Summary

Venstre Atrial stenose indusert lunge venøse Arterialization og gruppe 2 pulmonal hypertensjon i rotte

Published: November 18, 2018
doi:

Summary

Venstre atrial stenose (LAS) er en roman kirurgisk teknikk som brukes for å studere gruppe 2 pulmonal hypertensjon (PH) og mekanismene bak lunge venøse arterialization. Her presenterer vi en protokoll for constrict venstre atrium med en Titan klipp å forårsake lunge venøse arterialization og moderat PH i rotte.

Abstract

Mekanismen for mitral stenose-indusert lunge venøse arterialization og gruppe 2 pulmonal hypertensjon (PH) er uklart. Det er ingen gnager modell av gruppe 2 PH, på grunn av mitral stenose (MS), å lette etterforskningen av sykdom mekanismer og potensielle strategier. Vi presenterer en ny rotte modell av lunge venøs overbelastning-indusert lunge venøse arterialization og gruppe 2 PH forårsaket av venstre atrial stenose (LAS). LAS oppnås ved constricting venstre atrium med en halv-lukkede Titan klipp. Etter LAS kirurgi, utvikler en rotte modell med en transmitral tilsig hastighet større enn eller lik 2.0 m/s på echocardiography gradvis lunge venøse arterialization og gruppe 2 PH over en 8 – til 10-ukers periode. I denne protokollen gir vi fremgangsmåte for hvordan du utfører LAS kirurgi. Presentert LAS rotte modell etterligner MS hos mennesker og er nyttig for studerer underliggende molekylær mekanisme lunge venøse arterialization og prekliniske evalueringen av terapi for gruppe 2 PH.

Introduction

Formålet med denne artikkelen er å vise den trinnvis fremgangsmåten for hvordan du utfører LAS kirurgi i rotter. Kirurgisk indusert LAS nærmere etterligner MS og triatriatum hos mennesker, som involverer etableringen av en mekanisk hindringer i venstre atrium1. Obstruksjon av venstre ventrikkel (LV) tilsig ofte forårsaker en opphopning av lunge venøs sirkulasjon, og pasienter utvikle gradvis PH. Verdens helseorganisasjon klassifiserer PH på grunn av venstre hjertesykdommer som gruppe 2, som er mest utbredt gruppe PH2,3,4. Diagnostisering av PH hos pasienter med venstre hjertesykdommer er forbundet med en større enn en sevenfold økning i 1 år standardisert dødelighet4. Det er for øyeblikket ingen godkjent terapi for gruppe 2 PH fra behandle de underliggende igjen hjerte sykdommer (f.ekskirurgisk erstatter stenotic Mitralklaff). Men løser selv effektiv mitral ventil erstatning ikke PH fullt i opptil halvparten av pasientene med MS5. Denne vedvarende PH er ugunstig lunge vaskulær remodeling, som er dårlig forstått. Derfor dyremodeller er viktig å styrke vår forståelse av underliggende molekylære mekanismer av ugunstige lunge vaskulær remodeling i gruppe 2 PH.

Det er noen dyr modeller gruppe 2 pH koronar ligation6,7 tverrgående aorta striper8,9,10 i gnagere er mest brukte gruppe 2 PH dyremodeller. Den store ulempen med disse modellene er involvering av LV, noe som gjør utfallet av gruppe 2 PH studier vanskelige å tolke. I kontrast, forblir LV intakt i LAS modellen. Videre er LAS modellen klinisk relevant fordi det resulterer i langsom og progressiv utvikling av PH over en 10-ukers periode11. I mennesker som MS betydelig hvis transmitral Doppler flyten hastighet er større enn 2,0 m/s11, og vi også bruke dette nummeret som en cut-off for å avgjøre om LAS operasjonen har produsert betydelig stenose. Videre, selv om LAS modellen genererer mild eller moderat PH, viser karakteristiske histologic endringer, ligner i menneskelige pasienter, nemlig utviklingen av intrapulmonary venøse arterialization11. LAS rotte modellen er en roman og klinisk relevante gruppe 2 PH modell med bevarte LV-funksjonen. Det er egnet for å studere i Patofysiologien ved vedvarende lunge vaskulær remodeling, identifisere molekylære mål og testing romanen terapi for gruppe 2 PH.

Protocol

LAS eksperimentelle protokollen er godkjent av Jikei universitet skolen av medisin dyr omsorg komiteen og universitet forskning og etikk (protocol #2015-118). 1. pre-operative forberedelse Etter ankomst på dyr anlegget, gi 5-uke-gamle Sprague Dawley hannrotter mellom 150 til 200 g med 1 uke acclimate til sitt nye hjem før operasjonen. Klargjør følgende utstyr før operasjonen ved autoklavering: 1) en liten dyr respirator, 2) en anesthetic maskin, 3) en intubasjon kit (b…

Representative Results

Effektiviteten av LAS bekreftes med echocardiography, 2 uker postoperativ. Rotter med en LV tilsig hastighet større enn 2,0 m/s, målt med fire-kammer utsikt, regnes har utviklet betydelige stenose (figur 1) og pålitelig utvikle moderat PH og lunge venøse arterialization 8-10 uker etter LAS kirurgi. Ti uker etter LAS kirurgi, rotter i gruppen LAS Vis venstre atrial utvidelse (<strong class="xfig"…

Discussion

LAS rotta er en roman gruppe 2 PH modell har allerede fått betydelig interesse fra forskere i feltet12,13. Sammenligne de to eksisterende gruppe 2 modellene, nemlig den pulmonary blodåre stenose (PV) model14, grisunger og supracoronary aorta striper (SAB) rotte modell8,har9,10, LAS rotte modell flere fordeler. Sammenlignet med PVS piglet modelle…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne bekrefter Mitacs Japan Society for fremme av vitenskap (JSPER) Sommer programmet. Ping Yu Xiong ble støttet av støtte fra Mitacs-JSP sommerprogram å besøke Jikei University School of Medicine. Dr. Minamisawa støttes delvis av Kunnskapsdepartementet, kultur, sport, vitenskap og teknologi i Japan (S.M.), MEXT-Supported programmet for strategisk Research Foundation på Private universiteter (S.M.), bilen Racing minnemynter Foundation (S.M.) og The Jikei University Graduate Research Fund (S.M.) med støtte for dette prosjektet. Dr. Archer støttes delvis av US National Institutes of Health (NIH) tilskudd NIH 1R01HL113003-01A1 (S.L.A.) og NIH 2R01HL071115-08 (S.L.A.), den Canada grunnlaget for innovasjon, Tier 1 Canada forskning stol i mitokondrie dynamikk og Translational Medisin (S.L.A.), William J. Henderson grunnlaget, kanadiske vaskulære nettverket og dronningens hjerte enhet (QCPU).

Forfatterne bekrefter Mr. Tadashi Kokubo, sjef for fotografiske tjenester av akademisk informasjonssenter ved Jikei University School of Medicine, filmingen videoen.

Materials

5-0 Prolene Suture Johnson & Johnson – Ethicon 8725H Polypropylene suture with HEMO-SEAL Technology
Anaesthesia Machine Wakenyaku Co., Ltd. BRTK-100A Air pump and anaethesia machine
Angiocatheter guidewire Self-made 10 cm guidewire glued to a 1 cc syringe 
Chest retractor Natsume Seisakusho Co., Ltd. F-2
Chest tube 23G Self-made 10 cc syringe attached to a 23G needle plus plastic tube
Curved forceps Natsume Seisakusho Co., Ltd. A-14
Heating pad Vivaria MP-916-NV Keep body temperature at 37 degree celsius
Horizon Ligating Clips Teleflex REF 003200 Size Medium-Large
Horizon Manual-Load Ligating Clip Applier For Medium-Large Size Horizon Teleflex REF 337085 Ligation Clips Angled Jaw, (20cm)
Needle holder Natsume Seisakusho Co., Ltd. MC-40
Rodent Respirator CWE Inc SAR-830/P Small animal ventilator
Scissors Natsume Seisakusho Co., Ltd. B-12 Straight scissors ideally with round tips
Straight forceps Natsume Seisakusho Co., Ltd. A-7
Tongue depressor Uchida Yoko Co., Ltd. 8-615-2417 Use the wide end

References

  1. McGuire, L. B., Nolan, T. B., Reeve, R., Dammann Jr, J. F. Cor Triatriatum as a Problem of Adult Heart Disease. Circulation. 31, 263-272 (1965).
  2. Strange, G., et al. Pulmonary hypertension: prevalence and mortality in the Armadale echocardiography cohort. Heart. 98 (24), 1805-1811 (2012).
  3. Moreira, E. M., et al. Prevalence of Pulmonary Hypertension in the General Population: The Rotterdam Study. PLoS ONE. 10 (6), e0130072 (2015).
  4. Wijeratne, D. T., et al. Increasing Incidence and Prevalence of World Health Organization Groups 1 to 4 Pulmonary Hypertension: A Population-Based Cohort Study in Ontario, Canada. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 11 (2), (2018).
  5. Briongos Figuero, S., et al. Predictors of persistent pulmonary hypertension after mitral valve replacement. Heart and Vessels. 31 (7), 1091-1099 (2016).
  6. Jiang, B. H., Tardif, J. C., Shi, Y., Dupuis, J. Bosentan does not improve pulmonary hypertension and lung remodeling in heart failure. European Respiratory Society. 37 (3), 578-586 (2011).
  7. Dayeh, N. R., et al. Echocardiographic validation of pulmonary hypertension due to heart failure with reduced ejection fraction in mice. Scientific Reports. 8, (2018).
  8. Yin, J., et al. Sildenafil preserves lung endothelial function and prevents pulmonary vascular remodeling in a rat model of diastolic heart failure. Circulation: Heart Failure. 4 (2), 198-206 (2011).
  9. Wang, Q., et al. The Effects and Mechanism of Atorvastatin on Pulmonary Hypertension Due to Left Heart Disease. PLoS ONE. 11 (7), e0157171-e0157171 (2016).
  10. Hunt, J. M., et al. Pulmonary veins in the normal lung and pulmonary hypertension due to left heart disease. American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology. 305 (10), L725-L736 (2013).
  11. Fujimoto, Y., et al. Pulmonary hypertension due to left heart disease causes intrapulmonary venous arterialization in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 154 (5), 1742-1753 (2017).
  12. Katz, M. G., Fargnoli, A. S., Hajjar, R. J., Hadri, L. Pulmonary hypertension arising from left heart disease causes intrapulmonary venous arterialization in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 155 (1), 281-282 (2018).
  13. Alsoufi, B. Not a Cinderella story. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 155 (1), 282-284 (2018).
  14. Kato, H., et al. Pulmonary vein stenosis and the pathophysiology of "upstream" pulmonary veins. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (1), 245-253 (2014).

Play Video

Citer Cet Article
Xiong, P. Y., Baba, S., Nishioka, N., Fujimoto, Y., Archer, S. L., Minamisawa, S. Left Atrial Stenosis Induced Pulmonary Venous Arterialization and Group 2 Pulmonary Hypertension in Rat. J. Vis. Exp. (141), e58787, doi:10.3791/58787 (2018).

View Video