Standartlaştırılmış Sıçan Koroner Halka Hazırlama ve Damar Çapı Boyunca Dinamik Gerilim Değişikliklerinin Gerçek Zamanlı Kaydı
Summary
Mevcut protokol, sıçan koroner arterinin vasküler reaktivitesini ölçmek için tel miyograf tekniğini açıklamaktadır.
Abstract
Kardiyovasküler sistem hastalıklarının önemli bir olayı olan koroner arter hastalığı (KAH), tüm dünyada insanların yaşamını ve sağlığını ciddi şekilde tehdit eden ateroskleroz, miyokard enfarktüsü ve anjina pektorisin ana suçlusu olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, izole kan damarlarının dinamik biyomekanik özelliklerinin nasıl kaydedileceği uzun zamandır insanları şaşırtmıştır. Bu arada, in vitro dinamik vasküler gerilim değişikliklerini ölçmek için koroner arterlerin hassas konumlandırılması ve izolasyonu, CAD ilaç geliştirmede bir trend haline gelmiştir. Mevcut protokol, sıçan koroner arterlerinin makroskopik olarak tanımlanmasını ve mikroskobik olarak ayrılmasını tanımlamaktadır. Koroner arter halkasının damar çapı boyunca kasılma ve genişleme fonksiyonu, kurulan multi miyograf sistemi kullanılarak izlendi. Örneklemeden veri toplamaya kadar koroner halka gerilim ölçümünün standartlaştırılmış ve programlanmış protokolleri, fizyolojik, patolojik ve ilaç müdahalesinden sonra vasküler gerilim kayıtlarının gerçekliğini sağlayan deneysel verilerin tekrarlanabilirliğini büyük ölçüde geliştirir.
Introduction
Koroner arter hastalığı (KAH), hem gelişmiş hem de gelişmekte olan ülkelerde önde gelen ölüm nedeni olan tipik ve temsili bir kardiyovasküler hastalık olarak yaygın olarak kabul edilmiş ve endişe duymaktadır 1,2. Normal kardiyak fizyolojik fonksiyon için bir kan ve oksijen besleme yolu olarak, dolaşımdaki kan, iki ana koroner arter ve miyokard yüzeyindeki bir kan vasküler ağı yoluyla kalbe girer ve besler 3,4. Koroner arterlerdeki kolesterol ve yağ birikintileri, kalbin kan akışını ve vasküler sistemin şiddetli enflamatuar yanıtını keserek ateroskleroz, stabil anjina, kararsız anjina, miyokard enfarktüsü veya ani kardiyak ölüme neden olur 5,6. Koroner arterlerin patolojik darlığına yanıt olarak, telafi edici hızlandırılmış fizyolojik kalp atışı, sol ventrikülün çıkışını artırarak kalbin kendisinin veya vücudun hayati organlarının kan akışını tatmin eder7. Uzun süreli koroner darlık zamanla giderilmezse, kalbin belirli bölgelerinde geniş yeni kan damarları gelişebilir8. Günümüzde KAH klinik tedavisinde sıklıkla ilaç trombolizi veya cerrahi mekanik tromboliz ve sık ilaç tedavisi ve büyük cerrahi sakatlık ile ekzojen biyonik vasküler bypass uygulanmaktadır9. Bu nedenle, koroner arter fizyolojik aktivitesinin fonksiyonel olarak araştırılması kardiyovasküler hastalıklar için hala acil bir atılımdır10.
Koroner fizyolojik aktiviteyi tespit etmek için, in vivo koroner basıncı, vasküler gerilimi, kan oksijen doygunluğunu ve pH değerlerini dinamik olarak kaydedebilen kablosuz telemetri sistemleri dışında mevcut teknik bir araç yoktur11. Bu nedenle, koroner arterlerin dokusal gizliliği ve karmaşıklığı göz önüne alındığında, koroner arterlerin doğru tanımlanması ve izolasyonu, KAH in vitro 4’ün çoklu mekanizmalarını araştırmak için şüphesiz en iyi seçeneklerdir.
Bir dizi multi myograf sistemi, özellikle bir tel mikrograf mikrovasküler gerilim dedektörü (bakınız Malzeme Tablosu), küçük vasküler, lenfatik ve bronşiyal tüplerin in vitro doku gerginliği değişikliklerini yüksek hassasiyet ve sürekli dinamik kayıt özellikleriyle kaydetmek için çok olgun bir pazarlanabilir cihazdır12. Söz konusu sistem, 60 μm ila 10 mm çaplarındaki kavite yapılarının in vitro doku gerginlik özelliklerini kaydetmek için yaygın olarak kullanılmıştır. Tel mikrograf platformunun sürekli ısıtma özellikleri, olumsuz dış ortamın uyarılmasını büyük ölçüde dengelemiştir. Bu arada, gaz karışımının sabit girişleri ve pH değerleri, benzer bir fizyolojik durumda daha doğru vasküler gerilim verileri elde etmemizi sağlar13. Bununla birlikte, sıçan koroner arterlerinin anatomik lokalizasyonunun karmaşıklığı göz önüne alındığında (Şekil 1), izolasyonu mekanizmanın çeşitlendirilmiş kardiyovasküler hastalık ve ilaç geliştirme araştırmalarını şaşırtmakta ve sınırlandırmaktadır. Bu nedenle, mevcut protokol, sıçan koroner arterinin anatomik yerleşimini ve ayırma işlemini ayrıntılı olarak tanıtmakta, ardından tel mikrograf14’ün platformunda gerilim ölçümü yapmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
KAH hastalarının geniş bir bölümünü içeren koroner mikrosirkülasyonun bozulması yavaş yavaş fark edilmiş ve yeterli miyokard perfüzyonunun temeli ile ilgilidir. Ani koroner kalp hastalığı ve kardiyovasküler hastalığın ciddi komplikasyonları göz önüne alındığında, KAH17’li bir klinik birey için zamanında ilaç önleme ve tedavisi son derece önemlidir. Kaçınılmaz olarak, koroner arter anatomisin…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Sichuan İl Bilim ve Teknoloji Planı’nın Anahtar Ar-Ge projesi (2022YFS0438), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82104533), Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı (2020M683273) ve Sichuan Eyaleti Bilim ve Teknoloji Bölümü (2021YJ0175) tarafından desteklenmiştir.
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
- 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).
- 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).
- Zhang, Y., et al. Adenosine and adenosine receptor-mediated action in coronary microcirculation. Basic Research in Cardiology. 116 (1), 22 (2021).
- 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).
- 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).
- 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).
- LaCombe, P., Tariq, M. A., Lappin, S. L. Physiology, Afterload Reduction. StatPearls [Internet]. , (2022).
- Gutterman, D. D., et al. The human microcirculation: regulation of flow and beyond. Circulation Research. 118 (1), 157-172 (2016).
- 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).
- Markousis-Mavrogenis, G., et al. Coronary microvascular disease: the "meeting point" of cardiology. European Journal of Clinical Investigation. 52 (5), 13737 (2021).
- Allison, B. J., et al. Fetal in vivo continuous cardiovascular function during chronic hypoxia. The Journal of Physiology. 594 (5), 1247-1264 (2016).
- 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).
- 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).
- Sun, J., et al. Isometric contractility measurement of the mouse mesenteric artery using wire myography. Journal of Visualized Experiments. (138), e58064 (2018).
- 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).
- 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).
- Niccoli, G., Scalone, G., Lerman, A., Crea, F. Coronary microvascular obstruction in acute myocardial infarction. European Heart Journal. 37 (13), 1024-1033 (2016).
- Mumma, B., Flacke, N. Current diagnostic and therapeutic strategies in microvascular angina. Current Emergency and Hospital Medicine Reports. 3 (1), 30-37 (2015).
- Lanza, G. A., Parrinello, R., Figliozzi, S. Management of microvascular angina pectoris. American Journal of Cardiovascular Drugs. 14 (1), 31-40 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Guo, Y., et al. Anticonstriction effect of MCA in rats by danggui buxue decoction. Frontiers in Pharmacology. 12, 749915 (2021).
- 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).
