流れ誘導性の肺動脈性肺高血圧症のためのラットモデルにおけるシャント手術、右心カテーテル、および血管形態計測
Summary
This protocol describes a surgical procedure to create a model for flow-induced pulmonary arterial hypertension (PAH) in rats and the procedures to analyze the principle hemodynamic and histological end-points in this model.
Abstract
In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt (MCT+Flow). The shunt is created by inserting an 18-G needle from the abdominal aorta into the adjacent caval vein. Increased pulmonary flow has been demonstrated as an essential trigger for a severe form of PAH with distinct phases of disease progression, characterized by early medial hypertrophy followed by neointimal lesions and the progressive occlusion of the small pulmonary vessels. To measure the right heart and pulmonary hemodynamics in this model, right heart catheterization is performed by inserting a rigid cannula containing a flexible ball-tip catheter via the right jugular vein into the right ventricle. The catheter is then advanced into the main and the more distal pulmonary arteries. The histopathology of the pulmonary vasculature is assessed qualitatively, by scoring the pre- and intra-acinar vessels on the degree of muscularization and the presence of a neointima, and quantitatively, by measuring the wall thickness, the wall-lumen ratios, and the occlusion score.
Introduction
この方法の目的は、ラットにおける重度、流れによって誘発される肺動脈高血圧症の再現可能なモデルを作成するために、その原理血行動態及び組織病理学的エンドポイントを測定することです。
肺動脈性肺高血圧症（PAH）、右心室不全や死に至る肺血管抵抗の漸進的増加を含む臨床症候群です。肺高血圧疾患（PH）の上位疾患スペクトラムの中で、PAHは治癒1せずに残っている最も深刻なフォームと1です。 PAHにおける基礎となる動脈症は、血管内腔を閉塞血管リモデリングの典型的な形が特徴です。通常の非muscularized血管のMuscularizationと内側容器層の肥大はPAHの初期疾患現象とみなされ、また、PH 2の他の形態で見られる、と3可逆的であると考えられています。 PAH Aとしてdvances、内膜層は、最終的に特徴的な新生内膜病変2を形成し 、改造を開始します。新生内膜型肺血管リモデリングは、PAHに排他的であり、現在4不可逆的であるとみなされています。
PAHは稀な疾患であるため、その病理生物学的理解の進歩と新しい治療法の開発は、動物モデルに大きく依存してきました。ラットにおけるmonocrotalin（MCT）モデルがされている単純な単一のヒットモデルであり、まだ、頻繁に使用されます。 MCTは、肺動脈と地域炎症5への損傷を引き起こす毒素です。 4週6から60ミリグラム/キロのMCTは、3後の平均肺動脈圧（MPAP）の増加、肺血管抵抗（PVR）、および右心室肥大（RVH）につながります。組織形態は、新生内膜病変5せずに孤立した内側の肥大によって特徴付けられます。 MCTそれは一般的に、後者のように示されるが、ラットモデルは、このように、適度なPHの形ではなく、PAHを表します。
先天性左から右へのシャント（PAH-CHD）に関連付けられているPAHの小児では、肺の血流が新生内膜病変7、8、9の開発に不可欠なトリガとしてみなされている増加しました。ラットでは、腹部大動脈及び大静脈、第1990 10に記載された技術との間のシャントを作成することによって誘導することができ、肺の血流を増加させました。増加した肺の流れを作成するための選択肢が一方的摘術により、または肺動脈吻合部11に鎖骨によるものです。これらのモデルの概念の欠点は、または起因する肺血管系の医原性損傷の肺切除によって誘発され、残りの肺および適応経路活性化の潜在的な代償成長から成り肺動脈吻合に、両方の増加した肺の血流の影響を混乱させる。
大動脈大静脈シャントが作成され、MCT投与ラットにおける第二のヒットとして誘発される肺の血流を増加させると、特徴的な新生内膜病変が発生し、増加した後にPAHの重症型と関連した右心室不全（RVF）は、3週間の開発します12を流れます。このモデルにおけるPAHの血行力学的進行は心エコー検査および右心カテーテル法によってインビボで評価することができます。血管の組織形態学、血管壁の厚さ、動脈閉塞の程度、および右心室不全のためのパラメータは、PAHのex vivo特徴付けの柱を形成します。
この方法は、大動脈大静脈シャント（AC-シャント）手術、右心カテーテル法、および血管組織形態の定性的および定量的評価のための詳細なプロトコルを記述しています。
Protocol
Representative Results
Discussion
この方法は、流れ誘発性PAHおよびPAHと、このモデルを特徴付ける原則血行動態及び組織病理学的エンドポイントを評価するためのテクニックを作成するために、MCTで前処置したラットにおける大動脈大静脈シャントの外科的手順を説明します。
プロトコルおよびトラブルシューティングの中で重要なステップ
手術と術後。大動脈大静脈シャント手術中?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the Netherlands Cardiovascular Research Initiative, the Dutch Heart Foundation, the Dutch Federation of University Medical Centers, the Netherlands Organization for Health Research and Development, and the Royal Netherlands Academy of Sciences (CVON nr. 2012-08, PHAEDRA, The Sebald fund, Stichting Hartekind).
Materials
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Shunt Surgery |
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| Sterile surgical gloves | |||
| Duratears Eye ointment | Alcon | 10380 | |
| Chloride-Hexidine | |||
| Cotton swabs | |||
| Histoacryllic tissue glue | B. Braun Medical | 1050052 | |
| Silkam 5-0 sutures black non-resorbable | B. Braun Medical | F1134027 | |
| Safil 4-0 sutures violet resorbable | B. Braun Medical | ||
| 18 G needle | Luer | NN1838R BD | tip bent in 45 degrees orifice to the outside |
| Gauzes 10×10 cm | Paul Hartmann | 407825 | |
| Temgesic Buprenorphine | RB Pharmaceuticals | 5429 | subcutaneous injection |
| Sodium Chloride 0.9 % | |||
| Ventilation mask Rat | |||
| Scalple blade | |||
| Biemer clamp 18 mm, 5 mm opening | AgnTho | 64-562 | |
| Heat mat | |||
| Kocher Clamp | |||
| Shaving machine | |||
| Microscope | Leica | ||
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Right Heart Catheterization |
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sterile surgical gloves | |||
| Eye ointment | Duratears | ||
| Chloride-Hexidine | |||
| Cotton swabs | |||
| Gauzes 10×10 cm | Paul Hartmann | 407825 | |
| Silkam 5-0 sutures black non-resorbable | B. Braun Medical | F1134027 | |
| Needle 20 G | Luer | Tip slightly bent to the inside | |
| Cannula 20 G | Luer | to introduce catheter, tip pre-formed in 20 degrees | |
| Silastic Catheter 15 cm long | 0.5 mm ball 2 mm from tip | ||
| Pressure transducer | Ailtech | ||
| Bedside monitor Cardiocap/5 | Datex-Ohmeda | ||
| Shaving machine | |||
| 10mL Syringe | |||
| Sodium Chloride 0.9 % | for flushing | ||
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Vascular Morphology |
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 50ml Syringe | |||
| 4 % Formaldehyde | |||
| 18 G cannula with tube | |||
| Verhoef staining kit | Sigma-Aldrich | HT254 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/ht254?lang=en®ion=US |
| Digital slide scanner | Hamamatsu | C9600 | |
| Image-J | |||
| Elastic (Connective Tissue Stain) | Abcam | ab150667 | http://www.abcam.com/elastic-connective-tissue-stain-ab150667.html |
| http://www.abcam.com/ps/products/150/ab150667/documents/ab150667-Elastic%20Stain%20Kit%20(website).pdf |
Riferimenti
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