JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Résultats
Discussion
Divulgations
Acknowledgements
Materials
References
Traduction automatique
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Médecine

Linker anterieure dalende kransslagaderligatie voor ischemie-reperfusieonderzoek: modelverbetering via technische modificaties en kwaliteitscontrole

Published: December 16, 2022
doi:
10.3791/63921
, , ,
1Department of Life Science,Fu Jen Catholic University, 2Department of Medicine,MacKay Medical College, 3Department of Emergency Medicine,MacKay Memorial Hospital, 4Graduate Institute of Injury Prevention and Control,Taipei Medical University, 5MacKay Junior College of Medicine, Nursing, and Management, 6Division of Cardiology, Department of Internal Medicine,Taitung Mackay Memorial Hospital, 7Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine,MacKay Memorial Hospital

Summary

Hierin presenteren we een protocol dat zich richt op de kwaliteitscontrole van de linker voorste dalende coronaire ligatie door de traditionele procedure bij ratten voor acuut myocardiale ischemie-reperfusieonderzoek technisch te wijzigen.

Abstract

Coronaire hartziekten zijn wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak. Volledige stopzetting van de bloedstroom in kransslagaders veroorzaakt ST-segment elevatie myocardinfarct (STEMI), wat resulteert in cardiogene shock en fatale aritmie, die geassocieerd zijn met hoge mortaliteit. Primaire coronaire interventie (PCI) voor het kanaliseren van de kransslagader verbetert de resultaten van STEMI aanzienlijk, maar vooruitgang die is geboekt bij het verkorten van de deur-tot-ballontijd heeft de mortaliteit in het ziekenhuis niet verminderd, wat suggereert dat aanvullende therapeutische strategieën nodig zijn. Ligatie van de linker anterieure dalende kransslagader (LAD) bij ratten is een diermodel voor acuut myocardiair IR-onderzoek dat vergelijkbaar is met het klinische scenario waarin snelle coronaire rekanalisatie via PCI wordt gebruikt voor STEMI; PCI-geïnduceerde STEMI is echter een technisch uitdagende en gecompliceerde operatie die gepaard gaat met een hoge mortaliteit en grote variatie in de grootte van het infarct. We identificeerden de ideale positie voor LAD-ligatie, creëerden een gadget om een snare-lus te besturen en ondersteunden een aangepaste chirurgische manoeuvre, waardoor weefselschade werd verminderd, om een betrouwbaar en reproduceerbaar acuut myocardiale ischemie-reperfusie (IR) onderzoeksprotocol voor ratten vast te stellen. Dit is een non-survival operatie. We stellen ook een methode voor om de kwaliteit van studieresultaten te valideren, wat een cruciale stap is voor het bepalen van de nauwkeurigheid van latere biochemische analyses.

Introduction

Ischemische hartziekte is wereldwijd een belangrijke doodsoorzaak 1,2. Naast de controle van beïnvloedbare risicofactoren voor het voorkomen van de ontwikkeling van coronaire hartziekten, zijn therapeutische strategieën cruciaal vereist voor acuut coronair syndroom 3,4. Cardiogene shock en fatale aritmie bij acuut ST-segment elevatie myocardinfarct (STEMI) blijken de kans op sterfte in het ziekenhuis te verhogen 5,6,7,8. Primaire percutane coronaire interventie (PCI) is de voorkeursbehandeling voor STEMI 9,10,11; De therapeutische effecten hebben echter een plafond wanneer de deur-tot-ballontijd <90 min12,13 is. Aanvullende strategieën zijn nodig om de klinische uitkomsten van de ziekte verder te verbeteren 14,15,16,17,18,19.

Een acuut myocardiale ischemie-reperfusie (IR) experiment met linker anterieure dalende slagader (LAD) ligatie bij ratten is een van de diermodellen vergelijkbaar met het klinische scenario waarin korte deur-tot-ballontijden nodig zijn voor patiënten met STEMI om het hart te redden van ischemische schade. Operatie-geïnduceerde STEMI bij kleine dieren is echter vaak technisch uitdagend omdat het een complexe operatie is die gepaard gaat met hoge mortaliteit en hoge variatie in infarctgrootte 20,21,22,23,24. Om de technische uitdaging te overwinnen, ontwikkelde de huidige studie een uitgebreid en effectief diermodel bij ratten (omdat ze groter zijn dan muizen) om een betrouwbaar en reproduceerbaar acuut myocardiair IR-onderzoeksprotocol vast te stellen door middel van technische modificatie. Het voorgestelde protocol resulteert in minder chirurgische complicaties, minder weefselschade en minder kans op sterfte tijdens de operatie. Daarnaast werd een procedure gebruikt om de infarctgrootte en het risicogebied (AAR) te meten en zo de kwaliteit van de onderzoeksresultaten te verifiëren. Het voorgestelde protocol kan worden gebruikt om de pathofysiologische processen van acute myocardiale IR-stress te onderzoeken om nieuwe therapeutische strategieën tegen de schade te ontwikkelen.

Protocol

Alle dierproeven werden uitgevoerd in overeenstemming met de Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, gepubliceerd door de Amerikaanse National Institutes of Health (NIH-publicatie nr. 85-23, herzien 1996). Het studieprotocol werd goedgekeurd door en in overeenstemming met de richtlijnen van de Institutional Animal Care and Use Committee aan de Fu-Jen Catholic University. 1. Voorbereiding voor de operatie Bereiding van zoute natte wattenbollenTrek ee…

Representative Results

Aan het einde van myocardiale ischemie en reperfusie moet de kwaliteit van LAD-ligatie worden beoordeeld voordat verdere biochemische of moleculaire analyses worden uitgevoerd. De toereikendheid van LAD-occlusie door ligatie werd bepaald door 1 ml 2% Evan’s blauwe kleurstof door de centraal veneuze katheter te injecteren. Vervolgens was het myocardium met coronaire perfusie blauw gekleurd in vergelijking met het niet-geperfuseerde gebied, dat rood bleef (figuur 1A…

Discussion

Het voorgestelde protocol heeft verschillende onderscheidende kenmerken, zoals het identificeren van de exacte positie voor LAD-ligatie, het creëren van een gadget om een snare-lus in een enkele hechting te besturen en het ondersteunen van een aangepaste chirurgische manoeuvre om weefselschade te verminderen, waardoor onderzoekers de LAD nauwkeurig, veilig en consistent kunnen ligateren, evenals de toestand van de snare-lus onmiddellijk kunnen regelen voor acuut myocardiale IR-onderzoek.

De l…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit model is ontwikkeld met financiële steun van het Ministerie van Wetenschap en Technologie, Taiwan (MOST 109-2320-B-030-006-MY3).

Materials

Evan’s blue Sigma Aldrich E2129
Forceps Shinva
Pentobarbital Sigma Aldrich 1507002
Scalpel blades Shinva s2646
Scalpel handles Shinva
Silk sutures SharpointTM DC-2150N
Surgical needle AnchorTM
Triphenyltetrazolium chloride (TTC) solution Solarbio T8170-1
Ventilator Harvard Rodent Ventilator
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Khan, M. A., et al. Global epidemiology of ischemic heart disease: Results from the global burden of disease study. Cureus. 12 (7), 9349 (2020).
  2. Nowbar, A. N., Gitto, M., Howard, J. P., Francis, D. P., Al-Lamee, R. Mortality from ischemic heart disease. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 12 (6), 005375 (2019).
  3. Kuo, F. Y., et al. Effect of CYP2C19 status on platelet reactivity in Taiwanese acute coronary syndrome patients switching to prasugrel from clopidogrel: Switch Study. Journal of the Formosan Medical Association. , (2022).
  4. Li, Y. H., et al. Guidelines of the Taiwan Society of Cardiology, Taiwan Society of Emergency Medicine and Taiwan Society of Cardiovascular Interventions for the management of non ST-segment elevation acute coronary syndrome. Journal of the Formosan Medical Association. 117 (9), 766-790 (2018).
  5. Liu, Y. B., et al. Dyslipidemia is associated with ventricular tachyarrhythmia in patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction. Journal of the Formosan Medical Association. 105 (1), 17-24 (2006).
  6. Anghel, L., Sascău, R., Stătescu, C. Myocardial infarction with cardiogenic shock-the experience of a primary PCI center from North-East Romania. Signa Vitae. 17 (5), 64-70 (2021).
  7. Samat, A. H. A., Embong, H., Harunarashid, H., Maskon, O. Predicting ventricular arrhythmias and in-hospital mortality in acute coronary syndrome patients presenting to the emergency department. Signa Vitae. 16 (1), 55-64 (2020).
  8. Wang, Y. C., et al. Outcome of primary percutaneous coronary intervention in octogenarians with acute myocardial infarction. Journal of the Formosan Medical Association. 105 (6), 451-458 (2006).
  9. Markovic, D., et al. Effects of a percutaneous coronary intervention or conservative treatment strategy on treatment outcomes in elderly female patients with acute coronary syndrome. Signa Vitae. 12 (1), 96-100 (2016).
  10. Hannan, E. L., et al. Effect of onset-to-door time and door-to-balloon time on mortality in patients undergoing percutaneous coronary interventions for ST-segment elevation myocardial infarction. American Journal of Cardiology. 106 (2), 143-147 (2010).
  11. McNamara, R. L., et al. Effect of door-to-balloon time on mortality in patients with ST-segment elevation myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 47 (11), 2180-2186 (2006).
  12. Pehnec, Z., Sinkovië, A., Kamenic, B., Marinšek, M., Svenšek, F. Baseline characteristics, time-to-hospital admission and in-hospital outcomes of patients hospitalized with ST-segment elevation acute coronary syndromes, 2002 to 2005. Signa Vitae. 4 (1), 14-20 (2009).
  13. Menees, D. S., et al. Door-to-balloon time and mortality among patients undergoing primary PCI. The New England Journal of Medicine. 369 (10), 901-909 (2013).
  14. Ku, H. C., Chen, W. P., Su, M. J. DPP4 deficiency preserves cardiac function via GLP-1 signaling in rats subjected to myocardial ischemia/reperfusion. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 384 (2), 197-207 (2011).
  15. Lee, S. Y., Ku, H. C., Kuo, Y. H., Chiu, H. L., Su, M. J. Pyrrolidinyl caffeamide against ischemia/reperfusion injury in cardiomyocytes through AMPK/AKT pathways. Journal of Biomedical Science. 22 (1), 18 (2015).
  16. Ku, H. C., et al. TM-1-1DP exerts protective effect against myocardial ischemia reperfusion injury via AKT-eNOS pathway. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 388 (5), 539-548 (2015).
  17. Ku, H. C., Lee, S. Y., Yang, K. C., Kuo, Y. H., Su, M. J. Modification of caffeic acid with pyrrolidine enhances antioxidant ability by activating AKT/HO-1 pathway in heart. PLoS ONE. 11 (2), 0148545 (2016).
  18. Alonso-Herranz, L., et al. Macrophages promote endothelial-to-mesenchymal transition via MT1-MMP/TGFbeta1 after myocardial infarction. eLife. 9, 57920 (2020).
  19. Liu, J., Zheng, X., Zhang, C., Zhang, C., Bu, P. Lcz696 alleviates myocardial fibrosis after myocardial infarction through the sFRP-1/Wnt/beta-catenin signaling pathway. Frontiers in Pharmacology. 12, 724147 (2021).
  20. Goldman, S., Raya, T. E. Rat infarct model of myocardial infarction and heart failure. Journal of Cardiac Failure. 1 (2), 169-177 (1995).
  21. Ke, J., Zhu, C., Zhang, Y., Zhang, W. Anti-arrhythmic effects of linalool via Cx43 expression in a rat model of myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 11, 926 (2020).
  22. Houde, M., et al. Mouse mast cell protease 4 deletion protects heart function and survival after permanent myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 9, 868 (2018).
  23. 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).
  24. Kainuma, S., et al. Influence of coronary architecture on the variability in myocardial infarction induced by coronary ligation in rats. PLoS ONE. 12 (8), 0183323 (2017).
  25. Heil, J., Schlapfer, M. A reproducible intensive care unit-oriented endotoxin model in rats. Journal of Visualized Experiments. (168), e62024 (2021).
  26. Schleimer, K., et al. Training a sophisticated microsurgical technique: Interposition of external jugular vein graft in the common carotid artery in rats. Journal of Visualized Experiments. (69), e4124 (2012).
  27. Lindsey, M. L., et al. Guidelines for experimental models of myocardial ischemia and infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 314 (4), 812-838 (2018).
  28. Li, H., et al. A new model of heart failure post-myocardial infarction in the rat. Journal of Visualized Experiments. (172), e62540 (2021).
  29. Opitz, C. F., Mitchell, G. F., Pfeffer, M. A., Pfeffer, J. M. Arrhythmias and death after coronary artery occlusion in the rat. Continuous telemetric ECG monitoring in conscious, untethered rats. Circulation. 92 (2), 253-261 (1995).
  30. Kawashima, T., Sato, F. Clarifying the anatomy of the atrioventricular node artery. International Journal of Cardiology. 269, 158-164 (2018).
  31. Vikse, J., et al. Anatomical variations in the sinoatrial nodal artery: A meta-analysis and clinical considerations. PLoS ONE. 11 (2), 0148331 (2016).
  32. 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. (86), e51329 (2014).
  33. Klocke, R., Tian, W., Kuhlmann, M. T., Nikol, S. Surgical animal models of heart failure related to coronary heart disease. Cardiovascular Research. 74 (1), 29-38 (2007).
  34. De Villiers, C., Riley, P. R. Mouse models of myocardial infarction: Comparing permanent ligation and ischemia-reperfusion. Disease Models & Mechanisms. 13 (11), (2020).
  35. Reichert, K., et al. Murine left anterior descending (LAD) coronary artery ligation: An improved and simplified model for myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (122), e55353 (2017).
  36. 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. (150), e59591 (2019).
  37. Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. H., McConnell, B. K. Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments. (48), e2464 (2011).
  38. 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. (94), e52206 (2014).
  39. Langer, K. On the anatomy and physiology of the skin. British Journal of Plastic Surgery. 31 (4), 277-278 (1978).
  40. Carmichael, S. W. The tangled web of Langer’s lines. Clinical Anatomy. 27 (2), 162-168 (2014).
  41. Chang, L. R., Marston, G., Martin, A. Anatomy, Cartilage. StatPearls. , (2022).
  42. Kolk, M. V., et al. LAD-ligation: A murine model of myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (32), e1438 (2009).

Tags

Keywords: Ischemia-reperfusionLeft Anterior Descending Coronary ArteryLigationRat ModelThoracotomySurgical ProcedureCotton BallsHolding HooksLigation LoopSnare Loop ControllerAnesthesiaEndotracheal IntubationRib ResectionSurgical WindowPericardium Exposure
check_url/fr/63921?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citer Cet Article
Ku, H., Chien, D., Chao, C., Lee, S. Left Anterior Descending Coronary Artery Ligation for Ischemia-Reperfusion Research: Model Improvement via Technical Modifications and Quality Control. J. Vis. Exp. (190), e63921, doi:10.3791/63921 (2022).
Télécharger la Citation
Réimpressions et Autorisations

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image