Name: 2d and 3d echocardiography in the axolotl (ambystoma mexicanum)
Uploaded: 2018-11-29T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about 2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum at JoVE.com

Wij willen erkennen Kasper Hansen, Instituut voor biowetenschappen, Aarhus Universiteit voor het verschaffen van toegang tot en de steun met de elektronische micromanipulator voor 3D-echocardiographic acquisitie.

De procedures in dit protocol uitgevoerd werden volgens de Deense nationale wetgeving voor de verzorging en het gebruik van proefdieren en de experimenten zijn goedgekeurd door de Deense nationale dier experimenten inspectie (protocol # 2015-15-0201-00615).
1. voorbereiding
<ol><li>Axolotl bereiden medium.<ol>
<li>Toepassing van hoge kwaliteit niet-chemisch behandeld leidingwater als axolotl medium. Als dit niet beschikbaar is, 40% Holtfreter de oplossing toepassen.</li>
		<li>Bereiden van 4...

<ol>
	<li>Forouzanfar, M. H., 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=Assessing+the+Global+Burden+of+Ischemic+Heart+Disease.">Assessing the Global Burden of Ischemic Heart Disease.</a> Glob. Heart. 7, 331-342 (2012).</li><li>Go, A. S., 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=Heart+Disease+and+Stroke+Statistics--2014+Update:+A+Report+From+the+American+Heart+Association.">Heart Disease and Stroke Statistics--2014 Update: A Report From the American Heart Association.</a> Circulation. 129, e28-e292 (2014).</li><li>Leferovich, J. M., 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=Heart+regeneration+in+adult+MRL+mice.">Heart regeneration in adult MRL mice.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98, 9830-9835 (2001).</li><li>Leferovich, J. M., Heber-Katz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+scarless+heart.">The scarless heart.</a> Semin. Cell Dev. Biol. 13, 327-333 (2002).</li><li>Nakada, 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=Hypoxia+induces+heart+regeneration+in+adult+mice.">Hypoxia induces heart regeneration in adult mice.</a> Nature. 541, 222-227 (2017).</li><li>Poss, K. D., Wilson, L. G., Keating, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+regeneration+in+zebrafish.">Heart regeneration in zebrafish.</a> Science. 298, 2188-2190 (2002).</li><li>Chablais, F., Veit, J., Rainer, G., Jazwinska, 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+zebrafish+heart+regenerates+after+cryoinjury+induced+myocardial+infarction.">The zebrafish heart regenerates after cryoinjury induced myocardial infarction.</a> BMC Dev. Biol. 11, 21 (2011).</li><li>Gemberling, M., Bailey, T. J., Hyde, D. R., Poss, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+as+a+model+for+complex+tissue+regeneration.">The zebrafish as a model for complex tissue regeneration.</a> Trends. Genet. 29, 611-620 (2013).</li><li>Gonzalez-Rosa, J. M., Martin, V., Peralta, M., Torres, M., Mercader, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extensive+scar+formation+and+regression+during+heart+regeneration+after+cryoinjury+in+zebrafish.">Extensive scar formation and regression during heart regeneration after cryoinjury in zebrafish.</a> Development. 138, 1663-1674 (2011).</li><li>Schnabel, K., Wu, C. C., Kurth, T., Weidinger, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+cryoinjury+induced+necrotic+heart+lesions+in+zebrafish+is+associated+with+epicardial+activation+and+cardiomyocyte+proliferation.">Regeneration of cryoinjury induced necrotic heart lesions in zebrafish is associated with epicardial activation and cardiomyocyte proliferation.</a> PLoS One. 6 (4), e18503 (2011).</li><li>Oberpriller, J. O., Oberpriller, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+the+adult+newt+ventricle+to+injury.">Response of the adult newt ventricle to injury.</a> J. Exp. Zool. 187, 249-260 (1974).</li><li>Witman, N., Murtuza, B., Davis, B., Arner, A., Morrison, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recapitulation+of+developmental+cardiogenesis+governs+the+morphological+and+functional+regeneration+of+adult+newt+hearts+following+injury.">Recapitulation of developmental cardiogenesis governs the morphological and functional regeneration of adult newt hearts following injury.</a> Dev. Biol. 354, 67-76 (2011).</li><li>Gressens, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+introduction+to+the+Mexican+axolotl+(Ambystoma+mexicanum).">An introduction to the Mexican axolotl (Ambystoma mexicanum).</a> Lab Animal. 33, 41-47 (2004).</li><li>Cano-Mart&#237;nez, A., Vargas-Gonz&#225;lez, A., Guarner-Lans, V., Prado-Zayago, E., Le&#243;n-Oleda, M., Nieto-Lima, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+and+structural+regeneration+in+the+axolotl+heart+(Ambystoma+mexicanum)+after+partial+ventricular+amputation.">Functional and structural regeneration in the axolotl heart (Ambystoma mexicanum) after partial ventricular amputation.</a> Arch. Cardiol. Mex. 80, 79-86 (2010).</li><li>McCusker, C., Gardiner, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+axolotl+model+for+regeneration+and+aging+research:+a+mini-review.">The axolotl model for regeneration and aging research: a mini-review.</a> Gerontology. 57, 565-571 (2011).</li><li>Khattak, S., 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=Optimized+axolotl+(Ambystoma+mexicanum)+husbandry,+breeding,+metamorphosis,+transgenesis+and+tamoxifen-mediated+recombination.">Optimized axolotl (Ambystoma mexicanum) husbandry, breeding, metamorphosis, transgenesis and tamoxifen-mediated recombination.</a> Nat. Protoc. 9, 529-540 (2014).</li><li>Nakamura, 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=Expression+analysis+of+Baf60c+during+heart+regeneration+in+axolotls+and+neonatal+mice.">Expression analysis of Baf60c during heart regeneration in axolotls and neonatal mice.</a> Develop. Growth Differ. 58, 367-382 (2016).</li><li>Tan, G. X. Y., Jamil, M., Tee, N. G. Z., Zhong, L., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Reconstruction+of+Chick+Embryo+Vascular+Geometry+Using+Non-Invasive+High-Frequency+Ultrasound+for+Computational+Fluid+Dynamics.">3D Reconstruction of Chick Embryo Vascular Geometry Using Non-Invasive High-Frequency Ultrasound for Computational Fluid Dynamics.</a> Ann. Biomed. Eng. 43, 2780-2793 (2015).</li><li>Ho, S., Tan, G. X. Y., Foo, T. J., Phan-Thien, N., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+Dynamics+and+Fluid+Dynamics+of+the+HH25+Chick+Embryonic+Cardiac+Ventricle+as+Revealed+by+a+Novel+4D+High-Frequency+Ultrasound+Imaging+Technique+and+Computational+Flow+Simulations.">Organ Dynamics and Fluid Dynamics of the HH25 Chick Embryonic Cardiac Ventricle as Revealed by a Novel 4D High-Frequency Ultrasound Imaging Technique and Computational Flow Simulations.</a> Ann. Biomed. Eng. , (2017).</li><li>Wasmeier, G. H., 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=Reproducibility+of+transthoracic+echocardiography+in+small+animals+using+clinical+equipment.">Reproducibility of transthoracic echocardiography in small animals using clinical equipment.</a> Coron. Artery. Dis. 18, 283-291 (2007).</li><li>Thygesen, M. M., Rasmussen, M. M., Madsen, J. G., Pedersen, M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Propofol+(2,6-diisopropylphenol)+is+an+applicable+immersion+anesthetic+in+the+axolotl+with+potential+uses+in+hemodynamic+and+neurophysiological+experiments.">Propofol (2,6-diisopropylphenol) is an applicable immersion anesthetic in the axolotl with potential uses in hemodynamic and neurophysiological experiments.</a> Regeneration. 4 (3), (2017).</li></ol>

Echocardiografie in de axolotl en andere soorten bij niet-zoogdieren levert fundamenteel verschillend gegevens dan zoogdieren echocardiografie vanwege het genucleëerde karakter van rode bloedcellen in alle gewervelden behalve volwassen zoogdieren. Dit resulteert in een uitgesproken bloed signaal en minder bloed-naar-weefsel contrast in axolotl echocardiographic beelden in vergelijking met bijvoorbeeld, muis of menselijke echocardiografie. Dit kan bemoeilijken beeldsegmentatie op onverwerkte één frame echograf...

Ischemische hartziekten is een belangrijke oorzaak van overlijden wereldwijd1,2. Hoewel velen een hartinfarct als gevolg van snelle en verfijnd medische interventie overleven, leiden ischemische incidenten bij de mens vaak tot fibrotische littekenvorming gekoppeld aan hypertrofie, elektrische storing en een verminderde functionele capaciteit van het hart . Dit gebrek aan regeneratieve potentieel van cardiale weefsel wordt gedeeld door zoogdieren en hoewel controversiële claims van zoogdieren cardiale regeneratie hebben gemeld, deze zijn beperkt tot specifieke lymfkliertest stammen3,4 en Hypoxie behandeld muizen5. Het gebied van cardiale regeneratieve geneeskunde en de biologie is dus over het algemeen beperkt tot niet-zoogdier diermodellen om intrinsieke hart regeneratieve verschijnselen bestuderen. De zebravissen (Danio rerio) is in het afgelopen decennium opgezet als de meest goed gekarakteriseerd model voor intrinsieke hart regeneratie6,7,8,9,10 . Als gevolg van gemakkelijk laboratorium onderhoud, een korte generatietijd en een breed scala van moleculaire tools beschikbaar, is de zebravis geschikt als een model voor genetische en moleculaire mechanismen ten grondslag liggen aan de cardiale ontwikkeling en regeneratie. Echter de minieme afmetingen van de zebravis hart maken het die minder voor functionele evaluatie geschikt en gecompliceerde chirurgische procedures en de niet-viervoeters fylogenie van de zebravis beperkt de verstandige extrapolatie van de bevindingen in dit soort, dus het gebruik van andere grotere tetrapod modellen te rechtvaardigen. Een van de vroegste modellen van gewervelde hart regeneratie was een Spiegelse amfibieën, de Oost-newt (Notophthalmus viridescens)11, een soort die een waardevolle model12 blijft.
In de afgelopen jaren een andere Spiegelse amfibieën, de Mexicaanse axolotl (A. mexicanum) heeft ingevoerd de scène als een grote (tot 100 g van lichaam massa) en zeer laboratorium aanpasbaar diermodel voor een breed scala van regeneratieve disciplines ledemaat regeneratie, spanning dwarslaesie en cardiale regeneratie13,14,15,16,17. De axolotl is zeer vatbaar voor functionele metingen op het hart met hoge frequentie echocardiografie en het ontbreken van kalkhoudend structuren aan de ventrale zijde van het hart zorgt voor echografie imaging met een veel lager niveau van afbeelding artefacten (akoestisch schaduwen en galm in het bijzonder) dan waargenomen in andere dieren model met kalkhoudend borstbeen en ribben.
Het volgende protocol beschrijft diverse verschillende methoden en preparaten (Figuur 1, Figuur 2) te verwerven reproduceerbaar echocardiographic metingen op de axolotl hart in beide verdoofd (drie verschillende verdoving toe te passen: Benzocaïne, MS-222 en propofol) en dieren in twee unanesthetized (Figuur 3, Figuur 4 Figuur 5, Figuur 6, Figuur 7, Aanvullende bestanden 1-12) en drie (Figuur 8, Figuur 9, Aanvullende bestanden 13-14) ruimtelijke dimensies. Het hart van de amfibieën is drie-chambered (twee atria en een één ventrikel). De atria worden geleverd door een grote sinus venosus en het ventrikel uitmondt in de conus arteriosus uitstroom tractus (Figuur 2). Aangezien de meeste nadruk traditioneel geplaatste op ventriculaire regeneratie en minder op het herstel van de atria6,7,8,9,10,11 is , 12 , 14 , 17, dit protocol is hoofdzakelijk gericht op metingen van ventriculaire functie.
Amfibieën echocardiografie is niet goed beschreven in de literatuur, en de ontwikkeling van de 2D methoden die worden beschreven in dit document zijn verdreven door de noodzaak om de beste vertegenwoordigen de functionaliteit van de axolotl kloppend hart op een bepaald moment en experimentele setting. Dus zijn de hier beschreven methoden toepassing in hart regeneratieve experimenten waar hartfunctie herhaaldelijk in de loop van een regeneratieproces kan worden gecontroleerd. Bovendien kunnen de methoden worden toegepast in cardiophysiological experimenten op de axolotl in het algemeen of enigszins gewijzigd om het beslaan van andere Spiegelse of anuran wormsalamanders modellen (e.g.,Xenopus). De axolotl bestaat in diverse verschillende stammen en kleurvariaties (bijvoorbeeldwildtype, melanoid, witte, albino, transgene wit met groene fluorescentie eiwit expressie), echter deze kenmerken hebben geen invloed op de verenigbaarheid van de Axolotl met het protocol beschreven. De hier beschreven te verwerven van 3D-gegevens van de echocardiographic methode is een gewijzigde versie van de spatio afbeelding correlatie (STIC) techniek ontwikkeld voor het klinische echografie en de kwadratische gemiddeld in de ontwikkelingslanden kip aan eerder beschreven methode verbeteren van het signaal van bloed spikkels in zachte weefsels in soorten met genucleëerde rode bloedcellen18,19. Deze methode zorgt voor geavanceerde modellering van de cardiale contractie en berekende fluid dynamics in het hart van de axolotl.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1230">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Axolotl (Ambystoma mexicanum)</td>
			<td style="width:147px;">Exoterra GmbH</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td style="width:765px;">All strains (wildtype, melanoid, white, albino, transgenic white with GFP) can be applied for echocardiography</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vevo 2100</td>
			<td style="width:147px;">Fujifilm, Visualsonics</td>
			<td style="width:103px;">Vevo 2100</td>
			<td>High frequency ultrasound system</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">MS700</td>
			<td style="width:147px;">Fujifilm, Visualsonics</td>
			<td style="width:103px;">MS700</td>
			<td>50 MHz center frequency, transducer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MS550s</td>
			<td style="width:147px;">Fujifilm, Visualsonics</td>
			<td>MS550s</td>
			<td>40 MHz center frequency, transducer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:147px;">Zeiss</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Benzocain</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>94-09-7</td>
			<td>ethyl 4-aminobenzoate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MS-222</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>886-86-2</td>
			<td>ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonic acid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Propofol</td>
			<td>B. Braun Medical A/S</td>
			<td style="width:103px;">NA</td>
			<td>2,6-diisopropylphenol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">&#160;7647-14-5&#160;</td>
			<td>NaCl</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Calcium chloride dihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">10035-04-8</td>
			<td>CaCl2&#183;2H2O</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:216px;">Magnesium sulfate heptahydrate&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">&#160;10034-99-8&#160;</td>
			<td>MgSO4&#183;7H2O</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Potassium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">&#160;7447-40-7</td>
			<td>KCl</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">&#160;67-64-1&#160;</td>
			<td>Propanone</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Soft cloth</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td>Any piece of soft cloth measuring appromixately 70 x 55 cm^2 e.g. a dish towel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Styrofoam block</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td>Any piece of Styrofoam block measuring approximately 33 x 27 x 5 cm^3 e.g. a medium sized Styrofoam cooler lid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Plastic wrap</td>
			<td style="width:147px;">N/A</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td>Any piece of plastic wrap e.g. food wrap</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tape</td>
			<td style="width:147px;">BSN Medical</td>
			<td style="width:103px;">72359-02</td>
			<td>Leukoplast sleek</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Kimwipes</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">Z188956&#160;</td>
			<td>Kimwipes, disposable wipers&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Excel 2010</td>
			<td style="width:147px;">Microsoft</td>
			<td style="width:103px;">N/A</td>
			<td>Excel 2010 or newer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ImageJ</td>
			<td colspan="2">National Institutes of Health</td>
			<td>ImageJ 1.5e or newer. Rasband, W.S., ImageJ, U. S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/, 1997-2016.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

2d and 3d echocardiography in the axolotl (ambystoma mexicanum)

Cardiale storing als gevolg van ischemische hartziekten is een belangrijke uitdaging, en regeneratieve therapie naar het hart zijn in hoge vraag. Een paar model soorten zoals zebravis en salamanders die kunnen intrinsieke hart regeneratie houdt belofte voor toekomstige regeneratieve therapieën voor menselijke patiënten. Om te evalueren van de resultaten van de experimenten van de cardioregenerative het absoluut noodzakelijk is dat de hartfunctie kan worden gecontroleerd. De axolotl salamander (A. mexicanum) vertegenwoordigt een reeds lang gevestigde model soort(en) in regeneratieve biologie maten te bereiken die het mogelijk voor de evaluatie van de hartfunctie maakt. Het doel van dit protocol is te voorzien in methoden voor het meten van reproducibly cardiale functie in de axolotl met echocardiografie. De toepassing van verschillende verdoving (benzocaïne, MS-222 en propofol) is aangetoond, en de verwerving van tweedimensionale (2D) echocardiographic gegevens in zowel de unanesthetized als de narcose axolotls wordt beschreven. 2D echocardiografie van het driedimensionale (3D) hart kan lijden aan onnauwkeurigheid en subjectiviteit van metingen, en om te verlichten dit verschijnsel een solide methode, namelijk intra/intersite-operator/waarnemer analyse, te meten en dit vooroordeel te minimaliseren is aangetoond. Tot slot, een methode om 3D echocardiographic gegevens van het kloppende axolotl hart bij een zeer hoge Spatio resolutie en met een uitgesproken bloed-naar-weefsel contrast te vergaren is beschreven. Over het geheel genomen moet dit protocol voorzien van de nodige methoden om hartfunctie en anatomie model te evalueren, en stromen van dynamiek in de axolotl met behulp van echografie imaging met toepassingen in zowel regeneratieve biologie en algemene fysiologische experimenten.

Intrapericardial ruimte in de axolotl is afhankelijk van de grootte van het dier. Kleinere dieren (2-20 g, 7-15 cm) zal moeten excess pericardvocht vloeistof (verschijnt donkere in echocardiografie) rondom die de cardiale chambers overwegende dat in grotere seksueel volwassen dieren (> 20 g, > 15 cm) de kamers allermeest naar de intrapericardial bezetten zal ruimte. Om het beste overzicht voor representatieve resultaten van echocardiographic gedachten van het hart van de axolotl, werd een...

Watch this Scientific Journal Video about 2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum at JoVE.com

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl Ambystoma Mexicanum

Hier presenteren we echocardiografie protocollen voor tweedimensionale en driedimensionale Beeldacquisitie van het kloppende hart van de salamander axolotl (Ambystoma mexicanum), een soort model regeneratie van het hart. Deze methoden toestaan voor longitudinale evaluatie van de hartfunctie met een hoge resolutie van de spatio.

2D- en 3D-echocardiografie in de Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

Cardiac malfunction as a result of ischemic heart disease is a major challenge, and regenerative therapies to the heart are in high demand. A few model ...

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het regeneratieve veld, zoals hoe cardiale regeneratie vordert na myocardiaal letsel. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het hoge resolutie, niet-invasieve en herhaalbare evaluatie van de hartfunctie in de axolotl biedt. Bovendien kan deze methode ook worden toegepast op andere amfibiemodelorganismen, zoals nieuwelingen en xenopus.Begin met het positioneren van een verdoofde axolotl supine in een lipvormig dierenbed. Wanneer het medium wordt toegevoegd, zal het dier drijven, dus het moet worden beveiligd met losse elastiekjes. Vul vervolgens het bed met medium met verdovingsmiddelen, zodat de thorax drie tot vijf millimeter diep is.Als alleen met behulp van B-modus, kleur-Doppler-modus, en puls-wave Doppler modus gegevens, dan is de axolotl kan alert zijn voor deze procedure. In deze situatie, plaats het dier gevoelig in een hangmat, en laat het herstellen van de stress gedurende 30 tot 60 minuten voordat u verdergaat. Voor witte of albino dieren, hebben een koude lichtbron klaar om te helpen bij de plaats van de transducer.Gebruik voor een transducer een 40- of 50-hertz-model, afhankelijk van de massa van het dier. Bereid vervolgens de echografiegel van de transducer voor en ga verder met het verzamelen van gegevens. Begin met het positioneren van de ultrasone transducer over de middellijn van het dier in het thoracale gebied, en parallel aan zijn lange as.Een klein deel van de ventrikel, rechts in de borstholte geplaatst, moet in beeld verschijnen bij de ventriculaire diastole. Een groot deel van beide atria moet ook zichtbaar zijn, net als de sinus venosus. Deze structuren moeten herkenbaar zijn in de diastole- of systoleweergave.Vertaal vervolgens de transducer één tot drie millimeter naar rechts, om de ventriculaire lange-asweergave te verkrijgen. Uiteindelijk wordt de juiste positie bereikt wanneer het doorsnedegebied van de eind-systole ventrikel op zijn maximum is. Correcte 2D-echografiemetingen zijn sterk afhankelijk van de juiste positionering van de transducer.Oefen de plaatsing van de transducer zorgvuldig en voer inter-operator analyse uit om subjectiviteit te minimaliseren. Nu, in B-modus, verwerven ten minste drie cardiale cycli op een minimum van 50 frames per seconde. Kies tussen het gebruik van de algemene beeldvormingsmodus of de cardiologiemodus.Vertaal vervolgens de transducer langs de lange as van het dier tot het midden van de ventrikel zich in het midden van het scherm bevindt. Draai vervolgens de transducer 90 graden met de klok mee om de midventriculaire korte-asweergave te verkrijgen. Evalueer vanuit deze positie de cirkelvormige vorm van de ventrikel door de transducer langs de lange as van het hart te vertalen.Breng de transducer vervolgens terug naar het lange asvlak en vertaal deze terug naar de middellijn om een atriumweergave met twee kamers te verkrijgen. De juiste positie wordt bereikt wanneer de dwarsdoorsnede gebieden van de end-systole atria zijn op hun maxima, en de twee atria gecombineerd nemen de omtrek van de nummer acht wanneer gekanteld ongeveer 45 graden naar links. Verzamel vervolgens afbeeldingen in de B-modus.Om verder te gaan, vertaalt u de transducer naar rechts totdat het uitstroomkanaal verschijnt. De ventriculaire eindsystolweergave is correct wanneer de diameter van de uitstroom het grootst is en wanneer tijdens de tussentijdse injectie twee van de semiluminaire kleppen, bij de ingang van de uitstroom, zichtbaar zijn. Vanuit deze weergave kunnen snelheids- en stroommetingen worden uitgevoerd met behulp van Doppler-beeldvorming.Breng de kleur-Doppler-modus aan om de bloedstroomsnelheden in het uitstroomkanaal in kaart te brengen tijdens de hartinjectie. Pas vervolgens kleur-Doppler beeldvorming en power-Doppler imaging toe om de bloedstroom in de ventriculaire weergave te visualiseren en hetzelfde te doen in de atriumweergave. Gebruik vervolgens de color-Doppler-modus gericht op de locatie van de maximale bloedsnelheid in de uitstroom die rechtstreeks naar de transducer loopt.Wanneer de uitstroom niet volledig loodrecht op de transducer staat, past u een straalhoek en hoekcorrectie toe om het beeld tot 45 graden te corrigeren. Verzamel vervolgens snelheidsgegevens in de doppler-modus van de pulsgolf. Tijdens geen fase van de hartcyclus mag de spiraalklep het zicht op de uitstroom overlappen.Verzamel gegevens van ten minste drie hartcycli. Dan, zonder de transducer te verplaatsen, verwerf gegevens in B-modus van ten minste drie hartcycli. Draai het dier vervolgens voor verdoofde dieren 90 graden, zodat het rechterdeel van het dier naar boven gericht is en verplaats de transducer naar de schuine parakieuwweergave, net parallel en achterste naar de uitstekende kieuwen.Deze weergave biedt een alternatieve meting van de bloedstroomsnelheid in het uitstroomkanaal. De uitstroom moet naar beneden lopen op ongeveer 45 graden, en de atria moet verschijnen onder de uitstroom tijdens de injectie. Schakel ten slotte over naar de Doppler-modus van de pulsgolf en plaats de transducer om de maximale bloedsnelheid te bekijken die wegloopt van de transducer in het uitstroomkanaal.Gebruik indien nodig tot 45 graden straalhoek en hoekcorrectie om de uitstroom loodrecht op de transducer te maken. Verzamel vervolgens gegevens in de Doppler-modus met pulsgolf en in de B-modus vanuit dezelfde positie als voorheen. 3D overname duurt een tijdje, dus de axolotl moet worden verdoofd.Plaats het supine in de lip-vormige dierlijke bed. Zet het vast met elastiekjes en dompel het thoracale oppervlak onder in drie tot vijf millimeter echomedium met een verdovingsmiddel. Bewegingen tijdens 3D-acquisitie zijn schadelijk voor de latere wederopbouw.Als het dier beweegt tijdens 3D-echografie verwerving, moet de procedure worden herhaald vanaf het begin. Plaats vervolgens de transducer over de middellijn in het thoracale gebied en plaats deze parallel aan de lange as voor een sagittale 3D-opname, of orthogonaal naar de lange as voor transversale 3D-opname. Vertaal vervolgens de transducer om ervoor te zorgen dat het hele hartgebied wordt gedekt in de daaropvolgende 3D-opname.Verplaats het zowel in de dimensie in het vlak als in de dimensie buiten het vlak. Als de hartslag van het dier tussen de 20 en 60 slagen per minuut ligt, selecteert u voor de beeldmodus de algemene beeldmodus als de hartslag van het dier tussen de 20 en 60 slagen per minuut ligt. Kies anders de cardiologiemodus.Doe het licht uit. Nu, in de ruwe B-modus beeld, pas de 2D-gain naar een niveau waar de anatomische structuren zijn nauwelijks herkenbaar. Dit zal de signaal-ruisverhouding in de laatste reconstructies verhogen.Bepaal vervolgens de grootte van de Z-step of slice dikte. Nu, vertalen van de transducer een Z-stap per keer, het nemen van een opname met 1.000 frames op elke Z-stap totdat het hele hartgebied is gedekt. Een 2D echocardiografische analyse van een 10-gram, 10-centimeter axolotl werd uitgevoerd met behulp van de beschreven techniek.De lange-as weergave bood een goed uitgangspunt. Het middenlijn vlak toonde de sinus venosus, atria, en delen van de ventrikel. Het bekijken van de ventriculaire vliegtuig toonde de ventrikel te worden bolvormig en zeer trabeculated.In het atrium vlak, de atria leek onregelmatiger en nauwelijks trabeculated. Het midden van de uitstroom is dicht bij het midden van de ventrikel. Metingen van de hartcyclus met behulp van pulsgolf Doppler van de lange as en van het schuine para-kieuwvlak hadden wat achtergrondgeluid.Dit geluid was onoverkomelijk bij het maken van metingen van de snelheid tijd integraal. Kleur-Doppler en power-Doppler beeldvorming toonde de stroom patroon door de hartkamers. Uitzichten waren mogelijk vanaf de ventrikel, van de atria, en van de uitstroom.3D echocardiografie werd ook uitgevoerd. Deze multiplanar weergave van het hart heeft vele toepassingen, zoals oppervlakte- en volumereconstructies, of segmentatie en generatie van 3D-modellen. Na het bekijken van deze video, moet u een goed begrip van hoe 2D en 3D echocardiografie uit te voeren in de axolotl.Eenmaal onder de knie, kan de 2D-echografie techniek worden gedaan in minder dan vijf minuten per dier, als het goed wordt uitgevoerd, terwijl de 3D-acquisitie kan duren tot een uur per dier. Na deze procedure kunnen andere methoden zoals hartextractie en histologie worden uitgevoerd om aanvullende vragen met betrekking tot hartstructuur en anatomie te beantwoorden.

Research

JoVE Journal

Medicine

2D and 3D Echocardiography in the Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

Transthoracic Echocardiography in Mice

Transthoracale echocardiografie in Muizen

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

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

Hoogfrequente hoge resolutie Echocardiografie: eerste bewijs op niet-invasieve Herhaalde Maatregel van myocard Strain, contractiliteit, en mitralisinsufficiëntie in de Ischemie-reperfusie Murine Hart

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

Murine Echocardiography and Ultrasound Imaging

Muriene Echocardiografie en Ultrasound Imaging

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

Murine Fetal Echocardiography

Murine Foetale echocardiografie

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

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

Foetale echocardiografie en Pulsed-wave Doppler Ultrasound in een konijn model van Intra-uteriene groeivertraging

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

Contusion Spinal Cord Injury via a Microsurgical Laminectomy in the Regenerative Axolotl

Contusie ruggenmergletsel via een microchirurgische laminectomie in de regeneratieve axolotl

The purpose of this study is to establish a standardized and reproducible regenerative blunt spinal cord injury model in the axolotl (Ambystoma ...

A Whole Body Dosimetry Protocol for Peptide-Receptor Radionuclide Therapy (PRRT): 2D Planar Image and Hybrid 2D+3D SPECT/CT Image Methods

A Whole Body Dosimetry Protocol for Peptide-Receptor Radionuclide Therapy PRRT: 2D Planar Image and Hybrid 2D+3D SPECT/CT Image Methods

Een Whole Body Dosimetrie Protocol voor Peptide-Receptor Radionuclide Therapie (PRRT): 2D Planar Image en Hybride 2D +3D SPECT/CT Image Methods

Peptide-receptor-radionuclide-therapy (PPRT) is a targeted therapy that combines a short-range energy radionuclide with a substrate with high specificity ...

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

Morfologische en functionele beoordeling van de rechter ventrikel met behulp van 3D-echocardiografie

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 ...

Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging

Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging

Tijd-opgeloste, dynamische computertomografie angiografie voor karakterisering van aorta-endoleaks en behandelingsbegeleiding via 2D-3D Fusion-Imaging

In the United States, more than 80% of all abdominal aortic aneurysms are treated by endovascular aortic aneurysm repair (EVAR). The endovascular approach ...

Hemodynamic Precision in the Neonatal Intensive Care Unit using Targeted Neonatal Echocardiography

Targeted neonatal echocardiography (TnECHO) refers to the use of comprehensive echocardiographic evaluation and physiologic data to obtain accurate, ...