Induktion des rechtsventrikulären Versagens durch Lungenarterienverengung und Bewertung der rechten ventrikulären Funktion bei Mäusen
Summary
Hier bieten wir einen nützlichen Ansatz für die Untersuchung des Mechanismus des rechtsventrikulären Versagens. Ein bequemerer und effizienterer Ansatz zur Verengung der Lungenarterie wird mit chirurgischen Instrumenten aus dem eigenen Haus etabliert. Darüber hinaus werden Methoden zur Bewertung der Qualität dieses Ansatzes durch Echokardiographie und Katheterisierung bereitgestellt.
Abstract
Der Mechanismus des rechtsventrikulären Versagens (RVF) erfordert eine Klärung aufgrund der Einzigartigkeit, hohen Morbidität, hohen Sterblichkeit und feuerfesten Natur von RVF. Frühere Rattenmodelle, die die RVF-Progression imitieren, wurden beschrieben. Im Vergleich zu Ratten sind Mäuse zugänglicher, wirtschaftlicher und weit verbreitet in Tierversuchen. Wir entwickelten einen Ansatz zur Pulmonarterienverenstriktion (PAC), der darin besteht, den Lungenstamm bei Mäusen zu bandieren, um eine rechtsventrikuläre Hypertrophie (RV) zu induzieren. Eine spezielle chirurgische Verriegelungsnadel wurde entwickelt, die eine einfachere Trennung der Aorta und des Lungenstammes ermöglicht. In unseren Experimenten reduzierte die Verwendung dieser hergestellten Riegelnadel das Risiko einer Arteriorrhexis und verbesserte die chirurgische Erfolgsrate auf 90%. Wir verwendeten verschiedene Polsternadeldurchmesser, um präzise quantitative Verengung zu erzeugen, die verschiedene Grade der RV-Hypertrophie induzieren kann. Wir quantifizierten den Grad der Verengung durch Die Auswertung der Durchblutungsgeschwindigkeit der PA, die durch nichtinvasive transthorakale Echokardiographie gemessen wurde. Die RV-Funktion wurde nach 8 Wochen nach der Operation durch rechte Herzkatheterisation genau bewertet. Die chirurgischen Instrumente aus dem Eigenen Haus wurden aus gängigen Materialien mit einem einfachen Verfahren, das leicht zu meistern ist. Daher ist der hier beschriebene PAC-Ansatz mit Instrumenten aus dem Labor leicht zu imitieren und kann in anderen Labors weit verbreitet sein. Diese Studie präsentiert einen modifizierten PAC-Ansatz, der eine höhere Erfolgsrate als andere Modelle und eine 8-wöchige postsurgeryische Überlebensrate von 97,8% hat. Dieser PAC-Ansatz bietet eine nützliche Technik zum Studium des RVF-Mechanismus und ermöglicht ein besseres Verständnis von RVF.
Introduction
RV Dysfunktion (RVD), hier als Beweis für eine abnormale RV-Struktur oder Funktion definiert, ist mit schlechten klinischen Ergebnissen verbunden. RVF, als Endstufe der RV-Funktion, ist ein klinisches Syndrom mit Anzeichen und Symptomen von Herzinsuffizienz, die aus progressiver RVD1resultieren. Bei Unterschieden in Struktur und physiologischer Funktion haben linksventrikuläres (LV) Versagen und RVF unterschiedliche pathophysiologische Mechanismen. Es wurden einige unabhängige pathophysiologische Mechanismen in RVF berichtet, einschließlich der Überexpression von 2-adrenergen Rezeptorsignalisierung2, Entzündung3, Quertubuli-Umbau und Ca2+ Umgang mit Dysfunktion4 .
RVF kann durch Volumen- oder Drucküberlastung des Wohnmobils verursacht werden. Frühere Tiermodelle haben SU5416 (einen potenten und selektiven Inhibitor des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktorrezeptors) in Kombination mit Hypoxie (SuHx)5,6 oder Monocrotain7 verwendet, um eine pulmonale Hypertonie zu induzieren, führt zu RVF sekundär zu pulmonalen Gefäßerkrankungen2. Die Forscher, die diese Studien durchführten, konzentrierten sich auf die Vaskulatur anstelle der pathologischen Progression von RVF. Darüber hinaus hat Monocrotain extra-kardiale Wirkungen, die nicht genau kardiogene Krankheit darstellen können. Andere Modelle haben arterienförmige Shunts verwendet, um Volumenüberlastung und RVF8zu induzieren. Diese Operation ist jedoch schwierig durchzuführen und ungeeignet für Mäuse, die lange Induktionsperioden für die Produktion von RVF benötigen.
Ratte PAC-Modelle mit Banding-Clips existieren auch9,10. Im Vergleich zu Ratten haben Mäuse viele Vorteile als Tiermodelle von Herzerkrankungen, wie eine einfachere Fortpflanzung, eine breitere Nutzung, reduzierte Kosten und Zugang zur Genmodifikation11. Die Durchmesser der Bandclips reichen jedoch in der Regel zwischen 0,5 mm und 1,0 mm, die für Mäuse zu groß sind9. Darüber hinaus ist der Banding-Clip schwer zu produzieren, zu imitieren und in anderen Labors zu popularisieren.
Wir bieten ein Protokoll zur Entwicklung eines modifizierten reproduktiven RVF-Mausmodells auf der Grundlage von berichteten Studien, das PAC verwendet, um die Tetralogie des Fallot- und Noonan-Syndroms oder anderer pulmonaler arterieller hypertensiver Erkrankungen nachzuahmen12,13, 14,15,16,17,18,19. Dieser PAC-Ansatz wird durch Liganderung des Lungenstamms von Mäusen mit einem Riegel und einer Polsternadel aus dem eigenen Haus erzeugt, um den Grad der Verengung zu kontrollieren. Die Verriegelungsnadel besteht aus einer 90° gebogenen Injektionsspritze mit einer geflochtenen Seidennaht, die durch die Spritze geleitet wird. Die Nadel wird aus gängigen Materialien mit einem Prozess hergestellt, der einfach zu meistern ist. Die Polsternadel ist 120° von der Messnadel gekrümmt. Je nach Gewicht der Mäuse (20-35 g) werden Polsternadeln mit unterschiedlichen Durchmessern (0,6-0,8 mm) verwendet. Zusätzlich legen wir ein Bewertungskriterium fest, um die Stabilität und Qualität des RVF-Modells durch Echokardiographie und rechte Herzkatheterisierung zu bestimmen. Wir verwenden Mäuse als Mustertier wegen ihrer weit verbreiteten Verwendung in anderen Experimenten. Die Nadeln aus dem Labor sind leicht zu reproduzieren und können in anderen Labors weit verbreitet werden. Diese Studie bietet einen guten Ansatz für Forscher, um den Mechanismus von RVF zu untersuchen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Pathologische Erhöhungen der RV-Fülldrücke führen zu einer Linksverschiebung des Septums, die die LV-Geometrie21verändern kann. Diese Veränderungen tragen zu einer reduzierten Herzleistung und LV-Auswurffraktion (LVEF) bei, die eine hämodynamische Störung des Kreislaufsystems verursachen können22. Daher ist ein effizientes, stabiles und wirtschaftliches Modell zur Untersuchung des Mechanismus von RVF wertvoll.
Wir haben einen effektivere…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch Stipendien der National Natural Science Foundation of China (81570464, 81770271; an Dr. Liao) und der Municipal Planning Projects of Scientific Technology of Guangzhou (201804020083) (an Dr. Liao) unterstützt.
Materials
| ALC-V8S ventilator | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-V8S | Assist ventilation |
| Animal Mini Ventilator | Haverd | Type 845 | Assist ventilation |
| Animal ultrasound system VEVO2100 | Visual Sonic | VEVO2100 | Echocardiography |
| Cold light illuminator | Olympus | ILD-2 | Light |
| Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1) | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-HTP-S1 | Heating |
| Isoflurane | RWD life science | R510-22 | Inhalant anaesthesia |
| Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer | Midmark Corporation | VIP 3000 | Anesthetization |
| Medical braided silk suture (6-0) | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co. | 6-0 | Ligation |
| Medical nylon suture (5-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 5-0 | Suture |
| Millar Catheter (1.0 F) | AD instruments | 1.0F | For right heart catheterization |
| Pentobarbital sodium salt | Merck | 25MG | Anesthetization |
| PowerLab multi-Directional physiological Recording System | AD instruments | 4/35 | Record the result of right heart catheterization |
| Precision electronic balance | Denver Instrument | TB-114 | Weighing sensor |
| Self-made latch needle | Separate the aorta and pulmonary trunk | ||
| Self-made padding needle | Constriction | ||
| Self-made tracheal intubation | Tracheal intubation | ||
| Small animal microsurgery equipment | Napox | MA-65 | Surgical instruments |
| Transmission Gel | Guang Gong pai | 250ML | Echocardiography |
| Veet hair removal cream | Reckitt Benchiser | RQ/B 33 Type 2 | Remove hair of mice |
| Vertical automatic electrothermal pressure steam sterilizer | Hefei Huatai Medical Equipment Co. | LX-B50L | Auto clean the surgical instruments |
| Vertical small animal surgery microscope | Yihua Optical Instrument | Y-HX-4A | For right heart catheterization |
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