जेब्राफिश कार्डियक फंक्शन का आकलन करने के लिए हाई-फ्रीक्वेंसी अल्ट्रासाउंड इकोकार्डियोग्राफी
Summary
हम उच्च आवृत्ति इकोकार्डियोग्राफी का उपयोग करके दिल की आकृति विज्ञान और वयस्क ज़ेब्राफिश में कार्य का आकलन करने के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं। विधि हृदय के दृश्य और कार्यात्मक मापदंडों के बाद की मात्रा, जैसे हृदय गति (एचआर), हृदय उत्पादन (सीओ), आंशिक क्षेत्र परिवर्तन (एफएसी), रिजेक्शन अंश (ईएफ), और रक्त प्रवाह और बहिर्वाह वेग की अनुमति देती है।
Abstract
जेब्राफिश(डैनियो रेरियो)हृदय अनुसंधान में एक बहुत लोकप्रिय मॉडल जीव बन गया है, जिसमें मानव हृदय रोग शामिल हैं, मुख्यतः इसकी भ्रूणीय पारदर्शिता, आनुवंशिक ट्रैक्टेबिलिटी और तेजी से, उच्च थ्रूपुट अध्ययनों के लिए सुविधा के कारण। हालांकि, पारदर्शिता का नुकसान वयस्क चरण में हृदय समारोह विश्लेषण को सीमित करता है, जो उम्र से संबंधित दिल की स्थितियों की मॉडलिंग को जटिल बनाता है। ऐसी सीमाओं को दूर करने के लिए, जेब्राफिश में उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड इकोकार्डियोग्राफी एक व्यवहार्य विकल्प के रूप में उभर रहा है। यहां, हम उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके गैर-इनवेसिव इकोकार्डियोग्राफी द्वारा वयस्क ज़ेब्राफिश में हृदय समारोह का आकलन करने के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। विधि जेब्राफिश हृदय आयाम के दृश्य और विश्लेषण और हृदय गति, स्ट्रोक की मात्रा, हृदय उत्पादन और इंजेक्शन अंश सहित महत्वपूर्ण कार्यात्मक मापदंडों के परिमाणीकरण की अनुमति देती है। इस विधि में, मछली को एनेस्थेटाइज्ड किया जाता है और पानी के नीचे रखा जाता है और प्रक्रिया के बाद ठीक किया जा सकता है। हालांकि उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड एक महंगी तकनीक है, एक ही इमेजिंग प्लेटफॉर्म का उपयोग विभिन्न ट्रांसड्यूसर को ढालकर विभिन्न प्रजातियों (जैसे, murine और ज़ेब्राफिश) के लिए किया जा सकता है। जेब्राफिश इकोकार्डियोग्राफी कार्डियक फेनोटाइपिंग के लिए एक मजबूत तरीका है, जो रोग मॉडल, विशेष रूप से देर से शुरू होने वाली बीमारियों के सत्यापन और लक्षण वर्णन में उपयोगी है; दवा स्क्रीन; और दिल की चोट, वसूली, और पुनर्योजी क्षमता का अध्ययन।
Introduction
जेब्राफिश(डैनियो रेरियो)विकास प्रक्रियाओं और मानव रोगों के अध्ययन के लिए एक सुस्थापित कशेरुकी मॉडलहै । जेब्राफिश में भ्रूण विकास के दौरान मनुष्यों (70%), आनुवंशिक ट्रैक्टेबिलिटी, उच्च फेक्चरिटी और ऑप्टिकल पारदर्शिता के लिए उच्च आनुवंशिक समानता होती है, जो हृदय सहित अंगों और ऊतकों के प्रत्यक्ष दृश्य विश्लेषण की अनुमति देता है। सिर्फ एक एट्रियम और एक वेंट्रिकल होने के बावजूद, जेब्राफिश हार्ट(चित्रा 1)शारीरिक रूप से स्तनधारी चार-कक्षवाले दिलों के समान है। महत्वपूर्ण बात, जेब्राफिश हृदय गति, इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम आकृति विज्ञान, और कार्रवाई संभावित आकार मनुष्यों के समान है जो मूत्र प्रजातियों से अधिक2। इन विशेषताओं ने जेब्राफिश को हृदय अनुसंधान के लिए एक उत्कृष्ट मॉडल बनाया है और हृदय विकास3,4,4उत्थान5और पैथोलॉजिकल स्थितियों1,,3,,4,आर्टेरियोस्क्लेरोसिस, कार्डियोमायोपैथी, अतालता, जन्मजात हृदय रोगों, और एमिलॉयड लाइट चेन कार्डियोटॉक्सिकिटी1,,4,,6में प्रमुख अंतर्दृष्टि प्रदान की है । हाई-स्पीड वीडियो माइक्रोस्कोपी7,,8का उपयोग करके प्रत्यक्ष वीडियो विश्लेषण के माध्यम से भ्रूणीय चरण (1 दिन के बाद निषेचन) के दौरान हृदय समारोह का आकलन संभव हो पाया है । हालांकि, जेब्राफिश भ्रूणीय चरण से परे अपनी पारदर्शिता खो देते हैं, सामान्य परिपक्व दिलों के कार्यात्मक मूल्यांकन ों और देर से शुरू होने वाली दिल की स्थिति को सीमित करते हैं। इस सीमा को दूर करने के लिए, इकोकार्डियोग्राफी को वयस्क जेब्राफिश हृदय,समारोह,9,,10,,,11,12,13,14,,15का मूल्यांकन करने के लिए एक उच्च संकल्प, वास्तविक समय, नॉनइनवेसिव इमेजिंग विकल्प के रूप में सफलतापूर्वक नियोजित किया गया है।
जेब्राफिश में, दिल थोरेसिक गुहा में वेंरैली स्थित है तुरंत वेंट्रिकल के लिए पृष्ठीय स्थित एट्रियम के साथ गिल्स के पीछे। एट्रियम पापी नसस से विषैले रक्त एकत्र करता है और इसे वेंट्रिकल में स्थानांतरित कर देता है जहां इसे आगे बल्बस आर्टेरियोसस(चित्रा 1)में पंप किया जाता है। यहां, हम 30 माइक्रोन के संकल्प पर बी-मोड इमेजिंग के लिए 50 मेगाहर्ट्ज की केंद्र आवृत्ति के साथ रैखिक सरणी अल्ट्रासाउंड जांच का उपयोग करके गैर-इनवेसिव इकोकार्डियोग्राफी द्वारा वयस्क ज़ेब्राफिश में हृदय समारोह का आकलन करने के लिए एक शारीरिक, पानी के नीचे, प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं। चूंकि अल्ट्रासाउंड तरंगें आसानी से पानी के माध्यम से यात्रा कर सकती हैं, मछली और स्कैनिंग जांच के बीच निकटता को ध्यान में रखते हुए अल्ट्रासाउंड जेल की कोई आवश्यकता नहीं है और मछली के लिए कुल मिलाकर कम तनावपूर्ण है। हालांकि वैकल्पिक ज़ेब्राफिश इकोकार्डियोग्राफी सिस्टम कई लेखकों9,,12,,13द्वारा सूचित किए गए थे, यहां हम सामान्य और सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सेटअप पेश करते हैं जो जानवरों में उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड पर लागू होता है।
विधि वयस्क ज़ेब्राफिश हृदय की उच्च रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग, हृदय संरचनाओं का पता लगाने और डॉप्लर रक्त प्रवाह मापन से पीक-वेग की मात्रा निर्धारित करने की अनुमति देती है। हम महत्वपूर्ण सिस्टोलिक और डायस्टोलिक मापदंडों के वीवो क्वांटिफिकेशन में विश्वसनीय दिखाते हैं, जैसे रिजेक्शन अंश (ईएफ), आंशिक क्षेत्र परिवर्तन (एफएसी), वेंट्रिकुलर रक्त प्रवाह और बहिर्वाह वेग, हृदय गति (एचआर), और कार्डियक आउटपुट (सीओ)। हम पैथोलॉजिकल राज्यों के अधिक सटीक मूल्यांकन की अनुमति देने के लिए सामान्य स्वस्थ वयस्क जेब्राफिश कार्डियक कार्यात्मक और आयामी मापदंडों की एक विश्वसनीय श्रृंखला स्थापित करने में योगदान देते हैं। कुल मिलाकर, हम जेब्राफिश में हृदय समारोह का आकलन करने के लिए एक मजबूत विधि प्रदान करते हैं, जो जेब्राफिश हृदय रोग मॉडल6,16,हृदय की चोट और वसूली10,13,और पुनर्जनन,11,,12की स्थापना और मान्य करने में अत्यंत उपयोगी साबित हुआ है, और इसका उपयोग संभावित दवाओं का मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है।,
Protocol
Representative Results
Discussion
हम इकोकार्डियोग्राफिक इमेजिंग और वयस्क ज़ेब्राफिश में हृदय समारोह के मूल्यांकन के लिए एक व्यवस्थित विधि का वर्णन करते हैं। इकोकार्डियोग्राफी लाइव वयस्क मछली कार्डियक इमेजिंग और कार्यात्मक विश्ले…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम फ्रेड रॉबर्ट्स की तकनीकी सहायता और पांडुलिपि के संशोधन का शुक्रिया अदा करते हैं ।
Materials
| Double sided tape | |||
| Fish net | |||
| Glass container – 100 inch high | |||
| High frequency transducer | Fujifilm/VisualSonics | MX700 | Band width 29-71 MHz, Centre transmit 50 MHz, Axial resolution 30 µm |
| Plastic teaspoon | |||
| Scalpel or scissors | |||
| Small fish tanks | |||
| Sponge (kitchen sponge) | |||
| Transfer pipets (graduated 3 mL) | Samco Scientific | 212 | |
| Tricaine (MS-222) | Sigma-Aldrich | A5040 | |
| Vevo 3100 Imaging system and imaging station | Fujifilm/VisualSonics | ||
| Vevo LAB sofware v 1.7.1 | Fujifilm/VisualSonics |
Referenzen
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