Teknik, minimalt Invasive tværgående aorta konstriktion i mus til induktion af venstre ventrikel hypertrofi
Summary
Formålet med denne protokol er at beskrive trin for trin teknik af minimalt invasive tværgående aorta konstriktion (TAC) i mus. Af afskaffelsen af intubation og ventilation, som er obligatorisk for den anvendte standardprocedure, minimalt invasive TAC forenkler den operative procedure og reducerer den belastning, sætte på dyret.
Abstract
Tværgående aorta konstriktion (TAC) i mus er en af de mest almindeligt anvendte kirurgiske teknikker for eksperimentel undersøgelse af pres overbelastning-induceret venstre ventrikel hypertrofi (LVH) og dets progression til hjertesvigt. I fleste af de rapporterede undersøgelser, er denne procedure udført med intubation og ventilation af dyret, hvilket gør det krævende og tidskrævende og tilføjer til den kirurgiske byrde for dyret. Formålet med denne protokol er at beskrive en forenklet teknik, minimalt invasive TAC uden intubation og ventilation af mus. Kritiske trin af teknikken, der er understreget for at opnå lav mortalitet og høj effektivitet i inducerende LVH.
Mandlige C57BL/6 mus (10 uger gamle, 25-30 g, n = 60) blev bedøvede med en enkelt intraperitoneal injektion af en blanding af ketamin og xylazin. I et spontant vejrtrækning dyr efter en 3-4 mm øvre delvis sternotomi, et segment af 6/0 silke sutur gevind gennem øjet af en ligatur støtte var gået under aortabuen og bundet over en afrundede 27-gauge kanyle. Humbug-opererede dyr undergik den samme kirurgiske forberedelse, men uden aorta konstriktion. Effekten af proceduren i inducerende LVH er attesteret af en betydelig stigning i hjertet/body vægt-forhold. Dette forhold er opnået på dage 3, 7, 14 og 28 efter operationen (n = 6-10 i hver gruppe og hvert tidspunkt). Brug af vores teknik er LVH observeret i TAC i forhold til sham dyr fra dag 7 gennem dag 28. Udløsende og slutningen (over 28 dage) dødelighed er begge meget lavt på 1,7%.
Afslutningsvis, vores omkostningseffektive teknik af minimalt invasive TAC i mus bærer meget lav operativ og postoperativ mortalitet og er yderst effektiv i inducerende LVH. Det forenkler den operative procedure og reducerer den belastning, sætte på dyret. Det kan udføres nemt ved at følge de kritiske trin, der beskrives i denne protokol.
Introduction
I de seneste år, studiet af hjertesvigt er blevet udført i levedygtige dyre modeller1. Sammenlignet med store dyremodeller for hjertesvigt, har små dyremodeller mange potentielle fordele. Ved siden af lavere udgifter til bolig og vedligeholdelse er små dyremodeller tilgængelige for flere forskere på grund af den mindre komplekse faciliteter nødvendige for2.
Musen hjertesvigt modeller tilbyder mange af de samme fordele som rotte-modeller. Desuden til reduceret boliger koster3, musemodeller drage fordel af adgangen til relevante transgene og knockout (KO) stammer. Muligheden for celle type-specifikke, inducerbar KO eller transgene strategier gør musen et uvurderligt værktøj at studere patogenesen af hjertesvigt og forsøge at identificere nye terapeutiske regimer3.
Blandt musen modeller af hjertesvigt i øjeblikket anvendes4, tværgående aorta konstriktion (TAC), som blev første gang beskrevet af Rockman5 er den foretrukne model til at generere pres overbelastning-induceret venstre ventrikel hypertrofi (LVH)1 , 3. den største fordel ved denne model er muligheden for at tillade stratificering af LVH2, selvom venstre ventrikulær remodellering svar på TAC er variabel blandt forskellige mus stammer. Især udvikle C57BL/6 mus hurtige LV dilatation efter TAC, der ikke kan forekomme med andre stammer4,6,7.
Den pludseligt indsættende af hypertension opnåede med TAC årsager en cirka 50% stigning i LV masse inden for 2 uger, gør det muligt at hurtigt undersøge aktiviteten af farmakologiske eller Molekylær interventioner med henblik på at modulere udviklingen af LVH4. Akut induktion af svær hypertension af TAC ikke nøjagtigt gengive de progressive venstre ventrikel hypertrofi og remodellering observeret i kliniske omgivelser i aorta stenose eller arteriel hypertension. Ikke desto mindre, denne model bruges af mange efterforskere at identificere og ændre roman terapeutiske mål i hjertesvigt4.
Udfører TAC i mus kræver større kirurgisk ekspertise end der kræves til andre teknikker, der anvendes til at fremkalde LVH og efterfølgende hjertesvigt2. De fleste forfattere udføre denne procedure ved intubere og ventilerende den animalske2,8, som gør denne procedure mere krævende og tidskrævende og tilføjer til den kirurgiske byrde for dyret. Kun få efterforskere har brugt minimalt invasiv TAC i deres undersøgelse med korte henvisning til kirurgisk procedure9,10,11.
Formålet med denne protokol er at beskrive trin for trin et forenklet og brugervenlig teknik af minimalt invasive tværgående aorta konstriktion i mus, fremhæver de kritiske faser af proceduren. Ved at følge disse vigtige skridt, kan man nemt udføre denne teknik.
Protocol
Representative Results
Discussion
Formålet med denne protokol er at præsentere en trinvis illustration af den kirurgiske teknik for minimalt invasiv tværgående aorta konstriktion i mus. Detaljeret teknisk beskrivelse af tværgående aorta konstriktion i mus er blevet indberettet af andre forfattere2,8. Men disse efterforskere udføre kirurgi efter intubation og ventilation af dyr. Brugen af et ekstra trin af intubation-ventilation stiger i kompleksitet og varighed af hele proceduren og den gl…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af en bevilling (N ° 32016) af den schweiziske kardiovaskulære Foundation til RT.
Materials
| Surgical microscope | Olympus | SZX2-TR30 | |
| Razor | Rowenta | Nomad TN3650FO | |
| Sutures: | |||
| Polypropylene 7/0 | Ethicon | BV-1X | |
| Polypropylene 6/0 | BBraun | C0862061 | |
| Silk 6/0 ligature | FST | 18020-60 | |
| Polypropylene 4/0 | Ethicon | 8683 | |
| Polypropylene 5/0 | Ethicon | Z303 | |
| Drugs: | |||
| Ketamin | Merial | Imalgène 1000, LBM154AD | |
| Xylazine | Bayer | Rompun 2%, KP09PPC | |
| Buprenorphine | Ceva | Vetergesic, 072013 | |
| Instruments: | |||
| Bone nippers | Fine Surgical Tools | 16101-10 | |
| Ligation aid | Fine Surgical Tools | 18062-12 | |
| Tying forceps | Fine Surgical Tools | 18026-10 | |
| Needle holder Crile-Wood | Fine Surgical Tools | 12003-15 | |
| Microsurgery forceps | Fine Surgical Tools | 11003-12 | |
| Microsurgery forceps | Fine Surgical Tools | 11002-12 | |
| Tissue forceps | Fine Surgical Tools | 11021-12 | |
| Microsurgery needle holder | Fine Surgical Tools | 12076-12 | |
| Microsurgery scissors | Fine Surgical Tools | 91501-09 | |
| Mayo scissors | Fine Surgical Tools | 14511-15 | |
| 11-blade knife | Fine Surgical Tools | 10011-00 | |
| RNA extraction and qPCR: | |||
| TriReagent | Euromedex | TR-118-200 | |
| Rneasy Mini kit | Qiagen | 74704 | |
| Qubit Fluorimetric RNA assay | Fisher Scientific | 10034622 | |
| RNA 6000 Nano kit | Agilent | 5067-1511 | |
| High Capacity cDNA kit | Fisher Scientific | 10400745 | |
| Taqman Master Mix | Fisher Scientific | 10157154 | |
| Taqman BNP primers | Fisher Scientific | Mm01255770_g1 | |
| Taqman ANP primers | Fisher Scientific | Mm01255747_g1 | |
| Taqman ACE primers | Fisher Scientific | Mm00802048_m1 | |
| Taqman Col1a1 primers | Fisher Scientific | Mm00801666_g1 | |
| Taqman TGFb primers | Fisher Scientific | Mm01178820_m1 | |
| Taqman Gapdh primers | Fisher Scientific | Mm99999915_g1 | |
| ABIPrism Thermocycler | Applied Biosystems | 7000 | |
| Software: | |||
| GraphPad Prism | GraphPad | Prism 7 | |
| Animal food | |||
| Complete diet for adult rats/mice | Safe | UB220610R |
References
- Molinari, F., Malara, N., Mollace, V., Rosano, G., Ferraro, E. Animal models of cardiac cachexia. Int. J. Cardiol. 219 (15), 105-110 (2016).
- Tarnavski, O. Mouse surgical models in cardiovascular research. Methods. Mol. Biol. 573, 115-137 (2009).
- Verma, S. K., Krishnamurthy, P., Kishore, R., Ardehali, H., et al. Transverse aortic constriction: a model to study heart failure in small animals. Manual of Research Techniques in Cardiovascular Medicine. , 164-169 (2014).
- Patten, R. D., Hall-Porter, M. R. Small animal models of heart failure. Development of novel therapies, past and present. Circ. Heart Fail. 2 (2), 138-144 (2009).
- Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 88 (18), 8277-8281 (1991).
- Barrick, C. J., Rojas, M., Schoonhoven, R., Smyth, S. S., Threadgill, D. W. Cardiac response to pressure overload in 129S1/SvImJ and C57BL/6J mice: temporal- and background-dependent development of concentric left ventricular hypertrophy. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 292 (5), 2119-2130 (2007).
- Deschepper, C. F., Olson, J. L., Otis, M., Gallo-Payet, N. Characterization of blood pressure and morphological traits in cardiovascular-related organs in 13 different inbred mouse strains. J. Appl. Physiol. 97 (1), 369-376 (2004).
- Almeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. T. Transverse aortic constriction in mice. J. Vis. Exp. (38), (2010).
- Hu, P., Zhang, D., Swenson, L., Chakrabarti, G., Abel, E. D., Litwin, S. E. Minimally invasive aortic banding in mice: effects of altered cardiomyocyte insulin signaling during pressure overload. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 285 (3), 1261-1269 (2003).
- Faerber, G., et al. Induction of heart failure by minimally invasive aortic constriction in mice: Reduced peroxisome proliferator-activated receptor ϒ coactivator levels and mitochondrial dysfunction. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 141 (2), 492-500 (2011).
- Andersen, N. M., Tang, R., Li, L., Javan, H., Zhang, X. Q., Selzman, C. H. IKK-β inhibition prevents adaptive left ventricular hypertrophy. J. Surg. Res. 178 (1), 105-109 (2012).
- Nemska, S., Monassier, L., Gassmann, M., Frossard, N., Tavakoli, R. Kinetic mRNA profiling in a rat model of left ventricular hypertrophy reveals early expression of chemokines and their receptors. PLoS ONE. 11 (8), 0161273 (2016).
- Liao, Y., et al. Echocardiographic assessment of LV hypertrophy and function in aortic-banded mice: necropsy validation. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 282 (5), 1703-1708 (2002).
- Stansfield, W. E., et al. Characterization of a model to independently study regression of ventricular hypertrophy. J. Surg. Res. 142 (2), 387-393 (2007).
- Beetz, N., et al. Ablation of biglycan attenuates cardiac hypertrophy and fibrosis after left ventricular pressure overload. J. Mol. Cell. Cardiol. 101, 145-155 (2016).
