La constricción aórtica mínimamente invasiva transversal en ratones
Summary
Mínimamente invasiva constricción de la aorta transversal (MTC) conserva los elementos esenciales de la constricción de la aorta transversal regular (TAC) al tiempo que elimina el uso de un ventilador con intubación traqueal. Demuestra ser un método altamente deseable para los estudios de alto rendimiento de sobrecarga ventricular izquierda, sobre todo en estudios de traducción.
Abstract
Mínimamente invasiva constricción de la aorta transversal (MTC) es un método más deseable para la constricción de la aorta transversal en ratones que a tórax abierto constricción de la aorta transversal estándar (TAC). Aunque la constricción aórtica transversal es un método altamente funcional para la inducción de alta presión en el ventrículo izquierdo, que es un procedimiento más difícil y prolongado debido a su uso de la ventilación artificial con la intubación traqueal. TAC es a menudo también menos de supervivencia, como el método más reciente, MTAC, ni requiere el corte de las costillas y los músculos intercostales ni la intubación traqueal con una configuración de la ventilación. En MTAC, en oposición a una toracotomía para acceder a la cavidad torácica, el arco aórtico se alcanza a través de una incisión de línea media en el cuello anterior. La tiroides se tira hacia atrás para revelar la horquilla esternal. El esternón se corta posteriormente hasta el segundo nivel de costilla, y el arco aórtico se alcanza simplemente mediante la separación de los tejidos conectivos y el timo. Deallí, una sutura puede ser envuelto alrededor del arco y atado con un espaciador, y después el corte del esternón y de la piel se puede cerrar. MTAC es una manera mucho más rápida y menos invasivo para inducir la hipertensión ventricular izquierda y permite la posibilidad de que los estudios de alto rendimiento. El éxito de la constricción se puede verificar usando alta frecuencia ecocardiografía transtorácica, en particular de color Doppler y de la onda de impulsos Doppler, para determinar las velocidades de flujo del arco aórtico y la izquierda y la arteria carótida derecha, la dimensión de los vasos sanguíneos, y la función ventricular izquierda y la morfología. Una constricción éxito también dará lugar a cambios histopatológicos significativos, tales como la hipertrofia de células del músculo cardiaco con fibrosis intersticial y perivascular. A continuación, se describe el procedimiento de MTAC, lo que demuestra cómo los cambios en los flujos resultantes en las arterias carótidas pueden ser examinados con la ecocardiografía, morfología general, y los cambios histopatológicos en el corazón.
Introduction
El propósito general de este artículo es demostrar cómo transversal constricción de la aorta (TAC) en ratones puede ser modificado para producir una cirugía simple y más conveniente. TAC se introdujo por primera vez en 1991 1 y activar los biólogos moleculares para estudiar las vías celulares y moleculares que conducen a la hipertrofia en el ventrículo izquierdo y a la insuficiencia cardíaca, en particular en los pequeños animales con genomas manipulados 2, 3, 4, 5, 6. A pesar de su eficacia en la producción de la sobrecarga de presión deseada, la técnica es en última instancia limitado por la dificultad en realizar el procedimiento y por su baja tasa de supervivencia. Un cirujano la realización de TAC debe ser capaz de realizar la intubación endotraqueal, una toracotomía, y el uso de la ventilación artificial con el fin de evitar el colapso pulmonar 1.
contenido "> A menudo, se desea un método simple y menos invasiva. Como consecuencia, mínimamente invasiva constricción aórtica transversal (MTAC) fue ideado 3. Aunque el resultado (en concreto, la hipertrofia ventricular izquierda) es el mismo, el procedimiento consiste en un número significativamente menor aparatos y menos daño a la animal. MTAC resulta ser un método conveniente que tiene una tasa de supervivencia mayor, por encima de 90%, y tiene un tiempo de operación de sólo de 15 a 25 min. los casos poco frecuentes de muerte después de la cirugía con éxito puede ser atribuible a demasiado constricción -tight del arco aórtico, dando como resultado la sobrecarga ventricular izquierda tremenda y la reducción fatal del suministro de sangre a los órganos críticos, tales como los riñones.Después de que se completa el procedimiento, la ecocardiografía se puede utilizar para evaluar el éxito de las bandas y la morfología y la función cardíaca. Un sistema de ultrasonido de alta frecuencia se puede utilizar para medir el diámetro y los cambios de flujo en la izquierda y derechacarótida arterias, para visualizar la constricción del arco aórtico para mediciones de pico de velocidad de flujo, y para determinar el espesor de la pared del ventrículo izquierdo y los parámetros funcionales 7, 8. Después de la eutanasia, los órganos también pueden ser recogidos para los estudios histopatológicos con hematoxilina y eosina y la tinción de colágeno Picrosirius, siendo esta última particularmente útil para la observación de la fibrosis.
Protocol
Representative Results
Discussion
Rockman y sus colegas desarrollaron el primer método de constricción aórtica como método para estudiar la sobrecarga de presión en el corazón. Esta investigación permitió comenzar a descubrir las consecuencias celulares y moleculares de la hipertensión y la insuficiencia cardíaca 1. Un método mejorado, mínimamente invasivo constricción aórtica transversal (MTAC), proporciona un método susceptible, dependiente del tiempo para la inducción de ventricular izquierda sobrecarga de pres…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nos gustaría reconocer el Fondo para la Investigación de la Universidad de Ciencias de la Vida (ULS) de la Universidad Politécnica de Hong Kong para la prestación de Vevo 2100 sistema de ultrasonido. Un agradecimiento especial a la Dra Chunyi Wen de la División Interdisciplinaria de Ingeniería Biomédica, Universidad de Hong Kong Polytechnic, para la capacitación y facilitación. Este trabajo fue apoyado por el gobierno de Hong Kong RGC subvención GRF 17127215, 764812 y HKU6 / CRF / 11G a Billy Chow KC.
Materials
| 1 inch 30 Gauge Needles | BD, Franklin Lakes, NJ 07417, USA. | 305128 | Curved as in the procedure and Figure 1 |
| 27 Gauge Needle | BD, Franklin Lakes, NJ 07417, USA. | 301629 | Make blunt and smooth for spacer |
| 6/0 Dafilon | B. Braun, 34212 Melsungen, Hessen, Germany. | C0933066 | |
| 6/0 Silkam | B. Braun, 34212 Melsungen, Hessen, Germany. | C0762067 | |
| Sterile gloves | A.R. Medicom, Inc (Asia), Hong Kong. | ||
| Cotton Applicator | Mannings, Quarry Bay, Hong Kong. | Local Shopping Center | |
| Delapitory Cream | Veet (Hong Kong), Kwun Tong, Kowloon, Hong Kong | Local Shopping Center | |
| Lexer-Baby Scissor | FST, British Columbia V7H 0A6, Canada. | 14078-10 | |
| Curved Iris Forcep | FST, British Columbia V7H 0A6, Canada. | 11065-07 | |
| Micro Olsen-Hegar Needle Holder | WPI, Sarasota, FL 34240, USA. | 501989 | |
| Stereo Micrioscope | WPI, Sarasota, FL 34240, USA. | PZMIII-BS | |
| GenTeal Gel | Novartis, East Hanover, NJ 07936, USA. | Local Pharmacy | |
| Heating Pad | Kent Scientific Corporation, Torrington, CT 06790, USA. | DCT-20 | |
| Surgical tape | Laboratory Animal Unit | ||
| Ketamine and Xylazine | Laboratory Animal Unit | ||
| Betadine | Laboratory Animal Unit | ||
| Buprenorphine | Laboratory Animal Unit |
References
- Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proc Natl Acad Sci U S A. 88 (18), 8277-8281 (1991).
- de Almeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. Transverse aortic constriction in mice. J Vis Exp. (38), (2010).
- Hu, P., et al. Minimally invasive aortic banding in mice: effects of altered cardiomyocyte insulin signaling during pressure overload. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 285 (3), H1261-H1269 (2003).
- Shimizu, I., et al. Excessive cardiac insulin signaling exacerbates systolic dysfunction induced by pressure overload in rodents. J Clin Invest. 120 (5), 1506-1514 (2010).
- Tarnavski, O. Mouse surgical models in cardiovascular research. Methods Mol Biol. 573, 115-137 (2009).
- Zhang, X., et al. A modified murine model for the study of reverse cardiac remodelling. Exp Clin Cardiol. 18 (2), e115-e117 (2013).
- Hartley, C. J., et al. Doppler estimation of reduced coronary flow reserve in mice with pressure overload cardiac hypertrophy. Ultrasound Med Biol. 34 (6), 892-901 (2008).
- Scherrer-Crosbie, M., Thibault, H. B. Echocardiography in translational research: of mice and men. J Am Soc Echocardiogr. 21 (10), 1083-1092 (2008).
- Faerber, G., et al. Induction of heart failure by minimally invasive aortic constriction in mice: reduced peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator levels and mitochondrial dysfunction. J Thorac Cardiovasc Surg. 141 (2), 492-500 (2011).
- Li, L., et al. Assessment of Cardiac Morphological and Functional Changes in Mouse Model of Transverse Aortic Constriction by Echocardiographic Imaging. J Vis Exp. (112), (2016).
