Murine venstre fremre synkende (LAD) koronar Binding: en forbedret og forenklet modell for hjerteinfarkt

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

Iskemisk hjertesykdom (IHD), eller akutt koronarsyndrom (ACS), er en av de fremste årsakene til død i USA. IHD er kjennetegnet ved redusert blodtilførsel til hjertet, noe som resulterer i tap av oksygen til og den påfølgende nekrose av hjertemuskelen. MI-modellen har vunnet popularitet for sin bruk som en kortsiktig iskemi-reperfusjon modell og en langsiktig permanent ligation modell. Nedenfor beskriver vi en pålitelig metode for permanent ligering av LAD. Med musen genteknologi blir mer avansert, og med en økende tilgjengelighet av kvalitets murine kirurgiske instrumenter, har musen blitt en populær modell for MI operasjoner. Vår kirurgisk modell omfatter bruk av en lett reversibel bedøvelse for rask gjenoppretting av mus; en minimalt invasiv endotracheal intubasjon uten å involvere et trakeotomi; og en thoracentesis gjennom den opprinnelige torakotomi området uten å skape et ytterligere snitt i brystet, som ergjort i noen andre metoder, for effektivt å fjerne overskytende blod og luft fra brysthulen. Denne fremgangsmåten er forholdsvis mindre inngrep enn andre fremgangsmåter, noe som dramatisk reduserer kirurgi og postoperative komplikasjoner og dødelighet og forbedrer reproduserbarhet.

Introduction

Koronarsykdom, eller ACS, er den mest utbredte kardiovaskulær hendelse, og vil bli ansett som den viktigste årsaken til sykelighet og dødelighet på verdensbasis i 2020 ^en. Årsaken til ACS er tilstedeværelsen av et hjerteinfarkt trombose på grunn av brudd på en koronar aterosklerotisk plakk som blokkerer eller reduserer blodstrømmen til hjertevevet ^2. Derfor finnes det kliniske tegn i overensstemmelse med tilstedeværelsen av akutt myokardialt ischemi, så som myokardinfarkt (MI) ^{3, 4.} MI fører til et tap i massen av kardiomyocytter og en progresjon til patologisk ventrikulær remodeling, noe som kan føre til ventrikulær dysfunksjon og hjertesvikt ^{5, 6.}

En av de mest effektive måter å studere IHD har vært å etterligne humant hjerteinfarkt i en dyremodell. Dette oppnås ved å okkludere LAD imus. Ved hjelp av denne modellen, studerer vi hvordan hjertet kan være beskyttet mot skade som følge av IHD.

I løpet av det siste tiåret har forskere gått fra å bruke større dyremodeller til mindre dyr, inkludert skiftet fra rotter til mus. Den mindre musemodell er i ferd med å foretrekke av mange grunner, blant annet deres lille størrelse, stort kullstørrelse, lav pris å vedlikeholde, og kort drektighetsperioden, så vel som for den ekspansive tilgjengeligheten av transgene og genet knockout-modeller ^7. Selv mus er små i størrelse, har nye kirurgiske instrumenter er spesielt utviklet for dem hjulpet i denne utviklingen. Vår metode benytter disse nye kirurgiske instrumenter.

Mens flere metoder gjennomføre en invasiv trakeotomi, bruker vi en mindre invasiv metode for endotrakeal intubasjon. Ved hjelp av overliggende belysning i munnhulen, intubere vi uten å skape noen innsnitt, noe som gir en sikrere og mindre traumatisk opplevelse for tHan dyr. Musen anbringes så på en ventilator og holdt på isofluran under hele prosedyren. På grunn av den korte varigheten av anestesi som produseres av medikamentet, tar det bare noen få minutter for dyret å komme seg fra bedøvelsen når den er avviklet. Vår kirurgisk Modellen inkluderer også en minimal invasiv thoracentesis. Den forsiktig fjerning av blod og overskuddsluft fra brysthulen ved hjelp thoracentesis gjennom den opprinnelige torakotomi innsnitt har adressert en vanlig postoperative komplikasjoner under LAD rings: spenningen pneumothorax. Denne fremgangsmåten, noe som eliminerer behovet for de to ytterligere innsnitt som brukes i andre fremgangsmåter-en for trakeotomi og en annen for thoracentesis-, har gitt mindre postoperative komplikasjoner og har drastisk redusert dødelighet.

Protocol

Dette dyret protokollen er gjennomgått og godkjent av Institutional Animal Care og bruk Committee (IACUC) ved Rhode Island Hospital. 1. Anestesi og Intubering Vei musen for å beregne dosen av postoperativ smertestillende medikamenter. Den plasseres i en induksjonskammeret og levere 4% isofluran til 9 – 10 min, overvåking av dyr gjennom. Slå på en varm perle sterilisator, slik at apparatet kan forvarme til omkring 250 ° C. Forvarming vil ta 15-20 min. Når…

Representative Results

Musene avlives tjueåtte dager etter operasjonen, og hjertene er høstet og undersøkt. Musene ble bedøvet med 50-75 mg / kg ketamin og 5 – 10 mg / kg xylazin. Når dyret er under adekvat anestesi, blir brysthule ble åpnet, og ved anvendelse av en 23-gauge nål, blir kald kaliumklorid (KCl, 30 mM) injisert inn i den bakre basal region av hjertet. Hjertet er arrestert i diastolen. For ytterligere validering av ligering, ble hjertet fjernet fra dyret og blir injisert med 4% paraformaldeh…

Discussion

Med økende bruk av MI-modell i laboratorier, søker den beskrevne fremgangsmåten for å øke effektiviteten og overlevelse av musene samtidig minimere deres post-operativ smerte og ubehag. Denne protokollen streber etter å minimere dødelighet ved å foreta tallrike forbedringer av forskjellige aspekter av fore LAD-ligeringsprosedyren. Det er noen forskjeller. Noen murine intubasjon studier som benytter ketamin og xylazin sammen med isofluran for induksjon, på grunn av fordelen ved deres lengre vari…

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