Induktion av högerkammarsvikt genom pulmonell Artärsammandragning och utvärdering av höger kammarfunktion hos möss

Summary

Här, vi ger en användbar metod för att studera mekanismen för högerkammarsvikt. En mer bekväm och effektiv strategi för Pulmonell artär sammandragning är etablerad med hjälp av kirurgiska instrument gjorde inhouse. Dessutom ges metoder för att utvärdera kvaliteten på denna metod genom ekokardiografi och kateterisering.

Abstract

Mekanismen för högerkammarsvikt (RVF) kräver klargörande på grund av det unika, hög morbiditet, hög dödlighet, och refraktär karaktär RVF. Tidigare råttmodeller som imitera RVF-progression har beskrivits. Jämfört med råttor, möss är mer tillgängliga, ekonomiska, och ofta används i djurförsök. Vi utvecklade en Pulmonell artär sammandragning (PAC) metod som består av banding den pulmonella stammen i möss för att inducera höger kammare (RV) hypertrofi. En speciell kirurgisk spärr nål utformades som möjliggör lättare separation av aorta och lung stammen. I våra experiment, användningen av denna fabricerade Latch nål minskat risken för arteriorrhexis och förbättrat kirurgisk framgång till 90%. Vi använde olika stoppning nål diametrar för att exakt skapa kvantitativa sammandragning, som kan inducera olika grader av RV hypertrofi. Vi kvantifierat graden av sammandragning genom att utvärdera blodflödet hastighet av PA, som mättes genom noninvasiv transtorakal ekokardiografi. RV-funktionen utvärderades exakt av höger hjärtkateterisering vid 8 veckor efter operationen. De kirurgiska instrument som gjorts inhouse bestod av gemensamma material med hjälp av en enkel process som är lätt att behärska. Därför är PAC-metoden som beskrivs här lätt att imitera med hjälp av instrument som gjorts i labbet och kan användas i stor utsträckning i andra laboratorier. Denna studie presenterar en modifierad PAC-metod som har en högre framgång än andra modeller och en 8-veckors postkirurgisk överlevnadsgrad på 97,8%. Detta PAC-metoden ger en användbar teknik för att studera mekanismen för RVF och kommer att möjliggöra en ökad förståelse av RVF.

Introduction

RV dysfunktion (RVD), definieras här som bevis för en onormal RV struktur eller funktion, är förknippad med dåliga kliniska resultat. RVF, som slutet skede av RV-funktionen, är ett kliniskt syndrom med tecken och symtom på hjärtsvikt som följd av progressiv RVD¹. Med skillnader i struktur och fysiologiska funktion, Vänsterkammar (LV) misslyckande och RVF har olika patofysiologiska mekanismer. Några oberoende patofysiologiska mekanismer i RVF har rapporterats, inklusive överuttryck av β2-adrenerga receptorsignalering², inflammation³, Transversell tubuli remodeling, och ca^{2 +} hantering dysfunktion⁴ .

RVF kan orsakas av volym eller tryck överbelastning av RV. Tidigare djurmodeller har använt SU5416 (en potent och selektiv hämmare av vaskulär endotelial tillväxtfaktorreceptor) kombinerat med hypoxi (suhx)^5,6 eller monocrotaline⁷ för att inducera pulmonell hypertension, vilket resultat i RVF sekundärt till pulmonell vaskulär sjukdom². Forskarna som genomför dessa studier fokuserade på vaskulaturen istället för den patologiska progressionen av RVF. Dessutom, monocrotaline har extra-kardiella effekter som inte kan exakt representera kardiogen sjukdom. Andra modeller har använt arteriovenösa shuntar att inducera volym överbelastning och RVF⁸. Emellertid, denna kirurgi är svårt att utföra och olämpligt för möss, som kräver långa induktions perioder för produktion av RVF.

Rat PAC-modeller med banding clips finns också^9,10. Jämfört med råttor, möss har många fördelar som djurmodeller av hjärtsjukdomar, såsom lättare reproduktion, mer utbredd användning, minskade kostnader, och tillgång till genmodifiering¹¹. Diametern på banding-klippen varierar dock vanligtvis från 0,5 mm till 1,0 mm, vilket är för stort för möss⁹. Dessutom är banding klippet svårt att producera, imitera och popularisera i andra laboratorier.

Vi tillhandahåller ett protokoll för att utveckla en modifierad reproduktiva RVF musmodell baserad på rapporterade studier, som använder PAC för att efterlikna Fallots tetrad och Noonan syndrom eller andra pulmonella arteriell hypertensiva sjukdomar^{12,13, 14,15,16,17,18,19}. Detta PAC tillvägagångssätt skapas genom ligating lung stammen av möss med hjälp av en spärr och stoppning nål gjort inhouse för att kontrollera graden av sammandragning. Spärren nål är gjord av en 90 ° böjd injektion spruta med en flätad sidensutur passerat genom sprutan. Nålen är tillverkad av vanliga material med hjälp av en process som är lätt att behärska. Den stoppning nålen är böjd 120 ° från mätaren nålen. Stoppning av nålar med olika diametrar (0,6-0,8 mm) används, beroende på mössen (20-35 g). Dessutom upprättar vi ett bedömningskriterium för att fastställa stabiliteten och kvaliteten hos RVF-modellen genom ekokardiografi och rätt hjärtkateterisering. Vi använder möss som modell djur på grund av deras utbredda användning i andra experiment. Nålarna som görs i labbet är lätta att reproducera och kan ofta användas i andra laboratorier. Denna studie ger en bra metod för forskare att undersöka mekanismen för RVF.

Protocol

Alla förfaranden utfördes i enlighet med institutionella riktlinjer för djurförsök, som överensstämmer med handledningen för vård och användning av försöksdjur som publicerats av US National Institutes of Health (NIH publikation nr 85-23, reviderad i 1996). C57BL/6 hanmöss (8-10 veckor gamla, väger 20-25 g) tillhandahölls av Animal Center vid South Medical University. Efter ankomsten var mössen inhysta under en 12/12 h mörker/ljus cykel, med tillräckligt med mat och vatten. 1. …

Representative Results

I den här studien tilldelades möss slumpmässigt till PAC-gruppen (n = 9) eller den simulerade operationsgruppen (n = 10). Ekokardiografi utfördes vid 1, 4 och 8 veckor efter operationen. Åtta veckor efter operationen, efter den senaste ekokardiografi och kateterisering bedömningar, möss var euthanized, och deras hjärtan skördades för en morfologisk och histologisk bedömning. Pulmonell stam sammandrag…

Discussion

Patologiska ökningar i RV fyllningstryck resultera i en åt vänster förskjutning av septum, som kan förändra LV geometri²¹. Dessa förändringar bidrar till minskad hjärt minut effekt och LV-ejektionsfraktion (LVEF), vilket kan orsaka en hemodynamisk störning i cirkulationssystemet²². Därför är en effektiv, stabil och ekonomisk modell för att studera mekanismen för RVF värdefull.

Vi utvecklade en mer effektiv och mycket reproducerbar…

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