מודל חולדה של עומס יתר של לחץ המושרה שיפוץ מתון תפקוד סיסטולית לעומת אי ספיקת לב סיסטולית.
Summary
אנו מתארים את היצירה של מודל חולדה של עומס יתר על הלחץ המושרה שיפוץ מתון ותפקוד סיסטולי מוקדם שבו אותות התמרה מסלולים מעורב בייזום של תהליך שיפוץ מופעלים. מודל בעל חיים זה יסייע בזיהוי מטרות מולקולריות להחלת אסטרטגיות טיפול מוקדמות נגד שיפוצים עבור אי ספיקת לב.
Abstract
בתגובה לפציעה, כגון אוטם שריר הלב, יתר לחץ דם ממושך או סוכן cardiotoxic, הלב בתחילה מסתגל באמצעות הפעלת מסלולי התמרה של אותות, כדי לנטרל, בטווח הקצר, לאובדן הלב מיציט ולהגדיל את הלחץ בקיר. עם זאת, הפעלה ממושכת של מסלולים אלה הופך מזיקה המובילה לייזום והתפשטות של שיפוץ לב המוביל שינויים בגיאומטריה חדרית שמאל ומגדיל בנפחים שמאל של המוח; פניטיפ שנראה בחולים עם אי ספיקת לב סיסטולי (HF). כאן, אנו מתארים את היצירה של מודל חולדה של עומס יתר על הלחץ המושרה שיפוץ מתון ותפקוד סיסטולי מוקדם (MOD) באמצעות פס אבי העורקים עולה באמצעות קליפ כלי דם עם שטח פנימי של 2 מ”מ2. הניתוח מבוצע בחולדות. של 200 ג’י. ה-MOD HF פנוטיפ מתפתח ב-8-12 שבועות לאחר ה-באב, והוא מאופיין באופן בלתי פולשני באמצעות אקו-קרדיוגרפיה. העבודה הקודמת מציעה את ההפעלה של מסלולים אותות התמרה וביטוי גנים שונה לאחר שינוי שלאחר ההעברה של חלבונים ב-MOD HF פנוטיפ כי לחקות את אלה שנראו ב-HF סיסטולי האנושי; לכן, מה שהופך את ה-MOD HF פנוטיפ למודל מתאים למחקר טרנסלtional כדי לזהות ולבדוק פוטנציאל טיפולי נגד שיפוץ מטרות ב-HF. היתרונות של ה-MOD HF הפנוטיפ בהשוואה ל-HF הגלויה מבחינת הקשר הסיסטולי הוא שהוא מאפשר זיהוי של יעדים מולקולריים המעורבים בתהליך שיפוץ מוקדם ויישום מוקדם של התערבויות טיפוליות. המגבלה של MOD HF פנוטיפ הוא שזה לא יכול לחקות את הספקטרום של מחלות המוביל ל-HF סיסטולי בבני אדם. יתר על כן, הוא פנוטיפ מאתגרת ליצור, כמו ניתוח ה-באב קשורה לתמותה גבוהה ושיעורי כישלון עם רק 20% של חולדות המופעלות לפתח את הרצוי HF פנוטיפים.
Introduction
אי ספיקת לב (HF) היא מחלה נפוצה והיא קשורה לתחלואה גבוהה ותמותה1. לחץ מכרסם-עומס יתר (PO) מודלים של HF, המיוצר על ידי בסדר עולה או רוחבי העורקים פסים, משמשים בדרך כלל כדי לחקור מנגנונים מולקולריים המובילים HF ולבדוק פוטנציאל הספר מטרות טיפוליות ב-HF. הם גם לחקות שינויים שנראו ב-HF האנושי משני ליתר לחץ דם מערכתי ממושך או היצרות חמורה של אבי העורקים. בעקבות PO, הקיר השמאלי (LV) בהדרגה מגדילה את עובי, תהליך המכונה היפרפרס LV (LVH), כדי לפצות ולהסתגל לעלייה בלחץ הקיר LV. עם זאת, זה קשור להפעלה של מספר מסלולים מיקרו מסתגלת איתות, אשר להוביל derangements על אופניים והומאוסטזיס, שיפוץ מטריצה מטבולית ומסחטות ושינויים ביטוי גנים, כמו גם אפופטוזיס משופרת ו-הפעלה אוטומטית2,3,4,5,6. שינויים מולקולריים אלה מהווים את הגורם המפעיל לייזום והתפשטות של שיפוץ שריר הלב ומעבר לתוך מערכת HF שאינה מפרקת.
למרות השימוש של זנים מכרסמים מסוג וסטנדרטיזציה של גודל קליפ וטכניקה כירורגית, יש השתנות פנוטיפקס עצומה במבנה הקאמרית LV ותפקוד במודלים של אבי העורקים7,8,9. השונות הפנוטיגית נתקלה לאחר הפו בחולדה, מאמץ מסוג ספראג-דאולי, מתוארת במקום אחר10,11. מתוך אלה, שני פנוטיפים למערכת ההפעלה הגבוהה נתקלים בראיות של שיפוץ שריר הלב והפעלת מסלולים של אותות התמרה המובילים למצב של לחץ חמצוני מוגבר. זה משויך שיפוצים מטבולית, שינתה ביטוי גנים ושינויים בשינוי posttranslational של חלבונים, לגמרי לשחק תפקיד בתהליך שיפוצים10,12. הראשון הוא פנוטיפ של שיפוץ מתון ותפקוד סיסטולי מוקדם (MOD) והשני הוא פנוטיפ של HF סיסטולי גלויה (HFrEF).
המודל של ה-HF הוא יתרון מעל אוטם שריר הלב (MI) המודל של HF כי המושרה הפו-meridional ומדגיש הקיר מפוזרים באופן הומוגנטי בכל חלקי השריר שריר הלב. עם זאת, שני הדגמים סובלים משינויים בחומרת PO10,11 ו סיכונים size13,14 יחד עם דלקת אינטנסיבי וצלקות באתר סיכונים15 , כמו גם הדבקה לקיר החזה ורקמות המקיפים, אשר נצפו במודל MI של HF. יתר על כן, העכברוש PO המושרה מודל HF הוא מאתגר ליצור כפי שהוא קשור עם תמותה גבוהה ושיעורי כישלון10, עם רק 20% החולדות המופעלות לפתח את ה-HF הטמפ ‘10.
MOD הוא מאוד אטרקטיבי הפנוטיפ ומהווה האבולוציה של HFrEF שנוצר באופן מסורתי בגלל שהוא מאפשר מיקוד מוקדם של מסלולים אותות התמרה המשחק תפקיד שיפוץ שריר הלב, במיוחד כאשר הוא מתייחס רטבאליות בדינמיקה מיטוכונדריאלי פונקציה, מטבוליזם אוטם שריר, רכיבה על סידן ושיפוץ מטריקס. התהליכים הפתופיזילוגיים האלה מאוד ברור ב-MOD HF פנוטיפ11. בכתב יד זה, אנו מתארים כיצד ליצור את הפנוטיפים MOD HFrEF ואנו מטפלים במלכודות בעת ביצוע הליך עולה בפסי האבי-העורקים (ב-באב). אנחנו גם להרחיב על איך לאפיין באופן הטוב ביותר על ידי האקו שני פנוטיפים HF, MOD ו HFrEF, וכיצד להבדיל אותם מפנוטיפים אחרים שאינם מצליחים לפתח את הפו-פו חמור או לפתח שיפוץ חמור ושיפוצים קונצנטריים אך ללא שיפוץ משמעותי מוזר.
Protocol
Representative Results
Discussion
בעקבות PO הקשורים ב-באב בחולדה, LV עובר שיפוץ קונצנטריים על ידי הגדלת עובי הקיר LV, המכונה LVH קונצנטריים, כמו מנגנון פיצוי לנטרל להגדיל את המתח בקיר LV. הגדלת עובי הקיר LV הופך להיות מורגש במהלך השבוע הראשון בעקבות ה-באב ומגיע עובי המרבי שלה ב 2-3 שבועות לאחר השעה. במהלך תקופה זו, ההפעלה של מסלולים ה…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
NIH מעניק HL070241 למשטרה
Materials
| Adson forceps | F.S.T. | 11019-12 | surgical tool |
| Alm chest retractor with blunt teeth | ROBOZ | RS-6510 | surgical tool |
| Graefe forceps, curved | F.S.T. | 11152-10 | surgical tool |
| Halsted-Mosquito Hemostats, straight | F.S.T. | 13010-12 | surgical tool |
| Hardened fine iris scissors, straight | Fine Science Tools F.S.T. | 14090-11 | surgical tool |
| hemoclip traditional-stainless steel ligating clips | Weck | 523435 | surgical tool |
| Mayo-Hegar needle holder | F.S.T. | 12004-18 | surgical tool |
| mechanical ventilator | CWE inc | SAR-830/AP | mechanical ventilator for small animals |
| Weck stainless steel Hemoclip ligation | Weck | 533140 | surgical tool |
Referenzen
- McMurray, J. J., Petrie, M. C., Murdoch, D. R., Davie, A. P. Clinical epidemiology of heart failure: public and private health burden. European Heart Journal. 19 (Suppl P), P9-P16 (1998).
- Berk, B. C., Fujiwara, K., Lehoux, S. ECM remodeling in hypertensive heart disease. Journal of Clinical Investigation. 117 (3), 568-575 (2007).
- Frey, N., Olson, E. N. Cardiac hypertrophy: the good, the bad, and the ugly. Annual Review of Physiology. 65, 45-79 (2003).
- Hill, J. A., Olson, E. N. Cardiac plasticity. New England Journal of Medicine. 358 (13), 1370-1380 (2008).
- Kehat, I., Molkentin, J. D. Molecular pathways underlying cardiac remodeling during pathophysiological stimulation. Circulation. 122 (25), 2727-2735 (2010).
- Rothermel, B. A., Hill, J. A. Autophagy in load-induced heart disease. Circulation Research. 103 (12), 1363-1369 (2008).
- Barrick, C. J., et al. Parent-of-origin effects on cardiac response to pressure overload in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 297 (3), H1003-H1009 (2009).
- Barrick, C. J., Rojas, M., Schoonhoven, R., Smyth, S. S. Cardiac response to pressure overload in 129S1/SvImJ and C57BL/6J mice: temporal- and background-dependent development of concentric left ventricular hypertrophy. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 292 (5), H2119-H2130 (2007).
- Lygate, C. A., et al. Serial high resolution 3D-MRI after aortic banding in mice: band internalization is a source of variability in the hypertrophic response. Basic Research in Cardiology. 101 (1), 8-16 (2006).
- Chaanine, A. H., Hajjar, R. J. Characterization of the Differential Progression of Left Ventricular Remodeling in a Rat Model of Pressure Overload Induced Heart Failure. Does Clip Size Matter?. Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.). 1816, 195-206 (2018).
- Chaanine, A. H., et al. Mitochondrial Integrity and Function in the Progression of Early Pressure Overload-Induced Left Ventricular Remodeling. Journal of the American Heart Association. 6 (6), (2017).
- Chaanine, A. H., et al. Potential role of BNIP3 in cardiac remodeling, myocardial stiffness, and endoplasmic reticulum: mitochondrial calcium homeostasis in diastolic and systolic heart failure. Circulation: Heart Failure. 6 (3), 572-583 (2013).
- Takagawa, J., et al. Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md. : 1985). 102 (6), 2104-2111 (2007).
- Vietta, G. G., et al. Early use of cardiac troponin-I and echocardiography imaging for prediction of myocardial infarction size in Wistar rats. Life Sciences. 93 (4), 139-144 (2013).
- Frangogiannis, N. G. The inflammatory response in myocardial injury, repair, and remodelling. Nature Reviews. Cardiology. 11 (5), 255-265 (2014).
- Doggrell, S. A., Brown, L. Rat models of hypertension, cardiac hypertrophy and failure. Cardiovascular Research. 39 (1), 89-105 (1998).
