Muse Venstre Anterior Faldende (LAD) kranspulsåreombinding: En forbedret og forenklet model for myokardieinfarkt

Summary

We provide a reliable method for left anterior descending artery (LAD) ligation in a mouse model. This method is comparatively less invasive than other methods, involving endotracheal intubation, a left-sided thoracotomy approach, and thoracentesis. This method can be used as a model for both acute and chronic myocardial infarction (MI).

Abstract

Iskæmisk hjertesygdom (IHD), eller akut koronarsyndrom (ACS), er en af ​​de førende årsager til dødsfald i USA. IHS er karakteriseret ved nedsat blodforsyning til hjertet, hvilket resulterer i tab af oxygen til og den deraf følgende nekrose af hjertemusklen. Den MI model har vundet popularitet for dens brug som en kortsigtet iskæmi-reperfusion model og en langsigtet permanent ligation model. Nedenfor beskriver vi en pålidelig metode til permanent ligering af LAD. Med musen genteknologi bliver mere avancerede, og med en stigende tilgængelighed af kvalitets murine kirurgiske instrumenter, er musen blevet en populær model for MI operationer. Vores kirurgisk model inkorporerer brugen af ​​en let reversibel bedøvelsesmiddel til hurtig genopretning af musen; en minimalt invasiv endotracheal intubation uden at involvere en tracheotomi; og en thoracentesis gennem den oprindelige torakotomi webstedet uden at skabe en yderligere snit i brystet, som ergjort i nogle andre metoder, til effektivt at fjerne overskydende blod og luft fra brysthulen. Denne fremgangsmåde er forholdsvis mindre invasiv end andre metoder, som dramatisk reducerer kirurgiske og post-kirurgiske komplikationer og dødelighed og forbedrer reproducerbarheden.

Introduction

Koronarsygdom eller ACS, er den mest udbredte kardiovaskulær hændelse og vil blive anset for den vigtigste årsag til morbiditet og mortalitet i hele verden i 2020 ^1. Årsagen til ACS er tilstedeværelsen af en myocardial thrombose på grund af brud på en koronar aterosklerotisk plak, der blokerer eller reducerer blodtilførslen til hjertet væv ^2. Derfor er der kliniske tegn på forekomst af akut myocardieiskæmi, såsom myokardieinfarkt (MI) ^{3, 4.} MI fører til et tab i masse af cardiomyocytter og en progression til patologisk ventrikulær remodellering, hvilket kan føre til ventrikulær dysfunktion og hjertesvigt ^{5, 6.}

En af de mest effektive måder at studere IHD har været at efterligne human myokardieinfarkt i en dyremodel. Dette opnås ved at okkludere LAD imus. Ved hjælp af denne model, vi undersøge, hvordan hjertet kan beskyttes mod de skader som følge af IHS.

I det seneste årti har forskere flyttet fra anvendelse af større dyremodeller til mindre dyr, herunder overgangen fra rotter til mus. Den mindre musemodel er begyndt at foretrække af mange årsager, herunder deres lille størrelse, stor kuldstørrelse, billige at vedligeholde, og korte drægtighedsperioden, såvel som for den ekspansive tilgængelighed af transgene og gen-knockout modeller ^7. Selvom mus er små i størrelse, har nye kirurgiske instrumenter specielt designet til dem hjulpet i denne udvikling. Vores metode udnytter disse nye kirurgiske instrumenter.

Mens flere metoder gennemfører en invasiv trakeostomi, bruger vi en mindre invasiv metode til endotracheal intubation. Ved hjælp af overhead-belysning af oropharynx, vi intubere uden at skabe nogen indsnit, der giver en mere sikker og mindre traumatisk oplevelse for than dyr. Musen anbringes derefter i respirator og blev ved isofluran under hele proceduren. På grund af den korte varighed af anæstesi produceret af lægemidlet, det tager kun et par minutter for dyret at komme sig efter bedøvelsen, når den er afbrudt. Vores kirurgisk model indeholder også en minimalt invasiv thoracentesis. Den omhyggelige fjernelse af blod og overskydende luft fra brysthulen under anvendelse thoracentesis gennem den oprindelige torakotomi indsnit har rettet en fælles postoperativ komplikation af LAD ligering: spændingen pneumothorax. Denne fremgangsmåde, som eliminerer behovet for de to ekstra indsnit anvendes i andre fremgangsmåder-en for trakeostomi og en anden for de thoracentesis-har gav færre postoperative komplikationer og har drastisk reduceret dødelighed.

Protocol

Dette dyr protokol er blevet gennemgået og godkendt af Institutional Animal Care og brug Udvalg (IACUC) ved Rhode Island Hospital. 1. Anæstesi og intubation Vejer musen til at beregne dosen af ​​postoperativ smerte medicin. Placer musen i en induktion kammer og levere 4% isofluran i 9 – 10 min, overvågning dyret i hele. Tænde en varm perle sterilisator således at apparatet kan forvarmes til ca. 250 ° C. Forvarmning vil tage 15 – 20 minutter. Når muse…

Representative Results

Musene aflives otteogtyve dage efter operationen, og hjerterne høstes og undersøges. Musene bedøves med 50 – 75 mg / kg ketamin og 5 – 10 mg / kg xylazin. Når dyret er under tilstrækkelig anæstesi brysthulen åbnet, og anvendelse af en 23-gauge nål, er kold kaliumchlorid (KCI, 30 mM) injiceret i den posteriore basale region af hjertet. Hjertet er anholdt i diastolen. For yderligere validering af ligering hjertet fjernes fra dyret og injiceres med 4% paraformaldehyd og dernæst 1% …

Discussion

Med en stigende anvendelse af MI modellen i laboratorier, søger den beskrevne procedure til at øge effektiviteten og overlevelsesraten for musene samtidig minimere deres postoperative smerter og ubehag. Denne protokol tilstræber at minimere dødeligheden ved at gøre en lang række forbedringer af forskellige aspekter af LAD ligation procedure. Der er et par forskelle. Nogle murine intubation undersøgelser, der udnytter ketamin og xylazin sammen med isofluran til induktion på grund gavn for deres l…

Materials

High-Intensity Light Source	Harvard Apparatus	72-0215
SurgiSuite Operating Platform	Kent Scientific Corporation	SurgiSuite	Uses a rechargeable, battery-operated far infrared warming pad. Charge overnight before surgery.
SurgiSuite LED Lighting Kit	Kent Scientific Corporation	SURGI-5003
Hot Bead Sterilizer	Fine Science Tools	18000-45	Preheating takes 15-20 minutes. Instruments take 20 seconds to sterilize.
Small Rodent Anesthesia System	VetEquip Inc.	901810
Isofluorane	Piramal Enterprises	66794-017-10
Buprenorphine	Rhode Island Hospital Pharmacy	NDC 12496-0757-1, 12496-0757-5
Surgical Loupes	Roboz	RS-6687
Small Rodent Ventilator	Harvard Apparatus	73-0043
Lubricating Drops	Thermo Fisher Scientific	19-898-350
Electric Razor	Kent Scientific Corporation	CL 9990-1201
Hair Removal Cream	Nair
Medical Tape	Thermo Fisher Scientific	18-999-380
Betadine	Thermo Fisher Scientific	19-027136
70% Isopropanol Wipes	Thermo Fisher Scientific	22-363-750
Surgical Drapes	Braintree	SP-TS
Surgical Gloves	Thermo Fisher Scientific	18999102D
5-0 Polypropylene Sutures	Ethicon	8630G
8-0 Nylon Sutures	Fine Science Tools	12051-08
Platinum-Cured Tubing	Harvard Apparatus	72-1042	0.3 mm inside diameter x 0.6 mm outside diameter
0.9% Saline	Thermo Fisher Scientific	19-310-207
4-0 Polypropylene Sutures	Ethicon	8631G
1 CC Syringe with 25-Gauge Needle	Thermo Fisher Scientific	14-826-100
Scissors	Kent Scientific Corporation	INSS600225
Forceps	Kent Scientific Corporation	INS700100
Cotton Swabs	Thermo Fisher Scientific	23-400-118
IV Catheter, 20-Gauge	Thermo Fisher Scientific	NC9892181
Retractor	Kent Scientific Corporation	INS 750369
Forceps	Fine Science Tools	11003-12
Dissecting Forceps, Straight	Kent Scientific Corporation	INS 700101
Dissecting Forceps, Curved	Kent Scientific Corporation	INS 700103
Hemostatic Forceps, Straight	Kent Scientific Corporation	INS 750451
Hemostatic Forceps, Curved	Kent Scientific Corporation	INS 750452
Tissue Forceps	Kent Scientific Corporation	INS 700131
Needle Holder	Kent Scientific Corporation	INS 600109
Scissors	Kent Scientific Corporation	INS 600225