Den gnager venstre år er en verdifull teknikk i pulmonal hypertensjon forskning. Her presenterer vi en protokoll for å beskrive rat år prosedyre og postoperativ pleie å sikre minimal sykelighet og dødelighet.
I denne protokollen, detalj vi riktig fremgangsmåter for trinnene og nødvendige forholdsregler å utføre en venstre år og indusere PAH i rotter med ekstra administrasjonen av monocrotaline (MCT) eller SU5416 (Sugen). Vi kan også sammenligne disse to modeller til andre PAH modeller brukt i forskning. I de siste årene, har fokus for PAH dyremodeller flyttet mot studere mekanismen av angioproliferation av plexiform lesjoner, der rollen økt lunge blodstrøm er regnet som en viktig utløser i utviklingen av alvorlige lunge vaskulær remodeling. En av de mest lovende gnager modellene av økt lunge flyt er den ensidige venstre år kombinert med en “andre hit” MCT eller Sugen. Fjerning av venstre lungene fører til økt og turbulente lunge blodstrøm og vaskulær remodeling. Foreløpig er det ingen detaljert prosedyre år kirurgi i rotter. Denne artikkelen omhandler en trinnvis protokoll år kirurgisk prosedyre og postoperativ omsorg i hannrotter Sprague-Dawley. Kort, dyret er anesthetized og brystet åpnes. Når den venstre lungearterien, pulmonary blodåre, og bronchus er visualisert, de er samskrevet og venstre lunge er fjernet. Brystet deretter lukket og dyret utvinnes. Blod er tvunget til å sirkulere bare på høyre lunge. Denne økte vaskulær trykket fører til en progressiv remodeling og okklusjon av små pulmonary arterier. Den andre slo MCT eller Sugen er brukt en uke etter operasjonen å indusere endotelial dysfunksjon. Kombinasjonen av økt blodstrøm i lungene og endotelial dysfunksjon produserer alvorlig PAH. Den største begrensningen i denne fremgangsmåten er at det krever de generelle kirurgiske ferdigheter.
Pulmonal arteriell hypertensjon (PAH) er en progressiv og dødelig sykdom karakterisert ved en økning i lunge blodstrøm, økt vascular motstand, betennelse og ombygging av små lunge blodkar1. Denne remodeling vanligvis fører vaskulær lesjoner som hindrer og utslette liten pulmonary arteriene, forårsaker vasokonstriksjon og øke høyre ventrikkel afterload2. Få vellykket farmakologiske behandlinger for PAH eksisterer; som en konsekvens, PAH dødelighet fortsatt høyt. Nylig har fokus for forskning på pathobiology av pulmonal hypertensjon flyttet mot en mekanisme for angio-spredning der rollen økt lunge blodstrøm er regnet som en viktig utløser i utviklingen av lunge vaskulære remodeling3,4.
Dyr modeller av pulmonal hypertensjon har gitt kritisk innsikt som hjelper å forklare i patofysiologien av sykdom og har fungert som en plattform for narkotika, celle, gene og protein levering. Tradisjonelt, har kronisk hypoksi-indusert pulmonal hypertensjon modellen og MCT lungen skade modellen vært de viktigste modellene som brukes til å studere PAH patofysiologi5. Men er de ikke tilstrekkelig til å produsere økt lunge blodet flyt og neointimal mønster av remodeling sammenlignet endringer beskrevet i menneskelige pasienter. Kronisk hypoksi modellen i gnagere resulterer i jevning av fartøyet vegger med hypoxic vasokonstriksjon uten angio-utslettelse av små lunge fartøy6. I tillegg er hypoksi betingelsen reversibel. Dermed er hypoksi modellen heller ikke tilstrekkelig til å produsere alvorlig PAH. MCT lungen skade modellen framprovosere noen endotelial dysfunksjon men komplekse vaskulær obliterative lesjoner funnet hos mennesker med alvorlige primære PAH utvikle ikke i rotter2. I tillegg MCT-behandlet rotter har tendens til å dø fra MCT-indusert lunge toksisitet, veno-occlusive leversykdom og Myokarditt fremfor PAH2. Til slutt, i år alene er ikke tilstrekkelig til å produsere neointimal lesjoner i små lunge fartøyer i en kort periode. Etter år er det minimal høyde i pulmonal arteriell press7. Hos mennesker, er i år godt tolerert når kontralateral lunge er sunn7.
Venstre år prosedyren kombinert med MCT eller Sugen er imidlertid en fordel siden den etterligner økt lunge blodstrøm og resulterer i lunge vaskulær remodeling sammenlignes med alvorlig klinisk PAH. I år er utført på den venstre lungen, som har bare 1 lobe, i stedet for til høyre, som har fire lobes. Hvis høyre lunge ble fjernet, vil dyret kan ikke kompensere for åndedretts insuffisiens. I år-MCT-modellen utvikler neointimal mønster av remodeling i over 90% av drives-dyr behandlet7. Tilsvarende kombinasjonen av Sugen og år fører alvorlig PAH, preget av angio-obliterative vaskulære lesjoner, spredning, apoptose og RV dysfunksjon8. Venstre år prosedyren er også en fordel i forhold til andre kirurgiske prosedyrer å indusere PAH. Tidligere inkludere beskrevet modeller i rotter å øke lunge blodstrømmen til lungene by-pass aorto-caval shunt eller subclavia-lunge arterien anastomose. Disse modellene er ekstremt komplisert7,9,10,11. For å utføre en by-pass aorto-caval shunt, har dyrets bakkroppen åpnes. Shunt plasseres i abdominal aorta, som øker blodtilførselen til alle abdominal organer i stedet for bare i lungene, dermed PAH tar mye lengre tid å utvikle. I tillegg er det vanskelig å fastslå blodstrømmen gjennom shunt, mens med år blodstrømmen til gjenværende lunge Double. Subclavia-lunge arterien anastomose har også mange komplikasjoner. Flyten av arteriell blod i venen kan føre til blodpropp anastomose og blødning. Som by-pass aorto-caval shunt er det vanskelig å fastslå blodstrømmen gjennom anastomose. Det er et dyrt og vanskelig teknikk som krever vaskulær kirurgiske ferdigheter. Den ensidige venstre år dobler blodstrøm og skjæring stress i kontralateral lungene og, i kombinasjon med MCT eller Sugen, forårsaker typisk hemodynamic og histopathological resultatene av PAH som endothelial celle skade8, 12.
Nyheten av dette manuskriptet er presentert i svært detaljerte og omfattende kirurgisk protokollen til den venstre år i rotter og diskusjon om tekniske og fysiologiske utfordringene i disse modellene. Fordi denne protokollen ikke er tilgjengelig, tror mange etterforskerne modellen er for vanskelig. Etterforskerne som har utført den venstre år har møtt høy dødelighet og sykelighet priser forbundet med unødvendige tap av dyr, at vitenskapelig vurdering. I stedet bruker mange klassiske modeller som MCT injeksjon, kronisk hypoksi eller bare år for å opprette PAH. Disse modellene er imidlertid mindre effektiv enn kombinasjonen av MCT eller Sugen med den venstre år. Hovedformålet med denne artikkelen er å gi første detaljert og reproduserbar kirurgisk protokollen for den venstre ensidige år i rotter og gi det beste kirurgiske modellen for PAH. Kombinere denne protokollen for venstre ensidige år med MCT eller SU5416 vil tillate etterforskere til å opprette en langt mer effektiv og klinisk relevant modell av alvorlig PAH å studere patogenesen av denne dødelige sykdommen.
I PAH-berørte lungene, vaskulære spredning med neointimal formasjon og utslettelse av pulmonary arteriene resultere i alvorlig hemodynamic endringer, høyre ventrikkel svikt og tidlig dødelighet7,8. Endringene i fartøyet vegger øke motstand mot blodstrøm, økende arterielle og høyre ventrikkel press. I de tidlige stadiene av PAH utviklet vanligvis 3 uker etter administrerer MCT eller Sugen, rotter uspesifikke histologiske endringer som mediale hypertrofi, …
The authors have nothing to disclose.
Dette manuskriptet ble støttet av NIH gir 7R01 HL083078-10 tilskudd fra American Heart Association AHA-17SDG33370112 og fra den nasjonale institutter for helse NIH K01 HL135474 til utleid og den nasjonale institutter helse R01 HL133554 til L.H.
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 |