Een muizenmodel van myocard ischemie-reperfusie schade door de eileiders van de LAD
Summary
We introduceren een chirurgische methode experimentele ischemie / reperfusie (I / R) letsel veroorzaken simuleren myocardiaal infarct (MI) in muismodellen die zorgt voor meer duidelijkheid in positionering van de ligatie van de LAD (LAD) om de reproduceerbaarheid te verhogen MI van experimenten in muizen.
Abstract
Acute of chronische myocardiaal infarct (MI) zijn cardiovasculaire gebeurtenissen leidt tot hoge morbiditeit en mortaliteit. Tot oprichting van de pathologische mechanismen aan het werk tijdens MI en het ontwikkelen van effectieve therapeutische benaderingen vereist methodologie om reproduceerbaar simuleren de klinische incidentie en weerspiegelen de pathofysiologische veranderingen die gepaard gaan met MI. Hier beschrijven we een chirurgische methode MI induceren in muismodellen die gebruikt kunnen worden voor korte ischemie-reperfusie (I / R) letsel en permanente ligatie. Het grote voordeel van deze methode is om locatie van de LAD (LAD) vergemakkelijken zodat nauwkeurige ligatie van deze slagader ischemie te induceren in de linker ventrikel van het hart muis. Nauwkeurige positionering van de ligatuur van de LAD verhoogt reproduceerbaarheid van infarctgrootte en dus betrouwbaardere resultaten. Grotere nauwkeurigheid in de plaatsing van de ligatuur zal verbeteren de standaard chirurgische benaderingen te simuleren MI in muizen, thus vermindering van het aantal proefdieren nodig zijn voor statistisch relevante studies en een beter inzicht in de mechanismen die de productie van cardiale dysfunctie na MI. Dit muismodel van MI is ook bruikbaar voor de preklinische testen van behandelingen voor myocardiale schade na MI.
Introduction
Diermodellen van myocardiaal infarct (MI) zijn belangrijk bij onderzoek van de complexe pathofysiologie van ischemische hartziekte 1. Ischemie-reperfusie (I / R) schade is een belangrijke bijdrage van de myocard schade die tijdens MI. De initiële schade door ischemie occlusie van de coronaire circulatie kan MI patiënten geminimaliseerd door het gebruik van angioplastie perfusie herstellen tijdig. Hoewel deze ingreep sterk heeft verminderd het aantal sterfgevallen als gevolg van acute MI, herstel van de bloedstroom in het ischemische gebied resulteert in I / R schade die leidt tot de dood van hartspiercellen. Dit verlies van myocardiale massa draagt bij aan het hartminuutvolume en progressie naar hartfalen daalde. Aldus studie van de mechanismen die leiden tot cardiomyocyten dood van I / R schade is een belangrijke lijn van onderzoek in het cardiovasculair onderzoek. Chirurgische coronaire ligatie is een nuttige experimentele techniek om modellen van MI in diverse soorten dieren veroorzaken, including de rat, hond en varken. Publicaties in verschillende laboratoria verschillende methoden over de oprichting van de muizen hart model van I / R schade 2,3 geïntroduceerd. Om inzicht te krijgen in deze mechanismen moeten we kunnen beschikken over betrouwbare diermodellen dat verschillende aspecten van MI pathologie kan reproduceren. De ontwikkeling van dergelijke modellen is ook essentieel voor het testen van therapeutische benaderingen voor de behandeling van MI en bijbehorende I / R schade.
De meeste van de thans beschikbare chirurgische technieken te simuleren MI bij proefdieren betrekken chirurgische dissectie in de borstholte links LAD (LAD) die vervolgens wordt afgesloten door een ligatuur van bepaalde tijdsperiode de ischemische gebeurtenis produceren bloot. Dan dat ligatuur kan worden verwijderd om voor reperfusie van ischemische stippellijn genereren van I / R schade. Een belangrijke beperking van deze benaderingen in de stand van de literatuur over de LAD niet altijd nauwkeurig gereproduceerd, waarbijkan leiden tot variatie in de ernst van de MI geïnduceerd door deze benadering. De meeste beschikbare technieken alleen algemeen beschreven de geschatte locatie van de LAD in de voorste wand van het hart. Als de vertakking en de richting van de LAD kan variëren in individuele dieren de locatie is niet altijd vast en kan gemakkelijk verward 4,5, waardoor potentiële complicaties tijdens de operatie 6. De gevolgen van onjuiste plaatsing van de ligatuur kan lopen van variabiliteit in de grootte van het infarct geïnduceerd in de linker ventrikel volledig te doen aan de specificiteit van het model. Hier presenteren we een gemodificeerde werkwijze voor myocardiale I / R en permanente ligatie muizen die zorgt voor extra nauwkeurigheid van plaatsing van de ligatuur van de LAD. Door benaderingen voor de initiële incisie en interne dissectie, alsmede het gebruik van manipulaties aan de atria lift naar betere waardering van de LAD en de plaats waar dat uit de aorta mogelijk. Tot oprichting van depositie op de LAD en de oorsprong biedt de mogelijkheid om de LAD ligeren op reproduceerbare wijze. Dit model van myocardiale I / R en permanente ligatie vermindert niet alleen de variatie in infarctgrootte na chirurgie, kan ook de incidentie van overmatig bloeden te verminderen tijdens de operatie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mouse myocardiale ischemie-reperfusie modellen zijn een effectieve methode voor cardiovasculaire onderzoek te simuleren klinische acute of chronische hartziekte 13,14. Belangrijke inspanningen werden toegepast ontwikkelen en verfijnen chirurgische benaderingen die ischemische en reperfusie schade in de harten van verschillende diersoorten produceren. Hoewel er bepaalde voordelen aan het gebruik van verschillende dieren systemen, de muis heeft kenmerken die hebben geleid tot grote belangstelling voor het produ…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Onderzoek gemeld in deze publicatie werd ondersteund door het Nationaal Instituut van artritis en spier-en huidziekten, onderdeel van de National Institutes of Health, onder Award nummer R01-AR063084. De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en niet noodzakelijkerwijs het officiële standpunt van de National Institutes of Health.
Materials
| PhysioSuite with RightTemp Homeothermic Warming | Kent Scientific Corp | PS-RT | |
| Light source | Zeiss | KL 1500 LCD | |
| Mouse Heart Slicer Matrix | Zivic Miller | HSMS001-1 | |
| Micro Tray – Base, Lid, & Mat (6.0 x 10 x 0.75) | Fine Science Tools | 6100A | |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | Sigma Aldrich | T8877 | |
| Buprenorphine (Buprenex Injectable) | Reckitt Benkiser Healthcare | NDC 12496-0757-1 | |
| bupivacaine | Hospira | NDC 0409-1163-01 | |
| Isoflurane | Abbott | NDC 5260-04-05 | |
| Betadine Soultion | Purdue Pharma | 25655-41-8 | |
| Mouse Cardiac Troponin T(cTnT) ELISA | Kamiya Biomedical Company | KT-58997 | |
| Fine Scissors | Fine Science Tools | 14040-10 | |
| Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11251-30 | |
| Dumont #3 Forceps | Fine Science Tools | 11231-30 | |
| Castroviejo Micro Needle Holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| Slim Elongated Needle Holder | Fine Science Tools | 12005-15 | |
| Round Handled Needle Holders | Fine Science Tools | 12075-12 | |
| Omano Trinocular Stereoscope | Microscope.com | OM99-V6 | |
| SB2 Boom Stand with Universal Arm | Microscope.com | V6 | |
| Tracheal Tube, 0.5mm, 1/16in Y | Kent Scientific Corp | RSP05T16 | |
| Anesthesia Systems for Rodents and Small Animals | VetEquip, Inc | 901807 | |
| 4-0 silk taper suture | Sharpoint™ Products | DC-2515N | |
| 6-0 silk taper suture | Sharpoint™ Products | DC-2150N |
References
- Abarbanell, A. M., et al. Animal models of myocardial and vascular injury. J Surg Res. 162, 239-249 (2010).
- Gao, E., et al. A novel and efficient model of coronary artery ligation and myocardial infarction in the mouse. Circ Res. 107, 1445-1453 (2010).
- Virag, J. A., Lust, R. M. Coronary artery ligation and intramyocardial injection in a murine model of infarction. J Vis Exp. , (2011).
- Salto-Tellez, M., et al. Myocardial infarction in the C57BL/6J mouse: a quantifiable and highly reproducible experimental model. Cardiovasc Pathol. 13, 91-97 (2004).
- Kumar, D., et al. Distinct mouse coronary anatomy and myocardial infarction consequent to ligation. Coron Artery Dis. 16, 41-44 (2005).
- Degabriele, N. M., et al. Critical appraisal of the mouse model of myocardial infarction. Exp Physiol. 89, 497-505 (2004).
- Shao, Y., Redfors, B., Omerovic, E. Modified technique for coronary artery ligation in mice. J Vis Exp. , (2013).
- Klocke, R., Tian, W., Kuhlmann, M. T., Nikol, S. Surgical animal models of heart failure related to coronary heart disease. Cardiovasc Res. 74, 29-38 (2007).
- Nossuli, T. O., et al. A chronic mouse model of myocardial ischemia-reperfusion: essential in cytokine studies. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 278, 1049-1055 (2000).
- Cozzi, E., et al. Ultrafine particulate matter exposure augments ischemia-reperfusion injury in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 291, 894-903 (2006).
- Kim, S. C., et al. A murine closed-chest model of myocardial ischemia and reperfusion. J Vis Exp. , 3896 (2012).
- Nagarajan, V., Hernandez, A. V., Tang, W. H. Prognostic value of cardiac troponin in chronic stable heart failure: a systematic review. Heart. 98, 1778-1786 (2012).
- Borst, O., et al. Methods employed for induction and analysis of experimental myocardial infarction in mice. Cell Physiol Biochem. 28, 1-12 (2011).
- Diepenhorst, G. M., van Gulik, T. M., Hack, C. E. Complement-mediated ischemia-reperfusion injury: lessons learned from animal and clinical studies. Ann Surg. 249, 889-899 (2009).
- Benavides-Vallve, C., et al. New strategies for echocardiographic evaluation of left ventricular function in a mouse model of long-term myocardial infarction. PLoS One. 7, 41691 (2012).
- Bamberg, F., et al. Accuracy of dynamic computed tomography adenosine stress myocardial perfusion imaging in estimating myocardial blood flow at various degrees of coronary artery stenosis using a porcine animal model. Invest Radiol. 47, 71-77 (2012).
