Abstract
Herz-Kreislauf-Krankheit plagt die ganze Welt durch intensive Lifestyle-Änderungen. Herzregeneration birgt ein großes Versprechen für die Reparatur und Wiederherstellung der Herzmuskelzellen wegen Verletzung und Krankheit verloren. Im Gegensatz zu der robusten kardialen Regeneration von bestimmten niederen Wirbeltieren, erwachsenen Säugetier-Herzen zeigen in der Regel eine minimale Kapazität für Herz Regeneration und Reparatur. Allerdings haben jüngste Studien beträchtliche wissenschaftliche Interesse mit der Feststellung, dass zwischen postnatalen Tag 1-7 (P1 bis P7), behält der neonatalen Mäuseherz signifikante Regenerationspotential nach Wurzelspitzenresektion (dh Amputationen und Belichtung des linken ventrikulären Apex) ausgelöst. Eine wichtige Kontroverse über diesen Befund könnte durch die vielfältigen Operation bezogene Verfahren bei den Bemühungen zu replizieren oder zu erweitern auf diese wichtige Erkenntnis verwendet wird. Diese Anweisungen dynamisch für Wurzelspitzenresektion in einem Mausmodell zeigen die Materialien und Methodik. Die wesentlichen Schritte dieses Nagetier Survival Chirurgie beinhalten Hypothermie Anästhesie, Thorakotomie, chirurgische Amputation der Herzkammerspitze, und das Nahtmaterial und Rückgewinnung von Mäusen. Die beschriebene könnte die Anwendung der Wurzelspitzenresektion Mausmodells für die kardiovaskuläre Forschung zu erweitern Ansatz.
Protocol
Alle Maus-Experimente wurden von der Animal Care und Verwenden Programm an der National Institutes of Health (NIH) mit Protokollnummer H0083R3 genehmigt. Das NHLBI IACUC genehmigt das Protokoll ohne Analgetika.
1. Hypothermie Anästhesie in neugeborenen Mäusen
- Sterilisieren, Schwämme und chirurgische Geräte in einem Autoklaven vor der Operation. Bereiten Sie alle chirurgischen Materialien und schalten auf eine heiße Perle Sterilisator 15-20 Minuten vorher auf 240 ° C bis 270 ° C zu erreichen.
- Übertragen Sie alle C57BL / 6 Welpen (Alters P1) von ihren stillenden Mutter in eine saubere Maus Käfig mit frischer Bettwäsche und Nistmaterial. Sobald die Welpen werden in einen Operationssaal genommen, führen Sie die Apikalchirurgie unverzüglich zu minimieren ihre Zeit damit verbracht von der Mutter getrennt und das Risiko der Mütter Kannibalisierung zu reduzieren.
- Setzen Schwämme auf einem Eis-Bett und legen Sie dann einen Welpen auf dem Schwamm für ~ 3 min zu Unterkühlung Anästhesie zu erreichen. Anästhesie Bestätigen Sie durch Beobachtung apnea und Akinese und Kneifen einen hinteren Fuß. Überprüfen Sie den Status des Neugeborenen häufig, weil zu wenig Zeit nicht den Welpen akinetischen und Apnoen, und eine übermäßige Dauer der Anästhesie kann die Überlebensrate 12 niedriger zu machen.
2. Thorakotomie
- Bringen Sie den Welpen aus dem Eis Bett auf eine chirurgische Tischbereich und verwenden Sie Klebeband um seine Arme, Beine und Schwanz in Rückenlage zu immobilisieren.
- Desinfizieren Sie die Brust mit Betadin und reinigen Sie sie mit einem 70% igem Alkohol prep Pad sanft.
- Einen Querhautschnitt entlang des hervorZwischenRippenBereich des Brusthöhle mit einem Vannas Frühling Scissor und dann stumpf sezieren die hervorZwischenRippenMuskeln, um Zugang zum Herzen zu erleichtern.
HINWEIS: Die Überlebensraten zu verbessern, wenn der Blutverlust wird während des chirurgischen Prozesses minimiert.
3. Chirurgische Amputation des Herzens ventrikuläre Apex
- Von Hand, vorsichtig anwenden Druck auf den Bauch, um die exteriorisierenApex des Herzens. Blut aufnehmen um den OP-Bereich mit einem sterilen Wattestäbchen für klare Visualisierung. Für scheinoperierten Kontroll Neugeborenen, gehen Sie direkt zu Schritt 4 (Naht und Wiederherstellung von Mäusen).
- Unter einem Vergrößerungslampe und mit Iridektomie Schere vorsichtig auszuführen stück Resektion des linken Ventrikels (LV), bis der LV Kammer ausgesetzt ist. Seien Sie vorsichtig, um die reseziert Teile des LV minimieren. Etwa 15% Resektion ist notwendig, um eine optimale Belichtung der LV Kammer zu erreichen.
- Sicherzustellen, dass das Herz wieder in den Brustraum, sobald der LV Kammer ausgesetzt ist.
4. Naht und Wiederherstellung von Mäusen
- Naht der Rippen und Muskeln zusammen, um die Brusthöhle zu versiegeln mit sterilen Proline 6-0 Nahtmaterial, und dann sorgfältig schließen Sie die Hautschnitt Site mit Hautkleber.
- Erwärmen Sie die Neugeborenen unter einer Wärmelampe für ca. 3 min für die Wiederherstellung, und klicken Sie dann reinigen das Blut und Leimspuren mit einem 70% igem Alkohol prep Pad before Wiedereinführung seine Wurfgeschwister. Versuchen Sie, den gesamten chirurgischen Eingriffs innerhalb von 10 Minuten abgeschlossen werden, da die Minimierung der Zeitaufwand von der Mutter getrennt verbessert pup Überleben nach Wurzelspitzenresektion.
- Nach jeder Operation, legen die chirurgischen Werkzeuge in Kontakt mit den Wülsten des heißen Wulst Sterilisator für etwa 20 sec für die vollständige Sterilisation. Lassen Sie die chirurgische Instrumente auf RT vor jeder Operation zu kühlen.
- Nach Abschluss der Operationen für alle Welpen in einem Wurf, mischen Sie die Welpen mit Bettwäsche und Kot der Mutter, bevor sie dann wieder in Nest der Mutter.
HINWEIS: Im Allgemeinen sind ICR / CD-1-Mäusen besser Pflegemütter als C57BL / 6, aber auch bei stillenden Müttern mit dem gleichen genetischen Hintergrund, variieren Förderung Instinkte. Wenn Ändern einer stillenden Mutter ist notwendig, um die Sterblichkeit durch mütterliche Kannibalisierung zu reduzieren, entfernen Sie die P0 Welpen auf eine stillende Mutter und führen Sie dann Wurzelspitzenresektion an P1. Entweder den Schein-Operation oder die apikale r nur durchführenesection in einem Wurf von Welpen, weil das Mischen Schein und chirurgische Jungtieren konnte die Überlebensraten der chirurgischen Gruppe von Welpen 6 zu verringern.
5. Post-OP-Analyse
- Einen Tag nach der Operation, die Welpen zu überwachen, stellen Sie sicher, dass es keinen Unterschied zwischen Schein und chirurgische Gruppen und zählen die Anzahl der Welpen, um die Überlebensrate zu messen. Wenn die Operationen richtig durchgeführt wird, sollte die Überlebensraten ähnlich und mehr als 60% sowohl in der Schein-und chirurgischen Gruppen sein.
- Herz Isolierung und Fixierung.
- Euthanize die Welpen an den Tagen 1 und 2 nach der Operation über die Enthauptung und Tag 21 nach der Operation von CO2 mit der Versicherung des Todes durch Genickbruch, dann reinigen Sie die Brust mit einem 70% igem Alkohol prep.
- Einzuschneiden die Mittellinie Haut und Muskeln der Brust und öffnen Sie die Brust.
- Verbrauchsteuern Das gesamte Herz aus dem Brustraum und befestigen Sie das gesamte Herz einer jeden Probe in 5 ml 4% Paraformaldehyd O / N bei RT.
- Am nächsten Tag, übertragen Sie die Proben auf 70% Ethanol. Die Proben können bis zu einer Woche vor dem Paraffineinbettung gespeichert werden.
- Slice 5 um dicke Paraffinschnitte durch das gesamte Herzkammer und führen Sie Standard Hämatoxylin und Eosin (H & E) und Massons Trichrom-Färbung, um die regenerative Antwort 5, 7 zu untersuchen. Insbesondere H & E-Färbung wird verwendet, um Muskelersatz zu prüfen und Massons Trichrom-Färbung verwendet um fibrotische Reaktionen 5 zu untersuchen.
- Wählen Sie den Bereich von Interesse und mindestens drei Foci pro Probe manuell mit einem Dia-Scanner eingestellt. Bild und analysieren die Färbung Folien bei 40-facher Vergrößerung nach den Anweisungen des Herstellers mit Standardparametern.
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Representative Results
Maus Welpen eingeschläfert 1, 2, und 21 Tage nach der Wurzelspitzenresektion, und ihre Herzen wurden für die H & E und Massons Trichrom gesammelt. Blaue Farbe in Massons Trichrom-Färbung zeigt die Ablagerung von epikardialen extrazellulären Matrix 5. Mit erfolgreichen Wurzelspitzenresektion, ist ein Blutgerinnsel effektiv gebildet, um die LV 1 Tag nach Wurzelspitzenresektion abzudichten, wie in 1A gezeigt. Eine allmähliche Resorption des Blutgerinnsels und frühen Herzfibrose beobachtet wird, und der Ersatz von Herzgewebe auftritt, bis eine vollständige Regenerierung des Herzmuskels erfolgt 21 Tage nach Wurzelspitzenresektion (1B und C). Morphologische Analyse zeigt keinen Unterschied zwischen reseziert und scheinoperierten Herzen auf 21 Tage nach der Operation (1C und D).
Abbildung 1. Repräsentative H & E und MassonTrichromfärbung. Ventrikelmyokards der Neugeborenen-Mäuseherzen 1 (A), 2 (B) oder 21 (C) Tage nach der Wurzelspitzenresektion und 21 Tage nach Scheinoperation (D). Für jedes Teilbild, dem Maßstab der linke Tafel ist 1 mm und die Maßstabsleiste des rechten Panel ist 100 um. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
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Disclosures
Publikationskosten für diesen Artikel wurden von einem Geschenk von Fine Science Tools, um Dr. Jian Hou gesponsert.
Acknowledgments
Die Autoren danken Drs. James Hawkins, Zu-Xi Yu Xuan und Qu aus dem National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) für ihre Unterstützung bei der Maus-Operation und Vorbereitung und Färbung von Paraffinschnitten. Die Autoren sind dankbar, dass die NIH Fellows Editorial Board für die redaktionelle Unterstützung.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Olsen-Hegar Needle Holders with Scissors, 1.5 mm | Fine Science Tools | 12002-12 | |
| Vannas Spring Scissors - 2 mm Cutting Edge | Fine Science Tools | 15000-03 | Iridectomy scissors |
| Hot Bead Sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Iris Forceps, Straight, Serrated | Fine Science Tools | 11064-07 | |
| Iris Forceps, Curved, Serrated | Fine Science Tools | 11065-07 | |
| Shea Scissors - Curved/Blunt-Blunt/12cm | Fine Science Tools | 14105-12 | |
| Round Handled Suture Tying Forceps, Straight | Fine Science Tools | 18025-12 | |
| Round Handled Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15400-12 | |
| Fine Hemostat | Fine Science Tools | 13007-12 | |
| Magnifying Lamp | Luxolamp Corp | IM120 | |
| Heating lamp | Brandt Equipment llc | 51152/3 | |
| 6-0 Prolene sutures | Ethicon | 8889H | |
| Skin glue-Vetbond Tissue Adhesive | 3M | 1469 | |
| Sterile Cotton Tipped Applicators | Dynarex | 4305 | |
| WEBCOL Alcohol Prep Pad | Covidien | 6818 | Medium 2 PLY, 200/BOX, Satured with 70% Isopropyl Alcohol |
| Curity All Purpose Sponges | Covidien | 9024 | Non-woven 4 PLY, 4"x4" (10.2cm×10.2cm) |
| Bench top protector sheet | KIMTECH SCIENCE | 7546 | 18" x 19.5" (45.72cm x 49.53cm) x 50 |
| 0.9% Sodium Chloride, 250ml | Hospira Inc. | NDC 0409-6138-22 | |
| Betadine Solution Swabsticks | Purdue Products L.P. | NDC 67618-153-03 | |
| Autoclave | TOMY Digital Biology | SX-700 | HIGH-PRESSURE STEAM STERILIZER |
| Slide scanner | HAMAMATSU | NanoZoomer 2.0-RS |
References
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