Name: dynamic continuous blood extraction from rat heart via noninvasive microdialysis technique
Uploaded: 2022-09-13T15:00:00
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この研究は、中国国家自然科学基金会(82104533)、中国ポスドク科学基金会(2020M683273)、四川省科学技術局(2021YJ0175)、および四川省科学技術計画の主要研究開発プロジェクト(2022YFS0438)の支援を受けました。一方、著者らは、TRI-ANGELS D&H TRADING PTEのシニア機器エンジニアであるYuncheng Hong氏に感謝の意を表します。LTD.(シンガポール市、シンガポール)、マイクロダイアリシス技術の技術サービスを提供するため。

動物プロトコルは、成都中医薬大学の管理委員会によって承認されています(記録番号:2021-11)。特定無病原菌雄性Sprague Dawley(SD)ラット(8-10週,260-300g)を独立した換気ケージで飼育し,実験室環境を22°C,相対湿度65%に維持し,本研究に用いた。動物は商業的な供給源から入手した( 材料表を参照)。すべてのラットは、期間中、遊離水と食事で1週間の適応給餌に慣れていました。
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	<li>van Rensburg, W. J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-mortem+evidence+of+a+diverse+distribution+pattern+of+atherosclerosis+in+the+South+African+population.">Post-mortem evidence of a diverse distribution pattern of atherosclerosis in the South African population.</a> Scientific Reports. 12 (1), 11366 (2022).</li><li>Katz, A. J., Chen, R. C., Usinger, D. S., Danus, S. M., Zullig, L. 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A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microdialysis+and+microperfusion+electrodes+in+neurologic+disease+monitoring.">Microdialysis and microperfusion electrodes in neurologic disease monitoring.</a> Fluids and Barriers of the CNS. 18 (1), 52 (2021).</li><li>Young, B., 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=Cerebral+microdialysis.">Cerebral microdialysis.</a> Critical Care Nursing Clinics of North America. 28 (1), 109-124 (2016).</li><li>O'Connell, M. T., Krejci, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microdialysis+techniques+and+microdialysis-based+patient-near+diagnostics.">Microdialysis techniques and microdialysis-based patient-near diagnostics.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 414 (10), 3165-3175 (2022).</li><li>Hammarlund-Udenaes, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microdialysis+as+an+important+technique+in+systems+pharmacology-a+historical+and+methodological+review.">Microdialysis as an important technique in systems pharmacology-a historical and methodological review.</a> The AAPS Journal. 19 (5), 1294-1303 (2017).</li><li>Stahl, M., Bouw, R., Jackson, A., Pay, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+microdialysis.">Human microdialysis.</a> Current Pharmaceutical Biotechnology. 3 (2), 165-178 (2002).</li><li>Pierce, C. F., Kwasnicki, A., Lakka, S. S., Engelhard, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+microdialysis+as+a+tool+for+assessing+the+delivery+of+chemotherapy+in+brain+tumor+patients.">Cerebral microdialysis as a tool for assessing the delivery of chemotherapy in brain tumor patients.</a> World Neurosurgery. 145, 187-196 (2021).</li><li>S&#248;rensen, M., Jacobsen, S., Petersen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microdialysis+in+equine+research:+a+review+of+clinical+and+experimental+findings.">Microdialysis in equine research: a review of clinical and experimental findings.</a> Veterinary Journal. 197 (3), 553-559 (2013).</li><li>Dmitrieva, N., Rodr&#237;guez-Malaver, A. 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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=School+racial+segregation+and+long-term+cardiovascular+health+among+Black+adults+in+the+US:+A+quasi-experimental+study.">School racial segregation and long-term cardiovascular health among Black adults in the US: A quasi-experimental study.</a> PLoS Medicine. 19 (6), 1004031 (2022).</li><li>Qin, Y. 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=Role+of+m6A+RNA+methylation+in+cardiovascular+disease+(Review).">Role of m6A RNA methylation in cardiovascular disease (Review).</a> International Journal of Molecular Medicine. 46 (6), 1958-1972 (2020).</li><li>Xu, C. M., Liu, C. J., Xiong, J. H., Yu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiovascular+aspects+of+the+(pro)renin+receptor:+Function+and+significance.">Cardiovascular aspects of the (pro)renin receptor: Function and significance.</a> FASEB Journal. 36 (4), 22237 (2022).</li><li>Guvenc-Bayram, G., Yalcin, 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+intermediary+role+of+the+central+cyclooxygenase+/+lipoxygenase+enzymes+in+intracerebroventricular+injected+nesfatin-1-evoked+cardiovascular+effects+in+rats.">The intermediary role of the central cyclooxygenase / lipoxygenase enzymes in intracerebroventricular injected nesfatin-1-evoked cardiovascular effects in rats.</a> Neuroscience Letters. 756, 135961 (2021).</li><li>Ahrens Kress, A. P., Zhang, Y. D., Kaiser-Vry, A. R., Sauer, M. 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M., Enche Ab Rahim, S. K., Ahmad, Z. A., Abdullah, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+microdialysis+calibration+methods:+the+theory+and+current+related+efforts.">A review on microdialysis calibration methods: the theory and current related efforts.</a> Molecular Neurobiology. 54 (5), 3506-3527 (2017).</li><li>Zhuang, L. N., 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=Theory+and+application+of+microdialysis+in+pharmacokinetic+studies.">Theory and application of microdialysis in pharmacokinetic studies.</a> Current Drug Metabolism. 16 (10), 919-931 (2015).</li><li>Zhang, Y. F., Huang, X. X., Zhu, L. 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CVDは、中国で徐々に発生率が増加している診療所で一般的な慢性疾患であり、発症年齢は若くなる傾向があり、ほとんどの患者の懸念とパニックを引き起こします20,21。世界の主要な死因であるCVDは、脳梗塞やその他の死亡率の高い疾患を誘発し、患者の健康生活を深刻に脅かす可能性があります22。虚血性心疾患、心筋症、アテ?...

生活のペースの加速と心理的圧力の増加に伴い、心血管疾患(CVD)は若年、中年、高齢者に発生する傾向があります1,2。CVDの罹患率と死亡率は高く、急性発症、急速な進行、および病気の長期経過の特徴があり、患者の安全に深刻な影響を及ぼします3。CVDの発生は、コレステロール、血清脂質、血糖値、心筋酵素、プロテインキナーゼK 4,5,6などの一部の血液成分の変化と密接に関連している可能性があります。患者の関連する状況は、定期的な血液検査項目を分析することによって最も迅速に管理することができます。したがって、血液サンプルの品質が検査結果の精度を決定します。しかし、従来の採血方法には避けられない欠点があり、外傷面積が大きい、採血量が少ない、オペレーターの要件が高い、薬物の変化をリアルタイムで反映できない、血液サンプルの前処理が面倒、実験動物の大量消費、動物の倫理要件を満たさないなど、実験結果に深刻な影響を及ぼします7,8,9.医療技術の継続的な進歩に伴い、採血の質もより高い要件を提唱しています。したがって、上記の欠点を克服するための新しい採血技術の開発が急務です。
マイクロ透析は、透析の原則10に基づくin vivoサンプリング技術です。非平衡条件下では、測定される化合物は、濃度勾配に沿って組織から組織に埋め込まれた微小透析プローブに拡散および灌流され、透析液とともに連続的に除去され、生体組織からサンプリングする目的を達成する11、12。従来のサンプリング方法と比較して、マイクロ透析技術は次の点で素晴らしい利点を持っています13,14,15:血液中のさまざまな化合物の変化の継続的なリアルタイム追跡。サンプリングは面倒な前処理を必要とせず、サンプリングサイトでのターゲット化合物の濃度を真に表すことができます。プローブを体のさまざまな部分に埋め込んで、標的化合物の吸収、分布、代謝、排泄、毒性を調べることができます。取得したサンプルには、生物学的高分子(>20 kD)は含まれていません。したがって、高品質の血液サンプルは、CVDと民族医学によって治療されるメカニズムのより良い解釈を保証します。
マイクロ透析サンプリングシステムは、一般に、マイクロインジェクションポンプ、接続チューブ、動物フリームーブメントタンク、マイクロ透析プローブ、およびサンプルコレクター16で構成されています。微小透析システムの装置の最も重要な部分として、一般的な微小透析プローブは、同心プローブ、可撓性プローブ、リニアプローブ、およびシャントプローブ17を備える。これらのうち、フレキシブルプローブは、ソフトで非金属のプローブであり、主に、覚醒し、自由に動く、または麻酔された動物の血管および心臓、筋肉、皮膚、脂肪などの末梢組織からサンプルを収集するために使用される13。血管または組織と接触すると、プローブを柔軟に曲げることができるため、プローブまたはサンプリング部位への不可逆的な損傷を回避できます。プローブ技術の継続的な発展に伴い、さまざまな分野でのマイクロ透析技術の応用も深まっています。この論文では、採血用に設計された柔軟なプローブを介して、非侵襲的マイクロ透析技術によってラットの心臓血液を動的かつ継続的に取得しました。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Animal anesthesia system</td>
			<td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>R500IE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal temperature maintainer</td>
			<td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>69020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blood microdialysis probe</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>T55347</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Catheter</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>T55347</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Citrate</td>
			<td>Merck Chemical Technology (Shanghai) Co., Ltd</td>
			<td>251275</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric shaver</td>
			<td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>CP-5200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fep tubing</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>3409501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Free movement tank for animals</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>CMA120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Merck Chemical Technology (Shanghai) Co., Ltd</td>
			<td>G8270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostatic forceps</td>
			<td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>F21020-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isofluran</td>
			<td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>R510-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro scissors</td>
			<td>Beyotime Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>FS221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdialysis collection tube</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>7431100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdialysis collector</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>CMA4004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdialysis in vitro stand</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>CMA130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdialysis microinjection pump</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>788130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdialysis syringe (1.0 mL)</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>8309020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdialysis tubing adapter</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>3409500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microporous filter membrane</td>
			<td>Merck Millipore Ltd.</td>
			<td>R0DB36622</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-absorbable surgical sutures</td>
			<td>Shanghai Tianqing Biological Materials Co., Ltd</td>
			<td>S19004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating table</td>
			<td>Yuyan Scientific Instrument Co., Ltd</td>
			<td>30153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic forceps</td>
			<td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>F12016-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium citrate</td>
			<td>Merck Chemical Technology (Shanghai) Co., Ltd</td>
			<td>1613859</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague Dawley&#160; (SD) rats</td>
			<td>Chengdu Dossy Experimental Animals Co., Ltd</td>
			<td>SYXK(<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/64531/64531eq01.jpg" style="margin: auto;" />)2019-049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors</td>
			<td>Rayward Life Technology Co., Ltd</td>
			<td>S14014-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors</td>
			<td>Shanghai Bingyu Fluid technology Co., Ltd</td>
			<td>BY-103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe needle</td>
			<td>&#160;CMA Microdialysis AB</td>
			<td>T55347</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>Guangdong Goote Ultrasonic Co., Ltd</td>
			<td>KMH1-240W8101</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dynamic continuous blood extraction from rat heart via noninvasive microdialysis technique

血液成分の動的分析は、心筋梗塞、不整脈、アテローム性動脈硬化症、心原性肺水腫、肺塞栓症、脳塞栓症などの心血管疾患およびそれらに関連する疾患を理解する上で非常に重要です。同時に、生きたラットにおける連続心臓採血技術を突破して、独特の民族医学療法の有効性を評価することが急務である。この研究では、血液微小透析プローブをラットの右頸静脈に正確かつ非侵襲的な外科的処置で移植しました。次に、オンラインマイクロ透析サンプル収集システムに接続することにより、心臓血液サンプルを2.87 nL /分から2.98 mL / minの速度で収集しました。さらに重要なことに、取得した血液サンプルは、4°Cのマイクロ透析容器に一時的に保存できます。 ラット心臓からの微小透析ベースのオンライン連続採血プログラムは、血液サンプルの品質を大幅に保証し、全身性心血管疾患に関する研究の科学的合理性を進歩および活性化し、血液学の観点から民族医学療法を評価しています。

本プロトコールにより、意識のあるラットから心臓血液を微小透析装置に設定されたサンプリングパラメータに従って得ることができた。正常な血液サンプルは真っ赤でなければなりませんが、低酸素症、潜在的な血栓、または貧血症の動物は濃い紫色または濃い赤を持っている可能性があります。血液マイクロダイアリシス法で得られたサンプルは無色透明透明で、高速液体クロマトグラ?...

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Dynamic Continuous Blood Extraction from Rat Heart via Noninvasive Microdialysis Technique

本プロトコルは、マイクロダイアリシス技術を用いたラット心臓血液のリアルタイムかつ動的収集のための簡便かつ効率的な方法を記載する。

非侵襲的微小透析技術 による ラット心臓からの動的連続採血

Dynamic analysis of blood components is of great importance in understanding cardiovascular diseases and their related diseases, such as myocardial ...

ラット心臓からの動的連続採血技術は、血液成分を分析する上で非常に重要であり、循環器疾患とその関連疾患の理解に貢献しています。従来のサンプリング方法と比較して、この手法には、in vivo、リアルタイム、動的、非侵襲的であるという利点があり、生物学的微小分子や滴定サンプルの前処理がなく、外国の試験に前処理されません。この技術は、心血管疾患に適用できるだけでなく、高相液体クロマトグラフィーおよび質量分析と組み合わせて血液バイオマーカーを検出することにより、疾患の診断と治療にも役立つはずです。この方法は、心筋梗塞、無呼吸、アテローム性動脈硬化症などの心血管疾患の調査に使用できます。さらに、心原性肺水腫および肺および脳塞栓症にも適用されます。実験準備を行った後、透析ユニットプローブのインレットをシリンジ針、チューブアダプター、およびFEPチューブに取り付けます。抗凝固剤クエン酸デキストロース溶液を配管システムに灌流することにより、マイクロ透析配管システムの開存性を確認します。軟部組織と血管周囲筋膜の鈍的解剖によって右頸静脈を露出させる切開を行います。4-0外科用縫合糸を使用して、心臓の遠位端にある右頸静脈に取り外し可能なスリップノットを作り、血流を一時的に遮断します。次に、心臓近くの右頸静脈を切開します。針状のカテーテルスタイレットをラット心臓の近位端に向かって右頸静脈に挿入します。血液マイクロダイアリシスプローブをカテーテルに挿入し、カテーテルスタイレットの斜め切開に沿って眼科用鉗子を使用してプローブを埋め込みます。ガイドカテーテルスタイレットを取り外し、プローブの半透膜を右頸静脈に完全に浸します。心臓の遠位端にある取り外し可能なスリップノットを解き、右頸静脈の血流を回復させます。次に、4-0外科用縫合糸を使用して、プローブを右頸静脈と結紮します。覚醒しているラットを自由に動くタンクに入れ、プローブを微小透析システムに接続します。次いで、抗凝固剤クエン酸デキストロース溶液を毎分2マイクロリットルの速度で1時間灌漑し、プローブ透析膜を平衡化する。微小透析血液サンプルを収集し、摂氏4度のフラクショナルコンテナに一時的に保管します。プローブが右頸静脈にあることを再確認するには、ラットを解剖します。微小透析プローブを右頸静脈から取り外し、超純水に入れます。プローブをパイプラインに接続し、超純水で一晩すすぎ、パイプとプローブ内の残留塩分を完全に洗い流します。正常な血液サンプルは真っ赤に見えましたが、低酸素サンプルでは潜在的な血栓が観察されました。血液マイクロダイアリシス技術によって得られたサンプルは、無色透明透明であった。膜の破壊やプローブの滑りや変位を避けるために、プローブをラット頸静脈に配置して浸すときは注意が必要です。マイクロダイアリシス技術によって得られた血液サンプルは、さまざまな疾患のバイオマーカーや、薬物や希少代謝物の血液分布を分析するために使用できます。

Research

JoVE Journal

Medicine

Dynamic Continuous Blood Extraction from Rat Heart via Noninvasive Microdialysis Technique

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

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非侵襲Mモード心エコー検査によるマウスでの心拍数の子宮内測定で

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

Murine Heterotopic Heart Transplant Technique

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It is now over forty years since this technique was first reported by Corry, Wynn and Russell. Although it took some years for other labs to become ...

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

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孤立の方法<em&gt;エクスビボ</emラットモデルにおける&gt;肺灌流：ラットEVLPプログラムの開発の教訓

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed ...

Apical Resection Mouse Model to Study Early Mammalian Heart Regeneration

アピカル切除マウスモデルは、初期の哺乳類の心臓の再生を研究するために

Cardiovascular disease plagues the whole world due to intensive lifestyle changes. Heart regeneration holds great promise for repairing and restoring ...

The Inverted Heart Model for Interstitial Transudate Collection from the Isolated Rat Heart

単離されたラット心臓からのインタースティシャル透過性収集のための逆心モデル

The present protocol describes a unique approach that enables the collection of cardiac transudate (CT) from the isolated, saline-perfused rat heart. ...

Repeated Blood Collection from Tail Vein of Non-Anesthetized Rats with a Vacuum Blood Collection System

真空の血のコレクション システムと非麻酔下ラットの尾静脈からの採血を繰り返す

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A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

アメロイド収縮を使用して豚の慢性心筋虚血モデル

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but ...

An Image Guided Transapical Mitral Valve Leaflet Puncture Model of Controlled Volume Overload from Mitral Regurgitation in the Rat

ラット中の僧帽弁逆流による制御容積過負荷の画像誘導型僧帽弁リーフレット穿刺モデル

Mitral regurgitation (MR) is a widely prevalent heart valve lesion, which causes cardiac remodeling and leads to congestive heart failure. Though the ...

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

マウス心臓における毛細血管、細動脈、および周囲細胞の動的測定とイメージング

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

Repetitive Blood Sampling from the Subclavian Vein of Conscious Rat

意識性ラットの鎖骨下静脈からの反復採血

Rats are widely used in pharmacokinetics (PK) and toxicokinetic (TK) studies that need to collect a certain amount of blood at specific time points to ...

非侵襲的微小透析技術 による ラット心臓からの動的連続採血

非侵襲的微小透析技術によるラット心臓からの動的連続採血