Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

एंडोथेलियल-टू-मेसेनकाइमल संक्रमण के अध्ययन के लिए एक नवजात हेटरोटोपिक चूहा हृदय प्रत्यारोपण मॉडल

Published: July 21, 2023 doi: 10.3791/65426

Summary

यह काम एंडोथेलियल-टू-मेसेनकाइमल संक्रमण-प्रेरित फाइब्रोसिस का एक पशु मॉडल प्रस्तुत करता है, जैसा कि जन्मजात हृदय दोषों जैसे कि गंभीर महाधमनी स्टेनोसिस या हाइपोप्लास्टिक लेफ्ट हार्ट सिंड्रोम में देखा जाता है, जो विस्तृत हिस्टोलॉजिकल ऊतक मूल्यांकन, नियामक सिग्नलिंग मार्गों की पहचान और उपचार विकल्पों के परीक्षण की अनुमति देता है।

Abstract

एंडोकार्डियल फाइब्रोइलास्टोसिस (ईएफई), जिसे सबएंडोकार्डियल ऊतक संचय द्वारा परिभाषित किया गया है, का बाएं वेंट्रिकल (एलवी) के विकास पर बड़ा प्रभाव पड़ता है और जन्मजात गंभीर महाधमनी स्टेनोसिस और हाइपोप्लास्टिक लेफ्ट हार्ट सिंड्रोम (एचएलएचएस) वाले रोगियों को उपचारात्मक शारीरिक बाईवेंट्रिकुलर सर्जिकल मरम्मत से रोकता है। सर्जिकल रिसेक्शन वर्तमान में एकमात्र उपलब्ध चिकित्सीय विकल्प है, लेकिन ईएफई अक्सर पुनरावृत्ति करता है, कभी-कभी आसन्न मायोकार्डियम में और भी अधिक घुसपैठ विकास पैटर्न के साथ।

ईएफई के अंतर्निहित तंत्र को बेहतर ढंग से समझने और चिकित्सीय रणनीतियों का पता लगाने के लिए, प्रीक्लिनिकल परीक्षण के लिए उपयुक्त एक पशु मॉडल विकसित किया गया था। पशु मॉडल इस बात को ध्यान में रखता है कि ईएफई अपरिपक्व हृदय की बीमारी है और प्रवाह की गड़बड़ी से जुड़ा हुआ है, जैसा कि नैदानिक टिप्पणियों द्वारा समर्थित है। इस प्रकार, नवजात चूहे दाता दिलों का हेटरोटोपिक हृदय प्रत्यारोपण इस मॉडल का आधार है।

एक नवजात चूहे के दिल को एक किशोर चूहे के पेट में प्रत्यारोपित किया जाता है और प्राप्तकर्ता के इन्फ्रारेनल महाधमनी और अवर वेना कावा से जोड़ा जाता है। जबकि कोरोनरी धमनियों का छिड़काव दाता हृदय की व्यवहार्यता को संरक्षित करता है, एलवी के भीतर प्रवाह ठहराव बहुत अपरिपक्व हृदय में ईएफई विकास को प्रेरित करता है। ईएफई गठन का अंतर्निहित तंत्र एंडोकार्डियल एंडोथेलियल कोशिकाओं का मेसेनकाइमल कोशिकाओं (एंडएमटी) में संक्रमण है, जो वाल्व और सेप्टा के प्रारंभिक भ्रूण के विकास का एक अच्छी तरह से वर्णित तंत्र है, लेकिन दिल की विफलता में फाइब्रोसिस का प्रमुख कारण भी है। प्रत्यारोपण के बाद दिनों के भीतर ईएफई गठन मैक्रोस्कोपिक रूप से देखा जा सकता है। ट्रांसएब्डोमिनल इकोकार्डियोग्राफी का उपयोग ग्राफ्ट व्यवहार्यता, सिकुड़न और एनास्टोमोसेस की पैटेंसी की निगरानी के लिए किया जाता है। इच्छामृत्यु के बाद, ईएफई ऊतक काटा जाता है, और यह एचएलएचएस रोगियों से मानव ईएफई ऊतक के समान हिस्टोपैथोलॉजिकल विशेषताओं को दर्शाता है।

विवो मॉडल में यह हृदय में ईएफई विकास के तंत्र का अध्ययन करने और इस पैथोलॉजिकल ऊतक गठन को रोकने के लिए उपचार विकल्पों का परीक्षण करने की अनुमति देता है और एंडएमटी-प्रेरित फाइब्रोसिस की अधिक सामान्यीकृत परीक्षा का अवसर प्रदान करता है।

Introduction

एंडोकार्डियल फाइब्रोइलास्टोसिस (ईएफई), सबएंडोकार्डियल ऊतक में कोलेजन और लोचदार फाइबर के संचय द्वारा परिभाषित, एक मोटी या अपारदर्शी मोटी एंडोकार्डियम के रूप में प्रस्तुत करता है; ईएफई भ्रूण की अवधि और प्रारंभिक शैशवावस्थाके दौरान सबसे सक्रिय विकास से गुजरता है। एक ऑटोप्सी अध्ययन में, हाइपोप्लास्टिक लेफ्ट हार्ट सिंड्रोम (एचएलएचएस) के 70% मामले ईएफई2 की उपस्थिति से जुड़े थे।

फाइब्रोब्लास्ट के लिए मार्कर व्यक्त करने वाली कोशिकाएं ईएफई में मुख्य कोशिका आबादी हैं, लेकिन ये कोशिकाएं सहवर्ती रूप से एंडोकार्डियल एंडोथेलियल मार्करों को भी व्यक्त करती हैं, जो इन ईएफई कोशिकाओं की उत्पत्ति का संकेत है। हमारे समूह ने पहले स्थापित किया था कि ईएफई गठन के अंतर्निहित तंत्र में एंडोथेलियल-टू-मेसेनकाइमल संक्रमण (एंडएमटी) 3 के माध्यम से फाइब्रोब्लास्ट में एंडोकार्डियल एंडोथेलियल कोशिकाओं का फेनोटाइपिक परिवर्तन शामिल है। एंडोथेलियल मार्करों जैसे कि भेदभाव के क्लस्टर (सीडी) 31 या संवहनी एंडोथेलियल (वीई)-कैडरिन (सीडी 144) और फाइब्रोब्लास्ट मार्कर (जैसे, अल्फा-चिकनी मांसपेशी एक्टिन, α-एसएमए) के लिए इम्यूनोहिस्टोकेमिकल डबल-स्टेनिंग का उपयोग करके एंडएमटी का पता लगाया जा सकता है। इसके अलावा, हमने पहले प्रतिलेखन कारकों स्लग, एसएनआईएल और ट्विस्ट3 के सक्रियण के साथ इस प्रक्रिया में टीजीएफ-बी मार्ग की नियामक भूमिका भी स्थापित की थी।

एंडएमटी एक शारीरिक प्रक्रिया है जो भ्रूण के हृदय के विकास के दौरान होती है और एंडोकार्डियल कुशन4 से सेप्टा और वाल्व के गठन की ओर ले जाती है, लेकिन यह दिल की विफलता, किडनी फाइब्रोसिस, या कैंसर में अंग फाइब्रोसिस का कारण भी बनती है और संवहनी एथेरोस्क्लेरोसिस 5,6,7,8 में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। कार्डियक फाइब्रोसिस में एंडएमटी मुख्य रूप से टीजीएफ -β मार्ग के माध्यम से विनियमित होता है, जैसा कि हमने और अन्य ने 3,9 की सूचना दी है। एंडएमटी को प्रेरित करने के लिए विभिन्न उत्तेजनाओं का वर्णन किया गया है: सूजन10, हाइपोक्सिया 11, यांत्रिक परिवर्तन 12, और प्रवाह की गड़बड़ी, जिसमें इंट्राकैविटरी रक्त प्रवाह13 में परिवर्तन शामिल हैं, और एंडएमटी एक आनुवंशिक बीमारी14 का परिणाम भी हो सकता है।

इस पशु मॉडल को कार्डियक ईएफई विकास के प्रमुख घटकों का उपयोग करके विकसित किया गया था, जो इंट्राकैविटरी रक्त प्रवाह की अपरिपक्वता और परिवर्तन हैं, विशेष रूप से प्रवाह ठहराव। नवजात चूहे के दिल को दाताओं के रूप में उपयोग करके अपरिपक्वता को पूरा किया गया था, क्योंकि नवजात चूहों को जन्म के तुरंत बाद विकासात्मक रूप से अपरिपक्व माना जाता है। हेटरोटोपिक हृदय प्रत्यारोपण ने इंट्राकैविटरी प्रवाह प्रतिबंध15 के प्रावधान की पेशकश की।

नैदानिक दृष्टिकोण से, यह पशु मॉडल बढ़ते बाएं वेंट्रिकल (एलवी) पर एंडएमटी के प्रभाव की बेहतर जांच करने की अनुमति देता है। एंडएमटी-प्रेरित ईएफई गठन16 के माध्यम से भ्रूण और नवजात हृदय पर लगाया गया विकास प्रतिबंध बाएं वेंट्रिकुलर बहिर्वाह पथ अवरोधों (एलवीओटीओ) जैसे जन्मजात गंभीर महाधमनी स्टेनोसिस और हाइपोप्लास्टिक लेफ्ट हार्ट सिंड्रोम (एचएलएचएस) वाले रोगियों को उपचारात्मक शारीरिक बाईवेंट्रिकुलर सर्जिकल मरम्मत17 से रोकता है। यह पशु मॉडल सेलुलर तंत्र के अध्ययन और एंडएमटी के माध्यम से ऊतक गठन के विनियमन की सुविधा प्रदान करता है और औषधीय उपचार विकल्पों 3,18 के परीक्षण की अनुमति देता है।

ट्रांसएब्डोमिनल इकोकार्डियोग्राफी का उपयोग ग्राफ्ट व्यवहार्यता, सिकुड़न और एनास्टोमोसेस की पैटेंसी की निगरानी के लिए किया जाता है। इच्छामृत्यु के बाद, प्रत्यारोपण के बाद 3 दिनों के भीतर ईएफई गठन मैक्रोस्कोपिक रूप से देखा जा सकता है। ईएफई ऊतक एलवीओटीओ वाले रोगियों से मानव ईएफई ऊतक के समान हिस्टोपैथोलॉजिकल विशेषताओं को दर्शाता है।

इसलिए, यह पशु मॉडल, हालांकि एचएलएचएस के स्पेक्ट्रम में बाल चिकित्सा उपयोग के लिए विकसित किया गया है, एंडएमटी के आणविक तंत्र के आधार पर विभिन्न बीमारियों का अध्ययन करते समय लागू किया जा सकता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

सभी पशु प्रक्रियाओं को राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद के अनुसार आयोजित किया गया था। प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए गाइड: आठवां संस्करण। बोस्टन चिल्ड्रन हॉस्पिटल में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा पशु प्रोटोकॉल की समीक्षा और अनुमोदन किया गया था।

सर्जरी से पहले, सभी सर्जिकल उपकरण भाप-आटोक्लेव होते हैं, और संशोधित क्रेब्स-हेंसेलिट बफर, 22 mmol / L KCl की अंतिम एकाग्रता के साथ, कार्डियोप्लेजिक समाधान के रूप में तैयार किया जाता है (तालिका 1)। समाधान को फिल्टर-स्टरलाइज़ किया जाता है और रात भर 4 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत किया जाता है। हेटरोटोपिक नवजात चूहे हृदय प्रत्यारोपण प्रक्रिया के लिए एक सर्जिकल माइक्रोस्कोप (12.5x) की आवश्यकता होती है।

1. तैयारी और संज्ञाहरण

  1. प्राप्तकर्ता के रूप में लगभग 150 ग्राम (5-6 सप्ताह की आयु) के वजन के साथ नर / मादा लुईस चूहों का उपयोग करें।
  2. शुरू करने के लिए, उदारतापूर्वक एक रेजर के साथ चूहे के पेट को शेव करें।
  3. चूहे को एक आइसोफ्लुरेन कक्ष में रखें, और 2% आइसोफ्लुरेन के साथ 2 एल / मिनट पर ऑक्सीजन प्रवाह को चालू करें जब तक कि जानवर ठीक से बेहोश न हो जाए लेकिन फिर भी अनायास सांस ले रहा हो। 45 मिलीग्राम / किग्रा केटामाइन और 5 मिलीग्राम / किग्रा ज़ाइलेज़िन इंट्रापरिटोनियल (आईपी), साथ ही 300 यू / किग्रा हेपरिन इंजेक्ट करें। पैर की अंगुली पिंच परीक्षण के साथ उचित एनेस्थेटाइजेशन की पुष्टि करें।
    नोट: पूरी प्रक्रिया के दौरान एक स्थिर हेमोडायनामिक स्थिति सुनिश्चित करने के लिए छाती की धड़कन के माध्यम से सहज श्वास और हृदय गति की सावधानीपूर्वक निगरानी करें।
  4. इंटुबैशन के लिए, चूहे को एक तिरछी शेल्फ (चित्रा 1) पर रखें, सामने के दांतों को एक स्ट्रिंग के साथ सुरक्षित करें, और सिर को सर्जन की ओर रखें।
  5. मुखर डोरियों के क्षेत्र पर गर्दन के बाहर प्रकाश रखें, जीभ को दो उंगलियों से पकड़ें, और इंटुबैशन के लिए इष्टतम दृष्टि प्रदान करने के लिए इसे ऊपर और बाईं ओर थोड़ा धक्का दें। 100-150 ग्राम चूहे के लिए कैनुला में 18 ग्राम, 2 का उपयोग करें। टेप के साथ इंट्राट्रेकियल ट्यूब को सुरक्षित करें।
    नोट: इंटुबैशन के लिए 3.5x आवर्धन के साथ सर्जिकल लूप्स की सिफारिश की जाती है।
  6. इंटुबैशन कैनुला को छोटे पशु वेंटिलेटर से कनेक्ट करें, और पशु आकार के आधार पर निर्माता के निर्देशों के अनुसार सेटिंग्स को समायोजित करें।
    नोट: 150 ग्राम चूहे के लिए निम्न सेटिंग्स का उपयोग करें: वॉल्यूम मोड; श्वसन दर, 55 / ज्वारीय मात्रा, 1.3 एमएल 50% आई / ई अनुपात, लेकिन इसे आवश्यकतानुसार उचित रूप से समायोजित किया जा सकता है। उचित द्विपक्षीय और समान छाती आंदोलन सुनिश्चित करें, और वेंटिलेटर के माध्यम से 0.5% -2% पर लगातार आइसोफ्लुरेन का प्रबंधन करें।
  7. चूहे को एक हीटिंग पैड पर रखें (शरीर के सामान्य तापमान को बनाए रखने के लिए) एक लापरवाह स्थिति में पूंछ को सर्जन की ओर मुंह करके। पेट को बीटाडीन घोल और 70% इथेनॉल के साथ तीन बार बाँझ करें। आंखों की चिकनाई का प्रशासन करें, और चूहे को एक बाँझ सर्जिकल ड्रेप के साथ कवर करें, जिससे पेट खुला रह जाए।

2. प्राप्तकर्ता चूहे में नवजात दाता हृदय की शल्य चिकित्सा तैयारी और हेटेरोटोपिक प्रत्यारोपण।

  1. त्वचा के चीरे के लिए 15 ब्लेड स्केलपेल का उपयोग करके एक मिडलाइन लैप्रोटॉमी करें, और पूर्ववर्ती पेट की दीवार को खोलने के लिए कैंची का उपयोग करें, इसके बाद रेट्रोपरिटोनियल पेट की महाधमनी और कपास टिप एप्लिकेटर के साथ अवर वेना कावा (आईवीसी) का कुंद जोखिम हो।
  2. आंतों (अवरोही बृहदान्त्र सहित) को जुटाएं, और उन्हें दाएं ऊपरी चतुर्थांश की ओर रखें। आंतों को गर्म नमकीन-भीगी धुंध से कवर करें। आईवीसी और पेट की महाधमनी के इष्टतम जोखिम को सुनिश्चित करने के लिए रिट्रैक्टर्स का उपयोग करें।
  3. विभाजन की ओर इन्फ्रारेनल आईवीसी और पेट की महाधमनी का कुंद विच्छेदन करें। 10-0 नायलॉन सीवन के साथ सभी इन्फ्रारेनल ब्रांचिंग धमनियों और नसों (जैसे, अवर मेसेंटेरिक धमनी और लिम्फ नोड धमनियों) को अलग करें।
    नोट: इन पक्ष शाखाओं की शारीरिक रचना में बहुत परिवर्तनशीलता है। जब कोई अन्य हेमोडायनामिक निगरानी उपलब्ध नहीं होती है तो महाधमनी की नाड़ी और हृदय गति की निगरानी करें। पैर की अंगुली पिंच परीक्षण के माध्यम से हर 15 मिनट में संज्ञाहरण की उचित गहराई का आकलन करें। तदनुसार आइसोफ्लुरेन एकाग्रता को समायोजित करें।
  4. एक नवजात चूहे से दाता के दिल को काटने के बाद, क्रेब्स-हेंसेलिट बफर युक्त सर्जिकल बेसिन में बाँझ परिस्थितियों में उत्पादित हृदय को शल्य चिकित्सा क्षेत्र में वितरित करें। दाता के हृदय को बर्फ-ठंडे कार्डियोप्लेजिक घोल से रुक-रुक कर सिंचाई करें।
    नोट: जब एक दूसरा सर्जन उपलब्ध होता है, तो हृदय को उसी समय तैयार किया जाना चाहिए, क्योंकि एक दूसरा सर्जन प्राप्तकर्ता जानवर के कुल संज्ञाहरण समय और दाता हृदय के इस्किमिया समय को कम करता है। जब एक दूसरा सर्जन उपलब्ध नहीं होता है, तो प्राप्तकर्ता के पेट को गर्म खारा के साथ कवर करें, और कटाई प्रक्रिया के दौरान जानवर की निगरानी करें।
  5. इन्फ्रारेनल महाधमनी और आईवीसी के डिस्टल और समीपस्थ खंडों पर चार छोटे दर्दनाक संवहनी क्लैंप लागू करें। यदि आवश्यक हो, तो अस्थायी रूप से 7-0 रेशम सीवन के साथ एक प्रतिकूल गुर्दे की वाहिका को अवरुद्ध करें, और प्रक्रिया के बाद सीवन को छोड़ दें। ऑर्टोटॉमी की सुविधा के लिए महाधमनी की पूर्ववर्ती दीवार पर लंबवत रूप से 10-0 नायलॉन सीवन रखें। सीवन को थोड़ा ऊपर खींचकर माइक्रोकैंची के साथ दो छोटे क्षैतिज कट (वेज के आकार के) के साथ एक ऑर्टोटॉमी करें।
    नोट: किसी भी रक्त के थक्कों को हटाने के लिए, हेपरिनाइज्ड खारा के साथ महाधमनी लुमेन की फ्लशिंग की सिफारिश की जाती है।
  6. दाता हृदय को महाधमनी के बाईं ओर (जानवर के दृष्टिकोण से) रखें और प्राप्तकर्ता के इन्फ्रारेनल महाधमनी और दाता के आरोही महाधमनी को 12 बजे और 6 बजे सीवन के साथ ऑर्टोटॉमी की स्थिति में सुरक्षित करें। 3 बजे और 9 बजे की स्थिति में तीसरे और चौथे सीवन के साथ जारी रखें, धीरे से तीसरे सीवन के बाद महाधमनी के दाईं ओर दिल को पलटें। प्रत्येक इंटरस्पेस में एक से दो सीवन जोड़कर धमनी एनास्टोमोसिस को पूरा करें।
    नोट: ऊतक क्षति से बचने के लिए एनास्टोमोसिस बनाते समय दाता की आरोही महाधमनी या प्राप्तकर्ता के पेट की महाधमनी को छूने से बचने के लिए देखभाल की जानी चाहिए।
  7. चूहे को विपरीत दिशा में घुमाएं, सिर सर्जन के बाएं हाथ की ओर रखें। आईवीसी पर इष्टतम दृष्टि की अनुमति देने के लिए दाता की महाधमनी को पेट की महाधमनी के बाईं ओर ले जाएं।
  8. आईवीसी पर एक वेनोटॉमी करें, महाधमनी एनास्टोमोसिस के थोड़ा समीपस्थ, पंचर के लिए 11 ब्लेड और दाता के फुफ्फुसीय ट्रंक के व्यास के अनुसार पर्याप्त आकार समायोजन के लिए माइक्रोकैंची का उपयोग करें। फिर, हेपरिनाइज्ड खारा के साथ इंट्राकैवल लुमेन को फ्लश करें।
  9. प्राप्तकर्ता के आईवीसी और दाता के फुफ्फुसीय ट्रंक के बीच शिरापरक एनास्टोमोसिस से शुरू करें, जो पोत की पिछली दीवार पर बाधित 11-0 नायलॉन सीवन रखकर सबसे अच्छा हासिल किया जाता है, जो 12 बजे और 6 बजे की स्थिति (आईवीसी से संबंधित) से शुरू होता है, और फिर सामने की दीवार पर एक निरंतर 11-0 नायलॉन सीवन रखें (6 बजे से 12 बजे की स्थिति तक)।
  10. एक अवशोषित जिलेटिन स्पंज की छोटी स्ट्रिप्स के साथ एनास्टोमोसेस को कवर करें, और बाहर से शुरू होने वाले माइक्रोवस्कुलर क्लैंप को हटा दें। इष्टतम हेमोस्टेसिस प्राप्त करने के लिए स्पंज को हल्के से संपीड़ित करने के लिए एक कपास टिप एप्लिकेटर का उपयोग करें।
  11. डिस्टल माइक्रोवस्कुलर क्लैंप की रिहाई के समय ग्राफ्ट की कोरोनरी वाहिकाओं को भरने का निरीक्षण करें, और सुनिश्चित करें कि समीपस्थ क्लैंप जारी होने पर दाता दिल तुरंत धड़कना शुरू कर देता है।
    नोट: पर्याप्त ग्राफ्ट फ़ंक्शन की पुष्टि करने के लिए संशोधित स्टैनफोर्ड स्कोर19 के अनुसार ग्राफ्ट की व्यवहार्यता को इंट्राऑपरेटिव रूप से 0 से 4 तक स्कोर किया जा सकता है।
  12. धमनी और शिरापरक एनास्टोमोसिस को विकृत न करने के लिए सुनिश्चित करके आंतों को पेट में वापस रखें।
  13. मेलोक्सिकैम (1 मिलीग्राम / किग्रा) और एथिका एक्सआर (0.65 मिलीग्राम / किग्रा) को चमड़े के नीचे प्रशासित करें, जबकि पशु को पोस्टऑपरेटिव एनाल्जेसिया का पता लगाने के लिए पूरी तरह से एनेस्थेटाइज किया जाता है। फिर, 6-0 अवशोषक वाइक्रिल सीवन के साथ त्वचा को बंद करने से पहले पेट की दीवार को लगातार 5-0 अवशोषित वाइक्रिल सीवन के साथ बंद करें।
    नोट: सामान्य विफलताओं और समस्या निवारण के बारे में मार्गदर्शन तालिका 2 में प्रस्तुत किया गया है।

3. नवजात दाता हृदय की कटाई

  1. नवजात दाता चूहे को बेहोश करने के लिए आइसोफ्लुरेन (2%) के साथ एक कक्ष में रखें। केटामाइन (75 मिलीग्राम / किग्रा) और ज़ाइलेज़िन (5 मिलीग्राम / किग्रा), साथ ही हेपरिन (300 यू / किग्रा) इंट्रापरिटोनियल रूप से प्रशासित करें।
  2. पैर की अंगुली चुटकी द्वारा संज्ञाहरण की गहराई की पुष्टि करें, और चूहे को एक लापरवाह स्थिति में रखें जिसमें पूंछ आपकी ओर हो। बीटाडीन और 70% इथेनॉल के साथ पूरे वक्ष और पेट की दीवार को तीन बार वैकल्पिक रूप से निष्फल करें। चूहे को बाँझ सर्जिकल ड्रेप के साथ कवर करें।
  3. 12.5x सर्जिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, जाइफॉइड पर 15 ब्लेड स्केलपेल का उपयोग करके क्षैतिज चीरे से शुरू करके पूरे पूर्ववर्ती वक्ष दीवार को हटा दें, इसके बाद कैंची के साथ दोनों तरफ एक्सिला तक ऊर्ध्वाधर चीरे लगाएं। पूर्ववर्ती वक्ष दीवार को तब गर्दन के ठीक नीचे एक और क्षैतिज चीरा लगाकर हटाया जा सकता है।
  4. कैंची के साथ आईवीसी, दाएं और बाएं बेहतर वेना कैवे, और फुफ्फुसीय वाहिकाओं को विच्छेदित करें, और फिर 7-0 रेशम सीवन के साथ सभी वाहिकाओं को घेर लें। आईवीसी को 30 ग्राम सुई के साथ घुमाकर और डायाफ्राम को बल के साथ थोड़ा नीचे धकेलकर दाएं आलिंद में 3 मिलीलीटर बर्फ-ठंडा, उच्च-पोटेशियम संशोधित क्रेब्स-हेंसेलिट समाधान का प्रशासन करें।
  5. कैंची के साथ आईवीसी, एसवीसी, फुफ्फुसीय वाहिकाओं और महाधमनी को काट लें। 11 ब्लेड स्केलपेल का उपयोग करके उचित लंबाई सुनिश्चित करने के लिए जहां तक संभव हो फुफ्फुसीय धमनियों और ब्राचियोसेफेलिक ट्रंक से महाधमनी डिस्टल को सही करें।
  6. फुफ्फुसीय ट्रंक और आरोही महाधमनी को माइक्रोकैंची से अलग करें, और 3 एमएल सिरिंज का उपयोग करके बर्फ के ठंडे कार्डियोप्लेजिक समाधान के साथ दिल को फ्लश करें।

4. प्राप्तकर्ता की वसूली और ग्राफ्ट निगरानी

  1. सर्जरी के बाद, चूहे को जागने के लिए पर्याप्त समय दें, जो आमतौर पर 15 मिनट की समय खिड़की में होता है, और इसे हीटिंग पैड पर ठीक होने दें।
    नोट: संक्रमण के बहुत कम जोखिम के कारण और प्रयोगात्मक मॉडल से समझौता नहीं करने के लिए कोई एंटीबायोटिक्स आवश्यक नहीं हैं, और भोजन या पानी पर कोई प्रतिबंध लागू नहीं होता है।
  2. प्रत्यारोपण के बाद, प्रतिदिन प्रत्यारोपित हृदय की धड़कन द्वारा ग्राफ्ट फ़ंक्शन की निगरानी करें, लेकिन विचार करें कि आंत ओवरले के कारण कभी-कभी इसका आकलन करना मुश्किल हो सकता है।
    नोट: पेट इकोकार्डियोग्राफी ग्राफ्ट व्यवहार्यता को अधिक सटीक रूप से माप सकती है। इकोकार्डियोग्राफी के लिए, चूहे को नाक शंकु के माध्यम से सांस लेने वाले आइसोफ्लुरेन (1-2%) के साथ थोड़ा सेडेट करें, और इसे हीटिंग पैड पर रखें। इकोकार्डियोग्राफी आमतौर पर पोस्टऑपरेटिव डे (पीओडी) 1, पीओडी 7 और पीओडी 14 पर की जाती है। हृदय गति और सिकुड़न के आकलन की अनुमति देने के लिए, कोई आसानी से लंबे-अक्ष और लघु-अक्ष दृश्य प्राप्त कर सकता है (चित्रा 2 ए, बी)। एनास्टोमोसेस का मूल्यांकन करने के लिए, डॉपलर इकोकार्डियोग्राफी (चित्रा 3 ) का उपयोग करें, और ईएफई ऊतक के गठन की पुष्टि करें जैसा कि बाएं वेंट्रिकुलर गुहा (चित्रा 3 बी, सी) के भीतर एक इको-उज्ज्वल एंडोकार्डियल परत के रूप में देखा जाता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ग्राफ्ट व्यवहार्यता और पिटाई
इस काम में, सभी क्लैंप को हटाने के बाद ग्राफ्ट व्यवहार्यता का नेत्रहीन मूल्यांकन किया गया था, और ग्राफ्ट के अवलोकन के लिए खुले पेट के साथ 10-15 मिनट के अनुमानित समय की अनुमति दी गई थी। ग्राफ्ट व्यवहार्यता को निष्पक्ष रूप से सत्यापित करने के लिए एक ही स्कोरिंग सिस्टम का उपयोग सर्जरी के अंत में दृश्य मूल्यांकन के लिए और पीओडी 1, पीओडी 7 और पीओडी 14 पर इकोकार्डियोग्राफी के लिए किया गया था।

0 = कोई अंग समारोह नहीं; 1 = (आराम) अंग समारोह, केवल न्यूनतम संकुचन; 2 = कमजोर या आंशिक अंग समारोह; 3 = सिकुड़ा हुआ दर या तीव्रता कम हो गई, लेकिन समरूप अंग समारोह; 4 = इष्टतम एट्रियम और वेंट्रिकल संकुचन (120-160 बीट / 3 या 4 के स्कोर को सफलता का दर्जा दिया गया था। पेट के दाता ग्राफ्ट के पैल्पेटरी मूल्यांकन का उपयोग इकोलॉजिकल मूल्यांकन के समय बिंदुओं के बीच ग्राफ्ट व्यवहार्यता की निगरानी के लिए किया गया था।

मृत्यु दर और ग्राफ्ट व्यवहार्यता सफलता दर।
प्रक्रिया को अक्टूबर 2022 और दिसंबर 2022 के बीच अध्ययन केंद्र में एक नई सर्जिकल टीम के लिए पेश किया गया था, और इस अवधि के दौरान अध्ययन केंद्र में 19 नवजात हेटरोटोपिक चूहा हृदय प्रत्यारोपण किए गए थे। तत्काल ऑपरेटिव उत्तरजीविता दर 79% थी, और ग्राफ्ट व्यवहार्यता सफलता दर (एक व्यवहार्य, धड़कते दाता दिल को प्रदर्शित करना) 84% थी। प्रक्रिया विशेषताओं को तालिका 3 में प्रस्तुत किया गया है।

12 जीवित जानवरों में से, 2 को 2 सप्ताह के अध्ययन समापन बिंदु से पहले इच्छामृत्यु की आवश्यकता थी, 1 को एक इलस (एन = 1) के कारण, और दूसरे को दर्द की दवा (एन = 1) के साथ दर्द से राहत नहीं मिलने के कारण, और 2 को सर्जरी के 1 सप्ताह बाद डिजाइन द्वारा इच्छामृत्यु दी गई थी।

तीन चूहों में, लागू संशोधित स्टैनफोर्ड स्कोर तत्काल पोस्टऑपरेटिव विज़ुअल ग्रेडिंग और पीओडी 1 पर इकोलॉजिकल मूल्यांकन के बीच 3 से 4 तक बढ़ गया। 14 दिनों के समापन बिंदु पर आठ जीवित चूहों में, इकोकार्डियोग्राफी में संशोधित स्टैनफोर्ड स्कोर सात जानवरों के लिए चार और एक जानवर के लिए तीन थे। इस श्रृंखला में मृत्यु का सबसे आम कारण बहुत अपरिपक्व हृदय के परिणामस्वरूप अत्यधिक रक्त हानि के कारण हेमोडायनामिक विफलता थी और इस प्रकार, एनास्टोमोसिस या लंबे संज्ञाहरण समय के लिए नाजुक दाता वाहिकाएं थीं।

ईएफई ऊतक का हिस्टोलॉजिकल मूल्यांकन।
प्राप्तकर्ता चूहे की सीओ2 इच्छामृत्यु के बाद, बाँझ तैयारी के तहत एक पुन: लैप्रोटॉमी किया गया था। दाता ग्राफ्ट को एक्साइज किया गया और आगे की प्रक्रिया के लिए तुरंत बर्फ पर एक फिजियोलॉजिकल खारा घोल में रखा गया। दाएं और बाएं वेंट्रिकल के मध्य-वेंट्रिकुलर स्तर पर एक क्षैतिज टुकड़ा निकाला गया था, जिसे इष्टतम काटने के तापमान (ओसीटी) एम्बेडिंग माध्यम में रखा गया था, और तरल नाइट्रोजन (चित्रा 4 ए) में जमे हुए थे। अन्य सभी ऊतकों को तरल नाइट्रोजन के साथ स्नैप-जमे हुए थे और आगे के विश्लेषण के लिए -80 डिग्री सेल्सियस फ्रीजर में संग्रहीत किया गया था। छवियों को एक उल्टे माइक्रोस्कोप (चित्रा 4 बी-डी) का उपयोग करके प्राप्त किया गया था।

एंडएमटी की पहचान करने के लिए सोने के मानक के रूप में इम्यूनोहिस्टोकेमिकल स्टेनिंग 4', 6-डायमिडिनो-2-फेनिलिन्डोल (डीएपीआई) (नीला), वीई-कैडरिन को एंडोथेलियल मार्कर (लाल) के रूप में और α-एसएमए को फाइब्रोब्लास्ट मार्कर (हरा) के रूप में उपयोग करके किया गया था। फॉस्फोराइलेटेड एसएमएडी प्रोटीन और प्रतिलेखन कारक एसएलयूजी / एसएनआईएल को भी ईएफई ऊतक (चित्रा 5 ए-ई) 3,20 में दाग दिया गया था।

Figure 1
चित्र 1: इंटुबैशन के लिए तिरछा शेल्फ। चूहे को उसकी पीठ पर रखा जाता है, सामने के दांतों को एक स्ट्रिंग के साथ सुरक्षित किया जाता है और सिर सर्जन की ओर होता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: एलवी का दीर्घ-अक्षीय दृश्य() देशी चूहा हृदय डायस्टोलिक के दौरान सामान्य भराव का संकेत देता है। (बी) एलवी के भीतर प्रवाह ठहराव के साथ दाता ग्राफ्ट। डायस्टोलिक के दौरान मात्रा लोडिंग कम हो जाती है। संक्षेप: एलवी = बाएं वेंट्रिकल; एमवी = माइट्रल वाल्व; एलवीओटी = बाएं वेंट्रिकुलर बहिर्वाह पथ। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: एनास्टोमोसेस और ईएफई मूल्यांकन । () पेटेंट धमनी (लाल तीर) और शिरापरक (नीला तीर) एनास्टोमोसेस को दर्शाते हुए इकोलॉजिकल कलर डॉप्लर अध्ययन। (बी, सी): एलवी गुहा के भीतर इको-उज्ज्वल एंडोकार्डियल सतह ईएफई (सफेद तीर) का संकेत देती है। संक्षेप: एलवी = बाएं वेंट्रिकल; ईएफई = एंडोकार्डियल फाइब्रोइलास्टोसिस। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: मैक्रोस्कोपिक और सूक्ष्म ऊतक मूल्यांकन । () एलवी और आरवी के माध्यम से मिड-वेंट्रिकुलर क्रॉस-सेक्शन। सफेद तीर ईएफई ऊतक की ओर इशारा करते हैं। (बी) हेमटोक्सिलिन-ईओसिन, (सी) मैसन ट्राइक्रोम (एमटीएस), और (डी) इलास्टिन वैन गिसन (ईवीजी) धुंधला। बड़ा आवर्धन इंगित करता है कि ईएफई ऊतक (काले तीर) में संगठित कोलेजन (एमटीएस में नीला) और इलास्टिन फाइबर (ईवीजी में काला) की उच्च मात्रा होती है। संक्षेप: एलवी = बाएं वेंट्रिकल; आरवी = दाएं वेंट्रिकल; ईएफई = एंडोकार्डियल फाइब्रोइलास्टोसिस। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: हिस्टोलॉजिकल और इम्यूनोहिस्टोलॉजिकल छवियों की तुलना। () हेमटोक्सिलिन-इओसिन धुंधला। (B-E) इम्यूनोहिस्टोकेमिकल धुंधलापन; (बी, सी) वीई-कैडरिन और α-एसएमए, (डी) सीडी 31 और फॉस्फो-एसएमएडी 2/एसएमएडी 3 (नीले रंग में डीएपीआई से सना नाभिक के साथ स्थानीयकृत), और () सीडी 31 और स्लग / एसएनआईएल (नीले रंग में डीएपीआई से सना नाभिक के साथ कोलोकलाइज), जैसा कि सफेद तीरों द्वारा दिखाया गया है, के लिए ईएफई ऊतक डबल-सना हुआ है। संक्षेप: एलवी = बाएं वेंट्रिकल; ईएफई = एंडोकार्डियल फाइब्रोइलास्टोसिस; एंडएमटी = एंडोथेलियल-टू-मेसेनकाइमल संक्रमण। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

1 लीटर निष्फल, आसुत जल
NaCl 118 mmol / L
KCl 22 mmol/L
KH2PO4 1.2 mmol/l
MgSO4 1.2 mmol / L
NaHCO3 25 mmol / L
ग्‍लूकोज़ 11 mmol/L
CaCl2 2.5 mmol / L

तालिका 1: संशोधित क्रेब्स-हेंसेलिट बफर की संरचना। उच्च पोटेशियम (22 mmol / L KCl) कार्डियोप्लेजिक समाधान तैयार किया जाता है, फ़िल्टर-निष्फल किया जाता है, और रात भर 4 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत किया जाता है।

सामान्य विफलताएं और समस्या निवारण
क्लैंप छोड़ने के बाद ग्राफ्ट धड़कना शुरू नहीं करता है / कोरोनरी धमनियां नहीं भरती हैं। धमनी एनास्टोमोसिस में थ्रोम्बस गठन की जांच करें
इस्किमिया समय (= कुल गिरफ्तारी समय) की जांच करें (100 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए)
लंबे समय तक जागने का समय या सर्जरी के बाद चूहा नहीं उठता सर्जरी के दौरान नाड़ी की ताकत और आवृत्ति की निगरानी करें और यदि हेमोडायनामिक्स कमजोर हैं, तो आइसोफ्लुरेन इनहेलेशन को कम करें।
लंबे एनेस्थीसिया समय के कारण अक्सर इंट्राऑपरेटिव हेमोडायनामिक्स में कमी के लिए तत्काल पोस्टऑपरेटिव लिविड या नेक्रोटिक आंतें संदिग्ध होती हैं।
लैप्रोटॉमी के ठीक बाद कमजोर हेमोडायनामिक्स संज्ञाहरण के लिए आइसोफ्लुरेन प्रवाह समायोजित करें
इंटुबैशन और उचित छाती की गति का मूल्यांकन करें: एकतरफा इंटुबैशन, न्यूमोथोरैक्स, बाधित एंडोट्रेचल लुमेन शुरुआत में आम विफलताएं हैं।
चूहा जागता है लेकिन पहले 24 घंटों में मर जाता है सर्जरी के दौरान व्यापक रक्त की कमी
यदि पेट में शव परीक्षण में रक्त की बढ़ी हुई मात्रा पाई जाती है, तो यह एनास्टोमोसिस की विफलता के कारण सबसे अधिक संभावना है।

तालिका 2: सामान्य विफलताएं और समस्या निवारण। इस मॉडल में उच्च जीवित रहने की दर प्राप्त करने के लिए असफल प्रक्रियाओं की गहन निगरानी और पुनर्मूल्यांकन महत्वपूर्ण हैं।

ग्राम में प्राप्तकर्ता चूहे का वजन, औसत [आईक्यूआर]। 150 [50]
दिनों में दाता की उम्र, औसत [IQR] 3 [1]
ग्राम में दाता वजन, औसत [आईक्यूआर]। 9 [2]
मिनटों में ग्राफ्ट इस्किमिया समय, औसत [आईक्यूआर]। 100 [25]
पोस्टऑपरेटिव सफलता दर, एन 16/19 (=84%)

तालिका 3: प्रक्रिया विशेषताएं। प्राप्तकर्ता और दाता चयन, ग्राफ्ट इस्किमिया समय और जीवित रहने की दर। संक्षिप्त नाम: IQR = इंटरक्वार्टाइल रेंज।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

प्राप्तकर्ता के पेट में एक नवजात दाता चूहे के दिल के हेटरोटोपिक प्रत्यारोपण का यह पशु मॉडल विस्तृत हिस्टोलॉजिकल ऊतक मूल्यांकन के माध्यम से एंडएमटी-व्युत्पन्न फाइब्रोसिस का अध्ययन करने, नियामक सिग्नलिंग मार्गों की पहचान करने और उपचार विकल्पों का परीक्षण करने की संभावना बनाता है। चूंकि एंडएमटी दिल के फाइब्रोटिक रोगों के लिए अंतर्निहित तंत्र है, इसलिए इस मॉडल का बाल चिकित्सा कार्डियक सर्जरी और उससे आगे के क्षेत्र में बहुत मूल्य है। इस मॉडल में, कई कारक प्रक्रिया के परिणाम को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकते हैं। इस प्रकार, दाता हृदय की अपरिपक्वता के कारण बहुत नाजुक ऊतक का उचित हैंडलिंग, संज्ञाहरण के दौरान उचित पशु हैंडलिंग, और उच्च-स्तरीय माइक्रोसर्जिकल कौशल इस मॉडल की सफलता के लिए बुनियादी आवश्यकताएं हैं। इन प्रयोगों को करते समय एक सर्जिकल माइक्रोस्कोप, छोटे पशु वेंटिलेटर और माइक्रोसर्जिकल उपकरणों सहित एक इष्टतम तकनीकी सेटअप का उपयोग किया जाना चाहिए। हालांकि आवश्यक नहीं है, हृदय गति या शरीर के तापमान की बुनियादी निगरानी फायदेमंद हो सकती है, खासकर अनुभवहीन सर्जनों के लिए, हेमोडायनामिक्स और संज्ञाहरण की गहराई की निगरानी के लिए।

ध्यान में रखने के लिए महत्वपूर्ण शल्य चिकित्सा पहलुओं में नवजात दाता दिलों की अपरिपक्वता शामिल है, जो ऊतक को बहुत नाजुक बनाती है और आरोही महाधमनी और फुफ्फुसीय ट्रंक को आँसू के लिए कमजोर छोड़ देती है। इस प्रकार, किसी भी हैंडलिंग को बहुत सावधानी के साथ किया जाना चाहिए। एनास्टोमोसिस के लिए उपयोग की जाने वाली छोटी वाहिकाओं के कारण, बाधित टांके के साथ धमनी एनास्टोमोसिस करने और हेपरिनाइज्ड सलाइन के साथ एनास्टोमोसिस साइट के आंतरायिक फ्लशिंग की सिफारिश की जाती है, जो थ्रोम्बस गठन से बचने में मदद करता है। उचित रूप से वृद्ध नवजात चूहों का चयन उन दिलों का उपयोग करने के मुद्दे को दूर करने के लिए आवश्यक है जो बहुत अपरिपक्व हैं और इसलिए, एनास्टोमोसिस टूटने के लिए अतिसंवेदनशील हैं। दूसरी ओर, लगभग 7 दिनों की एक निश्चित उम्र के बाद, एंडएमटी को अब इस पशु मॉडल15 में स्पष्ट रूप से नहीं दिखाया जा सकता है।

एंडएमटी को विभिन्न प्रकार के कार्डियक फाइब्रोसिस और एथेरोस्क्लेरोसिस के लिए केंद्रीय तंत्र के रूप में पहचाना गया है, लेकिन विवो मॉडल8 में कमी के कारण अनुसंधान बाधित हुआ है। एंडएमटी अनुसंधान के क्षेत्र में मुख्य विकास सेल कल्चर मॉडल तक ही सीमित हैं, जिनकी अंतर्निहित सीमाएं 3,8,9 हैं। इसके अलावा, एंडोकार्डियल एंडोथेलियल कोशिकाओं पर अध्ययन और भी प्रतिबंधित हैं। एक विकल्प के रूप में, कोरोनरी धमनी एंडोथेलियल कोशिकाओं को अक्सर एक विकल्प के रूप में उपयोग किया जाता है, क्योंकि उन्हें एंडोकार्डियल कोशिकाओं21 से भाग में उत्पन्न होने की सूचना मिली है। इसलिए, इस पशु मॉडल का उपयोग न केवल कार्डियक फाइब्रोसिस के लिए किया जा सकता है, बल्कि एथेरोस्क्लेरोसिस में प्रवाह-प्रेरित एंडएमटी के महत्वपूर्ण रोगजनक का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। जन्मजात हृदय रोग के लिए, हमने अपने चूहे के मॉडल में एंडएमटी के माध्यम से स्वस्थ एंडोकार्डियम से ईएफई ऊतक में संक्रमण को पुन: उत्पन्न करने की क्षमता दिखाई है, ईएफई के साथ जो संरचनात्मक रूप से मानव ईएफई ऊतक जैसा दिखता है। ईएफई ऊतक के भीतर मेसेनकाइमल कोशिकाओं की सेलुलर उत्पत्ति के बारे में कुछ विवाद है। क्लार्क एट अल .22 ने बताया कि एपिकार्डियल कोशिकाएं ईएफई में योगदान करती हैं, लेकिन हमारे डेटा ने संकेत दिया कि ईएफई ऊतक का अधिकांश हिस्सा एंडोकार्डियल एंडोथेलियल कोशिकाओं के माध्यम से प्राप्त होता है जो एंडएमटी3 से गुजर रहा है। ईएफई ऊतक की सेलुलर उत्पत्ति का पता लगाने के लिए वर्तमान में एकल-कोशिका स्तर पर प्रयोग चल रहे हैं।

विवो मॉडल में इसके माध्यम से, एंडएमटी के नियामक मार्गों का अध्ययन किया जा सकता है। एक असंतुलन, विशेष रूप से टीजीएफ-बी मार्ग और बिगड़ा हुआ हड्डी मोर्फोजेनेटिक प्रोटीन (बीएमपी) सिग्नलिंग में वृद्धि, एंडोकार्डियल कोशिकाओं में एक प्रमुख भूमिका निभाने के लिए दिखाया गया है जो एंडएमटी को विनियमित करने वाले प्रतिलेखन कारकों को व्यक्त करते हैं। वैकल्पिक रूप से, जेग्ड/नॉच सिग्नलिंग और डब्ल्यूएनटी/बी-कैटेनिन को भी एंडएमटी 3,23 को प्रेरित करने के लिए रिपोर्ट किया गया है। टीजीएफ-बी मार्ग एसएमएडी प्रोटीन के माध्यम से स्लग, एसएनआईएल और ट्विस्ट जैसे प्रतिलेखन कारकों के सक्रियण को प्रेरित करता है, जिससे एंडएमटी20,24 को विनियमित किया जाता है। इस पशु मॉडल में, हम इन तंत्रों को पुन: उत्पन्न करने में सक्षम हैं, जिनकी पुष्टि इम्यूनोहिस्टोकेमिकल स्टेनिंग द्वारा की गई है।

इस पशु मॉडल में एंडएमटी-प्रेरित फाइब्रोसिस के लिए उत्तेजक कारक अपरिपक्वता और प्रवाह ठहराव हैं, जबकि अन्य मॉडल आनुवंशिक संशोधनों, उच्च रक्तचाप, या आहार प्रतिबंध 9,25 के माध्यम से एंडएमटी को प्रेरित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। अन्य प्रजातियों की तुलना में, नवजात चूहे जन्म के समय बहुत अपरिपक्व होते हैं, और इसलिए, वे विशेष रूप से एंडएमटी से गुजरने के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।

हमने और अन्य लोगों ने ट्रांसजेनिक वंश अनुरेखण के माध्यम से ईएफई की उत्पत्ति का बेहतर अध्ययन करने के लिए चूहों का उपयोग किया है, लेकिन कई सीमाओं पर चर्चा करने की आवश्यकता है 3,22. सबसे पहले, मॉडल की जटिलता के कारण, चूहों की तुलना में चूहों में मृत्यु दर अधिक है, और ईएफई की प्रस्तुति अधिक विषम है; इसलिए, चूहा मॉडल अधिक विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है। अध्ययन अवधि के दौरान ग्राफ्ट फ़ंक्शन का आकलन करने के लिए इकोलॉजिकल उपाय महत्वपूर्ण हैं, और हमने दिखाया है कि इन उपायों के साथ-साथ एनास्टोमोसेज, ग्राफ्ट फ़ंक्शन और सिकुड़न की स्पंदन और स्थिरता का आकलन करने के साथ-साथ ग्राफ्ट फ़ंक्शन और सिकुड़न का भी अध्ययन किया जा सकता है। अधिक अनुभव के साथ, प्रत्यारोपित हृदय के और भी उन्नत विश्लेषण, जैसे कि एलवी का तनाव विश्लेषण, चूहे के मॉडल में किया जा सकता है। वर्तमान में यह स्पष्ट नहीं है कि क्या कृन्तकों के अलावा बड़े जानवरों में एक ही पैथोफिजियोलॉजिकल स्थिति को प्रेरित किया जा सकता है, और इसके लिए आगे की जांच की आवश्यकता है।

अंत में, यह बाल चिकित्सा पशु मॉडल एंडएमटी की मानव बीमारी की नकल करता है और एंडएमटी के विनियमन को निर्धारित करने और इस रोग प्रक्रिया को रोकने के लिए औषधीय हस्तक्षेप का अध्ययन करने के लिए उपयोगी हो सकता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

कोई नहीं।

Acknowledgments

इस शोध को अतिरिक्त उद्यमों - सिंगल वेंट्रिकल रिसर्च फंड (एसवीआरएफ) और सिंगल वेंट्रिकल एक्सपेंशन फंड (आईएफ को) और ऑस्ट्रियाई संघीय शिक्षा, विज्ञान और अनुसंधान मंत्रालय बीएमबीडब्ल्यूएफसी (जीजी को) द्वारा प्रदान किए गए धन से ओईएडी-जीएमबीएच की मैरिएटा ब्लाउ छात्रवृत्ति द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Advanced Ventilator System For Rodents, SAR-1000 CWE, Inc. 12-03100 small animal ventilator
aSMA Sigma A2547 Antibody for Immunohistochemistry
Axio observer Z1  Carl Zeiss inverted microscope
Betadine Solution Avrio Health L.P. 367618150092
CD31 Invitrogen MA1-80069 Antibody for Immunohistochemistry
DAPI Invitrogen D1306 Antibody for Immunohistochemistry
DemeLON Nylon black 10-0 DemeTECH NL76100065F0P 10-0 Nylon suture
ETFE IV Catheter, 18G x 2 TERUMO SURFLO SR-OX1851CA intubation cannula
Micro Clip 8mm Roboz Surgical Instrument Co. RS-6471 microvascular clamps
Nylon black monofilament 11-0 SURGICAL SPECIALTIES CORP AA0130 11-0 Nylon
O.C.T. Compound Tissue-Tek 4583 Embedding medium for frozen tissue specimen
p-SMAD2/3 Invitrogen PA5-110155 Antibody for Immunohistochemistry
Rodent, Tilting WorkStand Hallowell EMC. 000A3467 oblique shelf for intubation
Silk Sutures, Non-absorbable, 7-0 Braintree Scientific NC9201231 Silk suture
Slug/Snail Abcam ab180714 Antibody for Immunohistochemistry
Undyed Coated Vicryl 5-0 P-3 18" Ethicon J493G 5-0 Vicryl
Undyed Coated Vicryl 6-0 P-3 18" Ethicon J492G 6-0 Vicryl
VE-Cadherin Abcam ab231227 Antibody for Immunohistochemistry
Zeiss OPMI 6-SFR Zeiss Surgical microscope
Zen, Blue Edition, 3.6 Zen  inverted microscope software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Lurie, P. R. Changing concepts of endocardial fibroelastosis. Cardiology in the Young. 20 (2), 115-123 (2010).
  2. Crucean, A., et al. Re-evaluation of hypoplastic left heart syndrome from a developmental and morphological perspective. Orphanet Journal of Rare Diseases. 12 (1), 138 (2017).
  3. Xu, X., et al. Endocardial fibroelastosis is caused by aberrant endothelial to mesenchymal transition. Circulation Research. 116 (5), 857-866 (2015).
  4. Eisenberg, L. M., Markwald, R. R. Molecular regulation of atrioventricular valvuloseptal morphogenesis. Circulation Research. 77 (1), 1-6 (1995).
  5. Illigens, B. M., et al. Vascular endothelial growth factor prevents endothelial-to-mesenchymal transition in hypertrophy. Annals of Thoracic Surgery. 104 (3), 932-939 (2017).
  6. Zeisberg, E. M., Potenta, S. E., Sugimoto, H., Zeisberg, M., Kalluri, R. Fibroblasts in kidney fibrosis emerge via endothelial-to-mesenchymal transition. Journal of the American Society of Nephrology. 19 (12), 2282-2287 (2008).
  7. Zeisberg, E. M., Potenta, S., Xie, L., Zeisberg, M., Kalluri, R. Discovery of endothelial to mesenchymal transition as a source for carcinoma-associated fibroblasts. Cancer Research. 67 (21), 10123-10128 (2007).
  8. Souilhol, C., Harmsen, M. C., Evans, P. C., Krenning, G. Endothelial-mesenchymal transition in atherosclerosis. Cardiovascular Research. 114 (4), 565-577 (2018).
  9. Zeisberg, E. M., et al. Endothelial-to-mesenchymal transition contributes to cardiac fibrosis. Nature Medicine. 13 (8), 952-961 (2007).
  10. Rieder, F., et al. Inflammation-induced endothelial-to-mesenchymal transition: A novel mechanism of intestinal fibrosis. American Journal of Pathology. 179 (5), 2660-2673 (2011).
  11. Johnson, F. R. Anoxia as a cause of endocardial fibroelastosis in infancy. AMA Archives of Pathology. 54 (3), 237-247 (1952).
  12. Shimada, S., et al. Distention of the immature left ventricle triggers development of endocardial fibroelastosis: An animal model of endocardial fibroelastosis introducing morphopathological features of evolving fetal hypoplastic left heart syndrome. Biomedical Research. 2015, 462-469 (2015).
  13. Weixler, V., et al. Flow disturbances and the development of endocardial fibroelastosis. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 159 (2), 637-646 (2020).
  14. Purevjav, E., et al. Nebulette mutations are associated with dilated cardiomyopathy and endocardial fibroelastosis. Journal of the American College of Cardiology. 56 (18), 1493-1502 (2010).
  15. Friehs, I., et al. An animal model of endocardial fibroelastosis. Journal of Surgical Research. 182 (1), 94-100 (2013).
  16. Emani, S. M., et al. Staged left ventricular recruitment after single-ventricle palliation in patients with borderline left heart hypoplasia. Journal of the American College of Cardiology. 60 (19), 1966-1974 (2012).
  17. Hickey, E. J., et al. Critical left ventricular outflow tract obstruction: The disproportionate impact of biventricular repair in borderline cases. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 134 (6), 1429-1436 (2007).
  18. Oh, N. A., et al. Abnormal flow conditions promote endocardial fibroelastosis via endothelial-to-mesenchymal transition, which is responsive to losartan treatment. JACC: Basic to Translational Science. 6 (12), 984-999 (2021).
  19. Blanchard, J. M., Pollak, R. Techniques for perfusion and storage of heterotopic heart transplants in mice. Microsurgery. 6 (3), 169-174 (1985).
  20. Kokudo, T., et al. Snail is required for TGFbeta-induced endothelial-mesenchymal transition of embryonic stem cell-derived endothelial cells. Journal of Cell Science. 121 (20), 3317-3324 (2008).
  21. Wu, B., et al. Endocardial cells form the coronary arteries by angiogenesis through myocardial-endocardial VEGF signaling. Cell. 151 (5), 1083-1096 (2012).
  22. Clark, E. S., et al. A mouse model of endocardial fibroelastosis. Cardiovascular Pathology. 24 (6), 388-394 (2015).
  23. Kovacic, J. C., et al. Endothelial to mesenchymal transition in cardiovascular disease: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 73 (2), 190-209 (2019).
  24. Derynck, R., Zhang, Y. E. Smad-dependent and Smad-independent pathways in TGF-beta family signalling. Nature. 425 (6958), 577-584 (2003).
  25. Daugherty, A., et al. Recommendation on design, execution, and reporting of animal atherosclerosis studies: A scientific statement from the American Heart Association. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (9), e131-e157 (2017).

Tags

नवजात हेटेरोटोपिक चूहा हृदय प्रत्यारोपण मॉडल एंडोथेलियल-टू-मेसेनकाइमल संक्रमण एंडोकार्डियल फाइब्रोइलास्टोसिस (ईएफई) बाएं वेंट्रिकल विकास जन्मजात महत्वपूर्ण महाधमनी स्टेनोसिस हाइपोप्लास्टिक लेफ्ट हार्ट सिंड्रोम (एचएलएचएस) सर्जिकल रिसेक्शन चिकित्सीय विकल्प घुसपैठ विकास पैटर्न ईएफई के अंतर्निहित तंत्र प्रीक्लिनिकल परीक्षण प्रवाह की गड़बड़ी हेटेरोटोपिक हृदय प्रत्यारोपण नवजात चूहा दाता दिल प्राप्तकर्ता की इन्फ्रारेनल महाधमनी अवर वेना कावा कोरोनरी धमनी छिड़काव एंडोकार्डियल एंडोथेलियल कोशिकाएं मेसेनकाइमल कोशिकाएं (एंडएमटी)
एंडोथेलियल-टू-मेसेनकाइमल संक्रमण के अध्ययन के लिए एक नवजात हेटरोटोपिक चूहा हृदय प्रत्यारोपण मॉडल
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gierlinger, G., Rech, L., Emani, S.More

Gierlinger, G., Rech, L., Emani, S. M., del Nido, P. J., Friehs, I. A Neonatal Heterotopic Rat Heart Transplantation Model for the Study of Endothelial-to-Mesenchymal Transition. J. Vis. Exp. (197), e65426, doi:10.3791/65426 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter