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

Vi ønsker å erkjenne Kasper Hansen, Institutt for Bioscience, Aarhus universitet for å gi tilgang til og hjelp med den elektroniske micromanipulator for 3D echocardiographic oppkjøpet.

Fremgangsmåtene i denne protokollen var i samsvar med den danske nasjonal for omsorg og bruk av forsøksdyr og eksperimentene ble godkjent av danske nasjonale dyr eksperimenter Inspectorate (protokollen # 2015-15-0201-00615).
1. forberedelser
<ol><li>Forberede axolotl medium.<ol>
<li>Bruk høy kvalitet ikke kjemisk behandlet vann fra springen som axolotl medium. Hvis dette er tilgjengelig, bruker du 40% Holtfreter løsning.</li>
		<li>Forberede 40% (wt/vol) Holtfreter løsning ved å løse ...

<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>

Echocardiography i axolotl og andre ikke-pattedyr arter gir annen data enn pattedyr echocardiography hen kjerne av røde blodlegemer i Alle virveldyr unntatt voksen pattedyr. Dette resulterer i et uttalt blod signal og mindre blod til vev kontrast i axolotl echocardiographic bilder sammenlignet eksempelvis musen eller menneskelig echocardiography. Dette kan gjøre bildesegmentering på ubehandlet enkeltbilde ultralyd bildene mer vanskelig som det kan være vanskelig å skille blod fra vev. Dette fenomenet kan im...

Iskemisk hjertesykdom er en ledende årsak til død verdensomspennende1,2. Selv om mange overleve et hjerteinfarkt på grunn av rask og finjustert medisinsk intervensjon, føre iskemiske hendelser i mennesker ofte til fibrotiske arrdannelse tilknyttet hypertrofi, elektriske feil og en redusert fysisk kapasitet av hjertet . Denne mangelen på regenerativ potensialet i cardiac vev er delt blant pattedyr og selv kontroversielle påstander om pattedyr cardiac gjenfødelse er rapportert, disse er begrenset til spesifikke murine stammer3,4 og hypoksi behandlet mus5. Dermed er cardiac regenerativ medisin og biologi vanligvis begrenset til ikke-pattedyr dyremodeller å studere iboende hjertet regenerativ fenomener. Sebrafisk (Danio rerio) har i det siste tiåret etablert seg som den mest godt preget modellen for indre hjertet gjenfødelse6,7,8,9,10 . Enkelt laboratorium vedlikehold, en kort generasjonstid og et bredt utvalg av molekylære verktøy er sebrafisk godt tilrettelagt som en modell for genetiske og molekylære mekanismer underliggende hjerte utvikling og regeneration. Imidlertid minutt dimensjonene av sebrafisk hjertet gjør det mindre egnet for funksjonell evaluering, og komplisert kirurgiske prosedyrer og ikke-landlevende virveldyr phylogeny av sebrafisk begrenser den fornuftige ekstrapolering av funnene i denne arten, dermed rettferdiggjøre bruk av andre større tetrapod modeller. En av de tidligste modellene av virveldyr hjertet gjenfødelse var en caudate amfibier, den østlige newt (Notophthalmus viridescens)11, en art som forblir en verdifull model12.
De siste årene har en annen caudate amfibier, den meksikanske axolotl (A. mexicanum) entret scenen som en stor (opp til 100 g kroppen masse) og svært laboratorium tilpasningsdyktig dyr modell for en rekke regenerativ fagområder som spenner over lem gjenfødelse, ryggmargsskade og kardiale gjenfødelse13,14,15,16,17. Axolotl er svært mottakelig for funksjonell målene på hjertet bruker høyfrekvente echocardiography og fravær av calcified strukturer på ventral side av hjertet gir mulighet for ultralyd imaging med et mye lavere bilderester (akustisk skygge og gjenklang spesielt) enn observert i andre modellen dyr med calcified sternum og hinner.
Følgende protokollen beskriver flere ulike metoder og forberedelsene (figur 1, figur 2) å erverve reproduserbar echocardiographic mål på axolotl hjertet i både anesthetized (bruke tre forskjellige bedøvelse: benzocaine, MS-222 og propofol) og unanesthetized dyr i to (Figur 3 4 figur figur 5, figur 6, figur 7, Utfyllende filer 1-12) og tre (Figur 8, finne 9, Supplerende filer 13-14) romlige dimensjoner. Amfibier hjertet er tre-chambered (to atria og en enkelt ventrikkel). Atria leveres av en stor sinus venosus og ventrikkel munner ut i den conus arteriosus utløp skrift (figur 2). Siden Hovedvekten er tradisjonelt monterte på ventrikkel regenerasjon og mindre på utvinning atria6,7,8,9,10,11 , 12 , 14 , 17, denne protokollen hovedsakelig fokuserer på målinger av ventrikkel funksjon.
Amfibier echocardiography er ikke godt beskrevet i litteraturen, og utviklingen av 2D metodene som er beskrevet i denne artikkelen har vært drevet av behovet for å best representerer funksjonaliteten til slo axolotl hjertet på et gitt tidspunkt og eksperimentelle innstillingen. Dermed er metodene som er beskrevet her gjeldende i hjertet regenerativ eksperimenter der hjertefunksjon kan overvåkes gjentatte ganger i løpet av en gjenoppbyggingsprosessen. Metodene kan i tillegg brukes cardiophysiological eksperimenter på axolotl generelt eller endret litt slik at den dekker andre caudate eller springpadder amfibier modeller (e.g.,Xenopus). Axolotl finnes i flere forskjellige stammer og fargevariasjoner (f.ekswildtype melanoid, hvit, albino, transgene hvit med grønne fluorescens protein uttrykk), men disse egenskaper påvirker ikke kompatibiliteten til den Axolotl med beskrevet protokollen. Metoden beskrevet her for å erverve 3D echocardiographic-data er en modifisert versjon av den spatiotemporal sammenheng (STIC) teknikken utviklet for klinisk ultralyd og kvadratiske gjennomsnitt metoden beskrevet tidligere i utviklingsland kylling til forbedre signalet fra blod flekker i bløtvev i arter som inneholder kjerne røde blodlegemer18,19. Denne metoden gir avansert modellering av cardiac sammentrekning og beregnede fluid dynamikk i axolotl hjertet.

<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)

CARDIAC funksjonsfeil som følge av iskemisk hjertesykdom er en stor utfordring, og regenerativ Therapy til hjertet er i høy etterspørsel. Noen modell arter som sebrafisk og Salamandere som kan iboende hjertet gjenfødelse avholde Love for fremtidige regenerativ Therapy for menneskelige pasienter. Å vurdere utfallet av cardioregenerative eksperimenter er det viktig at hjertefunksjon kan overvåkes. Axolotl salamander (A. mexicanum) representerer en veletablert modell Art i regenerativ biologi oppnå størrelser som tillater evaluering av hjertefunksjon. Formålet med denne protokollen er å etablere metoder for å måle reproduserbar hjertefunksjon i axolotl med echocardiography. Bruk av ulike bedøvelse (benzocaine, MS-222 og propofol) er vist, og oppkjøpet av todimensjonal (2D) echocardiographic data i både bedøvet og unanesthetized axolotls er beskrevet. 2D echocardiography av tredimensjonale (3D) hjertet kan lide av upresisjonsverdier og subjektivitet av målinger, og å lindre dette fenomenet en heldekkende metode, nemlig intra/inter-operator/observatør analyse, å måle og minimere denne skjevhet er vist. Til slutt, en metode for å få 3D echocardiographic data av det bankende axolotl hjertet med en svært høy spatiotemporal oppløsning og med uttales blod til vev kontrast er beskrevet. Samlet bør denne protokollen gi nødvendig metodene for å evaluere hjertefunksjon og modell anatomi, og flyte dynamikk i axolotl med ultralyd imaging programmer både regenererende biologi og generell fysiologiske eksperimenter.

Intrapericardial plass i axolotl er avhengig av størrelsen på dyret. Mindre dyr (2-20 g, 7-15 cm) vil ha et overskudd av perikard væske (vises mørk i echocardiography) rundt cardiac chambers mens i større seksuell modne dyr (> 20 g, > 15 cm) chambers vil oppta de fleste av de intrapericardial plass. For å gi den beste oversikten for representant resultatene av echocardiographic utsikt over axolotl hjertet, ble en mindre dyr (10 g, 10 cm) brukt for Figur 3</stron...

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

Her presenterer vi echocardiography protokoller for todimensjonal og tredimensjonale image vinningen av det bankende hjertet av axolotl salamander (Ambystoma mexicanum), en modell Art i hjertet gjenfødelse. Disse metodene tillater langsgående evaluering av hjertefunksjon høy spatiotemporal oppløsning.

2D- og 3D-Echocardiography i 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 ...

Denne metoden kan bidra til å svare på viktige spørsmål i det regenerative feltet, for eksempel hvordan hjerteregenerering utvikler seg etter myokardskade. Den største fordelen med denne teknikken er at den gir høy oppløsning, ikke-invasiv og repeterbar evaluering av hjertefunksjon i axolotl. I tillegg kan denne metoden også brukes på andre amfibier modellorganismer, for eksempel newts og xenopus.Begynn med å plassere en bedøvet axolotl liggende i en leppeformet dyreseng. Når mediet blir lagt til, vil dyret flyte, så det må sikres med løse gummibånd. Deretter fyller du sengen med medium som inneholder anestetika, slik at thoraxen er tre til fem millimeter dyp.Hvis du bare bruker B-modus, farge-Doppler-modus og pulsbølge Doppler-modusdata, kan axolotl være våken for denne prosedyren. I denne situasjonen, plasser dyret utsatt i en hengekøye, og la det komme seg fra stresset i 30 til 60 minutter før du fortsetter. For hvite eller albino dyr, har en kald lyskilde klar til å plassere svingeren.For en svinger, bruk enten en 40- eller 50-hertz modell avhengig av dyrets masse. Deretter forbereder transduseren ultralydgel, og fortsett med å samle inn data. Begynn med å plassere ultralydtransduseren over dyrets midtlinje i thoraxområdet, og parallelt med den lange aksen.En liten del av ventrikkelen, plassert til høyre i thoraxhulen, skal vises i rammen på ventrikulær diastole. En stor del av begge atria bør også være synlig, som om sinus venosus. Disse strukturene bør være identifiserbare i diastole eller systole visning.Deretter oversetter du svingeren en til tre millimeter til høyre, for å få ventrikulær langaksevisning. Til syvende og sist oppnås riktig posisjon når tverrsnittsområdet i endesysto ventrikkelen er på sitt maksimale. Korrekte 2D ultralydmålinger er svært avhengig av riktig posisjonering av svingeren.Øv transduserplasseringen omhyggelig og utfør analyse av interoperatør for å minimere subjektivitet. Nå, i B-modus, skaffe minst tre hjertesykluser på minst 50 bilder per sekund. Velg mellom å bruke den generelle bildemodusen eller kardiologimodusen.Deretter oversetter du transduseren langs dyrets lange akse til midten av ventrikkelen er midt på skjermen. Deretter roterer du svingeren 90 grader med klokken for å få den midtre kortaksevisningen. Fra denne posisjonen, vurdere den sirkulære formen på ventrikkelen ved å oversette svingeren langs hjertets lange akse.Deretter returnerer du transduseren til langaksenplanet, og oversetter den tilbake mot midtlinjen for å få en atrielangaksen to-kammers visning. Riktig posisjon oppnås når tverrsnittsområdene i end-systole atria er på sitt maxima, og de to atria kombinert anta omrisset av nummer åtte når vippet ca 45 grader til venstre. Deretter samler du B-modusbilder.For å fortsette, oversett transduseren til høyre til utløpskanalen vises. Den ventrikulære end-systole visningen er riktig når diameteren på utstrømningen er på sitt største, og når to av halvluminarventilene, ved inngangen til utløpet, er synlige under injeksjonen. Fra denne visningen kan hastighets- og strømningsmålinger gjøres ved hjelp av Doppler-bildebehandling.Påfør farge-Doppler-modus for å kartlegge blodstrømhastigheter i utløpskanalen under hjerteinjeksjon. Deretter bruker du farge-Doppler imaging og power-Doppler imaging for å visualisere blodstrømmen i ventrikulær visning, og gjøre det samme i atrievisningen. Deretter bruker du farge-Doppler-modus rettet mot plasseringen av maksimal blodhastighet i utløpskanalen som går direkte mot svingeren.Når utløpet ikke er helt vinkelrett på transduseren, påfør en strålevinkel og vinkelkorreksjon for å korrigere bildet med opptil 45 grader. Deretter samler du inn hastighetsdata i pulsbølgen Doppler-modus. Under ingen fase av hjertesyklusen bør spiralventilen overlappe visningen av utstrømningen.Samle inn data fra minst tre hjertesykluser. Deretter, uten å flytte svingeren, skaffe data i B-modus fra minst tre hjertesykluser. Deretter, bare for bedøvede dyr, roter dyret 90 grader slik at den høyre delen av dyret vender oppover, og flytter svingeren til skrå para-gill visning, bare parallelt og bakre til de utstående gjellene.Denne visningen gir en alternativ måling av blodstrømmen hastighet i utløpskanalen. Utløpskanalen skal kjøre nedover ved ca 45 grader, og atria skal vises under utstrømningskanalen under injeksjon. Til slutt bytter du til pulsbølge Doppler-modus og plasserer svingeren for å vise den maksimale blodhastigheten som løper vekk fra transduseren i utstrømningskanalen.Etter behov, bruk opptil 45 grader strålevinkel og vinkelkorreksjon for å gjøre utstrømningen vinkelrett på transduseren. Deretter samler du inn data i pulse-wave Doppler-modus og i B-modus fra samme posisjon som før. 3D-oppkjøpet tar en stund, så axolotl må bedøves.Plasser den liggende i den leppeformede dyresengen. Fest den med gummibånd, og senk thoraxoverflaten i tre til fem millimeter ultralydmedium som inneholder en bedøvelse. Bevegelser under 3D-oppkjøp er skadelig for påfølgende gjenoppbygging.Hvis dyret beveger seg under 3D ultralydoppkjøp, må prosedyren gjentas fra begynnelsen. Deretter plasserer du transduseren over midtlinjen i thoraxområdet, og plasserer den parallelt med den lange aksen for et skyttent 3D-opptak, eller ortogonalt til den lange aksen for transversal 3D-opptak. Deretter oversetter du transduseren for å sikre at hele hjerteområdet blir dekket i den påfølgende 3D-fangsten.Flytt den i både dimensjonen i flyet og i ut-av-fly-dimensjonen. Hvis dyrets hjertefrekvens er mellom 20 og 60 slag per minutt, velger du den generelle bildemodusen for bildemodus. Ellers velger du kardiologimodus.Slå av lyset. Nå, i det rå B-modusbildet, juster 2D-gevinsten til et nivå der de anatomiske strukturene knapt er gjenkjennelige. Dette vil øke signal-til-støy-forholdet i de endelige rekonstruksjonene.Deretter bestemmer du størrelsen på Z-trinnet eller skivetykkelsen. Nå kan du oversette transduseren ett Z-trinn om gangen, og ta et opptak som inneholder 1000 bilder på hvert Z-trinn til hele hjerteområdet er dekket. En 2D ekkokardiografisk analyse av en 10-gram, 10-centimeter axolotl ble utført ved hjelp av den beskrevne teknikken.Den lange aksevisningen ga et godt utgangspunkt. Midline flyet viste sinus venosus, atria, og deler av ventrikkelen. Visning av ventrikulærplan viste ventrikkelen å være sfærisk og svært trabeculated.I atrieplanet virket atriaen mer uregelmessig og knapt trabeculated. Midten av utløpskanalen er nær midten av ventrikkelen. Målinger av hjertesyklusen ved hjelp av pulsbølge Doppler fra langaksen og fra skrå para-gill flyet hadde noen bakgrunnsstøy.Denne støyen var overkommelig når du gjør målinger av hastighetstiden integrert. Color-Doppler og power-Doppler imaging viste strømningsmønsteret gjennom hjertekamrene. Utsikt var mulig fra ventrikkelen, fra atriene, og fra utløpskanalen.3D ekkokardiografi ble også utført. Denne flerplanarvisningen av hjertet har mange bruksområder, for eksempel overflate- og volumrekonstruksjoner, eller segmentering og generering av 3D-modeller. Etter å ha sett denne videoen, bør du ha en god forståelse av hvordan du utfører 2D og 3D ekkokardiografi i axolotl.Når mestret, kan 2D ultralydteknikken gjøres på mindre enn fem minutter per dyr, hvis den utføres riktig, mens 3D-oppkjøpet kan ta opptil en time per dyr. Etter denne prosedyren kan andre metoder som hjerteutvinning og histologi utføres for å svare på flere spørsmål knyttet til hjertestruktur og anatomi.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

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 ...

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

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

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 Fetal Ekkokardiografi

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

Fetal Ekkokardiografi og Pulsed-bølge Doppler ultralyd i et Rabbit Modell av intrauterine vekst begrensning

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

Kontusjon spinal Cord skade via en mikrokirurgisk laminectomy i regenererende 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

En hel body dosimetry protokoll for peptid-reseptor radionuklid terapi (PRRT): 2D Planar Image og Hybrid 2D + 3D SPECT / CT bildemetoder

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

Morfologisk og funksjonell vurdering av høyre ventrikel ved bruk av 3D-ekkokardiografi

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

Tidsavklart, dynamisk beregnet tomografi angiografi for karakterisering av aorta endoleaks og behandlingsveiledning 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, ...