चूहों में मायोकार्डियल रोधगलन और मायोकार्डियल इस्किमिया-रीपरफ्यूजन चोट का प्रेरण
Summary
यहां हम एक सरल और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य विधि का वर्णन करते हैं जो माइक्रोमैनिपुलेशन के माध्यम से बाएं पूर्ववर्ती अवरोही कोरोनरी धमनी के सटीक बंधाव द्वारा चूहों में मायोकार्डियल रोधगलन या मायोकार्डियल इस्किमिया-रीपरफ्यूजन चोट को प्रेरित कर सकता है।
Abstract
तीव्र मायोकार्डियल रोधगलन उच्च मृत्यु दर के साथ एक आम हृदय रोग है। मायोकार्डियल रीपरफ्यूजन चोट दिल के पुन: प्रवाह के लाभकारी प्रभावों का मुकाबला कर सकती है और माध्यमिक मायोकार्डियल चोट को प्रेरित कर सकती है। मायोकार्डियल रोधगलन और मायोकार्डियल इस्किमिया-रीपरफ्यूजन चोट का एक सरल और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मॉडल शोधकर्ताओं के लिए एक अच्छा उपकरण है। यहां, माइक्रोमैनिपुलेशन के माध्यम से बाएं पूर्ववर्ती अवरोही कोरोनरी धमनी (एलएडी) के सटीक बंधाव द्वारा मायोकार्डियल रोधगलन (एमआई) मॉडल और एमआईआरआई बनाने के लिए एक अनुकूलन योग्य विधि का वर्णन किया गया है। एलएडी की सटीक और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य स्थिति दिल की चोट के लिए लगातार परिणाम प्राप्त करने में मदद करती है। एसटी-सेगमेंट परिवर्तन मॉडल सटीकता की पहचान करने में मदद कर सकते हैं। कार्डियक ट्रोपोनिन टी (सीटीएनटी) के सीरम स्तर का उपयोग मायोकार्डियल चोट का आकलन करने के लिए किया जाता है, कार्डियक अल्ट्रासाउंड को मायोकार्डियल सिस्टोलिक फ़ंक्शन का मूल्यांकन करने के लिए नियोजित किया जाता है, और इवांस-ब्लू / ट्राइफेनिल टेट्राज़ोलियम क्लोराइड स्टेनिंग का उपयोग इन्फ्रैक्ट आकार को मापने के लिए किया जाता है। सामान्य तौर पर, यह प्रोटोकॉल प्रक्रिया की अवधि को कम करता है, नियंत्रणीय इन्फ्रैक्ट आकार सुनिश्चित करता है, और माउस अस्तित्व में सुधार करता है।
Introduction
तीव्र मायोकार्डियल रोधगलन (एएमआई) दुनिया भर में एक आम हृदय रोग है और उच्च मृत्यु दर1 है। प्रौद्योगिकियों में प्रगति एएमआई रोगियों के लिए प्रारंभिक और प्रभावोत्पादक रिवैस्कुलराइजेशन उपलब्ध कराती है। कुछ रोगियों में इन उपचारों के बाद, मायोकार्डियल इस्किमिया-रीपरफ्यूजन चोट (एमआईआरआई) हो सकतीहै। इस प्रकार, कार्यों के तंत्र को समझना और एमआई / एमआईआरआई को कैसे सुधारना है, यह बहुत महत्वपूर्ण है। चूहों को व्यापक रूप से उनकी कम लागत, तेजी से प्रजनन समय औरआनुवंशिक परिवर्तन करने में आसानी के कारण मॉडल के रूप में उपयोग किया जाता है। विद्वानों ने पशु 4,5,6,7,8,9 में MIRI और MI मॉडल करने के लिए विभिन्न तरीकों को विकसित किया है। यह रणनीति अनुसंधान को बढ़ावा देती है, लेकिन नियोजित विभिन्न मानदंड और तरीके अनुसंधान टीमों के बीच परिणामों की व्याख्या को जटिल बनाते हैं।
चूहों में, एमआई को आइसोप्रोटेनॉल 10, क्रायोइंजरी11,12, या कॉटराइजेशन 13 द्वारा प्रेरित किया गया है। एमआई को आइसोप्रोटेनॉल द्वारा आसानी से प्रेरित किया जा सकता है, लेकिन पैथोफिजियोलॉजिकल प्रक्रिया नैदानिक एमआई से अलग है। क्रायोइंजरी-प्रेरित एमआई में खराब स्थिरता होती है, बाएं पूर्ववर्ती अवरोही कोरोनरी धमनी (एलएडी) के आसपास अत्यधिक मायोकार्डियल क्षति होती है, और आसानी से अतालता को प्रेरित कर सकती है। कॉटराइजेशन प्रेरित एमआई मायोकार्डियल रोधगलन की प्राकृतिक प्रक्रिया से काफी अलग है, और जलने वाले क्षेत्र में भड़काऊ प्रतिक्रिया अधिक तीव्र है; इसके अलावा, सर्जिकल दृष्टिकोण में तकनीकी कठिनाइयां हैं। इसके अलावा, कुछ प्रयोगशालाएंहैं जो इंटरवेंशनल तकनीक के माध्यम से बैलून ब्लॉकिंग या एम्बोलाइजेशन या थ्रोम्बोसिस विधि का उपयोग करके मिनीपिग्स में एमआई मॉडल विकसित कर रही हैं। ये सभी विधियां सीधे कोरोनरी धमनी रोड़ा का कारण बन सकती हैं, लेकिन कोरोनरी एंजियोग्राफी उपकरणों की आवश्यकता होती है और, सबसे ऊपर, बहुत पतली माउस कोरोनरी धमनियां इन ऑपरेशनों को व्यावहारिक नहीं बनाती हैं। एमआईआरआई के लिए, विभिन्न मॉडलों के बीच अंतर काफी मामूली थे, जैसे कि श्वासयंत्र / माइक्रोमैनिपुलेशन का उपयोग करना या 5,6 नहीं।
यहां, एक सरल और विश्वसनीय विधि जो एमआई और एमआईआरआई मॉडल को प्रेरित कर सकती है, पहले प्रकाशित विधियों 4,5,6,7,8,9,15 से अनुकूलित, वर्णित है। यह विधि बंधाव के माध्यम से एलएडी की प्रत्यक्ष नाकाबंदी द्वारा पैथोफिजियोलॉजिकल प्रक्रियाओं का अनुकरण कर सकती है। इसके अलावा, बंधाव से राहत देकर, यह मॉडल रीपरफ्यूजन चोट का अनुकरण भी कर सकता है। इस प्रोटोकॉल में, एलएडी विज़ुअलाइज़ेशन के लिए एक विच्छेदन माइक्रोस्कोप का उपयोग किया जाता है। फिर, शोधकर्ता आसानी से एलएडी की पहचान कर सकता है। इसके बाद, एलएडी के सटीक बंधाव से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और अनुमानित रक्त रोड़ा और वेंट्रिकुलर इस्किमिया होता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी (ईसीजी) परिवर्तनों का उपयोग माइक्रोस्कोप के तहत देखे गए एलएडी के रंग परिवर्तनों के अलावा इस्किमिया और रीपरफ्यूजन की पुष्टि करने के लिए किया जा सकता है। यह रणनीति एक छोटी प्रक्रिया अवधि, कम शल्य चिकित्सा जटिलताओं के जोखिम और कम प्रयोगात्मक चूहों की आवश्यकता की ओर ले जाती है। ट्रोपोनिन-टी परीक्षण, कार्डियक अल्ट्रासाउंड और ट्राइफेनिल टेट्राज़ोलियम क्लोराइड (टीटीसी) धुंधला करने के तरीकों का भी वर्णन किया गया है। कुल मिलाकर, यह प्रोटोकॉल एमआई / एमआईआर तंत्र के अध्ययन के साथ-साथ दवा की खोज के लिए उपयोगी है।
Protocol
Representative Results
Discussion
हाल के वर्षों में, नैदानिक और वैज्ञानिक अनुसंधान में एमआई और एमआईआरआई के लिए मॉडल का निर्माण तेजी से20,21 विकसित हुआ है। हालांकि, अभी भी कुछ प्रश्न हैं, जैसे कि कार्यों के तंत्र और एम?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (82070317, जिबिन लिन के 81700390, बिंगजी एलवी के 8210021880 और बोयुआन वांग के 82000428) और चीन के राष्ट्रीय कुंजी आर एंड डी कार्यक्रम (2017वाईएफए 0208000 से शाओलिन हे) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| 0.9 % sodium chloride solution | Kelun Industry Group,China | – | |
| 4% paraformaldehyde fixing solution | Servicebio,China | G1101 | – |
| 4-0 silk suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products,China | C412 | – |
| 8-0 suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products,China | H801 | – |
| Buprenorphine | IsoReag,China | IR-11190 | – |
| Camera | Canon,Japan | EOS 80D | – |
| Depilatory cream | Veet,French | – | |
| Elecsys Troponin T hs STAT | Roche,Germany | – | |
| Electrochemical luminescence immunoanalyzer | Roche,Germany | Elecsys 2010 | – |
| Evans blue | Sigma,America | E2129 | – |
| Eye scissors | Shanghai Medical Instruments,China | JC2303 | – |
| Haemostatic forceps | Shanghai Medical Instruments,China | J31020 | – |
| High frequency in vivo imaging systems | Visualsonics,Canada | Vevo2100 | – |
| Ibuprofen | PerFeMiKer,China | CLS-12921 | – |
| Intravenous catheter | Introcan,Germany | 4254090B | – |
| Ketamine | Sigma-Aldrich,America | K2753 | – |
| Medical alcohol | Huichang ,China | – | |
| Microneedle holders | Shanghai Medical Instruments,China | WA2040 | – |
| Microscopic shears | Shanghai Medical Instruments,China | WA1040 | – |
| Microsurgical forceps | Shanghai Medical Instruments,China | WA3020 | – |
| Mouse electrocardiograph | Techman,China | BL-420F | – |
| Needle holders | Shanghai Medical Instruments,China | JC3202 | – |
| operating floor | Chico,China | ZK-HJPT | – |
| PE-10 tube | Huamei,China | – | |
| Pentobarbital | Merck,America | 1030001 | – |
| Rodent Ventilator | Shanghai Alcott Biotech,China | ALC-V8S-P | – |
| Stereo microscope | Aomei Industry,China | SZM0745-STL3-T3 | – |
| Surgical thermostatic heating pad | Globalebio, China | GE0-20W | – |
| Triphenyltetrazolium chloride | Servicebio,China | G1017 | – |
| Xylazine | Huamaike Biochemicals and Life Science Research Prouducts,China | 323004 | – |
References
- Reed, G. W., Rossi, J. E., Cannon, C. P. Acute myocardial infarction. Lancet. 389 (10065), 197-210 (2017).
- Ibanez, B., Heusch, G., Ovize, M., Van de Werf, F. Evolving therapies for myocardial ischemia/reperfusion injury. Journal of the American College of Cardiology. 65 (14), 1454-1471 (2015).
- Bryda, E. C. The mighty mouse: The impact of rodents on advances in biomedical research. Missouri Medicine. 110 (3), 207-211 (2013).
- Kim, S. C., et al. A murine closed-chest model of myocardial ischemia and reperfusion. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (65), e3896 (2012).
- Xu, Z., Alloush, J., Beck, E., Weisleder, N. A murine model of myocardial ischemia-reperfusion injury through ligation of the left anterior descending artery. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (86), e51329 (2014).
- Xu, Z., McElhanon, K. E., Beck, E. X., Weisleder, N. A murine model of myocardial ischemia-reperfusion injury. Methods in Molecular Biology. 1717, 145-153 (2018).
- Muthuramu, I., Lox, M., Jacobs, F., De Geest, B. Permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice: a model of post-myocardial infarction remodelling and heart failure. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (94), e52206 (2014).
- Reichert, K., et al. Murine left anterior descending (LAD) coronary artery ligation: An improved and simplified model for myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (122), e55353 (2017).
- Lugrin, J., Parapanov, R., Krueger, T., Liaudet, L. Murine myocardial infarction model using permanent ligation of left anterior descending coronary artery. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (150), e59591 (2019).
- Li, X., et al. Cardioprotective effects of Puerarin-V on isoproterenol-induced myocardial infarction mice is associated with regulation of PPAR-Y/NF-Kappa B pathway. Molecules. 23 (12), 3322 (2018).
- Vanden Bos, E. J., Mees, B. M., de Waard, M. C., de Crom, R., Duncker, D. J. A novel model of cryoinjury-induced myocardial infarction in the mouse: A comparison with coronary artery ligation. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 289 (3), 1291-1300 (2005).
- Wang, D., et al. A cryoinjury model to study myocardial infarction in the mouse. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (151), e59958 (2019).
- Brooks, W. W., Garibaldi, B. A., Conrad, C. H. Myocardial injury in the mouse induced by transthoracic cauterization. Laboratory Animal Science. 48 (4), 374-378 (1998).
- Tao, B., et al. Preclinical modeling and multimodality imaging of chronic myocardial infarction in minipigs induced by novel interventional embolization technique. EJNMMI Research. 6 (1), 59 (2016).
- Gao, E., et al. A novel and efficient model of coronary artery ligation and myocardial infarction in the mouse. Circulation Research. 107 (12), 1445-1453 (2010).
- Scofield, S. L., Singh, K. Confirmation of myocardial ischemia and reperfusion injury in mice using surface pad electrocardiography. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (117), e54814 (2016).
- Gnyawali, S. C., et al. High-frequency high-resolution echocardiography: First evidence on non-invasive repeated measure of myocardial strain, contractility, and mitral regurgitation in the ischemia-reperfused murine heart. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (41), e1781 (2010).
- Pistner, A., Belmonte, S., Coulthard, T., Blaxall, B. Murine echocardiography and ultrasound imaging. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (42), e2100 (2010).
- Shibata, R., et al. Adiponectin protects against myocardial ischemia-reperfusion injury through AMPK- and COX-2-dependent mechanisms. Nature Medicine. 11 (10), 1096-1103 (2005).
- Anderson, J. L., Morrow, D. A. Acute myocardial infarction. New England Journal of Medicine. 376 (21), 2053-2064 (2017).
- Frank, A., et al. Myocardial ischemia reperfusion injury: From basic science to clinical bedside. Seminars in Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 16 (3), 123-132 (2012).
- Mares, R. G., et al. Studying the innate immune response to myocardial infarction in a highly efficient experimental animal model. Romanian Journal of Cardiology. 31 (3), 573-585 (2021).
- Fernandez, B., et al. The coronary arteries of the C57bl/6 mouse strains: Implications for comparison with mutant models. Journal of Anatomy. 212 (1), 12-18 (2008).
- Zhang, R., Hess, D. T., Reynolds, J. D., Stamler, J. S. Hemoglobin S-nitrosylation plays an essential role in cardioprotection. Journal of Clinical Investigation. 126 (12), 4654-4658 (2016).
- Sorop, O., et al. Experimental animal models of coronary microvascular dysfunction. Cardiovascular Research. 116 (4), 756-770 (2020).
- Sicard, P., et al. Right coronary artery ligation in mice: A novel method to investigate right ventricular dysfunction and biventricular interaction. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 316 (3), 684-692 (2019).
- Chen, J., Ceholski, D. K., Liang, L., Fish, K., Hajjar, R. J. Variability in coronary artery anatomy affects consistency of cardiac damage after myocardial infarction in mice. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 313 (2), 275-282 (2017).
- Kato, R., Foex, P. Myocardial protection by anesthetic agents against ischemia-reperfusion injury: An update for anesthesiologists. Canadian Journal of Anaesthesia. 49 (8), 777-791 (2002).
