بنيومونيكتومي اليسرى جنبا إلى جنب مع مونوكروتاليني أو سكر كنموذج لارتفاع ضغط الدم الرئوي في الفئران
Summary
بنيومونيكتومي اليسرى القوارض أسلوب قيمة في الأبحاث ارتفاع ضغط الدم الرئوي. نقدم هنا، بروتوكولا لوصف الإجراء pneumonectomy الفئران والرعاية بعد العملية الجراحية لضمان الحد الأدنى من معدلات الاعتلال والوفيات.
Abstract
في هذا البروتوكول، ونحن بالتفصيل الخطوات الإجرائية الصحيحة والاحتياطات اللازمة لنجاح أداء بنيومونيكتومي اليسرى وحمل الهيئة العامة للإسكان في الفئران مع إدارة إضافية مونوكروتاليني (MCT) أو SU5416 (سكر). ونحن أيضا مقارنة هذين النموذجين لنماذج أخرى من الهيئة العامة للإسكان استخداماً في البحوث. في السنوات القليلة الماضية، قد نقل تركيز نماذج حيوانية من الهيئة العامة للإسكان نحو دراسة إليه أنجيوبروليفيريشن آفات بليكسيفورم، التي تدفق الدم الرئوية زيادة يعتبر الدور كمشغل هام في التنمية للالتهاب الرئوي إعادة عرض الأوعية الدموية. واحد من النماذج القوارض الواعدة أكثر من غيرها لزيادة تدفق الرئوي هو pneumonectomy اليسرى الانفرادية جنبا إلى جنب مع “ضربة ثانية” MCT أو سكر. إزالة الرئة اليسرى ويؤدي إلى تدفق الدم الرئوي المضطرب وزيادة وإعادة عرض الأوعية الدموية. حاليا، لا يوجد أي إجراء مفصل لجراحة بنيومونيكتومي في الفئران. هذه المادة تفاصيل بروتوكول خطوة بخطوة لإجراء العمليات الجراحية pneumonectomy والرعاية اللاحقة للعمليات الجراحية في ذكور الفئران سبراغ داولي. باختصار، تم تخديره من الحيوان ويتم فتح الصدر. حالما يتم تصور الشريان الرئوي الأيسر والاوردة الرئوية والقصبات الهوائية، كانت هي متصلة وهو إزالة الرئة اليسرى. صدره ثم إغلاقه وتعافي الحيوان. واضطر الدم لتعميم فقط في الرئة اليمنى. هذا ارتفاع ضغط الأوعية الدموية يؤدي إلى انسداد الشرايين الرئوية الصغيرة ويعيد البناء التدريجي. ضرب الثاني MCT أو سكر هو جراحة بعد أسبوع واحد المستخدمة للحث على الخلل في بطانية. المزيج من زيادة تدفق الدم في الرئة والخلل غشائي تنتج الهيدروكربونات شديدة. الحد الأساسي من هذا الإجراء أنه يتطلب مهارات الجراحة العامة.
Introduction
ارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي (PAH) مرض تدريجي وقاتلة تتميز بزيادة في تدفق الدم الرئوي وزيادة مقاومة الأوعية الدموية، والتهاب، ويعيد البناء من الأوعية الدموية الرئوية الصغيرة1. هذا يعيد البناء عادة ينتج آفات الأوعية الدموية التي تعرقل وطمس الشرايين الرئوية الصغيرة، تسبب تضيق الأوعية وزيادة afterload البطين الأيمن2. توجد بعض العلاجات الدوائية الناجحة للهيئة العامة للإسكان؛ نتيجة لذلك، معدل الوفيات المتصلة بالهيئة العامة للإسكان ما زال عاليا. في الآونة الأخيرة، انتقل تركيز البحث على بل من ارتفاع ضغط الدم الرئوي صوب إليه الانتشار angio التي تدفق الدم الرئوية زيادة يعتبر الدور كمشغل هام في تنمية الرئوية والأوعية الدموية إعادة عرض3،4.
وقدمت نماذج حيوانية لارتفاع ضغط الدم الرئوي الأفكار الهامة التي تساعد على شرح الفسيولوجيا المرضية لهذا المرض، وكانت بمثابة منصة للمخدرات والخلية والجينات والبروتين التسليم. تقليديا، كانت ضغط الدم المزمن الرئوي الناجم عن نقص والنموذج MCT الرئة الإصابة النماذج الرئيسية المستخدمة لدراسة الهيدروكربونات الفيزيولوجيا المرضية5. ومع ذلك، أنها ليست كافية لإنتاج نمط الدموية الرئوية زيادة تدفق ونيوينتيمال لإعادة عرض مقارنة بالتغييرات الموصوفة في المرضى البشرية. نموذج نقص مزمن في نتائج القوارض في سماكة جدران الأوعية مع تضيق الأوعية التاكسج دون محو angio الأوعية الرئوية الصغيرة6. بالإضافة إلى ذلك، حالة نقص عكسها. وهكذا، نموذج نقص أيضا غير كافية لإنتاج الهيدروكربونات شديدة. نموذج إصابة الرئة MCT استخلاص بعض الخلل في بطانية ولكن لا تتطور الآفات أوبليتيراتيفي الأوعية الدموية المعقدة الموجودة في البشر مع الهيدروكربونات الأولية شديدة في الفئران2. بالإضافة إلى ذلك، تميل الجرذان المعالجة MCT يموت من السمية التي يسببها MCT الرئة وأمراض الكبد مسد الانسداد والتهاب العضلة القلبية وليس من الهيئة العامة للإسكان2. وأخيراً، بنيومونيكتومي وحدها لا يكفي لإنتاج آفات نيوينتيمال في الأوعية الرئوية الصغيرة في فترة قصيرة من الزمن. وبعد بنيومونيكتومي، هناك الحد الأدنى من ارتفاع في الضغط الشرياني الرئوي7. في البشر، وهو جيد التحمل في pneumonectomy عندما تكون الرئة contralateral صحية7.
ومع ذلك، الإجراء pneumonectomy اليسرى جنبا إلى جنب مع MCT أو سكر مفيد نظراً لأنه يحاكي زيادة انسداد تدفق الدم، ويؤدي إلى انسداد الأوعية الدموية يعيد البناء مماثلة للهيئة العامة للإسكان السريرية الشديدة. يتم تنفيذ في بنيومونيكتومي في الرئة اليسرى، الذي أفشل 1 فقط، بدلاً من التركيز على الحق، الذي قد الفصوص الأربعة. إذا تمت إزالة الرئة اليمنى، سيكون غير قادر على التعويض عن قصور تنفسي الحيوان. في طراز بنيومونيكتومي-MCT، يطور نمط نيوينتيمال يعيد البناء في أكثر من 90% من الحيوانات تعمل معاملة7. وبالمثل، مزيج النتائج سكر وبنيومونيكتومي في الهيئة العامة للإسكان الحادة، تتميز بآفات الأوعية الدموية angio أوبليتيراتيفي والانتشار والمبرمج و RV الخلل الوظيفي8. الإجراء pneumonectomy غادر أيضا فائدة مقارنة بسائر الإجراءات الجراحية للحث على الهيئة العامة للإسكان. سابقا تتضمن النماذج الموصوفة في الفئران لزيادة تدفق الدم الرئوي إلى الرئتين التحويلة كابل أورتو أو مفاغره الشريان الرئوي سوبكلافيان. هذه النماذج هي معقدة للغاية7،9،،من1011. للقيام تحويله كابل أورتو، قد البطن للحيوان ليتم فتحه. يتم وضعها التحويلة في الشريان الاورطي البطني، مما يزيد من تدفق الدم إلى كل أجهزة البطن بدلاً من مجرد الرئتين، وبالتالي، وقتاً أطول بكثير لتطوير الهيئة العامة للإسكان. بالإضافة إلى ذلك، من الصعب تحديد تدفق الدم عن طريق التحويلة، بينما مع بنيومونيكتومي تدفق الدم للزوجي الرئة المتبقية. وقد مفاغره الشريان الرئوي subclavian أيضا العديد من المضاعفات. يمكن أن يؤدي تدفق الدم الشرياني الوريد تجلط الدم من ملامسة والنزيف. مثل التحويلة كابل أورتو، من الصعب تحديد تدفق الدم من خلال ملامسة. وعلاوة على ذلك، هو أسلوب مكلفة وصعبة تتطلب مهارات جراحية الأوعية الدموية. بنيومونيكتومي اليسرى الانفرادية يتضاعف تدفق الدم وإجهاد القص في الرئة كونترالاتيرال، وفي تركيبة مع MCT أو سكر، الأسباب النتائج الفسيولوجية والتشريحية المرضية نموذجية من الهيئة العامة للإسكان وهو الخلية البطانية تلف8، 12.
ويرد الجدة من هذه المخطوطة في البروتوكول الجراحية مفصلة وشاملة جداً من بنيومونيكتومي اليسرى في الفئران ومناقشة التحديات التقنية والفسيولوجية لهذه النماذج. لأن هذا البروتوكول غير متوفر حاليا، يعتقد المحققون الكثير من هذا النموذج استخدام صعبة جداً. قد تواجه المحققين الذين أدوا pneumonectomy اليسرى ارتفاع معدلات الوفيات ومعدلات الإصابة بالأمراض المرتبطة بخسارة لا داعي لها من الحيوانات، والمساس بالتقييم العلمي. بدلاً من ذلك، سيستخدم العديد من النماذج الكلاسيكية مثل حقن MCT أو نقص مزمن أو فقط بنيومونيكتومي لإنشاء الهيئة العامة للإسكان. بيد أن هذه النماذج أقل فعالية بكثير من المزيج من MCT أو سكر مع بنيومونيكتومي اليسرى. والغرض الأساسي من هذه المادة هو تقديم البروتوكول الجراحية أولاً مفصلة واستنساخه ل pneumonectomy أحادية الجانب الأيسر في الفئران وتوفر أفضل نموذج الجراحية من الهيئة العامة للإسكان. الجمع بين هذا البروتوكول بالنسبة بنيومونيكتومي أحادية الجانب الأيسر مع MCT أو SU5416 سيتم السماح لمحققين بإنشاء نموذج أكثر فعالية بكثير وذات الصلة سريرياً لقصف شديد لدراسة الآلية المرضية لهذا المرض القاتل.
Protocol
Representative Results
Discussion
في الرئتين المتضررة من الهيئة العامة للإسكان، وانتشار الأوعية الدموية مع تشكيل نيوينتيمال والطمس للشرايين الرئوية نتيجة التغيرات الفسيولوجية الشديدة، وفشل البطين الأيمن والوفيات المبكرة7،8. التغييرات التي أدخلت على جدران السفينة زيادة المقاومة لتدفق ال…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
هذه المخطوطة وأيده المعاهد الوطنية للصحة منح 7R01 HL083078-10 المنح المقدمة من “جمعية القلب الأمريكية” AHA-17SDG33370112 والوطنية معاهد للصحة المعاهد الوطنية للصحة K01 HL135474 إلى Y.S. ومن HL133554 R01 معاهد الصحة الوطنية بام
Materials
| Surgical Blade | Bard-Parker | 371215 | Incision |
| Forane (Isoflurane, USP) | Baxter | NDC 10019-360-40 | anesthesia |
| BD Angiocath 16 G | BD | 381157 | intubation tube, chest tube |
| BD 1 mL Insulin Syringe | BD | 329652 | administer buprinex post-operatively |
| Biogel Surgeons Surgical Gloves | Biogel | 30460-01 | sterile surgical gloves |
| Wahl BravMini+ Trimmer | Braintree Scientific | CLP-41590 P | shave surgical site |
| SU5416 | Cayman Chemical | 13342 | Sugen |
| Fiber Optic Illuminator | Cole-Parmer | EW-41723-02 | light for intubation |
| Surgipro II 4-0 Suture | Covidien | VP831X | Closing intercostal muscles |
| Polysorb 5-0 Suture | Covidien | GL-885 | Closing skin |
| Medium Slide Top Induction Chamber | DRE Veterinary | 12570 | oxygen & isoflurane delivery |
| DRE Compact 150 Rodent Anesthesia Machine | DRE Veterinary | 373 | oxygen & isoflurane delivery |
| Small Vessel Cauterizer Kit | Fine Science Tools | 18000-00 | cauterizer to minimize bleeding |
| VentElite Small Animal Ventilator | Harvard Apparatus | 55-7040 | ventilator |
| MouseSTAT Jr | Kent Scientific | MSTAT-JR | pulse oximeter & heart rate monitor |
| Mouse Paw Pulse Oximeter Sensor | Kent Scientific | SPO2-MSE | pulse oximeter & heart rate paw sensor |
| PhysioSuite RightTemp | Kent Scientific | PS-02 | temperature pad |
| PVP Prep Solution | Medline | MDS093944 | Cleaning surgical site |
| Poly-lined Drape | Medline | NON21002Z | cover animal |
| 3 mL syringe | Medline | SYR103010 | administer fluids post-operatively |
| Microsurgical Kits, Integra | Miltex | 95042-540 | surgical tools: plain wire speculum, double-ended probe, McPherson-Vannas Iris scissors straight, straight iris scissors |
| Hemostatic forceps – Micro-Jacobson-Mosquito | Miltex | 17-2602 | mosquito |
| Buprenorphrine HCl 0.3 mg/mL | Par Pharmaceutical | NDC 42023-179-01 | Pain relief |
| Cooley-Mayo curved scissors | Pilling | 352090 | Large scissors |
| Gerald Tissue forceps | Pilling | 351900 | forceps |
| Wangesnsteen Tissue Forceps | Pilling | 342929 | atraumatic forceps |
| Pilling Thin Vascular Needle Holder | Pilling | 354962DG | needle holder |
| Crotaline | Sigma-Aldrich | C2401-1G | MCT |
| Surflash 20 G IV Catheter | Terumo | SR*FF2051 | For pressure reading during organ harvest |
| ADVantage PV System with 1.2 Fr Catheter | Transonic Inc | ADV500 | Record pulmonary artery and right ventricle pressure |
| Medium Hemoclip | Weck | 523700 | ligate vessels |
| Open Ligating Clip Applicator; Medium, curved | Weck Horizon | 237081 | hemoclip applicator |
| Surgical Microscope | Zeiss OPMI MD | 1808 | magnification |
Riferimenti
- Leopold, J., Maron, B. Molecular Mechanisms of Pulmonary Vascular Remodeling in Pulmonary Arterial Hypertension. International Journal of Molecular Sciences. 17 (5), 761 (2016).
- Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 302 (4), L363-L369 (2012).
- van Albada, M. E., et al. The role of increased pulmonary blood flow in pulmonary arterial hypertension. European Respiratory Journal. 26 (3), 487-493 (2005).
- Dickinson, M. G., Bartelds, B., Borgdorff, M. A. J., Berger, R. M. F. The role of disturbed blood flow in the development of pulmonary arterial hypertension: lessons from preclinical animal models. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 305 (1), L1-L14 (2013).
- Stenmark, K. R., Meyrick, B., Galie, N., Mooi, W. J., McMurtry, I. F. Animal models of pulmonary arterial hypertension: the hope for etiological discovery and pharmacological cure. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 297 (6), L1013-L1032 (2009).
- Cahill, E., et al. The pathophysiological basis of chronic hypoxic pulmonary hypertension in the mouse: vasoconstrictor and structural mechanisms contribute equally. Experimental Physiology. 97 (6), 796-806 (2012).
- Okada, K., et al. Pulmonary hemodynamics modify the rat pulmonary artery response to injury. A neointimal model of pulmonary hypertension. American Journal of Pathology. 151 (4), 1019-1025 (1997).
- Happé, C. M., et al. Pneumonectomy combined with SU5416 induces severe pulmonary hypertension in rats. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 310 (11), L1088-L1097 (2016).
- Tanaka, Y., Schuster, D. P., Davis, E. C., Patterson, G. A., Botney, M. D. The role of vascular injury and hemodynamics in rat pulmonary artery remodeling. Journal of Clinical Investigation. 98 (2), 434-442 (1996).
- Nishimura, T., Faul, J. L., Berry, G. J., Kao, P. N., Pearl, R. G. Effect of a surgical aortocaval fistula on monocrotaline-induced pulmonary hypertension. Critical Care Medicine. 31 (4), 1213-1218 (2003).
- Linardi, D., et al. Ventricular and pulmonary vascular remodeling induced by pulmonary overflow in a chronic model of pretricuspid shunt. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (6), 2609-2617 (2014).
- White, R. J., et al. Plexiform-like lesions and increased tissue factor expression in a rat model of severe pulmonary arterial hypertension. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 293 (3), L583-L590 (2007).
- Samson, N., Paulin, R. Epigenetics, inflammation and metabolism in right heart failure associated with pulmonary hypertension. Pulmonary Circulation. 7 (3), 572-587 (2017).
