td>Kimberly-Clark Professional, Roswell, GA</td>
			<td>34155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Protouch Stockinette&#160;</td>
			<td>Medline Industries, Mundelein, IL</td>
			<td>30-1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile surgical scissors and forceps</td>
			<td style="width:364px;">INOX tool Corporation</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro oven</td>
			<td style="width:364px;">GE Healthcare,&#160;</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ThermiPAQ hot and cold therapy system&#160;</td>
			<td>Theramics Corporation, Springfield, IL</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Reptile heating lamp&#160;</td>
			<td>Energy Savers Unlimited, Inc. Carson, CA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3M Transpore tapes&#160;</td>
			<td>Target Corporation, MN</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Up and Up Polymyxin B sulfate/Bacitracin/Neomycin sulfate antibiotic ointment</td>
			<td>Target Corporation, MN</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">North Safety DeciDamp-2PVC foam ear plugs</td>
			<td style="width:364px;">North Safety Products, Smithfield, RI</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cotton tipped applicator, 6&#8217;&#8217; wooden stem&#160;</td>
			<td>Jorgensen Laboratories, Inc. Loveland, CO</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anesthesia induction chamber&#160;</td>
			<td>Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Summit Anesthesia Support system for regulating flow of anesthesia&#160;</td>
			<td>Summit Anesthesia Solutions, Ann Harbor, MI</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Specially designed animal holder</td>
			<td>Agilent Technologies, Santa Clara, CA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bickford&#160;Omnicon F/Air&#160;anesthesia gas filter unit&#160;</td>
			<td>A.M. Bickford, Inc. Wales Center, NY</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pulse-oximeter module, MR compatible small animal monitoring and gating system&#160;</td>
			<td>Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Oxygen cylinder&#160;</td>
			<td>Matheson-Tri Gas, North-Central Zone, Lincoln, NE</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gas regulator&#160;</td>
			<td>Western Medica, West Lake, OH</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Signal breaking module, MR compatible small animal monitoring and gating system</td>
			<td>Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">9.4 T (400 MHZ) 89 mm vertical core bore MR scanner&#160;</td>
			<td>Agilent Technologies, Santa Clara, CA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">4-cm millipede micro-imaging RF coil&#160;</td>
			<td>Agilent Technologies, Santa Clara, CA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SAM PC monitor&#160;</td>
			<td>Small Animal Instruments, Inc. Stony Brook, NY</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Quantitative Medical Image analysis software&#160;</td>
			<td colspan="3">http://segment.heiberg.se;&#160; Segment v1.8 R1430,&#160; Medviso, Oresunds region, Sweden</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Matlab software&#160;</td>
			<td>The Mathworks, Inc.&#160; Natick, MA</td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Computer-Unix operating system</td>
			<td style="width:364px;"></td>
			<td style="width:145px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

noninvasive assessment of cardiac abnormalities in experimental autoimmune myocarditis by magnetic resonance microscopy imaging in the mouse

心筋炎、心筋の炎症であるが、影響を受ける人々の唯一の約10％は、疾患の臨床症状を示しています。心筋傷害の免疫事象を研究するために、心筋の種々のマウスモデルが広く用いられている。本研究では、A / Jマウスの心臓ミオシン重鎖（MyHCの）-α334から352を用いて誘導実験的自己免疫性心筋炎（EAM）を関与;影響を受けた動物は、リンパ球性心筋炎を発生するが、明白な臨床徴候と。このモデルでは、α-MyHCの334から352で免疫した動物における心臓の構造的および機能的変化を決定するための非侵襲的な様式として、磁気共鳴顕微鏡法（MRM）の有用性が示されている。 EAMおよび健康なマウスでは4センチヤスデ、高周波イメージングプローブおよび100g / CM三軸勾配を搭載した9.4 T（400 MHz）の89ミリメートル、縦コアボアスキャナを用いて画像化した。心臓画像は、麻酔をかけたグラディエントエコーベースシネパルスシーケンスを用いて動物、およびアニマから入手したlsコマンドは、呼吸およびパルスオキシメトリーによりモニターした。分析は、健康なマウスと比較して、心室の内径の対応する減少と、EAMマウスにおける心室壁の厚さの増加を明らかにした。データは、炎症を起こした心臓の形態学的および機能的変化を非侵襲的に生きている動物にMRMによりモニターすることができることを示唆している。結論として、MRMは進行と回帰感染性病原体によって引き起こされる疾患における心筋傷害のほか、治療に対する反応を評価することの利点を提供しています。

本報告書では、EAMに罹患した動物の心の中に構造的および機能的変化を測定するための非侵襲的なモダリティとして、MRM法の有用性が示されている。心筋炎は、CFA 7におけるMyHCの-α334から352で動物を免疫することにより、A / Jマウスに誘導し、動物は21日目免疫後に、MRM実験に供した。 MRMイメージングは​​、トリプル軸勾配（最大強度は100g / CM）を装備した89ミリメートル垂直ボア?...

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

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 ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

9.8K ビュー.  University of Nebraska-Lincoln. 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.

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Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

特徴追跡を用いた磁気共鳴が派生心筋ストレインの評価

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

医学

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

磁気共鳴イメージング、体積CT画像と超音波を用いた乳がんの骨転移のヌードラットモデルにおける血管新生のマルチモーダルイメージング

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present applications are designed to investigate differences of WM involvement patterns in different brain diseases, especially neurodegenerative disorders, by use of different DTI analyses in comparison with matched controls. 	
DTI data analysis is performed in a variate fashion, i.e. voxelwise comparison of regional diffusion direction-based metrics such as fractional anisotropy (FA), together with fiber tracking (FT) accompanied by tractwise fractional anisotropy statistics (TFAS) at the group level in order to identify differences in FA along WM structures, aiming at the definition of regional patterns of WM alterations at the group level. Transformation into a stereotaxic standard space is a prerequisite for group studies and requires thorough data processing to preserve directional inter-dependencies. The present applications show optimized technical approaches for this preservation of quantitative and directional information during spatial normalization in data analyses at the group level. On this basis, FT techniques can be applied to group averaged data in order to quantify metrics information as defined by FT. Additionally, application of DTI methods, i.e. differences in FA-maps after stereotaxic alignment, in a longitudinal analysis at an individual subject basis reveal information about the progression of neurological disorders. Further quality improvement of DTI based results can be obtained during preprocessing by application of a controlled elimination of gradient directions with high noise levels.	
In summary, DTI is used to define a distinct WM pathoanatomy of different brain diseases by the combination of whole brain-based and tract-based DTI analysis.

Diffusion tensor imaging (DTI) basically serves as an MRI-based tool to identify in vivo the microstructure of the brain and pathological processes due to neurological disorders within the cerebral white matter. DTI-based analyses allow for application to brain diseases both at the group level and in single subject data.

神経変性疾患の分析における拡散テンソル磁気共鳴画像

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

Implanting Glass Spinal Cord Windows in Adult Mice with Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in adult rodents is the standard experimental model for studying autonomic demyelinating diseases such as multiple sclerosis. Here we present a low-cost and reproducible glass window implantation protocol that is suitable for intravital microscopy and studying the dynamics of spinal cord cytoarchitecture with subcellular resolution in live adult mice with EAE. Briefly, we surgically expose the vertebrae T12-L2 and construct a chamber around the exposed vertebrae using a combination of cyanoacrylate and dental cement. A laminectomy is performed from T13 to L1, and a thin layer of transparent silicone elastomer is applied to the dorsal surface of the exposed spinal cord. A modified glass cover slip is implanted over the exposed spinal cord taking care that the glass does not directly contact the spinal cord. To reduce the infiltration of inflammatory cells between the window and spinal cord, anti-inflammatory treatment is administered every 2 days (as recommended by ethics committee) for the first 10 days after implantation. EAE is induced only 2-3 weeks after the cessation of anti-inflammatory treatment.
Using this approach we successfully induced EAE in 87% of animals with implanted windows and, using Thy1-CFP-23 mice (blue axons in dorsal spinal cord), quantified axonal loss throughout EAE progression. Taken together, this protocol may be useful for studying the recruitment of various cell populations as well as their interaction dynamics, with subcellular resolution and for extended periods of time. This intravital imaging modality represents a valuable tool for developing therapeutic strategies to treat autoimmune demyelinating diseases such as EAE.

We describe a method for implanting and maintaining glass windows over the exposed spinal cords of adult mice for studying experimental autoimmune encephalomyelitis. These windows provide chronic optical access to the spinal cord for monitoring cell dynamics at the subcellular level in live animals using two-photon microscopy.

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) in adult rodents is the standard experimental model for studying autonomic demyelinating diseases such as ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics disturbance in affected cells. Diffusion weighted magnetic resonance imaging (MRI) identifies regions that are damaged, potentially irreversibly, by hypoxia-ischemia. Alterations in glucose utilization in the affected tissue may be detectable by positron emission tomography (PET) imaging of 2-deoxy-2-(18F)fluoro-&#7429;-glucose ([18F]FDG) uptake. Due to the rapid and variable nature of injury in this animal model, acquisition of both modes of data must be performed simultaneously in order to meaningfully correlate PET and MRI data. In addition, inter-animal variability in the hypoxic-ischemic injury due to vascular differences limits the ability to analyze multi-modal data and observe changes to a group-wise approach if data is not acquired simultaneously in individual subjects. The method presented here allows one to acquire both diffusion-weighted MRI and [18F]FDG uptake data in the same animal before, during, and after the hypoxic challenge in order to interrogate immediate physiological changes.

The method presented here uses simultaneous positron emission tomography and magnetic resonance imaging. In the cerebral hypoxia-ischemia model, dynamic changes in diffusion and glucose metabolism occur during and after injury. The evolving and irreproducible damage in this model necessitates simultaneous acquisition if meaningful multi-modal imaging data are to be acquired.

マウス脳低酸素性虚血の間に同時PET / MRIイメージング

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

Assessment of Cardiac Morphological and Functional Changes in Mouse Model of Transverse Aortic Constriction by Echocardiographic Imaging

Transverse aortic constriction (TAC) in mice has been used as a valuable model to study mechanisms of cardiac hypertrophy and heart failure1. A reliable noninvasive method is essential to assess real-time cardiac morphological and functional changes in animal models of heart disease. Transthoracic echocardiography represents an important tool for noninvasive assessment of cardiac structure and function2. Here we used a high-resolution ultrasound imaging system to monitor myocardial remodeling and heart failure progression over time in a mouse model of TAC. B-mode, M-mode, and Doppler imaging were used to precisely assess cardiac hypertrophy, ventricular dilatation, and functional deterioration in mice following TAC. Color and pulse wave (PW) Doppler imaging was used to noninvasively measure pressure gradient across the aortic constriction created by TAC and to assess transmitral blood flow in mice. Thus transthoracic echocardiographic imaging provides comprehensive noninvasive measurements of cardiac dimensions and function in mouse models of heart disease.

The goal of this protocol is to noninvasively assess cardiac structural and functional changes in a mouse model of heart disease created by transverse aortic constriction, using B- and M-mode echocardiography and color/pulse wave Doppler imaging.

心臓形態学的および心エコーイメージングによって横大動脈狭窄のマウスモデルにおける機能の変更の評価

Transverse aortic constriction (TAC) in mice has been used as a valuable model to study mechanisms of cardiac hypertrophy and heart failure1. A reliable ...

Quantitative Visualization of Leukocyte Infiltrate in a Murine Model of Fulminant Myocarditis by Light Sheet Microscopy

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently labelled structures in large biological specimens, and is down to cellular resolution. Meanwhile, the constant refinement of underlying protocols and the enhanced availability of specialized commercial systems enable us to investigate the microstructure of whole mouse organs and even allow for the characterization of cellular behavior in various live-cell imaging approaches. Here, we describe a protocol for the spatial whole-mount visualization and quantification of the CD45+ leukocyte population in inflamed mouse hearts. The method employs a transgenic mouse strain (CD11c.DTR)that has recently been shown to serve as a robust, inducible model for the study of the development of fulminant fatal myocarditis, characterized by lethal cardiac arrhythmias. This protocol includes myocarditis induction, intravital antibody-mediated cell staining, organ preparation, and LSFM with subsequent computer-assisted image post-processing. Although presented as a highly-adapted method for our particular scientific question, the protocol represents the blueprint of an easily adjustable system that can also target completely different fluorescent structures in other organs and even in other species.

Here, we describe a light-sheet microscopy approach to visualize the cardiac CD45+ leukocyte infiltrate in a murine model of aseptic fulminant myocarditis, which is induced by the intratracheal diphtheria toxin treatment of CD11c.DTR mice.

光シート顕微鏡による劇症心筋炎のマウスモデルにおける白血球浸潤の定量的可視化

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher magnetic field strengths and potentially provides improved signal contrast and spatial resolution. While promising results have been achieved, ultra-high field CMR is challenging due to energy deposition constraints and physical phenomena such as transmission field non-uniformities and magnetic field inhomogeneities. In addition, the magneto-hydrodynamic effect renders the synchronization of the data acquisition with the cardiac motion difficult. The challenges are currently addressed by explorations into novel magnetic resonance technology. If all impediments can be overcome, ultra-high field CMR may generate new opportunities for functional CMR, myocardial tissue characterization, microstructure imaging or metabolic imaging. Recognizing this potential, we show that multi-channel radio frequency (RF) coil technology tailored for CMR at 7 Tesla together with higher order B0 shimming and a backup signal for cardiac triggering facilitates high fidelity functional CMR. With the proposed setup, cardiac chamber quantification can be accomplished in examination times similar to those achieved at lower field strengths. To share this experience and to support the dissemination of this expertise, this work describes our setup and protocol tailored for functional CMR at 7 Tesla.

The sensitivity gain inherent to ultrahigh field magnetic resonance holds promise for high spatial resolution imaging of the heart. Here, we describe a protocol customized for functional cardiovascular magnetic resonance (CMR) at 7 Tesla using an advanced multi-channel radio-frequency coil, magnetic field shimming and a triggering concept.

7 テスラで心臓磁気共鳴イメージング

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous studies have shown that abnormal blood flow may be associated with systemic vascular risk. Thus, PC-MRI can facilitate the translation of data obtained from animal models of cardiovascular diseases to pertinent clinical investigations. In this report, we describe the procedure for measuring blood flow in the common carotid artery (CCA) of rats using cine-gated PC-MRI and discuss relevant analysis methods. This procedure can be performed in a live, anesthetized animal and does not require euthanasia after the procedure. The proposed scanning parameters yield repeatable measurements for blood flow, indicating excellent reproducibility of the results. The PC-MRI procedure described in this article can be used for pharmacological testing, pathophysiological assessment, and cerebral hemodynamics evaluation.

The overall goal of this procedure is to measure the blood flow in the rat common carotid artery by using noninvasive phase contrast magnetic resonance imaging.

ラットの総頸動脈で位相コントラスト磁気共鳴イメージング

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Quantification of Levator Ani Hiatus Enlargement by Magnetic Resonance Imaging in Males and Females with Pelvic Organ Prolapse

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while evacuating acoustic gel, using a horizontally oriented 1.5 T magnetic resonance (MR) scanner. On midsagittal images, the vertical distance of pelvic organs is measured in millimeters relative to the hymen plane (female) and to the lower border of the symphysis pubis (male), preceded by - (above) or + ( below) signs. On axial images, the levator ani area is calculated in square centimeters with a free-hand tracing method from three key images, passing through the midsymphysis (level I), tangential to the lower border of the symphysis (level II), and at the maximal anterior rectal wall bulging (level III). Areas at rest and strained are compared to find evidence of a percentage of increase. The purpose is to provide objective evidence of the maximal extent of pelvic organs descent and hiatus enlargement without the interference of foreign objects or the examiner&#39;s proximity, so as to overcome the limitations of pelvic examination and transperineal sonography (i.e., subjectivity and sex-related limitations [female only]).

Here we present a protocol to standardize the measurement of the levator ani hiatus size&#160;by magnetic resonance imaging. The purpose is to extract biomechanical inferences from image analysis by comparing resting and straining values in patients of both sexes with pelvic prolapse, using consistent anatomical bony landmarks.

男性と女性で骨盤臓器脱の磁気共鳴画像による挙筋アニ裂孔拡大の定量化

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while ...