Високочестотна ултразвукова ехокардиография за оценка на протокола за сърдечна функция на Zebrafish

Обобщение

Ние описваме протокол за оценка на морфологията и функцията на сърцето при възрастни зебрафи, използвайки високочестотна ехокардиография. Методът позволява визуализация на сърцето и последващо количествено определяне на функционални параметри, като сърдечна честота (HR), сърдечен обем (CO), фракционна промяна на зоната (FAC), фракция на изтласкване (EF) и скорости.

Резюме

Въведение

При зебрата сърцето е разположено вентрално в гръдната кухина непосредствено отзад на хрилете, а атриумът е разположен дорзално на вентрикула. Предсърдието събира венозна кръв от венозния синус и я прехвърля във вентрикула, където след това се изпомпва до bulbus arteriosus(Фигура 1). Тук описваме физиологичен, подводен протокол за оценка на сърдечната функция при възрастни зебрафи чрез неинвазивна ехокардиография, използваща ултразвукова сонда с линейна решетка с централна честота 50 MHz за изображения.в режим B при разделителна способност 30 m. Тъй като ултразвуковите вълни могат лесно да пътуват през водата, поддържането на близост между рибата и подводната сканираща сонда осигурява достатъчна контактна площ за сърдечно засичане без необходимост от ултразвуков гел и като цяло е по-малко стресиращо за рибите. Въпреки че алтернативни системи за ехокардиография на зебра са докладвани от няколко автори 9, 12, 13, тук представяме общата и най-често използвана настройка, която се прилага за ултразвук с висока честота при животни.

Методът дава възможност за изобразяване с висока разделителна способност на сърца на възрастни рибки зебра, проследяване на сърдечни структури и количествено определяне на пиковите скорости на измерванията на доплеров кръвен поток. Ние показваме надеждното in vivo количествено определяне на важни систолични и диастолични параметри, като фракция на изтласкване (EF), фракционна промяна в сектора (FAC), приток на вентрикуларна кръв и скорости на потока, сърдечен ритъм (HR) и сърдечен обем (CO). Ние помагаме да се създаде надежден набор от здрави функционални и размери на паралелите на риба зебра за възрастни, за да се позволи по-точна оценка на болестните състояния. Като цяло, ние предлагаме надежден метод за оценка на сърдечната функция при ребрата, който се оказа изключително полезен при установяването и валидирането на модели на сърдечно-съдови заболявания 6, 16, увреждане на сърцето и възстановяване 10, 13 и регенерация 11, 12 и може да се използва допълнително за оценка на потенциални лекарства.

Необходим е абонамент. Моля, препоръчайте JoVE на вашия библиотекар.

Протокол

Всички процедури за риба зебра са одобрени от нашия институционален комитет за грижи и употреба на животните и са в съответствие със Закона за хуманно отношение към животните на USDA.

1. Експериментална настройка

2. Работа с риба

ЗАБЕЛЕЖКА: Използваният в това проучване зебра е 11-месечен възрастен мъж от щама див тип AB/Tuebingen (AB/TU). Zebrafish се държат в самостоятелна аквариумна система при 28 ° C при постоянен светлинен цикъл, зададен като 14 h светлина/10 h тъмнина. Зебрафите са били хранени два пъти дневно със солени скариди (Artemia nauplii) и сухи хранителни люспи.

3. Придобиване на изображение

ЗАБЕЛЕЖКА: Вижте маса за материали за образна система и софтуер за анализ на изображения.

4. Възстановяване на рибите

Веднага след като приключването на изображението приключи, с помощта на чаена лъжичка, прехвърлете рибата в редовната газирана водна система, свободна от трикаин, и оставете рибата да се възстанови (обикновено отнема 30 s до 2 минути, за да възобнови движението на клоните и плуването).
За да подпомогнете възстановяването, пръскайте вода няколко пъти върху хрилете с помощта на пипета за прехвърляне, за да подпомогнете проветряването на водата и преноса на кислород.

5. Анализ на изображението

Необходим е абонамент. Моля, препоръчайте JoVE на вашия библиотекар.

Представителни резултати

Описаният протокол позволява измерване на важни размери и функционални сърдечни параметри, аналогично на техниката, използвана в ехокардиографията на хора и животни. Изображенията в режим B позволяват проследяване на вътрешната вентрикуларна стена в систола и диастола (Фигура 5) и да се получат данни за размерите, като размери на камерата и стената, както и функционални данни, като сърдечна честота, ударен обем и сърдечен обем, както и параметри на камерната систолна функция, като фракционна промяна на зоната и фракциониране на фракционирането(маса 1). Измерванията в атриовентрикуларната клапа с помощта на цветни доплерови изображения също осигуряват камерно влизане и излизане на кръвта (скоростта, с която кръвта се запълва и напуска вентрикула, съответно) (Фигура 3 и маса 1).

Параметрите, получени в това проучване, са сравними с тези, докладвани в предишни проучвания, като се използват подобни експериментални условия 6, 16, 17 (табл1), като допълнително демонстрира възпроизводимостта на метода. Като цяло ние показваме, че използвайки този подробен протокол, може ефективно и последователно да се оцени сърдечната функция на зебрата, което е от съществено значение при сравняване на различни сърдечни фенотипове по време на проучване.