القلب والأوعية الدموية التصوير باستخدام نظام الموجات فوق الصوتية عالية التردد (MHZ 30/45) الجنينية الماوس

التشوهات الخلقية للقلب هي العيوب الهيكلية غير المتجانسة التي تحدث أثناء التنمية القلب في وقت مبكر. التقدم التقني الحالي للإجراءات التشغيلية أدت إلى تحسينات كبيرة في معدلات بقاء الأطفال الرضع مع CHDs^1،2. ومع ذلك، نوعية الحياة هو غالباً الثانوية الشبهة للاستشفاء المطول والاحتياجات لقاموا بإجراءات جراحية^1،2،3،،من⁴⁵. الكشف عن الآليات الجزيئية الكامنة CHDs قبل الولادة بالغ الأهمية من أجل تخطيط التدخلات المبكرة، الاضطلاع باستراتيجيات جديدة لمنع، وتحسين النتائج مدى الحياة^6،7.

على الرغم من أن العوامل الوراثية والبيئية متعددة قد تورطت في CHDs المرضية، إقامة العلاقة السببية ما زالت حاجة غير ملباة لتحسين التشخيص والعلاج، والاستراتيجيات الوقائية^{1،8،9 ،10،،}من¹¹¹². وعلاوة على ذلك، دراسة الأدوار في الرحم عوامل الإجهاد والمعدلات جينية فتح أماكن جديدة لإجراء تحقيقات في المستقبل^11،12. وقد شهد العقد الأخير الواقع التقدم السريع في تكنولوجيا الجيل القادم تسلسل بما في ذلك ميكرواري تعدد الأشكال (SNP) النوكليوتيدات واحدة وتسلسل عزمي كله ودراسات مثلايشن المجين على نطاق المنظومة، والاستفادة منها في دراسة الوراثية يسبب الأمراض البشرية المعقدة، بما في ذلك^1،CHDs^9،،من¹⁰¹¹ مما يمهد الطريق للتعرف على الطفرات الرواية والمتغيرات الجينية التي لم يتم بعد^8، اختبار على القدرة الإمراضية في نماذج حيوانية مناسبة.

بين النظم النموذجية أمراض مختلفة، الفأر هو نموذج الحيوان المفضل، ليس فقط للتحقيق وآليات ل CHDs خلال وقت مبكر كارديوجينيسيس^13،14،،من¹⁵¹⁶، ولكن أيضا توضيح أثرها على نضوج دائرة القلب ووظيفة في وقت متأخر من الحمل في عوامل الإجهاد قبل الولادة وفترة ما حول الولادة. ومن ثم، أداء في فيفو المظهرية توصيف قلب الماوس الجنين المسخ، خلال المراحل المبكرة والمتأخرة على حد سواء للتنمية، أمر بالغ الأهمية لفهم دور هذه الاختلافات الجينية والعوامل البيئية على التنمية القلب، و الأثر المحتمل مستقبلا في غرفة عمليات نضج معينة في الفئران.

الكشف المبكر والتشخيص الدقيق للعيوب القلبية أثناء التطوير أمر بالغ الأهمية للتخطيط التدخلية^17،18. بالموجات فوق الصوتية الجنين، كونها آمنة وبسيطة، ومحمولة وقابلة للتكرار، أصبح الواقع المعيار التصوير تقنية لتقييم القلب في العيادة. تقييم الدورة الدموية الجنين باستخدام الموجات فوق الصوتية دوبلر قد استخدمت على نطاق واسع في الممارسة السريرية ليس فقط للكشف عن العيوب القلبية، ولكن أيضا للكشف عن تشوهات الأوعية الدموية، وقصور المشيمة وتقييد النمو داخل الرحم، وتقييم الجنين رفاه ردا على الإهانات في الرحم بما في ذلك نقص تاكسج الدم ومرض الأمهات والمخدرات سمية^17،18. وبالتوازي مع قيمته في تقييم العيوب البشرية والأمراض، اكتسب التقييم بالموجات فوق الصوتية للجنين الفئران زيادة فائدة في إعدادات التجريبية^19،،من^{2021،22، 23}. على وجه الخصوص، يتيح قلب الجنين بالموجات فوق الصوتية (تخطيط صدى القلب) متسلسلة في فيفو التصور القلب النامية. واستخدمت العديد من الدراسات التجريبية تكنولوجيا-التصوير بالموجات فوق الصوتية لمراقبة التطور الجنيني القلب والأوعية الدموية في الفئران الجنينية وراثيا. وقد تم دوبلر بالموجات فوق الصوتية مفيدة بشكل خاص توضيح المعايير الفيزيولوجية المرضية، مثل أنماط التدفق في دوران الجنين تحت التحديات الفسيولوجية أو المرض ظروف^10،19. في البشر والحيوانات على حد سواء، يمكن أن يؤدي إلى إمدادات الدم غير طبيعية التدفق أو الأكسجين للجنين من الظروف المختلفة التي يمكن أن تعطل بيئة الجنين في الرحم وتؤثر على المحور فيتوبلاسينتال، بما في ذلك شذوذ المشيمة، نقص الأمهات، السكري الحملي، وانقباض الأوعية الدموية المستحث فارماسيوتيكالي^15،22. ولذلك، إنشاء أساليب موحدة لأداء الموجات فوق الصوتية دوبلر على الفئران الجنينية هائلة ستمكن الدراسات المستقبلية من CHDs بتيسير أنماط تدفق الرصد والمؤشرات الفسيولوجية الرئيسية لدوائر القلب والأوعية الدموية خلال مراحل مختلفة من التنمية القلب في نماذج الماوس الوراثية.

الموجات فوق الصوتية عالية التردد قد برز كأداة قوية لقياس المعلمات الإنمائية والفسيولوجية لنظام القلب والأوعية الدموية في نماذج الماوس والأمراض التي تصيب الإنسان¹⁸. وقد تم صقل هذه التكنولوجيا في السنوات الأخيرة. ونحن، وغيرهم من الباحثين قد أثبتت جدوى هذا النظام لإجراء دراسات بالموجات فوق الصوتية تردد فوق العالي على الماوس الجنين قلب^15،19،،من^{2021،22 ،23}. النظام مجهز بلون دوبلر تدفق رسم الخرائط ومحولات الطاقة الصفيف الخطية التي تولد صوراً ثنائية الأبعاد، ودينامية في معدلات الإطار عالية التردد (30 إلى 50 ميغا هرتز). توفر هذه المزايا، بالمقارنة مع نظم الموجات فوق الصوتية ذات التردد المنخفض والجيل السابق عالية التردد الموجات فوق الصوتية^،من²¹إلى²²، الحساسية اللازمة والقرار لتقييم متعمق للجنين الدورة الدموية النظام، بما في ذلك توصيف شامل هياكل القلب ووظيفة الدائرة، ومؤشرات تدفق من الفئران الجنينية في إعدادات التجريبية. هنا، فإننا مخطط أساليب إجراء تقييم سريع لدوران القلب ودوران الجنين المشيمة في يوم الجنينية E18.5 في فيفو باستخدام نظام عالية تردد. لقد اخترنا محول ميغاهرتز 30/45 التي توفر حل محوري لحوالي 60 ميكرومتر وقرار أفقي من 150 ميكرون. ومع ذلك، يمكن اختيار محول تردد العالي (40/50 ميغاهيرتز) لتحليل مراحل النمو في وقت سابق باتباع منهجية مماثلة. م-وضع المحدد يسمح تصور الأنسجة في الحركة على مستويات عالية الدقة الزمنية (1,000 إطارات/ثانية). وأخيراً، علينا أن نظهر جدوى عالية بالموجات فوق الصوتية لتوصيف الحالة الفسيولوجية القلب والأوعية الدموية الجنينية والدالة في الفئران عند خط الأساس، وفي الاستجابة للإجهاد قبل الولادة نقص المظهرية مفصلة شاملة.