Modifierad svansven- och penisvenpunktion för blodprovtagning i råttmodellen
Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att erbjuda snabba, enkla och pålitliga blodinsamlingsalternativ för råttmodellen. Vi beskriver tre olika blodprovsmetoder utifrån sammanhanget: svansvenspunktering under narkos eller på ett medvetet djur, och dorsal penisvenspunktion under anestesi.
Abstract
Blodprover krävs i de flesta experimentella djurdesigner för att bedöma olika hematologiska parametrar. Detta dokument presenterar två procedurer för blodinsamling hos råttor: lateral svansvenpunktion och dorsal penisvenpunktion, som erbjuder betydande fördelar jämfört med andra tidigare beskrivna tekniker. Denna studie visar att dessa två procedurer möjliggör snabb provtagning (under 10 min) och ger tillräckliga blodvolymer för de flesta analyser (202 μL ± 67,7 μL). Dorsal penis ven punktering måste göras under anestesi, medan lateral svansven punktering kan göras på ett medvetet, fasthållet djur.
Att växla dessa två tekniker möjliggör därför bloddragning i alla situationer. Även om det alltid rekommenderas att en operatör får hjälp under ett förfarande för att säkerställa djurens välbefinnande, kräver dessa tekniker endast en enda operatör, till skillnad från de flesta blodprovsmetoder som kräver två. Dessutom, medan dessa tidigare beskrivna metoder (t.ex. halspinne, subklavisk venbloddragning) kräver omfattande förhandsträning för att undvika skada på eller död hos djuret, är svansvenen och dorsal penisvenpunktion sällan dödlig. Av alla dessa skäl, och beroende på sammanhanget (t.ex. för studier på hanråttor, under den perioperativa eller omedelbara postoperativa perioden, för djur med tunna svansvener), kan båda teknikerna användas växelvis för att möjliggöra upprepade blodprover.
Introduction
Blodprovstagning är nödvändig för de flesta djurstudier, både in vivo och in vitro. Hos råttor, eftersom frekvensen och mängden blodprovtagning kan vara betydande, är det bra att ha olika alternativ för insamling. Olika metoder har beskrivits i tidigare studier.
De vanligaste teknikerna är svansvenspunktion och saphenös venbloddragning. Svansvenprovtagning är lämplig för alla råttstammar. Med rätt träning är proceduren enkel att utföra och orsakar minimal nöd för djuret1. På samma sätt är den saphenösa venbloddragningen, förutsatt att den görs ordentligt, också en snabb och enkel insamlingsmetod. Ingen av metoderna kräver anestesi, och båda möjliggör upprepade dragningar av små mängder blod. Den saphenösa venpunktionen ger emellertid vanligtvis en lägre blodvolym1 och kräver närvaro av två personer för att lämna en bakben utsatt för punktering2.
Om stora mängder blod behöver samlas in från ett enda djur kan hjärtpunktion eller punktering av vena cava användas (upp till 10 ml blod kan dras från en 150 g råtta med hjärtpunktur2). Dessa tekniker kräver anestesi och är terminala förfaranden. Djuret måste avlivas efter någon av dessa två tekniker2. Jugularpinnen är ett alternativ som kan användas om stora mängder blod behöver samlas in i en studie som ännu inte nått sitt effektmått. Denna teknik kräver emellertid också betydande tekniska färdigheter för att undvika skador på djuret. Därför bör dess användning begränsas3.
Andra tekniker, såsom den subklaviska venen bloddragning, behöver inte användning av anestetika före blodinsamling och möjliggör upprepad provtagning av små volymer blod. Emellertid krävs återhållsam hantering och lämpligt nålsnitt för denna teknik. En felaktig operation kan leda till djursmärta eller till och med dödlighet, och träningen för denna metod kan vara krävande4.
Andra anekdotiska förfaranden inkluderar orbitalpunktion och sublingual venpunktion, som båda kräver bedövningsmedel och varken rekommenderas eller används i stor utsträckning. Även om tidigare studier har visat snabbare blodinsamling genom orbital punktering än genom svansvenpunktion, fann man att orbital punktering under dietyleteranestesi tolererades mindre väl än den senare metoden (baserat på djurens excitationspoäng och urinproduktion)5. Dessutom påverkas denna metod starkt av skickligheten hos den person som utför proceduren och utförs huvudsakligen av erfarna veterinärer. Jämförelsevis är den sublinguala venpunktionen mindre störande och rekommenderas för upprepad blodprovtagning6. Denna teknik ger emellertid allvarliga negativa effekter som minskat mat- och vattenintag, vilket kan leda till djurets död7.
Denna studie beskriver två metoder som används i vårt laboratorium för upprepad blodprovtagning. Svansvenspunktion kan utföras på ett medvetet djur, och vävnadsskadorna och biverkningarna är minimala. Modifieringen av denna teknik i denna studie innefattar stabilisering av svansen med index och långfinger, vilket gör det möjligt för en enda operatör att utföra bloduppsamlingen. Dorsal penis ven punktering har redan beskrivits för enkla intravenösa injektioner. Denna teknik utförs under anestesi och möjliggör en tillförlitlig blodkälla vid svårigheter med andra metoder (t.ex. under den omedelbara postoperativa perioden, med ett litet djur, vid perioperativ bloddragning under anestesi). I likhet med provtagning av svansvenen kommer skadan vid punkteringsstället att ha en mindre total effekt på djuret jämfört med de tekniker som nämns ovan8. Syftet med detta metodpapper är att erbjuda oerfarna forskare enkla och pålitliga blodprovtagningsalternativ enligt sammanhanget (t.ex. för procedurer som utförs under anestesi, för studier med hanråttor, för djur med tunna svansvener).
Protocol
Representative Results
Discussion
Svansvenens punktering är en effektiv metod för att få blod från en medveten råtta. Men när ett djur är under anestesi kan effekten av isofluran leda till kärlspasmer och göra svansvenens punktering olämplig11. Som framgår av denna studie är ett alternativ i denna situation att samla blod från penisvenen, vilket är mer framgångsrikt och ger en betydligt större volym blod på kortare tid. Det är viktigt att komma ihåg att vid misslyckande med denna metod vid första försöket kan…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete finansierades av Shriners Children’s Boston (B. E. U., K.U., C.L.C.). L.C. finansieras av “La Bourse des Gueules Cassées”, “La Bourse Année Recherche” och “La Bourse de l’Amicale des Anciens Internes des Hôpitaux de Paris”. Y.B. finansieras av “La Bourse des Gueules Cassées”. Y.B. och I.F.v.R. finansieras av Shriners Hospitals for Children (Fellowships ID är #84308-BOS-22 #84302-BOS-21 respektive). Detta material är delvis baserat på arbete som stöds av National Science Foundation under Grant No. EEG 1941543. Partiellt stöd från US National Institutes of Health (R01EB028782, R56AI171958 och R01DK114506) tas tacksamt emot. Figur 1 skapades med BioRender.com.
Materials
| 0.5 mL | 28 G ½ Insulin Syringes | BD | 329424 | for tail vein puncture |
| 0.5 mL | 30 G x 5/16 Insulin Syringes | BD | 320468 | for penile vein puncture |
| 250 L Microtainer blood collection tubes with K2EDTA | BD | 365974 | |
| Gauze Sponges | Curity | 6939 | |
| Isoflurane Auto-Flow Anesthesia Machine | E-Z Systems | EZ-190F | for penile vein puncture |
| Isoflurane, USP | Patterson Veterinary | 1403-704-06 | for penile vein puncture |
| Nosecone for Anesthesia | World Precision Instruments | EZ-112 | for penile vein puncture |
| Rodent Restraint Cone | Harvard Apparatus | ST2 52-95-86 | for tail vein puncture |
| Small Animal Heated Operating Table (Adjustable) | Peco Services Ltd | 69023 | |
| Webcol Alcohol prep pads | Simply Medical | 5110 |
References
- Lee, G., Goosens, K. A. Sampling blood from the lateral tail vein of the rat. Journal of Visualized Experiments. (99), e52766 (2015).
- Beeton, C., Garcia, A., Chandy, K. G. Drawing blood from rats through the saphenous vein and by cardiac puncture. Journal of Visualized Experiments. (7), 266 (2007).
- Luzzi, M., et al. Collecting blood from rodents: A discussion by the Laboratory Animal Refinement and Enrichment Forum. Animal Technology and Welfare. 4 (2), 99-102 (2005).
- Wang, L., et al. Repetitive blood sampling from the subclavian vein of conscious rat. Journal of Visualized Experiments. (180), e63439 (2022).
- Van Herck, H., et al. Blood sampling from the retro-orbital plexus, the saphenous vein and the tail vein in rats: Comparative effects on selected behavioural and blood variables. Laboratory Animals. 35 (2), 131-139 (2001).
- Harikrishnan, V. S., Hansen, A. K., Abelson, K. S., Sørensen, D. B. A comparison of various methods of blood sampling in mice and rats: Effects on animal welfare. Laboratory Animals. 52 (3), 253-264 (2018).
- Zeller, W., Weber, H., Panoussis, B., Bürge, T., Bergmann, R. Refinement of blood sampling from the sublingual vein of rats. Laboratory Animals. 32 (4), 369-376 (1998).
- Nightingale, C. H., Mouravieff, M. Reliable and simple method of intravenous injection into the laboratory rat. Journal of Pharmaceutical Sciences. 62 (5), 860-861 (1973).
- Blood collection: The rat. IACUC Guideline. UCSF Office of Research Institutional Animal Care and Use Program Available from: https://iacuc.ucsf.edu/sites/g/files/tkssra751/f/wysiwyg/guidelines%20-%20Blood%20Collection%20-%20Rat.pdf (2022)
- Staszyk, C., Bohnet, W., Gasse, H., Hackbarth, H. Blood vessels of the rat tail: A histological re-examination with respect to blood vessel puncture methods. Laboratory Animals. 37 (2), 121-125 (2003).
- Constantinides, C., Mean, R., Janssen, B. J. Effects of isoflurane anesthesia on the cardiovascular function of the C57BL/6 mouse. ILAR Journal. 52 (3), e21-e31 (2011).
- Hernaningsih, Y., Akualing, J. S. The effects of hemolysis on plasma prothrombin time and activated partial thromboplastin time tests using photo-optical method. Médecine. 96 (38), 7976 (2017).
- Powles-Glover, N., Kirk, S., Jardine, L., Clubb, S., Stewart, J. Assessment of haematological and clinical pathology effects of blood microsampling in suckling and weaned juvenile rats. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 69 (3), 425-433 (2014).
