Summary

Standardisert rotte koronar ring forberedelse og sanntids registrering av dynamisk spenning endres langs fartøyets diameter

Published: June 16, 2022
doi:

Summary

Den nåværende protokollen beskriver wire myografteknikken for måling av vaskulær reaktivitet av rotte koronararterien.

Abstract

Som en viktig hendelse av kardiovaskulære systemsykdommer har koronararteriesykdom (CAD) blitt ansett som den viktigste skyldige av aterosklerose, hjerteinfarkt og angina pectoris, som alvorlig truer menneskers liv og helse over hele verden. Men hvordan du registrerer de dynamiske biomekaniske egenskapene til isolerte blodkar har lenge forvirret folk. I mellomtiden har presis posisjonering og isolering av koronararteriene for å måle dynamiske vaskulære spenningsendringer i in vitro blitt en trend i UTVIKLINGEN av CAD-legemidler. Den nåværende protokollen beskriver makroskopisk identifikasjon og mikroskopisk separasjon av rotte koronararteri. Sammentreknings- og dilatasjonsfunksjonen til koronararterieringen langs kardiameteren ble overvåket ved hjelp av det etablerte multi-myografisystemet. De standardiserte og programmerte protokollene for koronar ringspenningsmåling, fra prøvetaking til datainnsamling, forbedrer drastisk repeterbarheten av eksperimentelle data, noe som sikrer ektheten av vaskulære spenningsposter etter fysiologisk, patologisk og narkotikaintervensjon.

Introduction

Koronararteriesykdom (CAD) har blitt anerkjent og bekymret som en typisk og representativ kardiovaskulær sykdom, som er den ledende dødsårsaken i både utviklede og utviklingsland 1,2. Som en blod- og oksygenforsyningsrute for normal hjertefysiologisk funksjon, kommer sirkulerende blod inn og nærer hjertet gjennom to hoved koronararterier og et blodvaskulært nettverk på overflaten av myokardiet 3,4. Kolesterol og fettavsetninger i koronararteriene kuttet av hjertets blodtilførsel og den voldelige inflammatoriske responsen til det vaskulære systemet, forårsaker aterosklerose, stabil angina, ustabil angina, hjerteinfarkt eller plutselig hjertedød 5,6. Som svar på patologisk stenose i koronararteriene tilfredsstiller kompenserende akselerert fysiologisk hjerterytme blodtilførselen av hjertet selv eller vitale organer i kroppen ved å øke utgangen av venstre ventrikel7. Hvis langvarig koronarstenose ikke lindres i tide, kan det utvikle seg omfattende nye blodkar i visse områder av hjertet8. For tiden vedtar den kliniske behandlingen av CAD ofte legemiddeltrombolyse eller kirurgisk mekanisk trombolyse og en eksogen bionisk vaskulær bypass med hyppig medisinering og stor kirurgisk funksjonshemming9. Derfor er den funksjonelle undersøkelsen av koronararteriefysiologisk aktivitet fortsatt et presserende gjennombrudd for kardiovaskulære sykdommer10.

Det finnes ingen tilgjengelige tekniske metoder for å oppdage koronarfysiologisk aktivitet, bortsett fra trådløse telemetrisystemer, som dynamisk kan registrere in vivo koronartrykk, vaskulær spenning, oksygenmetning i blodet og pH-verdier11. Derfor, med tanke på koronararterienes tekstlige hemmelighold og kompleksitet, er nøyaktig identifisering og isolering av koronararteri utvilsomt de beste valgene for å utforske flere mekanismer for CAD in vitro4.

En serie multi myografi system, spesielt en wire mikrograf mikrograf mikrovaskulær spenningsdetektor (se Tabell over materialer), er en svært moden markedsførbar enhet for registrering av in vitro vev spenningsendringer av små vaskulære, lymfatiske og bronkial rør med egenskapene til høy presisjon og kontinuerlig dynamisk opptak12. Nevnte system har blitt mye brukt til å registrere in vitro vev spenning egenskaper av hulrom strukturer med diametre på 60 μm til 10 mm. De kontinuerlige varmefunksjonene til plattformen til trådmikrografen oppveide i stor grad stimuleringen av det ugunstige ytre miljøet. I mellomtiden tillater de konstante inngangene til gassblandingen og pH-verdiene oss å oppnå mer nøyaktige vaskulære spenningsdata i en lignende fysiologisk tilstand13. Men med tanke på kompleksiteten i anatomisk lokalisering av rotte koronararteri (figur 1), har isolasjonen vært forvirrende og begrenser mekanismens utforskning av diversifisert kardiovaskulær sykdom og narkotikautvikling. Derfor introduserer den nåværende protokollen den anatomiske plasseringen og separasjonsprosessen til rotte koronararterien i detalj, etterfulgt av spenningsmåling på plattformen til wiremikrografen14.

Protocol

Dyreprotokollen ble gjennomgått og godkjent av styringskomiteen fra Chengdu University of Traditional Chinese Medicine (Record No. 2021-11). Mannlige Sprague Dawley (SD) rotter (260-300 g, 8-10 uker gamle) ble brukt til denne studien. Rottene ble holdt i et dyrekammer og var frie til å drikke og spise under eksperimentet. 1. Klargjøring av oppløsning Forbered fysiologisk saltoppløsning (PSS) ved å oppløse 118 mM NaCl, 4,7 mM K+, 2,5 mM CaCl2</s…

Representative Results

Anatomisk plassert, rotte koronar arterier distribuert og skjult dypt i myokardvev ble ikke lett gjenkjennelig. Ved å sammenligne koronararteriene til mennesker (figur 1A) og rotter (figur 1B) ble det utført rask og nøyaktig separasjon av rotte koronararteri i henhold til prøvetakingsprosessen i figur 2. Etter nøyaktig å ha funnet høyre auricle, lungearterie og apex fra forsiden under et optisk mikroskop, ble myokardiet disse…

Discussion

Forstyrrelsen av koronarmikrosirkulasjonen, som involverer et bredt spekter av pasienter med CAD, har gradvis blitt anerkjent og bekymret grunnlaget for tilstrekkelig myokardiperfusjon. Tatt i betraktning de alvorlige komplikasjonene ved plutselig koronar hjertesykdom og kardiovaskulær sykdom, er rettidig legemiddelforebygging og behandling ekstremt viktig for et klinisk individ med CAD17. Uunngåelig har hemmeligholdelsen av koronararterieanatomi og kompleksiteten i den fysiologiske strukturen s…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette arbeidet ble støttet av Key FoU-prosjektet til Sichuan Provincial Science and Technology Plan (2022YFS0438), National Natural Science Foundation of China (82104533), China Postdoctoral Science Foundation (2020M683273) og Science &technology Department of Sichuan Province (2021YJ0175).

Materials

Apigenin Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China 150731
CaCl2 Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China A501330
D-glucose Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China A610219
HEPES Xiya Reagent Co., Ltd., Shandong, China S3872
KCl Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China A100395
KH2PO4 Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China A100781
LabChart Professional version 8.3  ADInstruments, Australia
MgCl2·6H2O Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China A100288
Multi myograph system  Danish Myo Technology, Aarhus, Denmark 620M
NaCl Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China A100241
NaHCO3 Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China A100865
Steel wires Danish Myo Technology, Aarhus, Denmark 400447
U46619 Sigma, USA D8174

References

  1. Malakar, A. K., et al. A review on coronary artery disease, its risk factors, and therapeutics. Journal of Cellular Physiology. 234 (10), 16812-16823 (2019).
  2. Murray, C., et al. national age-sex specific all-cause and cause-specific mortality for 240 causes of death, 1990-2013: A systematic analysis for the global burden of disease Study 2013. The Lancet. 385 (9963), 117-171 (2015).
  3. Zhang, Y., et al. Adenosine and adenosine receptor-mediated action in coronary microcirculation. Basic Research in Cardiology. 116 (1), 22 (2021).
  4. Allaqaband, H., Gutterman, D. D., Kadlec, A. O. Physiological consequences of coronary arteriolar dysfunction and its influence on cardiovascular disease. Physiology. 33 (5), 338-347 (2018).
  5. Minelli, S., Minelli, P., Montinari, M. R. Reflections on atherosclerosis: Lesson from the past and future research directions. Journal of Multidisciplinary Healthcare. 13, 621-633 (2020).
  6. Alvarez-Alvarez, M. M., Zanetti, D., Carreras-Torres, R., Moral, P., Athanasiadis, G. A survey of sub-saharan gene flow into the mediterranean at risk loci for coronary artery disease. European Journal of Human Genetics. 25 (4), 472-476 (2017).
  7. LaCombe, P., Tariq, M. A., Lappin, S. L. Physiology, Afterload Reduction. StatPearls [Internet]. , (2022).
  8. Gutterman, D. D., et al. The human microcirculation: regulation of flow and beyond. Circulation Research. 118 (1), 157-172 (2016).
  9. Wang, G., Li, F., Hou, X. Complementary and alternative therapies for stable angina pectoris of coronary heart disease: A protocol for systematic review and network meta-analysis. Medicine. 101 (7), 28850 (2022).
  10. Markousis-Mavrogenis, G., et al. Coronary microvascular disease: the "meeting point" of cardiology. European Journal of Clinical Investigation. 52 (5), 13737 (2021).
  11. Allison, B. J., et al. Fetal in vivo continuous cardiovascular function during chronic hypoxia. The Journal of Physiology. 594 (5), 1247-1264 (2016).
  12. Wenceslau, C. F., et al. Guidelines for the measurement of vascular function and structure in isolated arteries and veins. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 321 (1), 77-111 (2021).
  13. Liu, L., et al. Comparison of Ca2+ handling for the regulation of vasoconstriction between rat coronary and renal arteries. Journal of Vascular Research. 56 (4), 191-203 (2019).
  14. Sun, J., et al. Isometric contractility measurement of the mouse mesenteric artery using wire myography. Journal of Visualized Experiments. (138), e58064 (2018).
  15. Guo, P., et al. Coronary hypercontractility to acidosis owes to the greater activity of TMEM16A/ANO1 in the arterial smooth muscle cells. Biomedicine & Pharmacotherapy. 139, 111615 (2021).
  16. Ping, N. N., Cao, L., Xiao, X., Li, S., Cao, Y. X. The determination of optimal initial tension in rat coronary artery using wire myography. Physiological Research. 63 (1), 143-146 (2014).
  17. Niccoli, G., Scalone, G., Lerman, A., Crea, F. Coronary microvascular obstruction in acute myocardial infarction. European Heart Journal. 37 (13), 1024-1033 (2016).
  18. Mumma, B., Flacke, N. Current diagnostic and therapeutic strategies in microvascular angina. Current Emergency and Hospital Medicine Reports. 3 (1), 30-37 (2015).
  19. Lanza, G. A., Parrinello, R., Figliozzi, S. Management of microvascular angina pectoris. American Journal of Cardiovascular Drugs. 14 (1), 31-40 (2014).
  20. Zhu, T. Q., et al. Beneficial effects of intracoronary tirofiban bolus administration following upstream intravenous treatment in patients with ST-elevation myocardial infarction undergoing primary percutaneous coronary intervention: The ICT-AMI study. International Journal of Cardiology. 165 (3), 437-443 (2013).
  21. Huang, D., et al. Restoration of coronary flow in patients with no-reflow after primary coronary intervention of acute myocardial infarction (RECOVER). American Heart Journal. 164 (3), 394-401 (2012).
  22. Fu, W. J., et al. Anti-atherosclerosis and cardio-protective effects of the Angong Niuhuang Pill on a high fat and vitamin D3 induced rodent model of atherosclerosis. Journal of Ethnopharmacology. 195, 118-126 (2017).
  23. Li, J., et al. Chinese medicine She-Xiang-Xin-Tong-Ning, containing moschus, corydalis and ginseng, protects from myocardial ischemia injury via angiogenesis. The American Journal of Chinese Medicine. 48 (1), 107-126 (2020).
  24. Wu, W., et al. Three dimensional reconstruction of coronary artery stents from optical coherence tomography: Experimental validation and clinical feasibility. Scientific Reports. 11 (1), 1-15 (2021).
  25. Liu, M., et al. Janus-like role of fibroblast growth factor 2 in arteriosclerotic coronary artery disease: Atherogenesis and angiogenesis. Atherosclerosis. 229 (1), 10-17 (2013).
  26. Hu, G., Li, X., Zhang, S., Wang, X. Association of rat thoracic aorta dilatation by astragaloside IV with the generation of endothelium-derived hyperpolarizing factors and nitric oxide, and the blockade of Ca2+ channels. Biomedical reports. 5 (1), 27-34 (2016).
  27. Guo, Y., et al. Anticonstriction effect of MCA in rats by danggui buxue decoction. Frontiers in Pharmacology. 12, 749915 (2021).
  28. Jing, Y., et al. Apigenin relaxes rat intrarenal arteries, depresses Ca2+-activated Cl− currents and augments voltage-dependent K+ currents of the arterial smooth muscle cells. Biomedicine & Pharmacotherapy. 115, 108926 (2019).
check_url/64121?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Guo, P., An, W., Guo, Y., Sun, Z., Wang, X., Zhang, S. Standardized Rat Coronary Ring Preparation and Real-Time Recording of Dynamic Tension Changes Along Vessel Diameter. J. Vis. Exp. (184), e64121, doi:10.3791/64121 (2022).

View Video