ربط الشريان التاجي الأمامي الأيسر الهابط لأبحاث نقص التروية: تحسين النموذج من خلال التعديلات الفنية ومراقبة الجودة
Summary
هنا ، نقدم بروتوكولا يركز على مراقبة جودة ربط الشريان التاجي الأمامي الأيسر النازل عن طريق التعديل الفني للإجراء التقليدي في الفئران لأبحاث نقص تروية عضلة القلب الحادة.
Abstract
مرض القلب التاجي هو السبب الرئيسي للوفاة على مستوى العالم. يؤدي التوقف التام لتدفق الدم في الشرايين التاجية إلى احتشاء عضلة القلب بارتفاع مقطع ST (STEMI) ، مما يؤدي إلى صدمة قلبية وعدم انتظام ضربات القلب المميت ، والتي ترتبط بارتفاع معدل الوفيات. التدخل التاجي الأولي (PCI) لإعادة استقناء الشريان التاجي يحسن بشكل كبير من نتائج STEMI ، لكن التقدم المحرز في تقصير وقت الباب إلى البالون فشل في تقليل الوفيات داخل المستشفى ، مما يشير إلى أن هناك حاجة إلى استراتيجيات علاجية إضافية. ربط الشريان التاجي الأمامي الأيسر الهابط (LAD) في الفئران هو نموذج حيواني لأبحاث الأشعة تحت الحمراء الحادة لعضلة القلب يمكن مقارنتها بالسيناريو السريري الذي يتم فيه استخدام إعادة الاستقناء التاجي السريع من خلال PCI ل STEMI. ومع ذلك ، فإن STEMI الناجم عن PCI هو عملية صعبة ومعقدة تقنيا مرتبطة بارتفاع معدل الوفيات والتباين الكبير في حجم الاحتشاء. لقد حددنا الوضع المثالي لربط LAD ، وأنشأنا أداة للتحكم في حلقة الفخ ، ودعمنا مناورة جراحية معدلة ، وبالتالي تقليل تلف الأنسجة ، لإنشاء بروتوكول بحث موثوق به وقابل للتكرار لنقص تروية عضلة القلب الحادة (IR) للفئران. هذه جراحة عدم البقاء على قيد الحياة. نقترح أيضا طريقة للتحقق من جودة نتائج الدراسة ، وهي خطوة حاسمة لتحديد دقة التحليلات الكيميائية الحيوية اللاحقة.
Introduction
مرض نقص تروية القلب هو السبب الرئيسي للوفاة في جميع أنحاء العالم 1,2. بالإضافة إلى التحكم في عوامل الخطر القابلة للتعديل لمنع تطور أمراض القلب التاجية ، فإن الاستراتيجيات العلاجية مطلوبة بشكل حاسم لمتلازمة الشريان التاجي الحادة 3,4. تم العثور على صدمة قلبية وعدم انتظام ضربات القلب المميت في احتشاء عضلة القلب الحاد (STEMI) لزيادة احتمال الوفيات داخل المستشفى5،6،7،8. التدخل التاجي الأولي عن طريق الجلد (PCI) هو العلاج المفضل ل STEMI9،10،11. ومع ذلك ، فإن التأثيرات العلاجية لها سقف عندما يكون وقت الباب إلى البالون <90 دقيقة12,13. هناك حاجة إلى استراتيجيات إضافية لزيادة تحسين النتائج السريرية للمرض14،15،16،17،18،19.
تعد تجربة نقص تروية عضلة القلب الحادة (IR) التي تتضمن ربط الشريان النازل الأمامي الأيسر (LAD) في الفئران أحد النماذج الحيوانية المماثلة للسيناريو السريري حيث يلزم أوقات قصيرة من الباب إلى البالون للمرضى الذين يعانون من STEMI لإنقاذ القلب من التلف الإقفاري. ومع ذلك ، غالبا ما يكون STEMI الناجم عن الجراحة في الحيوانات الصغيرة تحديا تقنيا لأنه عملية معقدة مرتبطة بارتفاع معدل الوفيات والتباين الكبير في حجم الاحتشاء20،21،22،23،24. للتغلب على التحدي التقني ، طورت الدراسة الحالية نموذجا حيوانيا شاملا وفعالا في الفئران (لأنها أكبر من الفئران) لإنشاء بروتوكول بحث موثوق به وقابل للتكرار لعضلة القلب الحادة بالأشعة تحت الحمراء من خلال التعديل التقني. ينتج عن البروتوكول المقترح مضاعفات جراحية أقل ، وتلف أقل للأنسجة ، واحتمال أقل للوفاة أثناء الجراحة. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام إجراء لقياس حجم الاحتشاء والمنطقة المعرضة للخطر (AAR) ، وبالتالي التحقق من جودة نتائج الدراسة. يمكن استخدام البروتوكول المقترح للتحقيق في العمليات الفيزيولوجية المرضية لإجهاد الأشعة تحت الحمراء الحاد لعضلة القلب لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة ضد الضرر.
Protocol
Representative Results
Discussion
يحتوي البروتوكول المقترح على العديد من الميزات المميزة ، مثل تحديد الموضع الدقيق لربط LAD ، وإنشاء أداة للتحكم في حلقة الفخ في خياطة واحدة ، ودعم مناورة جراحية معدلة لتقليل تلف الأنسجة ، وبالتالي تمكين الباحثين من ربط LAD بدقة وأمان واتساق ، وكذلك التحكم في حالة حلقة الفخ على الفور لأبحاث ال?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تطوير هذا النموذج بدعم مالي من وزارة العلوم والتكنولوجيا ، تايوان (MOST 109-2320-B-030-006-MY3).
Materials
| Evan’s blue | Sigma Aldrich | E2129 | |
| Forceps | Shinva | ||
| Pentobarbital | Sigma Aldrich | 1507002 | |
| Scalpel blades | Shinva | s2646 | |
| Scalpel handles | Shinva | ||
| Silk sutures | SharpointTM | DC-2150N | |
| Surgical needle | AnchorTM | ||
| Triphenyltetrazolium chloride (TTC) solution | Solarbio | T8170-1 | |
| Ventilator | Harvard Rodent Ventilator |
Referenzen
- Khan, M. A., et al. Global epidemiology of ischemic heart disease: Results from the global burden of disease study. Cureus. 12 (7), 9349 (2020).
- Nowbar, A. N., Gitto, M., Howard, J. P., Francis, D. P., Al-Lamee, R. Mortality from ischemic heart disease. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 12 (6), 005375 (2019).
- Kuo, F. Y., et al. Effect of CYP2C19 status on platelet reactivity in Taiwanese acute coronary syndrome patients switching to prasugrel from clopidogrel: Switch Study. Journal of the Formosan Medical Association. , (2022).
- Li, Y. H., et al. Guidelines of the Taiwan Society of Cardiology, Taiwan Society of Emergency Medicine and Taiwan Society of Cardiovascular Interventions for the management of non ST-segment elevation acute coronary syndrome. Journal of the Formosan Medical Association. 117 (9), 766-790 (2018).
- Liu, Y. B., et al. Dyslipidemia is associated with ventricular tachyarrhythmia in patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction. Journal of the Formosan Medical Association. 105 (1), 17-24 (2006).
- Anghel, L., Sascău, R., Stătescu, C. Myocardial infarction with cardiogenic shock-the experience of a primary PCI center from North-East Romania. Signa Vitae. 17 (5), 64-70 (2021).
- Samat, A. H. A., Embong, H., Harunarashid, H., Maskon, O. Predicting ventricular arrhythmias and in-hospital mortality in acute coronary syndrome patients presenting to the emergency department. Signa Vitae. 16 (1), 55-64 (2020).
- Wang, Y. C., et al. Outcome of primary percutaneous coronary intervention in octogenarians with acute myocardial infarction. Journal of the Formosan Medical Association. 105 (6), 451-458 (2006).
- Markovic, D., et al. Effects of a percutaneous coronary intervention or conservative treatment strategy on treatment outcomes in elderly female patients with acute coronary syndrome. Signa Vitae. 12 (1), 96-100 (2016).
- Hannan, E. L., et al. Effect of onset-to-door time and door-to-balloon time on mortality in patients undergoing percutaneous coronary interventions for ST-segment elevation myocardial infarction. American Journal of Cardiology. 106 (2), 143-147 (2010).
- McNamara, R. L., et al. Effect of door-to-balloon time on mortality in patients with ST-segment elevation myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 47 (11), 2180-2186 (2006).
- Pehnec, Z., Sinkovië, A., Kamenic, B., Marinšek, M., Svenšek, F. Baseline characteristics, time-to-hospital admission and in-hospital outcomes of patients hospitalized with ST-segment elevation acute coronary syndromes, 2002 to 2005. Signa Vitae. 4 (1), 14-20 (2009).
- Menees, D. S., et al. Door-to-balloon time and mortality among patients undergoing primary PCI. The New England Journal of Medicine. 369 (10), 901-909 (2013).
- Ku, H. C., Chen, W. P., Su, M. J. DPP4 deficiency preserves cardiac function via GLP-1 signaling in rats subjected to myocardial ischemia/reperfusion. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 384 (2), 197-207 (2011).
- Lee, S. Y., Ku, H. C., Kuo, Y. H., Chiu, H. L., Su, M. J. Pyrrolidinyl caffeamide against ischemia/reperfusion injury in cardiomyocytes through AMPK/AKT pathways. Journal of Biomedical Science. 22 (1), 18 (2015).
- Ku, H. C., et al. TM-1-1DP exerts protective effect against myocardial ischemia reperfusion injury via AKT-eNOS pathway. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 388 (5), 539-548 (2015).
- Ku, H. C., Lee, S. Y., Yang, K. C., Kuo, Y. H., Su, M. J. Modification of caffeic acid with pyrrolidine enhances antioxidant ability by activating AKT/HO-1 pathway in heart. PLoS ONE. 11 (2), 0148545 (2016).
- Alonso-Herranz, L., et al. Macrophages promote endothelial-to-mesenchymal transition via MT1-MMP/TGFbeta1 after myocardial infarction. eLife. 9, 57920 (2020).
- Liu, J., Zheng, X., Zhang, C., Zhang, C., Bu, P. Lcz696 alleviates myocardial fibrosis after myocardial infarction through the sFRP-1/Wnt/beta-catenin signaling pathway. Frontiers in Pharmacology. 12, 724147 (2021).
- Goldman, S., Raya, T. E. Rat infarct model of myocardial infarction and heart failure. Journal of Cardiac Failure. 1 (2), 169-177 (1995).
- Ke, J., Zhu, C., Zhang, Y., Zhang, W. Anti-arrhythmic effects of linalool via Cx43 expression in a rat model of myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 11, 926 (2020).
- Houde, M., et al. Mouse mast cell protease 4 deletion protects heart function and survival after permanent myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 9, 868 (2018).
- Chen, J., Ceholski, D. K., Liang, L., Fish, K., Hajjar, R. J. Variability in coronary artery anatomy affects consistency of cardiac damage after myocardial infarction in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 313 (2), 275-282 (2017).
- Kainuma, S., et al. Influence of coronary architecture on the variability in myocardial infarction induced by coronary ligation in rats. PLoS ONE. 12 (8), 0183323 (2017).
- Heil, J., Schlapfer, M. A reproducible intensive care unit-oriented endotoxin model in rats. Journal of Visualized Experiments. (168), e62024 (2021).
- Schleimer, K., et al. Training a sophisticated microsurgical technique: Interposition of external jugular vein graft in the common carotid artery in rats. Journal of Visualized Experiments. (69), e4124 (2012).
- Lindsey, M. L., et al. Guidelines for experimental models of myocardial ischemia and infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 314 (4), 812-838 (2018).
- Li, H., et al. A new model of heart failure post-myocardial infarction in the rat. Journal of Visualized Experiments. (172), e62540 (2021).
- Opitz, C. F., Mitchell, G. F., Pfeffer, M. A., Pfeffer, J. M. Arrhythmias and death after coronary artery occlusion in the rat. Continuous telemetric ECG monitoring in conscious, untethered rats. Circulation. 92 (2), 253-261 (1995).
- Kawashima, T., Sato, F. Clarifying the anatomy of the atrioventricular node artery. International Journal of Cardiology. 269, 158-164 (2018).
- Vikse, J., et al. Anatomical variations in the sinoatrial nodal artery: A meta-analysis and clinical considerations. PLoS ONE. 11 (2), 0148331 (2016).
- Xu, Z., Alloush, J., Beck, E., Weisleder, N. A murine model of myocardial ischemia-reperfusion injury through ligation of the left anterior descending artery. Journal of Visualized Experiments. (86), e51329 (2014).
- Klocke, R., Tian, W., Kuhlmann, M. T., Nikol, S. Surgical animal models of heart failure related to coronary heart disease. Cardiovascular Research. 74 (1), 29-38 (2007).
- De Villiers, C., Riley, P. R. Mouse models of myocardial infarction: Comparing permanent ligation and ischemia-reperfusion. Disease Models & Mechanisms. 13 (11), (2020).
- Reichert, K., et al. Murine left anterior descending (LAD) coronary artery ligation: An improved and simplified model for myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (122), e55353 (2017).
- Lugrin, J., Parapanov, R., Krueger, T., Liaudet, L. Murine myocardial infarction model using permanent ligation of left anterior descending coronary artery. Journal of Visualized Experiments. (150), e59591 (2019).
- Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. H., McConnell, B. K. Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments. (48), e2464 (2011).
- Muthuramu, I., Lox, M., Jacobs, F., De Geest, B. Permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice: a model of post-myocardial infarction remodelling and heart failure. Journal of Visualized Experiments. (94), e52206 (2014).
- Langer, K. On the anatomy and physiology of the skin. British Journal of Plastic Surgery. 31 (4), 277-278 (1978).
- Carmichael, S. W. The tangled web of Langer’s lines. Clinical Anatomy. 27 (2), 162-168 (2014).
- Chang, L. R., Marston, G., Martin, A. Anatomy, Cartilage. StatPearls. , (2022).
- Kolk, M. V., et al. LAD-ligation: A murine model of myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (32), e1438 (2009).
