Sıçanlar Kronik Kalp Enfarktüsü histolojik Niceleme
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
Miyokard infarktüsü (Mİ) dünya çapında ölüm ve sakatlık önde gelen nedenidir. Koroner kalp hastalığı ana nedenidir; MI böyle tıkanıklığı koroner olaylara ardışık iskemi kaynaklanır. reperfüzyon ilk 6 saat içinde gerçekleştirilen olmadığında, iskemi geri dönüşü olmayan miyokard nekrozu neden olur. Hastalarda, MI karakterizasyonu klinik bulgular, elektrokardiyografi, biyomarkerlerin, ekokardiyografi, MR görüntüleme plazma seviyelerinin değerlendirilmesi dahil olmak üzere farklı tanı araçları, dayanır ve histolojik 1 analizleri. Akut ve kronik MI koroner oklüzyon zaman miyokard nekrozu göreli zamanlamasına göre yaralanma iki farklı aşamalarında olarak sınıflandırılır. ilk 7 günü içinde ortaya çıkan akut faz, kardiyomiyositlerin kaybı, detaylı enflamasyon ve fibroblastların alımı ile ilişkilidir. kardiyak doku ve bir yara oluşması iyileşmesi ile karakterize edilen bir alt-akut faz, meydana1 ila 4-6 haftadır. enfarktüs, ventrikül duvar incelmesi ve ventrikül dilatasyon Genişleme kronik faz karakterize eder. Sol ventrikül geniş biçimlenme giderek şiddetli kalp yetmezliği 2 sonuçlanır.
Kalıcı sol ön inen arter (LAD) ligasyonu ile uyarılan MI kronik miyokard infarktüsü standart kemirgen modeli temsil eder. Koroner bağ taklit koroner oklüzyon. infarkt büyüklüğü ligasyonu sitede bağlıdır. Bir kemirgen modelinde miyokard iskemik hasar Karakterizasyonu klasik gibi troponin olarak biyobelirteç plazma seviyelerini, kullanılarak yapılır I ve T 3, ekokardiyografi, MR ve histoloji 4,5. Biyomarker seviyeleri Kardiyomiyosit ölüm yaygınlığı ile ilişkilidir. Ekokardiyografi, bölgesel duvar hareket bozukluğu kaynaklanan sol ventrikül fonksiyon bozukluğu değerlendirir. MRI veya yüksek çözünürlüklü olarak eklenmesi, non-invaziv görüntüleme teknikleri, içindeekokardiyografi, duvar hareketi azalma değerlendirilmesine olanak azaltılmış perfüzyon ve canlı miyokard ve duvar incelme ile yara alanının hacmi. LV boyutları infarkt doğru değerlendirilmesine izin verir. Son olarak, canlı ve ölü miyokardın miktar hasat kalplerin histolojik bölümlerde özel boyalar kullanılarak otopsi yapılmış ve enfarktüs boyutunu (IS) doğrulanmasını sağlar edilebilir. Bir diğer önemli özelliği enfarktüs genişleme indeksi (EI) 6 değerlendirilmesidir. EI ilk 3 gün içinde transmural enfarktüs ve başlar ilişkilidir. EI duvar kalınlığı artan bir şekildeki azalma, sol ventrikül boşluğu boyutunda bir artış ve AG şeklinde buna bağlı olarak değişiklikler ile karakterizedir.
yeni tedavilerin terapötik etkinliğini değerlendirmek için – özellikle rejeneratif stratejiler hücreler, matrisler dayalı ve kemirgenlerde MI gen teslimi-doğru bir değerlendirme büyük önem taşımaktadır.papiller kas düzeyinde elde edilen tek bir kesitte ölçülen zaman, IS boyutu LAD ligasyon aşağıdaki enfarktüs gelişme var büyük değişkenlik nedeniyle önyargılı olabilir; tepe infarkt sonra occulted olabilir. Önemli olarak, tespit MI boyutuna daha doğru metodolojiler fareler 7-9 ya da sıçanlar 10 için tarif edilmiştir. Bununla birlikte, IS doğru LV biçimlenme ya da yeniden terapötik uyarılan azalmalar (veya önleme yollarını) ölçmek için yeterli değildir. Gerçekten de, genel olarak kalbin kesitleri üzerinde belirlenen toplam LV hacminin bir yüzdesi olarak ifade edilir. Bu yöntem, akut MI için geçerli olmasına karşın, yeniden sırasında meydana gelen AG duvarının incelmesi 11,12 değerlendirdi altında kalır. infarkt ve yapısal değişikliklerin tam bir morfometrik ölçümü gibi endokardiyal ve epikardiyal uzunluk ve çaplarda yanı sıra enfarktüs ve sağlıklı alanlar gibi çeşitli parametreler, ölçmek gerekir. Biz bir metodolojik yakl tarifoach doğru kronik sıçan modelinde MI ve yenileme değerlendirmek.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protokol çerçevesinde kritik adımlar
Fibrotik doku doğru hasat kalp ve görüntünün sistematik örnekleme yöntemiyle kronik MI sıçan modelinde değerlendirilebilir tabandan tepeye doğru edilen trichromatic lekeli histolojik kesitlerin analiz eder. Iki adım başarılı protokol uygulanması için özellikle önemlidir. İlk olarak, kalp hasat için KCI kullanımı kalp kası rahat bir halde muhafaza edilmesini sağlar. Bu aşama, farklı kalplerinden infarkt boyutl…
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
- Amsterdam, E. A., et al. AHA/ACC Guideline for the Management of Patients with Non-ST-Elevation Acute Coronary Syndromes: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. J Am Coll Cardiol. 64, e139-e228 (2014).
- Konstam, M. A., Kramer, D. G., Patel, A. R., Maron, M. S., Udelson, J. E. Left ventricular remodeling in heart failure: current concepts in clinical significance and assessment. JACC Cardiovasc Imaging. 4, 98-108 (2011).
- Frobert, A., et al. Prognostic Value of Troponin I for Infarct Size to Improve Preclinical Myocardial Infarction Small Animal Models. Front Physiol. 6, 353 (2015).
- Redfors, B., Shao, Y., Omerovic, E. Myocardial infarct size and area at risk assessment in mice. Exp Clin Cardiol. 17, 268-272 (2012).
- Guex, A. G., et al. Plasma-functionalized electrospun matrix for biograft development and cardiac function stabilization. Acta Biomater. 10, 2996-3006 (2014).
- Landa, N., et al. Effect of injectable alginate implant on cardiac remodeling and function after recent and old infarcts in rat. Circulation. 117, 1388-1396 (2008).
- Valente, M., et al. Optimized heart sampling and systematic evaluation of cardiac therapies inmouse models of ischemic injury: Assessment of cardiacremodeling and semi-automated quantification of myocardial infarctsize. Curr. Protoc. Mouse Biol. 5, 359-391 (2015).
- Csonka, C., et al. Measurement of myocardial infarct size in preclinical studies. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 61, 163-170 (2010).
- Zornoff, L. A., Paiva, S. A., Minicucci, M. F., Spadaro, J. Experimental myocardium infarction in rats: Analysis of the model. Arq. Bras Cardiol. 93, 434-440 (2009).
- Lichtenauer, M., et al. Myocardial infarct size measurement using geometric angle calculation. Eur J Clin Invest. 44, 160-167 (2014).
- Lutgens, E., et al. Chronic myocardial infarction in the mouse: cardiac structural and functional changes. Cardiovasc Res. 41, 586-593 (1999).
- Frobert, A., Valentin, J., Cook, S., Lopes-Vicente, L., Giraud, M. N. Cell-based therapy for heart failure in rat: double thoracotomy for myocardial infarction and epicardial implantation of cells and biomatrix. J Vis Exp. , e51390 (2014).
- Takagawa, J., et al. Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches. J Appl Physiol (1985). 102, 2104-2111 (2007).
- Fishbein, M. C., et al. Early phase acute myocardial infarct size quantification: validation of the triphenyl tetrazolium chloride tissue enzyme staining technique. Am Heart J. 101, 593-600 (1981).
- Weisman, H. F., Bush, D. E., Mannisi, J. A., Weisfeldt, M. L., Healy, B. Cellular mechanisms of myocardial infarct expansion. Circulation. 78, 186-201 (1988).
- Mannisi, J. A., Weisman, H. F., Bush, D. E., Dudeck, P., Healy, B. Steroid administration after myocardial infarction promotes early infarct expansion. A study in the rat. J Clin Invest. 79, 1431-1439 (1987).
