ラットにおける慢性心筋梗塞の組織学的定量
Summary
The post-mortem assessment of myocardial infarction (MI) in rodents is based on quantification of the infarct on stained heart sections. We describe an accurate method to quantify the infarct size using systematic sampling of harvested rat hearts from base to apex and image analyses of trichrome-stained histological sections.
Abstract
Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ischemic injury. Following the initial acute phase, chronic remodeling of the left ventricle (LV) modifies the structure and function of the heart. Permanent coronary ligation in small animals has been widely used as a reference model for a chronic model of MI. Thinning of the infarcted wall progressively develops to transmural fibrosis. Histological assessment of infarct size is commonly performed; nevertheless, a standardization of the methods for quantification is missing. Indeed, important methodological aspects, such as the number of sections analyzed and the sampling and quantification methods, are usually not described and therefore preclude comparison across investigations. Too often, quantification is performed on a single section obtained at the level of the papillary muscles. Because novel strategies aimed at reducing infarct expansion and remodeling are under investigation, there is an important need for the standardization of accurate heart sampling protocols. We describe an accurate method to quantify the infarct size using a systematic sampling of harvested rat heart and image analyses of trichromatic stained histological sections obtained from base to apex. We also provide evidence that calculating the expansion index (EI) allowed for infarct size assessment, taking into account changes of the left ventricle throughout the remodeling.
Introduction
心筋梗塞（MI）は、世界中の死亡および障害の主要な原因です。冠状動脈性心臓病は、主な原因です。 MIは、閉塞などの冠動脈イベントの連続虚血に起因します。再灌流の最初の6時間以内に行われていない場合、虚血は、不可逆的心筋壊死を誘発します。患者では、MIの特徴付けは、臨床徴候、心電図、バイオマーカー、心エコー検査、MRIイメージングの血漿レベルの評価を含む様々な診断ツールに依存し、そして組織1を解析します 。急性および慢性MIは、冠動脈閉塞の時間に対する心筋壊死のタイミングに応じてけがの二つの異なる相として分類されています。最初の7日の間に起こる急性期は、心筋細胞の損失、大規模な炎症、および線維芽細胞の動員と関連しています。心臓組織の治癒および瘢痕の形成を特徴と亜急性期、発生し、1〜4から6週間。梗塞の拡大、心室壁の菲薄化、および心室の拡張は、慢性期を特徴づけます。左心室の大規模な改造が次第に重症心不全2になります。
永久左前下行枝（LAD）結紮によって誘導される心筋梗塞、慢性心筋梗塞の標準的なげっ歯類モデルを表します。冠動脈結紮を冠動脈閉塞を模倣します。梗塞の大きさは、合字のサイトに依存します。げっ歯類モデルにおける心筋虚血損傷の特徴付けは、古典的に、このようなトロポニンIおよびT 3、心エコー検査、MRI、および組織学4,5などのバイオマーカーの血漿レベルを用いて行われます。バイオマーカーのレベルは、心筋細胞死の程度と相関しています。心エコー検査は、局所壁運動異常に起因する左心室機能障害を評価します。例えばMRIや高解像度などの他に、非侵襲的イメージング技術、心エコー検査、壁運動の減少、減少した灌流および生存心筋と瘢痕領域の容量、および減肉の評価を可能にします。 LV寸法は梗塞サイズの正確な評価を可能にします。最後に、生存可能であり、死んだ心筋の定量化は、収穫の心の組織切片の特定の汚れを使用して、死後を行い、梗塞サイズ（IS）の検証を可能にすることができます。別の重要な特徴は、梗塞拡大指数（EI）6の評価です。 EIは、最初の3日以内に貫梗塞と開始と関連しています。 EIは、壁の厚さの漸進的な減少、LV腔サイズの増大、およびLV形状の結果として変化することを特徴とします。
新規の治療の治療効果を評価するために – 特に、再生戦略細胞、マトリックスに基づいて、および齧歯類におけるMIの遺伝子送達の正確な評価は極めて重要です。乳頭筋のレベルで得られた単一の断面で測定した場合、ISサイズは、LAD結紮後により梗塞発達に存在する大きな変動にバイアスされてもよいです。頂点梗塞は、その後、掩蔽されることがあります。重要なことは、決定MIサイズに、より正確な方法は、マウス7-9またはラット10について記載されています。それにもかかわらず、IS正確LVリモデリングやリモデリングの治療誘発される減少（または予防策）を定量化するには不十分です。実際、一般的に心臓の断面で評価総LV容積のパーセンテージとして表されています。この方法は、急性心筋梗塞のために有効ですが、改造中に発生したLV壁の菲薄化は、11,12評価の下で、残っています。梗塞サイズ、構造的な変更の完全な形態学的定量は、心内膜および心外膜の長さや直径、ならびに梗塞や健康分野などのいくつかのパラメータを、定量化する必要があります。私たちは、方法論的APPRを記述します正確慢性ラットモデルにおいてMIおよびリモデリングを評価するoach。
Protocol
Representative Results
Discussion
プロトコル内の重要なステップ
線維性組織は正確に採取し、心臓や画像の系統的なサンプリングを使用して、慢性MIラットモデルで評価することができる頂点にベースから得た三色染色した組織切片の分析。 2つのステップが成功したプロトコル実装のために特に重要です。まず、心臓の収穫のためのKClを使用することは、心臓の筋肉が弛緩した状態に維持?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The study was supported by the Swiss National Foundation [SNF 310030-149986 to MNG], the University of Fribourg, and Fribourg Hospital.
Materials
| Acrylic rat heart matrix 2mm | 72-5015 | Harvard Appartus | |
| INSPIRA ADVANCED VOLUME CONTROLLED VENTILATOR | HARVARD APPARATUS | 557058 | |
| CATHETER INSYTE 14G | BD | 381267 | |
| O.C.T | BDHA361603E | VWR | |
| TTC | T8877-10G | Sigma Aldrich | |
| Mayer hematoxylin | MHS32-1L | Sigma Aldrich | |
| Acid Fuchsin CI 42685 |
F8129-50G | Sigma Aldrich | |
| Ponceau Xylidin CI 16150 |
P2395-25G | Sigma Aldrich | |
| Orange G CI 16230 |
O3756-100G | Sigma Aldrich | |
| Light green CI 42095 |
L5382-25G | Sigma Aldrich | |
| KCl | P9333-500G | Sigma Aldrich | |
| Xylol | 10315083 | HoneyWell | |
| Ethanol absolute | 10303990 | HoneyWell | |
| 2-methylbutane | M32631-1L | Sigma Aldrich | |
| Stereogical microscope | SM2800 | Nikon | |
| Formaldehyde | 99340 | Reactolab | |
| Embedding cassette | K113.1 | Carl Roth | |
| Bersoft Image measurement Software | Bersoft.com | Licensed software |
Riferimenti
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