Şekil 1 ve 2&#39;de gösterilen fotoğraf çekmek için ekokardiyografi ve Ann Chamberland eğitimi için Manon Laprise teşekkür ederim. Bu çalışma Sağlık Araştırma hibe MOP 44363 Kanada Enstitüleri ve Kanada Başkanı 950-216684 tarafından desteklenmiştir.

Bu protokolde gösterilen tüm işlemler IRCM Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylanmıştır. 1.. Ultrason Sistemi ve İstasyon Hazırlama <ol><li> Ultrason görüntüleme sistemi başlatmak ve üreticinin talimatlarına (Şekil 1) &#39;e göre scanhead hem de fizyolojik kontrol birimi bağlayın. Kardiyak Ölçme Programı ve 30 MHz transdüser karşılık scanhead seçin. </li><li> Iyonu giderilmiş su ile scanhead ve burunluğu doldurun. Onlar görüntüleme çözünürlüğü ile müdahale gibi hava kabarcıkları kaçının. Görüntüleme platformu yakın bir tutucuya kolu tarafı yukarı (Şekil 1A) ile scanhead yerleştirin. </li><li> Görüntüleme platformu ve çalışma alanı dezenfekte. </li><li> Kabarcıkların oluşumunu önlemek ve 37 ° C&#39;de (Şekil 1 B) kendi ön ısıtma kabı kümesinde ters yerleştirmek için tamamen ultrason jel doldurunuz. </li><li> Oksi düzeylerini doğrulayıngen izofluran ve anestezi için boru sistemi. ~ 8 embriyolar ile bir deney yaklaşık 15-20 L oksijen kullanmak istiyorsunuz. </li><li> Oftalmik merhem, tüy dökücü krem ve görüntüleme platformu (Şekil 1 B) yakın elektrot jel şişe yerleştirin. </li><li> Bu kızılötesi ısı lambası fonksiyonlarını doğrulayın. Eğitim sırasında, ısı seviyesi, lambanın konumu ve vücut sıcaklığını ve kalp hızını korumak için farelere lambanın mesafeyi ayarlamak. Not: Sistemin ve malzeme Uygun hazırlık kritiktir. Uzun prosedürler sürece anestezi, kalp hızı, kan basıncı ve kan oksijenlenme düzeyini düşürerek kardiyak fonksiyonu deprese fetüsün fizyolojik ve hemodinamik özelliklerini etkileyebilir. (C57BL / 6 ortalama DKBKS) ~ 8 fetus için işlem süresi yaklaşık 1 saat olmalıdır. Diğer fare suşları muhtemelen daha büyük bir kadın boyutu ile, fetus yüksek bir sayı verebilir. Eğitim processi optimize etmek için gerekli olanng zaman. </li></ol> 2. Fare Hazırlık <ol><li> Bu cevap vermeyen hale gelene kadar oksijen içinde% 2 izofluran ile sürekli kaynağı (200 ml / dakika) ile bir oda içinde hamile kadın anestezisi. </li><li> Oksijen içinde% 1.5 izofluran (200 ml / dakika) sürekli inhalasyon için boru ayarlamak ve bant (Şekil 2A) ile inhalasyon tüp düzeltmek supin pozisyonunda görüntüleme platformda fare yerleştirin. Yeterli anestezi fare rahat bir duruş ve kuyruk ve ayak tutam herhangi bir yanıt yokluğunda prosedür sırasında teyit edilmelidir. </li><li> Sadece elektrokardiyografi (sağ bacak ve de kurşun II pozisyon denir, sol arka bacak, ön), sol üst ve sağ alt elektrot pedleri yerleştirin elektrot jeli. Kurşun II pozisyon kalp hızını belirlemek için karmaşık iyi tanımlanmış dik pozitif P-dalgası ve QRS sağlar. Bant (Şekil 2A) kullanarak her bir ped için dört pençeleri edin. Gözlerin kurumasını önlemek için, 1 damla uygulamakHer gözün içine göz balsamı. </li><li> Bir saç kesme makinesi ile kesesi göğüs karın Tıraş. Daha sonra 2 dakika boyunca tüy dökücü krem ​​uygulayın ve dikkatlice kalan saç kaldırmak için bir gazlı bez ve / veya pamuklu çubukla silin. Meme kesmek için dikkatli olun. </li><li> Vücut sıcaklığı izlemek için dişinin rektuma elektrot jeli ile yağlanan termometre takın (platformu üzerinde bulunan bir kızıl ötesi ısı lambası ayarlanmasıyla 37 ± 0.5 ° C &#39;de muhafaza edilmesi gerekir). Kalp hızı 450 ± 50 atım / dk (bpm) olmalıdır. Sıcaklık ve kalp atış hızı her ikisi de fizyolojik kontrol birimi (Şekil 1 B) görüntülenir. Not: Uzun Anesthetization, saç dökülmesi ve ultrasonik jel (prewarmed rağmen) dişinin kalp hızını etkileyen, hangi hipotermi yol açabilir. Vücut sıcaklığı 36.5 ° C&#39;nin altına düşerse, prosedürü durdurmak ve sıcaklığı ve kalp hızı ayarlamak için ısıtma lambanın konumunu değiştirmek. BEF birkaç dakika bekleyinTekrar devam cevher. </li></ol> 3. Embriyo Tanımlama <ol><li> Yavaşça embriyoları bulmak için çıplak karın bastırın. Yavaş ve hafifçe karın yüzeyinin altında tek bir katmanda embriyoların çoğu var onları dışarı yayıldı. Her uterin boynuz, keseler doğrusal birbirine bağlanır. Yayılan bu düzeni saygı deneyin. </li><li> Mark kendi anterior / posterior ve dorsal / ventral yönleri ile kalıcı bir kalem ile kadın çıplak karın her embriyo. Yönlendirmeyi bilmek prob ile kalp yerini kolaylaştıracaktır. (, Şekil 2B, sırasıyla 1, 2, 3 ... ve 1 &#39;, 2&#39;, 3 &#39;...) serviks başlayarak Number sağ ve sol embriyolar boynuzları. Not: (i) aşırı güçle embriyolar yayılan kaçının. (Şekil 2C) onları izlemek için bir kağıt parçası üzerinde konumlarını kroki. (Ii) C57BL / 6 kadın çöp başına ~ 8 fetüsleri var. Ancak, her çöp içinde 0-2 embriyolar lOnların görüntüleme imkansız hale, diğerleri altında ocated. Analizinde bu embriyolar dışlamak ve gerekirse daha ibrelerin değerlendirmek. </li></ol> 4. Kalp Hızı Ölçümü <ol><li> Çıplak karın prewarmed ultrason jeli küçük bir miktar koyun ve eşit bir şekilde yayıldı. Kabarcık oluşumunu önlemek. Görüntü için belirli bir alan üzerinde jel daha büyük bir miktarda (~ 5 mi) ilave edin. </li><li> Kalın jel tabakası (10 mm) ile temas probu tutun ve kalpte ararken yavaş yavaş cildin doğru probu hareket ettirin. Kalpte ekranında görüntülenebilir sonra, görüntü düzlemi (Şekil 2D) kendi en büyük boyut olarak ventriküller için prob açısını ayarlamak. </li><li> Görüntü elde başlayın. Önkol istasyonunda dinlenme ile, izleme ekranından (Şekil 2B) canlı bir görüntü elde etmek için ultrason jeli üzerinde dönüştürücüyü yerleştirin. Üst transdüktörün sırtı bakımı ve scanhead yönelim tıklayarak(görüntünün sol üst köşede) n işaretleyici ekranda görsel el hareketi ve alan koordinasyonunu sağlar. </li><li> Serviks başlayarak, ekranda atan kalp görselleştirmek için (sırasıyla sağ veya sol uterin boynuz 1 veya 1 &#39;) işaretli yakın embriyo hareket. Odak derinliği sabit olduğundan, hafifçe istenen görüntü uçağı elde etmek için jel ile temasını kaybetmeden yukarı / aşağı ve yanlara probu hareket ettirin. </li><li> Daha iyi veri toplama için odak bölgesini temsil sarı kesikli çizgi ile gösterilen bölgede ekranın merkezinde kalpte yerleştirin. </li><li> Canlı kayıt edinin. Izci görüntü elde edilir ve (Şekil 3A) kayda devam. Istikrarlı kayıt 10 saniyelik minimum elde edildikten sonra, Kaydı durdurmak ve kaydetmek. </li><li> Bir sonraki embriyo geçin. </li><li> Tüm embriyolar kayıtların listesini görmek için klavyede, basın &quot;Browse&quot; incelenmiştir kez. Kaydedilen her M-mod Traci oynang, ortalama kalp hızı (Şekil 3B) elde etmek üzere bitişik tepe (saat / akış döngüsü) arasındaki mesafe çoklu ölçümler (izleme başına en az 5) yerine getirir. Not: Bazı protokoller sallayarak önlemek için scanhead için bir sabit stand kullanmanızı öneririz. Ancak, bu yan embriyoların gözlem zorlaştırır, analiz açısını sınırlamaktadır. Bekleme her embriyo için ayarlanmalıdır gibi aynı zamanda, analiz yavaşlatır. Istasyondaki kol yerleşme süre scanhead tutan verimli sallayarak aza indirir. 5-10 hamile kadın ile eğitim sonucu optimize etmek için tavsiye edilir. </li></ol> 5. Genotiplemesi <ol><li> Temiz cerrahi makas ve forseps kullanarak, uzunlamasına deri ve karın kas tabakası deşmek. Her uterus boynuz keseler bulun ve numaraları maç. Yukarıda kullanılan sırayla embriyo ortaya çıkarmak için yumurta sarısı kese açık kesin. Doğrusal bir şekilde değilse, bir parça embriyo pozisyonların krokiciltte işaretleri artık görünür bir kez kağıt gerekli olacaktır. </li><li> Genomik DNA, çok verimli bir şekilde embriyonik kuyrukları ayıklanır gibi genotipleme için kuyruğun sadece yaklaşık 4 mm kesin. Not: (i) Cerrahi müdahale görüntüleme odasından ayrı bir yerde gerçekleştirilebilir gerekebilir. Ancak, hareket etmek için fare ve sayılı embriyoların izlemek için görüntüleme platformda cerrahi işlem için önemlidir. Cerrahi prosedür optimize etmek için hayvan tesis yöneticisi danışın. Fetuslar görüntüleme sonra genotiplendirebilmek kaldırılır (ii) hamile kadın hızla kan kaybından dolayı ölür. Bizim Hayvan Bakım Komitesi tarafından önerilen, kuyruk kesme sonra, fetusun hipotermi tarafından anestezi için buz üzerinde 3 dk yerleştirilir ve daha sonra makasla kesilmiştir. </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>

Hiçbir çıkar çatışması ilan etti.

M-mod ekokardiyografi fare embriyoları utero kalp oranları ölçmek için etkili ve basit bir yöntemdir. Piyasada mevcut dönüştürücüler küçük atan kalpleri görselleştirmek için yeterli çözünürlüğü sağlar. Böylece, bu tür nabız ölçümü gibi diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, son derece doğru bir kalp atış hızı ölçümü, izin ve yüksek çözünürlüklü video mikroskobu yerine kullanabilirsiniz. Ancak, mevcut araçları embriyoların her görselleştir...

CHD doğum 1 ölüm en yaygın bulaşıcı olmayan nedenidir. Birden ameliyatlar genellikle yaşam kalitesi 1 tehlikeye kalabilir konularda yapısal kusurları düzeltmek için gereklidir. KKH olan çocuklar sık sık gelişim 2,3 üzerinde utero sonuçlara önemli işaret, onlar ameliyat geçirmiş olsa bile nörolojik bozukluklar gelişir. Böyle hamilelik sırasında virüslere veya kimyasalların (alkol) maruz kalma, neden KKH olarak hem genetik hem de çevresel faktörler. Genetik katkıda incelenmesi erken aşamasında olduğu, ancak hızla büyüyen. Bu katkıda belirlemek ve bir basit ve güçlü bir araç ile mutant fareler fenotiplendirilmesi, kalp gelişimine rollerini anlamak için son derece yararlı olacaktır. Fare gerçekten KKH incelemek için tercih edilen bir hayvan modeli ve insan vakalarının çoğunda farelerde 4,5 çoğaltılabilir. Sonuç olarak, fetal fare kalp fenotipleme inc haline gelmiştirreasingly önemli insan KKH etyolojisi araştırmak ve yeterli araçları gerektirir. Sabit örneklerde histolojik çalışmalar çok değerli olmasına rağmen, canlı hayvanların gerçek zamanlı görüntüleme kalbin fizyolojisini anlamak için çok önemlidir. Video mikroskopi canlı görüntüleme sunar. Ancak, böylece onların fizyolojik ve hemodinamik durumu ödün, embriyolar maruz laparotomi gerektirir. Son zamanlarda, ekokardiyografi klinikte yanı sıra farelerde kalp değerlendirmeler için standart görüntüleme tekniği haline gelmiştir. Fare fetal ekokardiyografi standart klinik ultrason sistemlerinin yanı sıra ultra yüksek frekanslı ultrason sistemleri kullanılarak yapılır. İkincisi 30 MHz veya iki-boyutlu görüntüler oluşturmak ve erken embriyonik aşamalarında değerlendirilmesine izin yüksek frekans dönüştürücüler sağlamaktadır. Bu dönüştürücüler, ancak yeterli görüntüleme uçak elde edilir ve temel kalp pa belirlemek için yeterli olan bir nispeten zayıf bir penetrasyon derinliği (~ 13 mm) sahip, kalp hızı, diyastol ve sistol ve septum ve duvar kalınlığı, sol ve sağ ventrikül iç çapı, laparotomi yapmadan gibi parametlerini. Bizim çalışmamızda, embriyonik gün E18.5 fare embriyoları kalp oranlarını değerlendirmek için ultra-yüksek frekanslı ultrason sistemi kullandık. Biz 12,7 mm odak uzaklığına sahip fetusların boyutu, verilen ideal 20 mm x 20 mm, bir alan görünümünü sağlayan bir 30 MHz transdüser seçti. Bununla birlikte, daha yüksek frekans dönüştürücü gelişim aşamaları daha önce analiz için seçilebilir. Seçilen M-mode 1,000 kare / sn yüksek temporal çözünürlük hareket sayesinde dokuların görselleştirme sağlar. Tam prosedürü basit ve fetusun fizyolojik ve hemodinamik devletlerin herhangi sarsımına önlemek için mümkün olduğunca çabuk yapılmalıdır. Yaklaşık 8 embriyo analizi, yaklaşık 1 saat gerektirir.

<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

Konjenital kalp hastalığı (KKH) doğumda ölüm en sık noninfeksiyöz nedenidir. KKH sıklığı 4 ila 50/1, 000 doğumda (Hastalık ve yaralanma bölgesel tahminler, Dünya Sağlık Örgütü, 2004) arasında değişmektedir. Genellikle yaşam kalitesini tehlikeye ameliyatları KKH nedenlerini bulma önemini bize hatırlatan, kalp kusurları düzeltmek için gereklidir. Mutant fare modelleri ve canlı görüntüleme teknolojisi bu hastalığın etyolojisi incelemek için gerekli araçları haline gelmiştir. Gelişmiş yöntemler embriyolar anormal kalplerin canlı görüntüleme izin rağmen, sonuncusunun fizyolojik ve hemodinamik durumları nedeniyle sık sık cerrahi ve / veya uzun prosedürler için tehlike vardır. Invaziv olmayan ultrason görüntüleme, ancak, cerrahi ve böylece bunların fizyolojisi muhafaza, embriyolar maruz kalmadan kullanılabilir. Bu yazıda, rahimde E18.5 embriyo kalp oranlarını değerlendirmek için basit M-mod ultrason kullanımı. Anormal kalp oranlarının tespiti gerçekten iyi bir göstergesi olduğunuBöylece kalbin disfonksiyon tor ve kalp yetmezliğine yol açabilir gelişimsel kusurları belirlenmesinde bir ilk adım teşkil etmektedir.

Yukarıdaki yöntem rahimde E18.5 fare embriyoları kalp oranlarına endotel hücrelerinde varlığında ya da serin proteaz furin yokluğu etkisini değerlendirmek için kullanıldı. Furin temel kalıntılarının sonra proprotein dönüştürücülerin (PC&#39;ler) o çatlatma protein öncülerinin ailesine aittir. Furin ve alt tabakalar salgı proteinlerdir ve ayrılması Golgi aygıtının, endozomlar ya da hücre yüzeyinde meydana gelebilir. Furin Temel alt-tabakalar TGFb, kalp ve gelişiminde önemli bi...

Watch this Scientific Journal Video about In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography at JoVE.com

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

Ultra yüksek frekans ultrason küçük hayvanlarda kalp anormallikleri incelemek için güçlü bir canlı görüntüleme aracıdır. Bu girişimsel embriyoların fizyolojik durumunu korumak sağlar. Burada, rahimde embriyo E18.5 kalp oranlarını ölçmek için M-modu ultrason kullanımını gösterir.

Noninvaziv M-mod ekokardiyografi ile Fare Kalp Puan utero Ölçümünde

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 ...

in-utero-measurement-heart-rate-mouse-noninvasive-m-mode

Research

JoVE Journal

Medicine

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

11.3K Görüntüleme.  Institut de Recherches Cliniques de Montréal.  Ultra yüksek frekans ultrason küçük hayvanlarda kalp anormallikleri incelemek için güçlü bir canlı görüntüleme aracıdır. Bu girişimsel embriyoların fizyolojik durumunu korumak sağlar. Burada, rahimde embriyo E18.5 kalp oranlarını ölçmek için M-modu ultrason kullanımını gösterir. 

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

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.

Fareler de Transtorasik Ekokardiyografi

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

Tıp

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

Bir Fare Modeli Utero Organ Nakli

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.

Transtorasik Ekokardiyografi ile Pulmoner Arter Konstrüksiyon Fare Modeli sağ ventrikül yapı ve fonksiyonlarının değerlendirilmesi

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.

Fare Manyetik Rezonans Görüntüleme Mikroskopi tarafından Deneysel Otoimmün Miyokardit Kardiyak anormallikler noninvaziv değerlendirilmesi

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.

Transözofajiyal ekokardiyografi kalp cerrahisi sırasında kullanarak girdap oluşumu süre noninvaziv belirlenmesi

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.

Farelerde Glomerular filtrasyon transdermal ölçümü

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.

Perinatal Farede Noninvaziv Elektrokardiyografi

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.

3D Ekokardiyografi ile Sağ Ventrikülün Morfolojik ve Fonksiyonel Değerlendirmesi

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.

Fare Kalbinde Kılcal Damarlar, Arterioles ve Perisitlerin Dinamik Ölçümü ve Görüntülenmesi

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.

İzole Yetişkin İnsan Primer Kardiyomiyositlerinde Kalp Kontraktilitesinin Ölçülmesi

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