Induzione del fallimento ventricolare destro da parte della costrizione dell'arteria polmonare e valutazione della funzione ventricolare destra nei topi
Summary
Qui, forniamo un approccio utile per studiare il meccanismo del fallimento ventricolare destro. Un approccio più conveniente ed efficiente alla costrizione dell’arteria polmonare viene stabilito utilizzando strumenti chirurgici realizzati internamente. Inoltre, vengono forniti metodi per valutare la qualità di questo approccio mediante ecocardiografia e cateterizzazione.
Abstract
Il meccanismo di guasto ventricolare destro (RVF) richiede chiarimenti a causa dell’unicità, alta morbilità, alta mortalità, e natura refrattaria di RVF. Sono stati descritti i precedenti modelli di ratti che imitano la progressione di RVF. Rispetto ai ratti, i topi sono più accessibili, economici e ampiamente utilizzati negli esperimenti sugli animali. Abbiamo sviluppato un approccio di costrizione dell’arteria polmonare (PAC) che consiste nel fasciare il tronco polmonare nei topi per indurre l’ipertrofia ventricolare destra (RV). È stato progettato uno speciale ago di fissaggio chirurgico che consente una più facile separazione dell’aorta e del tronco polmonare. Nei nostri esperimenti, l’uso di questo ago di fissaggio fabbricato ha ridotto il rischio di arteriorrhexis e migliorato il tasso di successo chirurgico al 90%. Abbiamo usato diversi diametri dell’ago per creare con precisione costrizione quantitativa, che può indurre diversi gradi di ipertrofia RV. Abbiamo quantificato il grado di costrizione valutando la velocità del flusso sanguigno della PA, misurata dall’ecocardiografia transtoracica non invasiva. La funzione RV è stata valutata con precisione dalla cateterizzazione del cuore destro 8 settimane dopo l’intervento chirurgico. Gli strumenti chirurgici realizzati internamente erano composti da materiali comuni utilizzando un semplice processo che è facile da padroneggiare. Pertanto, l’approccio PAC descritto qui è facile da imitare utilizzando strumenti realizzati in laboratorio e può essere ampiamente utilizzato in altri laboratori. Questo studio presenta un approccio PAC modificato che ha un tasso di successo più alto rispetto ad altri modelli e un tasso di sopravvivenza post-chirurgia di 8 settimane del 97,8%. Questo approccio PAC fornisce una tecnica utile per studiare il meccanismo di RVF e consentirà una maggiore comprensione di RVF.
Introduction
La disfunzione RV (RVD), qui definita come prova di una struttura o funzione anomala di RV, è associata a scarsi esiti clinici. RVF, come fase finale della funzione RV, è una sindrome clinica con segni e sintomi di insufficienza cardiaca che derivano da RVD progressiva1. Con le differenze di struttura e funzione fisiologica, il fallimento ventricolare sinistro (LV) e RVF hanno meccanismi patofisiologici diversi. Sono stati riportati alcuni meccanismi patofisiologici indipendenti in RVF, tra cui la sovraespressione della segnalazione del recettore adrenergico2, l’infiammazione3, il rimodellamento del tubulo trasversale e la disfunzione di gestione Di Ca2 .
RVF può essere causato da un sovraccarico di volume o pressione dell’RV. Precedenti modelli animali hanno utilizzato SU5416 (un potente e selettivo inibitore del recettore del fattore di crescita endoteliale vascolare) combinato con ipossia (SuHx)5,6 o monocrolinea7 per indurre ipertensione polmonare, che risultati in RVF secondario alla malattia vascolare polmonare2. I ricercatori che conducono questi studi si sono concentrati sulla vascolatura invece che sulla progressione patologica di RVF. Inoltre, la monocrolina ha effetti extra-cardiaci che non possono rappresentare con precisione la malattia cardiogenica. Altri modelli hanno usato shunt arteriovenosi per indurre il sovraccarico di volume e RVF8. Tuttavia, questo intervento chirurgico è difficile da eseguire e inappropriato per i topi, che richiedono lunghi periodi di induzione per la produzione di RVF.
Esistono anche modelli di rat PAC che utilizzano clip di bande9,10. Rispetto ai ratti, i topi hanno molti vantaggi come modelli animali di malattie cardiache, come una riproduzione più facile, un uso più diffuso, costi ridotti e l’accesso alla modificazione genica11. Tuttavia, i diametri delle clip di fasciatura di solito variano da 0,5 mm a 1,0 mm, che sono troppo grandi per i topi9. Inoltre, la clip di bande è difficile da produrre, imitare e diffondere in altri laboratori.
Forniamo un protocollo per sviluppare un modello murino RVF riproduttivo modificato basato su studi riportati, che utilizza PAC per imitare la tetralogia della sindrome di Fallot e Noonan o altre malattie ipertensive arteriose polmonari12,13, 14,15,16,17,18,19. Questo approccio PAC viene creato legando il tronco polmonare dei topi utilizzando un fermo e un ago di imbottitura realizzati internamente per controllare il grado di costrizione. L’ago di fissaggio è costituito da una siringa a iniezione curva di 90 gradi con una sutura di seta intrecciata passata attraverso la siringa. L’ago è fatto da materiali comuni utilizzando un processo che è facile da padroneggiare. L’ago dell’imbottitura è curvo a 120 gradi dall’ago del calibro. Vengono utilizzati aghi di imbottitura con diametri diversi (0,6-0,8 mm), a seconda del peso dei topi (20-35 g). Inoltre, stabiliamo un criterio di valutazione per determinare la stabilità e la qualità del modello RVF mediante ecocardiografia e cateterizzazione del cuore destro. Usiamo i topi come animale modello a causa del loro uso diffuso in altri esperimenti. Gli aghi realizzati in laboratorio sono facili da riprodurre e possono essere ampiamente utilizzati in altri laboratori. Questo studio fornisce un buon approccio per i ricercatori per studiare il meccanismo di RVF.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gli aumenti patologici delle pressioni di riempimento RV provocano uno spostamento verso sinistra del setto, che può alterare la geometria LV21. Questi cambiamenti contribuiscono alla riduzione dell’uscita cardiaca e alla frazione di espulsione Di LV (LVEF), che può causare un disturbo emodinamico del sistema circolatorio22. Pertanto, un modello efficiente, stabile ed economico per studiare il meccanismo di RVF è prezioso.
Abbiamo sviluppato u…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni della National Natural Science Foundation of China (81570464, 81770271; al Dr. Liao) e dei Progetti di Pianificazione Municipale di Tecnologia Scientifica di Guangzhou (201804020083) (a Dr. Liao).
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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