Un modello chiuso-cassa per indurre costrizione trasversale aortica in topi
Summary
Qui, presentiamo un protocollo di costrizione trasversale aortica (TAC) tramite un thoracotomy laterale. Questa tecnica è una procedura chirurgica mini-invasiva, chiuso il petto con l’obiettivo di simulare sovraccarico pressorio e insufficienza cardiaca nei topi utilizzando le impostazioni standard di Laboratorio TAC.
Abstract
Ricerca sull’ipertrofia cardiaca e scompenso cardiaco spesso si basa su modelli murini di sovraccarico pressione indotte dalla TAC. La procedura standard consiste nell’eseguire un thoracotomy parziale per visualizzare l’arco aortico trasversale. Tuttavia, il trauma chirurgico causato dal thoracotomy aperto petto modelli cambia la fisiologia respiratoria come le costole sono sezionate e lasciare scollegate dopo chiusura sul petto. Per evitare questo, abbiamo stabilito un approccio minimamente invasivo, chiuso il petto via il thoracotomy laterale. Qui ci avviciniamo l’arco aortico tramite lo spazio intercostale 2nd senza entrare nella cavità toracica, lasciando il mouse con una lesione meno traumatica per recuperare da. Eseguiamo questa operazione utilizzando le impostazioni standard del laboratorio per le procedure di petto aperto TAC con tassi di sopravvivenza uguale. Oltre a mantenere la fisiologica respirazione grazie all’approccio di cassa chiusa, i topi sembrano trarre giovamento mostrando rapido recupero, come la tecnica meno invasiva appare per facilitare un rapido processo di guarigione e di ridurre la risposta immunitaria dopo il trauma.
Introduction
Modelli murini sono spesso utilizzati per simulare malattie umane1. Restringimento aortico trasversa (TAC) viene utilizzato per indurre sovraccarico pressorio e ipertrofia ventricolare sinistra2. Il modello di TAC del aperto petto nei topi è stato convalidato da Rockman et al. 3 e la procedura chirurgica è descritta in dettaglio da DeAlmeida et al. 4. Banding dell’aorta trasversa è più favorevole rispetto al restringimento aortico addominale perché una porzione maggiore della circolazione in grado di compensare gli effetti negativi di questo di quest’ultima procedura2.
Le bande dell’aorta trasversa conduce ad un aumento della pressione arteriosa nell’aorta ascendente e dell’arteria brachiocefalica ma lascia sufficiente perfusione degli organi attraverso i vasi distali (cioè l’arteria carotide comune sinistra, la succlavia sinistra arteria e dell’aorta discendente). Questo porta ad un aumento del afterload cardiaco e uno stress di parete cardiaca elevata. Lo stress di parete successivamente diminuisce a causa della fibra ispessimento5. La variazione emodinamica cardiaca cronica provoca maladaptation e dilatazione del ventricolo sinistro. In questo modo la TAC crea un modello riproducibile dell’ipertrofia cardiaca alla fine che conducono all’infarto.
La procedura standard per TAC come descritto da DeAlmeide et al. 4 si avvicina l’arco aortico tramite un thoracotomy superiore parziale tramite dissezione delle costole o dello sterno ed entrando il mediastino, come pure la cavità pleurica. Ciò consente una buona vista dell’arco aortico e suoi rami collaterali. Purtroppo, non è possibile riassociare le costole dissecate, che li lascia galleggiare liberamente e alterando così le dinamiche di respirazione.
Abbiamo, pertanto, stabilire un approccio mini-invasivo di chiuso-cassa per l’arco aortico usando un approccio chirurgico laterale via lo spazio intercostale 2nd . Il grande vantaggio di questo modello è la possibilità di eseguire TAC senza taglio uniforme attraverso le costole. Il trauma chirurgico è limitato per l’incisione della pelle e la dissezione dei muscoli intercostali. Questa procedura riduce al minimo il trauma stesso e aiuta a mantenere la stabilità della cassa adeguata.
Qui descriviamo una descrizione dettagliata della procedura per eseguire un intervento chirurgico di TAC nei topi senza eseguire il totale o la toracotomia superiore. Ad alta frequenza Doppler è stato utilizzato per garantire che il successo della TAC come precedentemente descritto 6,7.
Protocol
Representative Results
Discussion
La rapida comparsa di ipertensione dovuto TAC differisce dall’ipertrofia clinicamente rilevante causato da stenosi aortica o ipertensione. Tuttavia, l’uso di piccoli modelli animali per indurre insufficienza cardiaca ha molti vantaggi ed è, pertanto, scelto da molti investigatori11. Questo modello di petto chiuso migliora i modelli già esistenti della tecnica chirurgica per indurre costrizione trasversale aortica in topi4.
La fase più critica …
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo Stilla Frede e Susanne Schulz per loro assistenza tecnica. Questo studio ha ricevuto alcun finanziamento.
Materials
| Pressure-volume catheter | Millar Instruments, USA | SPR-839 | |
| Mouse ventilator | Harvard Apparatus GmbH, Germany | Minivent – TYPE 845 | |
| Mouse ventilator | Harvard Apparatus GmbH, Germany | Y-connection with intubation cannula OD 1.2mm 73-2844 | |
| Vaporizer | Dräger Medical AG&CO.KG, Germany | 19.3 Isofluran-Vaporizer (a newer version is available under catalog number D-877-2010) | |
| Microscope | Leica Microsystems, Germany | MZ 7.5 | |
| Light source | Schott AG, Germany | KL 1500 LCD | |
| 6-0 Prolene | Ethicon, USA | Polypropylene suture BV-1 9.3 mm 3/8c | suture for surgery |
| Seraflex | Serag Wiessner, Germany | USP 5/0 schwarz; IC108000 | suture for constriction |
| Homoeothermic Controlled Operating Tables | Harvard Apparatus GmbH, Germany | Typ 872/3 HT with tripod stand and homoeothermic controller Type 874; 73-4233 | |
| Flexible Rectal Probe | Harvard Apparatus GmbH, Germany | 1.6 mm OD; 55-7021 | |
| Doppler Signal Visualisation Instrument | Indus Instruments, USA | Doppler Signal Processing Workstation (DSWP) with 20MHz Pulsed Doppler Module | |
| Doppler Probe | Indus Instruments, USA | 20MHz Tubing-mounted Probe |
Referencias
- Tarnavski, O. Mouse surgical models in cardiovascular research. Methods Mol Biol Clifton NJ. 573, 115-137 (2009).
- Tarnavski, O., McMullen, J. R., Schinke, M., Nie, Q., Kong, S., Izumo, S. Mouse cardiac surgery: comprehensive techniques for the generation of mouse models of human diseases and their application for genomic studies. Physiol Genomics. 16 (3), 349-360 (2004).
- 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).
- deAlmeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. T. Transverse Aortic Constriction in Mice. J Vis Exp JoVE. (38), (2010).
- Grossman, W., Jones, D., McLaurin, L. P. Wall stress and patterns of hypertrophy in the human left ventricle. J Clin Invest. 56 (1), 56-64 (1975).
- Hartley, C. J., Reddy, A. K., Madala, S., Michael, L. H., Entman, M. L., Taffet, G. E. Doppler estimation of reduced coronary flow reserve in mice with pressure overload cardiac hypertrophy. Ultrasound Med Biol. 34 (6), 892-901 (2008).
- Reddy, A. K., et al. Pulsed Doppler signal processing for use in mice: applications. IEEE Trans Biomed Eng. 52 (10), 1771-1783 (2005).
- Shioura, K. M., Geenen, D. L., Goldspink, P. H. Assessment of cardiac function with the pressure-volume conductance system following myocardial infarction in mice. Am J Physiol – Heart Circ Physiol. 293 (5), H2870-H2877 (2007).
- Zhang, B., Davis, J. P., Ziolo, M. T. Cardiac Catheterization in Mice to Measure the Pressure Volume Relationship: Investigating the Bowditch Effect. JoVE J Vis Exp. (100), e52618 (2015).
- Barrick, C. J., Rojas, M., Schoonhoven, R., Smyth, S. S., Threadgill, D. W. Cardiac response to pressure overload in 129S1/SvImJ and C57BL/6J mice: temporal- and background-dependent development of concentric left ventricular hypertrophy. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 292 (5), H2119-H2130 (2007).
- Patten, R. D., Hall-Porter, M. R. Small animal models of heart failure: development of novel therapies, past and present. Circ Heart Fail. 2 (2), 138-144 (2009).
- Zaw, A. M., Williams, C. M., Law, H. K. W., Chow, B. K. C. Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice. J Vis Exp JoVE. (121), (2017).
- Tavakoli, R., Nemska, S., Jamshidi, P., Gassmann, M., Frossard, N. Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy. J Vis Exp. (127), (2017).
- Kim, S. -. C., Boehm, O., Meyer, R., Hoeft, A., Knüfermann, P., Baumgarten, G. A Murine Closed-chest Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion. J Vis Exp JoVE. (65), (2012).
- Veldhuizen, R. A., Slutsky, A. S., Joseph, M., McCaig, L. Effects of mechanical ventilation of isolated mouse lungs on surfactant and inflammatory cytokines. Eur Respir J. 17 (3), 488-494 (2001).
