Name: ラットにおける超音波検査技術を用いた薬剤誘発性腎血行動態機能障害の早期発見 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 38 s
Description: 学ぶラットの薬剤誘発性腎障害における超音波検査法。高解像度エコーで腎動脈・静脈の血流動態を評価し、Cisplatin投与後の抵抗指数と脈動指数の変化を早期発見する非侵襲的モニタリング技術です。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

模範的な技術サポートを提供してくださったFred Robertsに感謝します。この作業のための機器と資金を提供してくれたBrigham Women's Hospital Cardiovascular Physiology Coreに感謝します。この作業は、NHLBIの助成金HL093148、HL086967、および(SUNDRY)からの部門資金によって部分的に支援されました。

アメリカ獣医師会（AVMA）のガイドラインおよび承認された施設内動物管理使用委員会（IACUC）プロトコルを使用してに従い、チャールズ・リバー・ラボラトリーズから購入した雄のSprague Dawleyラットのすべての手順を実行します。 1.動物の準備および外科的処置<ol><li>任意の実験手順の前に1週間のすべての動物を順応させます。 </li><li>イソフルランを用いて動物を麻酔（2-3％が誘導する、および1.0％を維持するために）と乾燥、刺激や潰瘍を防ぐために、両眼に眼軟膏を適用します。 </li><li> ＃40ブレードと、必要に応じて脱毛クリームを使用して、動物の胸から髪を削除します。我々は腹側の撮影を行い、得られた良好な画像データを持つことができない場合は、動物の背中の形の髪を削除する必要があります。 </li></ol> 2.腎毒性ラットモデル<ol><li>シスプラチン誘発腎毒性モデルでは、プロトコルAを使用して、シスプラチンを投与Sは、前述の図15に </li><li>ベースライン、24時間シスプラチンの投与前（0日目）で超音波検査を行います。 （ステップ3を参照してください、イメージングプロトコル） </li><li>ラットをランダム（n = 6）が2グループに。 1日目に、（腹腔内に試験群と生理食塩水で、シスプラチン、動物の体重により計算（10 mg / mlで）（10mg / kgの体重、単一用量の腎毒性誘導）、注入量（1ミリリットル/ Kg体重））を投与します対照群ではNS）。 </li><li> 24でステップ1.2、48、72、96、120、シスプラチン投与後144時間などの動物を麻酔。 </li><li>動物の安定した麻酔段下（材料および装置表を参照してください）​​、高解像度の超音波システムを使用して画像を取ります。完全な回復を介して麻酔導入から撮像中に動物の基本的な生理機能を監視し続けます。 </li><li>ラット-温度：35.9から37.5、呼吸数：66から144 /分、心拍数：250から600 /分イメージング手順の間に動物のバイタルサインを監視します。提案研究で読んで最適なバイタルサインは、次のとおりです。温度：36.5から37.0、呼吸速度：80-100 /分、心拍数：450〜550 /分。 注：使用する静脈内輸液、加熱ランプは、手術や麻酔の影響を最小限に抑えるために、動物の正常な生理学的状態を維持します。必要に応じて、手順の間に人工呼吸器で呼吸を補助します。しかし、機械換気はほとんどこの実験では必要ありません。 </li></ol> 3.イメージングプロトコル注：超音波マシンプロバイダが長い撮像手順のために加熱されたプラットフォームを提供します。それだけで5〜15分かかりますのでしかし、我々は我々の実証実験で加熱されたプラットフォームを使用しないでください。その生理学制御スイッチに接続された直腸温度計で監視され、体温のために制御されます。 <ol><li>腎臓の横断画像（Bモード）： <ol><li> 21メガヘルツの中心周波数とMS 250超音波を使用して接続しますアクティブ・ポートへのedは、「一般的なイメージング」へのアプリケーションのプリセットを設定します。 </li><li>プラットフォーム上の動物仰臥位と、レールシステムを使用して、21 MHzの超音波プローブを配置し、動物上の正中線と大動脈を隔離します。この位置では、プローブの角度は、左胸骨傍線（横軸）に対して90度（ 図1A、B）です。 </li><li>この位置からプローブは、腎動脈のレベルに今あるように、動物とのプラットフォームをスライド（左または右のいずれかの時の画像1缶）。 </li><li>マイクロマニピュレーターを使用して、右または左腎動脈のいずれかを表示します。 </li><li>画面中央の完全な腎臓ビューを取得するために、プローブのy軸に沿ってわずかに傾けることによって、プローブの角度を調整します。 </li><li> 図1CおよびD、シネストア用いたプローブで許可される最高フレームレートを使用して画像に示すように、適切なランドマーク（腎盂、腎動脈）が識別されると。 </l私&gt; </ol></li><li>腎臓の横断画像（カラードップラービュー）： <ol><li>キーボード上のカラードップラーキーを使用して、カラードップラー音響窓をオンにします。これは、腎動脈と腎静脈（ 図1D）を単離するのに役立ちます。 （ブルー色は、動脈の流れを示し、赤色は、静脈の流れを示しています）。 </li><li> （Y軸上と黄色の矢印で示される）、焦点深度が腎臓の中心にあることを確認してください。シネストアとデータを記録します。 </li><li>可能な限り最高の可能なフレームレートでの記録がデータ（&gt; 200フレーム/秒）を確認してください。 </li></ol></li><li>腎臓の横断画像（パルス波またはPWビュー）： <ol><li>カラードップラーモードでは、画面（ 図1F）上の黄色のインジケータライン（パルス波ドプラサンプルボリューム）を起動する一方で、PW]キーをクリックします。 </li><li> PW角キーを使用して血管を通る流れの方向に平行な角度で、腎動脈内の黄色の線を配置します。 </li><li&gt;は、フロー評価のために右腎動脈で、流れの方向で腎動脈に沿ってPW黄色のインジケータラインを配置する（これは図1 のDとEに青色で示されている）ドップラー角が60度以下である保証します。 </li><li>このモードでは、アコースティックウィンドウは上部および下部のセクションに分割されます。 </li><li>ピーク収縮期および拡張期における動脈流の速度を示す波形の画像をキャプチャするためにシネ・ストアを使用します。 </li></ol></li></ol>イメージングの後4.動物の取り扱い<ol><li> 0日目から5日目に、イメージング後に胸骨横臥位の位置に（寝具に清潔なペーパータオルで）きれいなリカバリ領域に動物を配置します。私たちは動物等の積極的な動物のための「テール・ホールディング」方法で細心の注意を払ってすべての動物を扱うことに注意してください麻酔から回復します。 </li><li>麻酔リカバリ時に、外部ょんで動物の体温を保ちますトン源と動物が麻酔から完全に回復するまでの電気生理学的プローブを用いて、動物のバイタルサインを監視します。 </li><li>彼らは、アラートとアクティブであるときに戻り、施設の収容室に動物を回復しました。 </li><li> 6日目、収穫腎臓に制度ガイドラインに従ってすべてのラットを安楽死させるステップ4.5と同様、組織学的評価のため（ステップ4.7を参照してください）​​。 </li><li>腎機能をチェックするためにクレアチニン検査のために代謝ケージに取り付けられた採取管から動物の尿を収集します。 </li><li>動物の腎臓のパラフィン切片を行い、かつ腎毒性を（詳細はステップ4.7を参照）をチェックする染色HE（ヘマトキシリン​​およびエオシン）を行います。 </li><li>動物を犠牲にし、左心室を介して10％緩衝ホルマリン固定、続いて0.9％NaCl溶液で放血。 0.9％NaCl溶液で放血した後、組織学的評価の16のために、ラットの腎臓を削除します。 <ol><li>パラフィンは、腎臓のモルフォリンを観察するために6 mmのセクションを埋め込みます術や腎毒性。 4ºCで48時間、リン酸緩衝生理食塩水（PBS）中の30％スクロース中の腎組織を脱水。そして、4ºCで24〜48時間、10％緩衝ホルマリン中でセクションを修正します。 </li><li>次に、パラフィンに腎臓組織を埋め込み、切片化するまで室温で組織パラフィンブロックを格納します。さらに、セクション組織ブロックパラフィン切片機を使用し、コーティングされたガラススライド上にセクションを配置。 </li><li>セクションをDeparrafinizeし、再水和し、3分間エオシン続いて10分間ヘマトキシリン​​で染色しました。スライド上のセクションをマウントし、それらは、げっ歯類病理学者によって評価しました。 </li></ol></li></ol> 5.データの計算と分析<ol><li>ステップ3.2から得られたカラードプラ画像から腎動脈ピーク速度を計算します。収縮期および拡張期速度のピークを追跡する速度の時間積分（VTI）ツールを選択します。 </li><li> equatioを使用して計算抵抗指数（RI）と脈動指数（PI）以下のナノ秒。 RI =（ピーク収縮期速度、拡張末期速度）/ピーク収縮期速度 PI =（ピーク収縮期速度エンド拡張期速度）/速度を意味します。 </li><li> 3サイクルの測定値の平均からの標準偏差とRIとPI結果の統計解析を実行します。他の標準的なパラメータについては、（材料および装置表を参照してください）​​独自のソフトウェアを使用してデータ分析を実行するには、メーカーからのマニュアルを参照してください。 </li></ol>

<ol><li>Bonventre, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnosis+of+acute+kidney+injury%3A+from+classic+parameters+to+new+biomarkers%5BTitle%5D)+AND+%22Contrib+Nephrol%22%5BJournal%5D)">Diagnosis of acute kidney injury: from classic parameters to new biomarkers.</a> Contrib Nephrol. 156, 213-219 (2007).</li>
<li>Lerman, L. O., Textor, S. C., Grande, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+tissue+injury+in+renal+artery+stenosis%3A+ischemia+and+beyond%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+cardiovascular+diseases%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of tissue injury in renal artery stenosis: ischemia and beyond.</a> Progress in cardiovascular diseases. 52 (3), 196-203 (2009).</li>
<li>Karas, M. G., Kizer, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiographic+assessment+of+the+right+ventricle+and+associated+hemodynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+cardiovascular+diseases%22%5BJournal%5D)">Echocardiographic assessment of the right ventricle and associated hemodynamics.</a> Progress in cardiovascular diseases. 55 (2), 144-160 (2012).</li>
<li>Milman, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+response+magnetic+resonance+imaging%3A+application+for+renal+hemodynamic+characterization%5BTitle%5D)+AND+%22Nephrol+Dial+Transplant%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic response magnetic resonance imaging: application for renal hemodynamic characterization.</a> Nephrol Dial Transplant. 28, 1150-1156 (2013).</li>
<li>Anavekar, N. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Usefulness+of+right+ventricular+fractional+area+change+to+predict+death%2C+heart+failure%2C+and+stroke+following+myocardial+infarction+%28from+the+VALIANT+ECHO+Study%29%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Usefulness of right ventricular fractional area change to predict death, heart failure, and stroke following myocardial infarction (from the VALIANT ECHO Study).</a> Am J Cardiol. 101 (5), 607-612 (2008).</li>
<li>Lindqvist, P., Calcutteea, A., Henein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiography+in+the+assessment+of+right+heart+function%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Echocardiogr%22%5BJournal%5D)">Echocardiography in the assessment of right heart function.</a> Eur J Echocardiogr. 9 (2), 225-234 (2008).</li>
<li>Sullivan, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+use+of+ultrasound+to+examine+regional+blood+flow+in+the+mouse+kidney%5BTitle%5D)+AND+%22American+journal+of+physiology.+Renal+physiology%22%5BJournal%5D)">Novel use of ultrasound to examine regional blood flow in the mouse kidney.</a> American journal of physiology. Renal physiology. 297, F228-F235 (2009).</li>
<li>Bonnin, P., Sabaa, N., Flamant, M., Debbabi, H., Tharaux, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+imaging+of+renal+vaso-occlusive+events+in+transgenic+sickle+mice+exposed+to+hypoxic+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Ultrasound imaging of renal vaso-occlusive events in transgenic sickle mice exposed to hypoxic stress.</a> Ultrasound Med Biol. 34 (7), 1076-1084 (2008).</li>
<li>Desberg, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Renal+artery+stenosis%3A+evaluation+with+color+Doppler+flow+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Renal artery stenosis: evaluation with color Doppler flow imaging.</a> Radiology. 177 (3), 749-753 (1990).</li>
<li>Ciccone, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+clinical+role+of+contrast-enhanced+ultrasound+in+the+evaluation+of+renal+artery+stenosis+and+diagnostic+superiority+as+compared+to+traditional+echo-color-Doppler+flow+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22International+angiology+%3A+a+journal+of+the+International+Union+of+Angiology%22%5BJournal%5D)">The clinical role of contrast-enhanced ultrasound in the evaluation of renal artery stenosis and diagnostic superiority as compared to traditional echo-color-Doppler flow imaging.</a> International angiology : a journal of the International Union of Angiology. 30 (2), 135-139 (2011).</li>
<li>Bauer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiographic+speckle-tracking+based+strain+imaging+for+rapid+cardiovascular+phenotyping+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Echocardiographic speckle-tracking based strain imaging for rapid cardiovascular phenotyping in mice.</a> Circ Res. 108 (8), 908-916 (2011).</li>
<li>Boulikas, T., Vougiouka, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+clinical+trials+using+cisplatin%2C+carboplatin+and+their+combination+chemotherapy+drugs+%28review%29%5BTitle%5D)+AND+%22Oncology+reports%22%5BJournal%5D)">Recent clinical trials using cisplatin, carboplatin and their combination chemotherapy drugs (review).</a> Oncology reports. 11 (3), 559-595 (2004).</li>
<li>Vaidya, V. S., Ferguson, M. A., Bonventre, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomarkers+of+acute+kidney+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Pharmacol+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Biomarkers of acute kidney injury.</a> Annu Rev Pharmacol Toxicol. 48, 463-493 (2008).</li>
<li>Hye Khan, M. A., Abdul Sattar, M., Abdullah, N. A., Johns, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cisplatin-induced+nephrotoxicity+causes+altered+renal+hemodynamics+in+Wistar+Kyoto+and+spontaneously+hypertensive+rats%3A+role+of+augmented+renal+alpha-adrenergic+responsiveness%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Toxicol+Pathol%22%5BJournal%5D)">Cisplatin-induced nephrotoxicity causes altered renal hemodynamics in Wistar Kyoto and spontaneously hypertensive rats: role of augmented renal alpha-adrenergic responsiveness.</a> Exp Toxicol Pathol. 59, 253-260 (2007).</li>
<li>Vaidya, V. S., Bonventre, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanistic+biomarkers+for+cytotoxic+acute+kidney+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opin+Drug+Metab+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Mechanistic biomarkers for cytotoxic acute kidney injury.</a> Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2 (5), 697-713 (2006).</li>
<li>Lu, T. S., Chen, H. W., Huang, M. H., Wang, S. J., Yang, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+shock+treatment+protects+osmotic+stress-induced+dysfunction+of+the+blood-brain+barrier+through+preservation+of+tight+junction+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+stress%2C+%26+chaperones%22%5BJournal%5D)">Heat shock treatment protects osmotic stress-induced dysfunction of the blood-brain barrier through preservation of tight junction proteins.</a> Cell stress, & chaperones. 9 (4), 369-377 (2004).</li>
<li>Kaya, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKaya%2C+M+%22Hemodynamics+-+New+Diagnostic+and+Therapeutic+Approaches%22">Hemodynamics - New Diagnostic and Therapeutic Approaches</a>. , InTech. 1-30 (2012).</li>
<li>Bjornerheim, R., Grogaard, H. K., Kjekshus, H., Attramadal, H., Smiseth, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+frame+rate+Doppler+echocardiography+in+the+rat%3A+an+evaluation+of+the+method%5BTitle%5D)+AND+%22European+journal+of+echocardiography+%3A+the+journal+of+the+Working+Group+on+Echocardiography+of+the+European+Society+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">High frame rate Doppler echocardiography in the rat: an evaluation of the method.</a> European journal of echocardiography : the journal of the Working Group on Echocardiography of the European Society of Cardiology. 2 (2), 78-87 (2001).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+high-frequency%2C+high+frame+rate+duplex+ultrasound+linear+array+imaging+system+for+small+animal+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+transactions+on+ultrasonics%2C+ferroelectrics%2C+and+frequency%22%5BJournal%5D)">A high-frequency, high frame rate duplex ultrasound linear array imaging system for small animal imaging.</a> IEEE transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency. 57, 1548-1557 (2010).</li>
<li>Frea, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiographic+evaluation+of+right+ventricular+stroke+work+index+in+advanced+heart+failure%3A+a+new+index%3F%5BTitle%5D)+AND+%22J+Card+Fail%22%5BJournal%5D)">Echocardiographic evaluation of right ventricular stroke work index in advanced heart failure: a new index?</a> J Card Fail. 18 (12), 886-893 (2012).</li>
<li>Marwick, T. H., Raman, S. V., Carrio, I., Bax, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+developments+in+heart+failure+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22JACC+Cardiovasc+Imaging%22%5BJournal%5D)">Recent developments in heart failure imaging.</a> JACC Cardiovasc Imaging. 3 (4), 429-439 (2010).</li>
<li>Pokreisz, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure+overload-induced+right+ventricular+dysfunction+and+remodelling+in+experimental+pulmonary+hypertension%3A+the+right+heart+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J+supplements%22%5BJournal%5D)">Pressure overload-induced right ventricular dysfunction and remodelling in experimental pulmonary hypertension: the right heart revisited.</a> Eur Heart J supplements. 9 (Supplement H), H75-H84 (2007).</li>
<li>Senechal, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+Doppler+echocardiography+method+to+evaluate+pulmonary+capillary+wedge+pressure+in+patients+with+atrial+fibrillation%5BTitle%5D)+AND+%22Echocardiography%22%5BJournal%5D)">A simple Doppler echocardiography method to evaluate pulmonary capillary wedge pressure in patients with atrial fibrillation.</a> Echocardiography. 25 (1), 57-63 (2008).</li>
<li>Souders, C. A., Borg, T. K., Banerjee, I., Baudino, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure+overload+induces+early+morphological+changes+in+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Pathol%22%5BJournal%5D)">Pressure overload induces early morphological changes in the heart.</a> Am J Pathol. 181 (4), 1226-1235 (2012).</li>
<li>Tanaka, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transthoracic+echocardiography+in+models+of+cardiac+disease+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Transthoracic echocardiography in models of cardiac disease in the mouse.</a> Circulation. 94 (5), 1109-1117 (1996).</li>
</ol>

著者らは、開示することは何もありません。

過去10年間で、多くの進歩は、高品質、感度、および精度で超音波検査データを提供し、高周波数機械的プローブの開発を含む超音波検査技術で発生しています。これらのプローブは、したがって、それは、このようなラットやマウス18などの小動物を研究するための強力なツールとして機能することができ、5〜12ミリメートル、高フレームレート（より大きい200フレーム/秒）の侵入深さで約50μmの距離分解能を提供することができます19。さらに、それはまた、生理的レベルでのバイタルサインで軽く鎮静さや意識のある動物に超音波診断画像を収集することができます。また、この非侵襲的な様式は、動物19を犠牲にすることなく、疾患の進行の間の構造的および機能的変化の長手方向の評価を実行するための機会を提供します。 1959年、博士。ラッセルとブラシは、最初awarを上げるために3つの「R」ルール（交換、削減、および洗練を）説明しました研究における動物の使用における倫理的問題のeness。提案されたプロトコルはNephorotoxicityの研究では、少なくとも痛み、苦しみや苦痛の下で動物の最小数を利用することができ、非侵襲的な小動物超音波検査ことを初めて示しています。従って、実験動物のための3つの「R」のルールを満たすために潜在的に有効な様式です。 多くの超音波検査の研究では、心臓用途に焦点を当ててきました。腎機能の評価は、多くの場合、心臓の状態ではなく、腎臓20-25の直接の研究の測定から導出されました。私たちは、リアルタイムでの腎臓における解剖学的および機能的変化を可視化するイメージングの方法論を確立しています。私たちは、腎臓ビューのための特異的な相補音響窓、グレースケール/ Bモードとカラードップラー、事前選択セットを使用しました。私たちは、これらの指標とシスプラチン誘発毒性モデルにおける腎機能の変化との関係を評価するために、RIとPI指数を使用しました。 <p class=以下のように「jove_contentは &quot;&gt;しかし、提案された撮像法にはいくつかの課題や制限があります：1）適切な麻酔薬の選択と麻酔の程度は、心臓や呼吸器の安定性のために重要です。 （呼吸と心拍数変動を含む）一貫性のない生理現象は、腎動脈の流れ、イメージングおよび腎機能評価の品質に影響を与えます。私たちは、イメージングおよび腎機能評価の際に適切な正常な生理学的機能を確保するために私たちのバックアップ麻酔薬として、ペントバルビタール（50 mg / kg体重、腹腔内）、IACUCは注射用麻酔薬を承認し使用します。胸毛の存在が超音波検査画像の品質に影響を与える2）脱毛は、重要なステップです。 3）腎臓の超音波検査は、訓練を受けたオペレータにとって比較的簡単ですが、平均演算子のために、個々の動物のユニークな解剖学的構造に技術を適応し、マイナーな操作を行うことが重要です。 4）ラットのサイズがかなり大きい場合（3上50グラム）、低周波プローブ（この研究で使用されるよりも少ない21メガヘルツ）は、最適な撮像のために必要とされ得ます。イメージングシステムの提案操作の前にトレーニングコースを受講するのが賢明かもしれません。 提案された超音波検査方法論と派生プロトコルを使用して、薬物誘発性腎毒性の検出における新規性は、腎障害が発生した場合の血行動態変化のその早期のロバストな検出です。結果は、実際には腎内血管の血行動態の変化が上昇SCRに先行していることを示しています。これらのデータは、組織学的分析を用いた従来のゴールドスタンダードをベンチマークと小動物の超音波検査は、動物使用の最小要件があり、非侵襲的に敏感、かつ再現性のモダリティ、であることを実証されています。従って、ラットモデルを使用して、薬物誘発性腎毒性の早期発見のための有効なツールです。

血清クレアチニン（SCR）は二十年以上のために腎機能を評価するためのゴールドスタンダードメトリックとなっています。最近、多くの研究は、腎傷害がはるかに早くSCR 1の変化よりも起こることを報告しています。しかし、初期の薬剤誘発性腎毒性を含む腎障害の過程で発生する血行動態変化の検出のための堅牢な方法はありません。 薬剤誘発性急性腎血行動態不全は腎組織の損傷および腎不全の2,3へのさらなる進行につながります。過去数十年では、研究では、コンピュータ断層撮影（CAT）、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）や超音波検査などのイメージングツールは、血行動態の評価4における役割を果たしていることを示しています。現在のイメージングツール、カラードップラー技術と結合されたグレースケールの超音波検査では、最も一般的に腎臓3,5,6の解剖学的状態を確立し、評価するために使用されています。サリバンら。らとBonnin個ら。アル。最近、超音波検査は、血管収縮および低酸素ストレス動物モデル7,8における分析血行動態の変化で、効果的で強力かつ非侵襲的なツールであることを報告しました。この技術は、一般に動脈狭窄9,10を検出するために使用されます。 高解像度超音波イメージングの分野における最新の技術的進歩は、 インビボ 11 において 、研究者らは、高周波（25~80メガヘルツ）と高解像度（&lt;0.03ミリメートルの分解能）プローブを使用して、心血管毒性に対処するために許可されています。私たちは、腎臓を研究するために、この高解像度の超音波検査を使用すると、腎毒性の早期発見のための非侵襲的かつ高感度な方法のための前例のない機会を提供すると仮定しました。 シスプラチンは、他の薬剤と組み合わせ12-14に精巣、卵巣、膀胱、頭部、肺、頸部癌を治療するために使用されます。シスプラチン起因Pの細胞の壊死によく文書腎毒性を持っていましたroximal細管（PT）および集合管は、血中尿素窒素（BUN）およびSCR 15の上昇をもたらしました。ここで、我々は腎毒性を誘発薬剤（シスプラチン）のラットモデルを使用して、腎機能障害を特徴づけるために、非侵襲性腎超音波検査を使用しての詳細なステップバイステップの方法論を提供します。

<table><tbody><tr><td>脱毛クリーム</td><td>ミルテックス株式会社</td><td>Surgi-Prep</td><td>イメージングの24時間前に適用</td></tr><tr><td>シスジアミンプラチナ(II) ジクロリド</td><td>シグマ</td><td>479306</td><td>小動物で急性腎障害を誘発します。</td></tr><tr><td>イソフルランバ</td><td>クスターインターナショナル株式会社</td><td>NDC 10019-773-40</td><td>2-3% (誘導) 1-1.5 % (維持) – 心拍は毎分 500 拍以上に維持</td></tr>されます <tr><td>高周波超音波</td><td>FUJIFILM VisualSonics, Inc.</td><td>Vevo 2100</td><td></td></tr><tr><td>高周波メカニカルトランスデューサ</td><td>富士フイルムビジュアルソニックス</td><td>MS250、MS550D、MS400</td><td></td></tr></tbody></table>

ラットにおける超音波検査技術を用いた薬剤誘発性腎血行動態機能障害の早期発見

Early Detection of Drug-Induced Renal Hemodynamic Dysfunction Using Sonographic Technology in Rats

腎臓は通常、血行動態の恒常性を維持するために機能し、薬物毒性による損傷の主要な部位です。薬剤誘発性腎毒性は、重篤患者における急性腎障害（AKI）のすべての臨床例19〜25％に寄与すると推定されます。 AKIの検出は、歴史的に腎機能障害の初期段階における腎毒性の完全な評価で明らかに不十分であるような血清クレアチニン（SCR）または血中尿素窒素（BUN）などの指標に依存してきました。現在、そのような変更は、実際に血清バイオマーカーレベルの上昇に先行するかもしれないが、正確にAKIの初期段階で血行動態の変化を検出するための何の堅牢な診断方法はありません。このような早期発見は、臨床医が正確な診断を行い、治療戦略のための意思決定にで助けることができます。ラットは、AKIを誘導するためにシスプラチンで処理しました。腎毒性は、高周波超音波検査、SCRの測定を使用して、6日間との病理組織学的検査時に評価しました腎臓。 2Dとカラードップラー画像を使用して血行動態評価は超音波検査を用いて、連続したラットにおける腎毒性を研究するために使用しました。我々のデータは、組織学的検査によって成体ラットで成功した薬剤誘発性腎障害を示しました。 AKIのカラードップラー超音波検査ベースの評価は、抵抗性指数（RI）と拍動指数（PI）は治療群で増加したことが示されました。そして、ピーク収縮期速度（ミリメートル/秒）、拡張末期速度（ミリメートル/秒）と速度・時間積分（VTI、mm）を同じグループに腎動脈に減少しました。重要なことには、超音波検査により評価し、これらの血行動態の変化は、SCRレベルの上昇に先行しました。このようなRIやPIなどソノグラフィベースのインデックスは、このようにげっ歯類の減少、腎機能の有用な予測マーカーであることができます。 AKIを受けたラットの腎臓における当社の超音波検査ベースの観測から、我々はこれらの非侵襲的血行動態測定は早期の腎機能障害を検出する際に、正確な高感度かつ堅牢な方法として考えることができることを示しました。 T彼の研究は、研究における動物使用に関連する倫​​理的問題の重要性を強調しています。

この研究で提示される画像は、単一のオペレータによって採取しました。すべての画像は（材料および装置表を参照してください）​​高周波超音波機器を用いて収集しました。全てのイメージングデータを単一の研究者によって分析されました。結果は、シスプラチンで処置した動物は、0.5から6日目（ 図2A）で2.1（正常範囲&lt;1.1）の範囲のSCRを有することを示しました。生理食塩水処置した動物と比較した場合しかし、組織学的研究は、急性尿細管間質性損傷の一貫したパ​​ターンを示しました。 脈のPARVUS形態はCisplain処理後6日目に動物で検出された腎臓の血行動態の変化を測定するために、高解像度超音波イメージングを使用して、データが、0日目と6日目の間のNSで処置した動物における形態の変化がなかったことを示しました。通常のRIとPIの上限値は、ラット17において、それぞれ、0.7及び1.15です。血行動態を評価するために上記の指標を用いて、<html> 6日目にシスプラチン処置動物におけるRIとPIの有意な増加があることを実証した腎臓の変化。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/52409/52409fig1.jpg" /> ラットにおける腎臓の画像を検出するための図1の超音波装置の設定をラット腎臓超音波検査画像の操作時動物段階（A）及びイメージングプローブ位置（B）の設定を有する撮像システムのグラフィカルなイラスト。高周波、高解像度の超音波システムを使用して、ラット腎臓から得られたサンプル超音波診断画像（素材andand機器の表を参照のこと）。 （CF）。データはさらに、血行動態パラメータの測定および分析のための十分な情報と腎血管に明らか腎臓の解剖学的構造と血流を示します。09fig1large.jpg &quot;ターゲット=&quot; _空白 &quot;&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/52409/52409fig2.jpg" /> 図2. 組織学およびシスプラチンの治療中のラットの腎臓超音波検査画像。血清クレアチニン（SCR）と組織学の研究では、シスプラチン処理したラット（A、B）でビヒクル処置ラットと重度の近位尿細管腎障害（黄色の矢印）での正常な腎臓組織を提示します。 SCRは、シスプラチン処理後にわずかに増加したが、正常範囲（&lt;1.1）内に留まりました。車両及びシスプラチン処置したラット（C）上の超音波検査0日目、3でカラードップラーモードにおけるラットの右腎の画像、および6;血行動態パラメータ、RI及びPIは、カラードップラー超音波（D、E）により評価し、増加に有意でした。通常のRIの上限は0.7とPIのために1.15です。重要なのは、トンデータ上記の彼はそれらの血行動態の変化はSCRの立ち上がりに先行示します。脈波速度の測定は、組織学の研究結果と相関シスプラチン処理後遅く、弱いパルス（脈のPARVUS記号、黄色い丸）を示します。この現象は、腎動脈狭窄、閉塞、さらに腎機能障害を示します。組織学的データは、成功した薬剤誘発近位尿細管腎臓損傷を示し、超音波検査の評価は、カラードップラー技術を使用して、RI、PIおよび脈波伝播速度の有意な変化を示しました。 N = 3、*はp &lt;0.05。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52409/52409fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="表1" src="/files/ftp_upload/52409/52409table1.jpg" /> 薬剤誘発AKI 表 1. 腎血行動態パラメータ

初期段階の血行動態機能障害は腎臓病の発症にとって重要です。しかし、検出方法は限られています。超音波検査の最近の進歩は、腎障害の早期発見のための非侵襲的で正確なオプションを提供します。この研究では、薬物誘発性腎毒性ラットモデルを使用して腎機能障害を検出するための段階的な超音波検査方法論を概説しています。

The kidney normally functions to maintain hemodynamic homeostasis and is a major site of damage caused by drug toxicity. Drug-induced nephrotoxicity is ...

この手順の全体的な目的は、薬物誘発性腎毒性ラットモデルを用いて、腎機能不全を検出するための段階的な超音波検査手法を提供することです。まず、レールシステムを用いて超音波プローブを配置し、大動脈を単離します。次に、プローブの角度を調整して腎臓全体の像を画面中央に捉え、可能な限り高いフレームレートでBモード画像を保存します。次に、カラードップラーの音響窓を開き、腎動脈と腎静脈を分離します。最後に、パルス波（PW）の黄色いインジケーターラインを用いて右腎動脈の血流を評価し、最高フレームレートでデータを収集するためにsinistoreを使用します。最終的に、高解像度超音波イメージングを用いて、シスプラチン誘発性急性腎不全後の腎臓における血行動態の変化を示します。この手法は、腎障害によって引き起こされる血行動態の変化など、腎機能モニタリング分野における重要な疑問に答えることができます。この手法は腎血行動態への洞察を提供しますが、マウスモデルなどの他の系にも適用可能です。0日目に、記載されたプロトコルに従って動物を麻酔し、眼軟膏を塗布した後、40番メスと除毛クリームを用いて胸部の除毛を行います。動物のバイタルサインをモニタリングしながら、中心周波数 21 MHz の高解像度 MS250 超音波診断装置をアクティブポートに接続し、アプリケーションプリセットを腎臓に設定します。麻酔をかけた動物をプラットフォーム上に仰臥位で配置し、レールシステムを用いて、大動脈を単離するように、左傍胸骨線に対して 90 度の角度で超音波プローブを動物の正中線上に配置します。この位置から、プローブが左右いずれかの腎動脈と同じ高さになるように、動物を乗せたプラットフォームをスライドさせます。マイクロマニピュレーターを使用して、腎動脈を観察します。次に、プローブのY軸に沿ってわずかに傾けてプローブの角度を調整し、画面中央に腎臓全体が表示されるようにします。腎盂と腎動脈のイメージングが完了したら、使用したプローブで可能な最高フレームレートで画像を保存します。次に、キーボードのカラードップラーキーを押し、カラードップラーのアコースティックウィンドウをオンにします。フォーカス深度が腎臓の中央にあることを確認してください。SiniStoreを使用して、可能な限り最高のフレームレートでデータを記録します。パルス波（PW）ビューで画像をキャプチャするには、PWキーをクリックして画面上に黄色のインジケーター線を表示させます。PWアングルキーを使用して、血管内を流れる血流の方向に平行になるように、腎動脈上の黄色の線を配置し、ドップラー角が60度未満になるように調整します。このモードでは、アコースティックウィンドウが上部と下部のセクションに分割されます。sinistoreを使用して、収縮期最大および拡張期の動脈血流速度を示す波形の画像をキャプチャします。イメージング後、動物を清潔な回復エリアの加温ランプ下に、胸臥位で配置します。麻酔から完全に回復するまで動物のバイタルサインを継続的にモニタリングし、その後飼育施設に戻します。ベースラインのイメージング実施から24時間後、治療群の動物にCisplatinを10 mg/kgの単回量で腹腔内投与します。対照群の動物には生理食塩水を投与します。ここに示すスケジュールに従い、動物のバイタルサインをモニタリングしながら、ビデオの前半で示した超音波イメージングを実施します。テキストプロトコルのガイドラインに従ってデータ解析を行います。本研究で提示された画像は単一のオペレーターによって撮影され、イメージングデータは単一の研究者によって解析されました。その結果、Cisplatin投与動物の6日目における血清クレアチニン値は0.5から2.1の範囲であったことが示されました。クレアチニンの正常値は1.1未満です。超音波画像は、以下の研究で示されている組織学的データよりも高い感度を示しています。6日目において、組織学的検査では、生理食塩水を投与した動物と比較して、シスプラチンを投与した腎臓に急性尿細管間質障害の一貫したパターンが認められました。高解像度超音波イメージングを用いて腎臓の血行動態の変化を測定したところ、シスプラチン投与なしの動物では0日目から6日目まで形態に変化は見られなかったが、シスプラチン投与動物では6日目にtardus parvus波形（脈拍低下）が検出された。RIは抵抗指数を、PIは拍動指数を表す。ラットにおける正常なRIおよびPIの上限値は、それぞれ0.7および1.15である。これらの指標を測定して腎臓の血行動態の変化を評価したところ、Cisplatin投与後の動物において、6日目に両指標の有意な上昇が認められました。この手順を実施する際は、麻酔下で動物のバイタルサインが正常であることを確認することが重要です。この手法の開発により、急性腎不全後の腎超音波による血行動態変化を研究する研究者に道が開かれました。このビデオを視聴することで、急性腎障害の小動物モデルを用いて腎臓をイメージングする方法について、十分に理解することができます。

early-detection-drug-induced-renal-hemodynamic-dysfunction-using

Research

JoVE Journal

Medicine

出典: Giustetto, P., et al., Non-invasive Pranchymal, Vascular and Metabolic High-frequency Ultrasound and Photoacoustic Rat Deep Brain Imaging.J. Vis. Exp.

ラット脳血行動態の非侵襲的高周波超音波およびドップラーイメージング

糸球体濾過率(GFR)の決定は、全体的な腎機能を評価するためのゴールドスタンダードです。しかし、このパラメータを測定する従来の手順は面倒で、多額の時間を費やす必要があります。ここでは、GFRを経皮的に測定するためのより迅速で低侵襲な方法について説明します。...

コンシャスげっ歯類における腎機能の経皮評価

腎機能の回復のための薬剤の投与は、治療化合物の局在化および分布の制御を必要とします。ここでは、具体的にラットにおける薬物の腎内送達のための簡単​​な方法を説明します。この手順は容易に死亡し、再現性良く行うことができます。...

ラット腎臓への生物製剤の血管内デリバリー

本稿では、超音波の雌ラット生殖器・婦人科の調査のための実験モデルを設計する上で実行のユーティリティについて説明します。超音波検査を行う方法についてのステップバイ...

ラットの生殖実験における超音波検査

心臓解剖学の胸部心エコー検査評価と成人ラットの機能に対する非侵襲的プロトコルが現在の研究で提示されている。心臓弁は、4つの心臓室および上行大動脈、大動脈弓および下降大動脈を詳細に研究される。...

成人ラットにおける心臓解剖学と機能の心エコー評価

本研究は、60分間の腎動脈の一時的な経皮的両側性両側気球カテーテル閉塞および24時間の再灌流を用いた豚における腎虚血再灌流傷害の非常に再現性の高い大型動物モデルを提示する。...

一時的な両側性腎動脈閉塞による急性腎障害の大型動物モデル

このプロトコルは、従来の非侵襲的な画像モダリティに代わる実用的で費用対効果が高く、迅速な代替手段としてロボット超音波(米国)を実証しています。...

マウス腎臓の インビボ 分析のための3Dロボット超音波の使用

本プロトコルは、意識のあるラットにおける腎血流の長期連続測定と、埋め込まれたカテーテル(液体充填または遠隔測定による)による血圧の同時記録について説明しています。...

意識のあるラットにおける腎血流の長期連続測定

この研究では、頸静脈カテーテル法を受けた生きたラットを利用して血液脳関門(BBB)の開口部を監視する、磁気共鳴画像法(MRI)と低強度パルス焦点式超音波(FUS)を組み合わせたプロトコルについて説明しています。...

前臨床焦点式超音波システムによるラットの血液脳関門開口部のモニタリング

左心疾患による肺高血圧症の前臨床モデルにおけるドップラー超音波検査を用いた拡張期機能評価のプロトコルを提示します。...

左心疾患による肺高血圧症のZSF-1ラットモデルにおける拡張期機能障害のパルス波ドップラー評価

本論文では、片側腎IRIを用いた虚血性CKDモデルと、サンプル採取の前日に行われた対側腎摘出術を提示します。このプロトコルにより、血清ベースの機能評価、高い生存率、28日および42日のCKD病理の再現性が可能となり、機序的および介入的研究のための多用途なプラットフォームを提供します。...

腎虚血/再灌流障害による急性から慢性腎臓への移行のマウスモデル

学ぶラットの薬剤誘発性腎障害における超音波検査法。高解像度エコーで腎動脈・静脈の血流動態を評価し、Cisplatin投与後の抵抗指数と脈動指数の変化を早期発見する非侵襲的モニタリング技術です。

ラットにおける超音波検査技術を用いた薬剤誘発性腎血行動態機能障害の早期発見

さらに動画を探す