Inducción de la insuficiencia ventricular derecha por constricción pulmonar de la arteria y evaluación de la función ventricular derecha en ratones
Summary
Aquí, proporcionamos un enfoque útil para estudiar el mecanismo de la insuficiencia ventricular derecha. Se establece un enfoque más conveniente y eficiente de la constricción de la arteria pulmonar utilizando instrumentos quirúrgicos hechos internamente. Además, se proporcionan métodos para evaluar la calidad de este enfoque mediante ecocardiografía y cateterismo.
Abstract
El mecanismo de insuficiencia ventricular derecha (RVF) requiere aclaración debido a la singularidad, alta morbilidad, alta mortalidad y naturaleza refractaria de la FVR. Se han descrito modelos de ratas anteriores que imitan la progresión de RVF. En comparación con las ratas, los ratones son más accesibles, económicos y ampliamente utilizados en experimentos con animales. Desarrollamos un enfoque de constricción de la arteria pulmonar (PAC) que se compone de bandas del tronco pulmonar en ratones para inducir hipertrofia ventricular derecha (RV). Se diseñó una aguja de pestillo quirúrgico especial que permite una separación más fácil de la aorta y el tronco pulmonar. En nuestros experimentos, el uso de esta aguja de pestillo fabricada redujo el riesgo de arteriorrhexis y mejoró la tasa de éxito quirúrgico al 90%. Utilizamos diferentes diámetros de aguja de relleno para crear con precisión constricción cuantitativa, que puede inducir diferentes grados de hipertrofia RV. Cuantificamos el grado de constricción evaluando la velocidad del flujo sanguíneo de la AP, que se midió mediante ecocardiografía transtorácica no invasiva. La función de RV se evaluó con precisión mediante cateterismo cardíaco derecho a las 8 semanas después de la cirugía. Los instrumentos quirúrgicos hechos internamente estaban compuestos de materiales comunes utilizando un proceso simple que es fácil de dominar. Por lo tanto, el enfoque PAC descrito aquí es fácil de imitar utilizando instrumentos hechos en el laboratorio y puede ser ampliamente utilizado en otros laboratorios. Este estudio presenta un enfoque de PAC modificado que tiene una tasa de éxito más alta que otros modelos y una tasa de supervivencia postcirugía de 8 semanas del 97,8%. Este enfoque PAC proporciona una técnica útil para estudiar el mecanismo de RVF y permitirá una mayor comprensión de RVF.
Introduction
La disfunción RV (RVD), definida aquí como evidencia de una estructura o función anormal de RV, se asocia con resultados clínicos deficientes. RVF, como la etapa final de la función RV, es un síndrome clínico con signos y síntomas de insuficiencia cardíaca que resultan de la RVD progresiva1. Con diferencias en la estructura y la función fisiológica, la falla ventricular izquierda (LV) y la RVF tienen diferentes mecanismos fisiopatológicos. Se han notificado algunos mecanismos fisiopatológicos independientes en RVF, incluida la sobreexpresión de la señalización del receptor adrenérgico2, la inflamación3,la remodelación del túbulo transversal y la disfunción de manejo de Ca2+ 4 .
El RVF puede ser causado por la sobrecarga de volumen o presión de la RV. Modelos animales anteriores han utilizado SU5416 (un inhibidor potente y selectivo del receptor del factor de crecimiento endotelial vascular) combinado con hipoxia (SuHx)5,6 o monocrotalina7 para inducir hipertensión pulmonar, que resultados en RVF secundaria a la enfermedad vascular pulmonar2. Los investigadores que realizaron estos estudios se centraron en la vasculatura en lugar de la progresión patológica de la RVF. Además, la monocrotalina tiene efectos extracardiacos que no pueden representar con precisión la enfermedad cardiogénica. Otros modelos han utilizado derivaciones arteriovenosaspara inducir sobrecarga de volumen y RVF 8. Sin embargo, esta cirugía es difícil de realizar e inapropiada para ratones, que requieren largos períodos de inducción para la producción de RVF.
Los modelos PAC de rata que utilizan clips de banda también existen9,10. En comparación con las ratas, los ratones tienen muchas ventajas como modelos animales de enfermedades cardíacas, como una reproducción más fácil, un uso más generalizado, costos reducidos y acceso a la modificación genética11. Sin embargo, los diámetros de los clips de banda suelen oscilar entre0,5 mm y 1,0 mm, que son demasiado grandes para ratones 9. Además, el clip de banda es difícil de producir, imitar y popularizar en otros laboratorios.
Proporcionamos un protocolo para desarrollar un modelo de ratón RVF reproductivo modificado basado en estudios reportados, que utiliza PAC para imitar la tetralogía del síndrome de Fallot y Noonan u otras enfermedades hipertensivas arteriales pulmonares12,13, 14,15,16,17,18,19. Este enfoque pac se crea ligando el tronco pulmonar de los ratones usando un pestillo y una aguja de acolchado hecha internamente para controlar el grado de constricción. La aguja del pestillo está hecha de una jeringa de inyección curva de 90o con una sutura de seda trenzada que pasa a través de la jeringa. La aguja está hecha de materiales comunes utilizando un proceso que es fácil de dominar. La aguja de acolchado está curvada a 120o de la aguja del medidor. Se utilizan agujas de relleno con diferentes diámetros (0,6-0,8 mm), dependiendo del peso de los ratones (20-35 g). Además, establecemos un criterio de evaluación para determinar la estabilidad y calidad del modelo RVF mediante ecocardiografía y cateterismo cardíaco derecho. Utilizamos ratones como animal modelo debido a su uso generalizado en otros experimentos. Las agujas fabricadas en el laboratorio son fáciles de reproducir y pueden ser ampliamente utilizadas en otros laboratorios. Este estudio proporciona un buen enfoque para que los investigadores investiguen el mecanismo de RVF.
Protocol
Representative Results
Discussion
Los aumentos patológicos en las presiones de llenado de RV dan como resultado un desplazamiento hacia la izquierda del tabique, que puede alterar la geometría del VL21. Estos cambios contribuyen a la reducción de la producción cardíaca y la fracción de eyección del VL (LVEF), que puede causar un trastorno hemodinámico del sistema circulatorio22. Por lo tanto, un modelo eficiente, estable y económico para estudiar el mecanismo de RVF es valioso.
<p class="jove_c…Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (81570464, 81770271; al Dr. Liao) y los Proyectos de Planificación Municipal de Tecnología Científica de Guangzhou (201804020083) (al 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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