Induktion af højre ventrikel svigt af pulmonal arterie konstriktion og evaluering af højre ventrikelfunktion i mus

Summary

Her, vi giver en nyttig tilgang til at studere mekanismen i højre ventrikel fiasko. En mere bekvem og effektiv tilgang til pulmonal arterie konstriktion er etableret ved hjælp af kirurgiske instrumenter lavet inhouse. Desuden, metoder til at evaluere kvaliteten af denne tilgang ved ekkokardiografi og kateterisering er tilvejebragt.

Abstract

Mekanismen for højre ventrikel svigt (RVF) kræver afklaring på grund af den unikke, høje sygelighed, høj dødelighed, og refraktær karakter af RVF. Tidligere rotte modeller, der imiterer RVF-progression, er beskrevet. Sammenlignet med rotter, mus er mere tilgængelige, økonomisk, og meget udbredt i dyreforsøg. Vi udviklede en lunge arterie konstriktion (PAC) tilgang, som består af banding lunge stammen i mus til at fremkalde højre ventrikel (RV) hypertrofi. En særlig kirurgisk lås nål blev designet, der giver mulighed for lettere adskillelse af aorta og lunge stammen. I vores eksperimenter reducerede brugen af denne fremstillede låse kanyle risikoen for arteriorrhexis og forbedrede den kirurgiske succesrate til 90%. Vi brugte forskellige polstring nål diametre til præcist at skabe kvantitative konstriktion, som kan fremkalde forskellige grader af RV hypertrofi. Vi kvantificerede graden af konstriktion ved at evaluere den blodgennemstrømning hastighed af PA, som blev målt ved ikke-invasiv transthoracic ekkokardiografi. RV funktion blev præcist evalueret af højre hjerte kateterisering ved 8 uger efter operationen. De kirurgiske instrumenter lavet inhouse var sammensat af fælles materialer ved hjælp af en simpel proces, der er let at mestre. Derfor er PAC tilgang beskrevet her er let at efterligne ved hjælp af instrumenter lavet i laboratoriet og kan være almindeligt anvendt i andre laboratorier. Denne undersøgelse præsenterer en modificeret PAC tilgang, der har en højere succesrate end andre modeller og en 8-ugers postsurgery overlevelse på 97,8%. Denne PAC-tilgang giver en nyttig teknik til at studere mekanismen i RVF og vil muliggøre en øget forståelse af RVF.

Introduction

RV dysfunktion (RVD), defineret her som tegn på en unormal RV struktur eller funktion, er forbundet med dårlige kliniske resultater. RVF, som slutstadiet af RV funktion, er et klinisk syndrom med tegn og symptomer på hjertesvigt, der skyldes progressiv RVD¹. Med forskelle i struktur og fysiologiske funktion, venstre ventrikel (LV) svigt og RVF har forskellige patofysiologiske mekanismer. Et par uafhængige patofysiologiske mekanismer i rvf er blevet rapporteret, herunder over ekspression af β2-adrenerge receptor signalering², inflammation³, tværgående tubulus Remodeling, og ca^{2 +} håndtering dysfunktion⁴ .

RVF kan være forårsaget af volumen eller tryk overbelastning af RV. Tidligere dyremodeller har brugt SU5416 (en potent og selektiv hæmmer af den vaskulære endotelvækstfaktor receptor) kombineret med hypoksi (suhx)^5,6 eller monocrotalin⁷ til at inducere pulmonal hypertension, som resultater i RVF sekundært til pulmonal vaskulær sygdom². Forskerne gennemfører disse undersøgelser fokuseret på Vaskulaturen i stedet for den patologiske progression af RVF. Desuden har monocrotalin ekstra kardiale virkninger, der ikke præcist kan repræsentere kardiogen sygdom. Andre modeller har brugt arteriovenøse shunt til at fremkalde volumen overbelastning og rvf⁸. Denne operation er imidlertid svær at udføre og uhensigtsmæssig for mus, der har brug for lange induktions perioder til produktion af RVF.

Rotte Pac modeller ved hjælp af banding klip også findes^9,10. Sammenlignet med rotter har mus mange fordele som dyremodeller af hjertesygdomme, såsom lettere reproduktion, mere udbredt brug, reducerede omkostninger og adgang til genmodifikation¹¹. Men diametre af banding klip normalt spænder fra 0,5 mm til 1,0 mm, som er for store til mus⁹. Hertil kommer, at banding klip er svært at producere, efterligne, og popularisere i andre laboratorier.

Vi leverer en protokol til at udvikle en modificeret reproduktiv rvf musemodel baseret på rapporterede undersøgelser, som bruger Pac til at efterligne tetralogi af Fallot og Noonan syndrom eller andre pulmonale arterielle hypertensive sygdomme^{12,13, 14,15,16,17,18,19}. Denne PAC tilgang er skabt ved ligating lunge stammen af mus ved hjælp af en lås og polstring nål lavet inhouse til at styre graden af konstriktion. Låsen nål er lavet af en 90 ° buet injektionssprøjte med en flettet silke sutur passeret gennem sprøjten. Nålen er fremstillet af almindeligt materiale ved hjælp af en proces, der er let at mestre. Polstring nålen er buet 120 ° fra måleren nål. Polstring nåle med forskellige diametre (0,6-0,8 mm) anvendes, afhængigt af musene vægt (20-35 g). Derudover fastlægger vi et evalueringskriterium for at bestemme stabiliteten og kvaliteten af RVF-modellen ved ekkokardiografi og højre hjerte kateterisering. Vi bruger mus som model dyret på grund af deres udbredte brug i andre eksperimenter. Nålene lavet i laboratoriet er nemme at reproducere og kan være meget udbredt i andre laboratorier. Denne undersøgelse giver forskerne en god tilgang til at undersøge mekanismen i RVF.

Protocol

Alle procedurer blev udført i overensstemmelse med de institutionelle retningslinjer for dyreforskning, som er i overensstemmelse med vejledningen for pleje og anvendelse af forsøgsdyr offentliggjort af de amerikanske National Institutes of Health (NIH publikation No. 85-23, revideret i 1996). C57BL/6 hanmus (8-10 uger gammel, vejer 20-25 g) blev leveret af Animal Center of South Medical University. Efter ankomsten blev musene anbragt under en 12/12 h mørk/lys cyklus, med tilstrækkelig mad og vand. <p class="jove…

Representative Results

I dette studie blev mus tilfældigt tildelt til PAC-gruppen (n = 9) eller Sham-Operations gruppen (n = 10). Ekkokardiografi blev udført ved 1, 4 og 8 uger efter operationen. Otte uger efter operationen, efter den sidste ekkokardiografi og kateteriserings vurderinger, blev musene euthanized, og deres hjerter blev høstet for en morfologisk og histologisk vurdering. Lunge stammen konstriktion forårsagede RV hyp…

Discussion

Patologiske stigninger i RV påfyldnings tryk resultere i en et skift af septum, som kan ændre LV geometri²¹. Disse ændringer bidrager til reduceret kardiel udgang og LV udslyngning fraktion (LVEF), som kan forårsage en hæmodynamisk forstyrrelse af kredsløbssygdomme²². Derfor er en effektiv, stabil og økonomisk model til at studere mekanismen i RVF værdifuld.

Vi udviklede en mere effektiv og meget reproducerbar tilgang til PAC ved hjælp a…

Materials

ALC-V8S ventilator	SHANGHAI  ALCOTT  BIOTECH  CO	ALC-V8S	Assist ventilation
Animal Mini Ventilator	Haverd	Type 845	Assist ventilation
Animal ultrasound system VEVO2100	Visual Sonic	VEVO2100	Echocardiography
Cold light illuminator	Olympus	ILD-2	Light
Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1)	SHANGHAI  ALCOTT  BIOTECH  CO	ALC-HTP-S1	Heating
Isoflurane	RWD life science	R510-22	Inhalant anaesthesia
Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer	Midmark Corporation	VIP 3000	Anesthetization
Medical braided silk suture (6-0)	Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co.	6-0	Ligation
Medical nylon suture (5-0)	Ningbo Medical Needle Co.	5-0	Suture
Millar Catheter (1.0 F)	AD instruments	1.0F	For right heart catheterization
Pentobarbital sodium salt	Merck	25MG	Anesthetization
PowerLab multi-Directional physiological Recording System	AD instruments	4/35	Record the result of right heart catheterization
Precision electronic balance	Denver Instrument	TB-114	Weighing sensor
Self-made latch needle			Separate the aorta and pulmonary trunk
Self-made padding needle			Constriction
Self-made tracheal intubation			Tracheal intubation
Small animal microsurgery equipment	Napox	MA-65	Surgical instruments
Transmission Gel	Guang Gong pai	250ML	Echocardiography
Veet hair removal cream	Reckitt Benchiser	RQ/B 33 Type 2	Remove hair of mice
Vertical automatic electrothermal pressure steam sterilizer	Hefei Huatai Medical Equipment Co.	LX-B50L	Auto clean the surgical instruments
Vertical small animal surgery microscope	Yihua Optical Instrument	Y-HX-4A	For right heart catheterization