Summary

体内 药物对产卵胎颈动脉血流影响的实时研究

Published: April 28, 2023
doi:

Summary

本方案描述了一种在 子宫 内发育的胎儿中血管周围递送药物和基因表达修饰剂的方法。重要的是,药物/药物对血流的影响可以通过怀孕的进展来衡量。

Abstract

生物体在全身血压 (BP) 突然飙升时保持恒定的血流到大脑的能力称为脑自动调节 (CAR),它发生在颈动脉中。与足月新生儿相比,早产儿无法因全身血压升高而减少脑血流量 (CBF)。在早产儿中,这会使脆弱的脑血管暴露在高灌注压力下,导致其破裂和脑损伤。使用线肌图的 离体 研究表明,来自近足月胎儿的颈动脉会因肾上腺素能 α1 受体的激活而收缩。这种反应在早产儿中减弱。因此,为了检查α1-AR 在体内的作用,这里介绍的是一种创新方法,用于确定药物在妊娠发育过程中对绵羊胎儿 体内 颈动脉段的影响。所提供的数据演示了同时测量胎儿血流量和血压。血管周围输送系统可用于进行为期数天的长期研究。这种方法的其他应用可能包括病毒递送系统,以改变颈动脉段中基因的表达。这些方法可以应用于 子宫内 生长的生物体中的其他血管以及成年生物体。

Introduction

出生会给胎儿带来压力,儿茶酚胺(主要的压力荷尔蒙1,2)水平显着增加。这会提高全身血压,如果这种压力通过颈动脉传递到脆弱的脑毛细血管,这可能导致其破裂3,4,5足月胎儿颈动脉收缩可防止全身血压激增到达大脑。然而,这种机制在早产儿中没有发展,这是导致早产儿脑损伤的可能性显着增加的原因 4,5

目前,尚无合适的方法来检查发育中的胎儿调节颈动脉血流的途径的成熟度。从基础科学和临床角度来看,这些关于颈动脉血流和血管反应性的研究都至关重要。目前,为了确定参与调节动脉收缩力的分子途径,标准方法涉及在死后分离动脉节段。然后,使用金属丝肌图进行实验,以确定不同药理学分子的血管收缩力,这些药理学分子定义了参与动脉收缩力的调节途径6,7。值得注意的是,由于颈动脉上游和下游的血流调节,离体研究结果无法完全复制体内环境。因此,本研究旨在开发一种技术,可以确定血管反应性化学物质或药物对体内动脉血流的影响。

本文中描述的血管周围递送方法提供了一种 体内 方法来研究信号通路的药理学或遗传操作对不同动脉节段的影响。使用这种方法,可以操纵胎儿血压和颈动脉血流量。此外,还展示了绵羊胎儿的实验,用于研究信号分子对发育中的胎儿的影响。希望所提供的详细方法将导致血流研究领域的新研究,特别是与胎儿生理学和病理学相关的研究。

Protocol

对于本研究,动物实验已获得亚利桑那大学动物护理和使用委员会的批准。本研究使用了一只 2-4 岁之间的怀孕哥伦比亚-朗布依埃母羊。这些动物是从亚利桑那大学绵羊部门获得的。 1. 动物饲养 从任何绵羊牧场获取动物。 在胎龄 (dGA) 105 天± 5 天至 137 天± 5 天时将母羊运送到实验室。在环境湿度下将绵羊保持在22°C±1°C的温度。随意提供…

Representative Results

为了检查血流的局部 体内 操作,将 1 mL 去氧肾上腺素 (10 μM),一种α1-AR 激动剂,通过外部输注导管施用到颈动脉血管周围空间,以确定对局部颈动脉血流的影响和对全身血压的影响。 图1A 显示颈动脉血流量显著减少,对近足月胎羊的全身血压没有任何影响。 图1B 显示了早产儿的相同数据。通过静脉注射途径给予 1 mL PHE 可增加全身?…

Discussion

目前,尚无方法检查 体内 血管收缩和扩张对药物化合物和基因操作的反应。作为该领域的标准, 体内 血流通过多普勒流探头、微球和放射性分子(如氚化水)进行测量。然而,为了操纵受体的功能或下游信号传导,动物被处死,并在分离动脉节段后在器官浴 中体外 进行实验。目前的方法提供了一种通过引入化学物质或载体来修饰基因表达来对动脉节段进行 体内 操?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

亚利桑那大学的校内资金用于这些研究。

Materials

Aaron Bovie Electrosurgical Cautery Henry Schein, Inc 5905974 
Aaron Bovie Electrosurgical Generator Henry Schein, Inc 1229913
Alfalfa Pellets Sacate Pellet Mills, Inc. Maricopa AZ 100-80 
Analog to Digital Converter ADI Instruments Powerlab
Babcock forceps Roboz Surgicals RS8020
Bridge Amplifier ADI Instruments Bridge Amplifier
Castroviejo scissors Roboz Surgicals RS5650SC
Diazepam Henry Schein, Inc 1278188
Endotracheal Tube Henry Schein, Inc 7020408 
Flow Probes Transonic Systems Inc. MC2PSS-JS-WC100-CRS10-GC, MC3PSS-LS-WC100-CRS10-GC
Heparin Henry Schein, Inc 1162406 
Isoflurane Henry Schein, Inc 1182097
Ketamine Henry Schein, Inc 1273383
Ketoprofen Zoetis Inc., Kalamazoo, MI Ketofen
Manifold Pump Tubing Fisher Scientific 14-190-508
Metzenbaum scissors Roboz Surgicals RS6010
Narkomed 4 Anesthesia Machine North American Dräger  Narkomed 4
Normal Saline Fisher Scientific Z1376
penicillin G procaine suspension  Henry Schein, Inc 7455874
phenylbutazone VetOne Boise, ID 510226
Phenylephrine Sigma Aldrich Inc. P1240000
Pivodine Scrub VetOne  510094 Germicidal cleanser
PowerLab ADInstruments Data acquisition hardware device
Pulse Oximeter Amazon Inc. UT100V 
Tygon Tubing Fisher Scientific ND-100-80
V-Top Surgical Table VetLine Veterinary Classic Surgery TSP-4010
Wound Clips Fisher Scientific 10-001-024

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Cite This Article
Pendleton, A. L., Limesand, S. W., Goyal, R. In Vivo Real-Time Study of Drug Effects on Carotid Blood Flow in the Ovine Fetus. J. Vis. Exp. (194), e64551, doi:10.3791/64551 (2023).

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