Invasieve hemodynamische beoordeling voor het rechter ventrikel systeem en hypoxie-geïnduceerde pulmonale arteriële hypertensie bij muizen
Summary
Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van een invasieve hemodynamische beoordeling van de rechter ventrikel en longslagader bij muizen met behulp van een open-borstchirurgie aanpak.
Abstract
Pulmonale arteriële hypertensie (PAH) is een chronische en ernstige Cardiopulmonaire aandoening. Muizen zijn een populair diermodel dat wordt gebruikt om deze ziekte na te bootsen. De evaluatie van rechter ventriculaire druk (RVP) en pulmonale slagader druk (PAP) blijft echter technisch uitdagend bij muizen. RVP en PAP zijn moeilijker te meten dan de linker ventriculaire druk vanwege de anatomische verschillen tussen de linker en rechter hart systemen. In dit artikel beschrijven we een stabiele rechter hart hemodynamische meetmethode en de validatie ervan met behulp van gezonde en PAH muizen. Deze methode is gebaseerd op open-borstchirurgie en mechanische ventilatie ondersteuning. Het is een ingewikkelde procedure in vergelijking met gesloten borst procedures. Hoewel een goed opgeleide chirurg nodig is voor deze operatie, is het voordeel van deze procedure dat het zowel RVP-als PAP-parameters tegelijkertijd kan genereren, dus het is een voorkeurs procedure voor de evaluatie van PAH-modellen.
Introduction
Pulmonale arteriële hypertensie (PAH) is een chronische en ernstige cardiopulmonale stoornis met een hoogte in longslagader druk (PAP) en rechter ventriculaire druk (RVP) die wordt veroorzaakt door cellulaire proliferatie en fibrose van kleine longslagaders 1. longslagader katheters, ook wel Swan-Ganz katheters2genoemd, worden vaak gebruikt in de klinische controle van RVP en PAP. Bovendien is een draadloos PAP-bewakingssysteem klinisch3,4,5gebruikt. Om de ziekte na te bootsen voor onderzoek bij muizen, wordt een hypoxische omgeving gebruikt om humane Klinische manifestaties van PAH6te simuleren. Bij de evaluatie van PAP bij dieren zijn grote dieren relatief gemakkelijk te controleren door middel van longslagader katheters met dezelfde techniek als voor menselijke proefpersonen, maar kleine dieren zoals ratten en muizen zijn moeilijk te beoordelen vanwege hun kleine lichaamsgrootte. Hemodynamische meting van het rechter ventrikel systeem bij muizen is mogelijk met een ultrakleine maat 1 FR katheter7. Een methode voor het meten van RVP en PAP bij muizen is gerapporteerd in de literatuur8,9, maar de methodologie mist een gedetailleerde beschrijving. RVP en PAP zijn moeilijker te meten dan de linker ventriculaire druk vanwege de anatomische verschillen tussen de linker en rechter hart systemen.
Om zowel PAP-als RVP-parameters in dezelfde muis te krijgen, beschrijven we een open-borstchirurgie-gebaseerde aanpak voor rechter hart hemodynamische metingen, de validering ervan met gezonde en PAH muizen, en hoe om te voorkomen dat kunstmatige gegevens worden gegenereerd tijdens de gecompliceerde open-Chest Chirurgie. Hoewel deze techniek het beste kan worden uitgevoerd door een goed opgeleide chirurg, heeft het het voordeel om PAP en RVP in dezelfde muis te kunnen beoordelen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tracheale intubatie is de eerste belangrijke stap voor open-thorax operaties. De klassieke methode van tracheale intubatie voor kleine dieren, zoals ratten of muizen, omvat het maken van een T-vormige incisie op de luchtpijp en het rechtstreeks inbrengen van Y-type tracheale slangen in de luchtpijp. In de praktijk vinden we dat deze methode niet gemakkelijk is tijdens het gebruik. De Y-type tracheale slang is te groot voor kleine dieren en vormt een hoek met de luchtpijp. Het is dus moeilijk om de slang op zijn plaats te…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit onderzoek wordt ondersteund door het postdoctoraal onderwijs-en Onderwijshervormings project van Peking Union Medical College (10023-2016-002-03), het Fuwai Hospital Youth Fund (2018-F09), en het directeur Fonds van Beijing Key Laboratory van preklinisch onderzoek en Evaluatie voor cardiovasculaire implantaat materialen (2018-PT2-ZR05).
Materials
| 2,2,2-Tribromoethanol | Sigma-Aldrich | T48402-5G | For anesthesia |
| Animal temperature controller | Physitemp Instruments, Inc. | TCAT-2LV | For temperature control |
| Dissection forceps | Fine Science Tools, Inc. | 11274-20 | For surgery |
| Gemini Cautery System | Gemini | GEM 5917 | For surgery |
| Intravenous catheter (22G) | BD angiocath | 381123 | For intubation |
| LabChart 7.3 | ADInstruments | For data analysis | |
| Light illumination system | Olympus | For surgery | |
| Mikro-Tip catheter | Millar Instruments, Houston, TX | SPR-1000 | For pressure measurement |
| Millar Pressure-Volume Systems | Millar Instruments, Houston, TX | MVPS-300 | For pressure measurement |
| O2 Controller and Hypoxia chamber | Biospherix | ProOx 110 | For chronic hypoxia |
| PowerLab Data Acquisition System | ADInstruments | PowerLab 16/30 | For data recording |
| Scissors | Fine Science Tools, Inc. | 14084-08 | For surgery |
| Small animal ventilator | Harvard Apparatus | Mini-Vent 845 | For surgery |
| Stereomicroscope | Olympus | SZ61 | For surgery |
| Surgery tape | 3M | For surgery | |
| Terg-a-zyme enzyme | Sigma-Aldrich | Z273287-1EA | For catheter cleaning |
Riferimenti
- Humbert, M., et al. Advances in therapeutic interventions for patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 130 (24), 2189-2208 (2014).
- Chatterjee, K. The Swan-Ganz catheters: past, present, and future: a viewpoint. Circulation. 119 (1), 147-152 (2009).
- Adamson, P. B., et al. CHAMPION trial rationale and design: the long-term safety and clinical efficacy of a wireless pulmonary artery pressure monitoring system. Journal of Cardiac Failure. 17 (1), 3-10 (2011).
- Abraham, W. T., et al. Wireless pulmonary artery haemodynamic monitoring in chronic heart failure: a randomised controlled trial. The Lancet. 377 (9766), 658-666 (2011).
- Adamson, P. B., et al. Wireless pulmonary artery pressure monitoring guides management to reduce decompensation in heart failure with preserved ejection fraction. Circulation: Heart Failure. 7 (6), 935-944 (2014).
- Shatat, M. A., et al. Endothelial Kruppel-like Factor 4 modulates pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 50 (3), 647-653 (2014).
- . SPR-1000 Mouse Pressure Catheter Available from: https://millar.com/products/research/pressure/single-pressure-no-lumen/spr-1000 (2019)
- Tabima, D. M., Hacker, T. A., Chesler, N. C. Measuring right ventricular function in the normal and hypertensive mouse hearts using admittance-derived pressure-volume loops. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 299 (6), 2069-2075 (2010).
- Skuli, N., et al. Endothelial deletion of hypoxia-inducible factor-2alpha (HIF-2alpha) alters vascular function and tumor angiogenesis. Blood. 114 (2), 469-477 (2009).
- . LabChart Available from: https://www.adinstruments.com/products/labchart?creative=290739105773_keyword=labchart_matchtype=e_network=g_device=c_gclid=CjwKCAjwxrzoBRBBEiwAbtX1n42I2S06KmccVncUHkmExU8KKOXXREyzx8bvTrxYMSze-ooE0atcbRoCliwQAvD_BwE (2019)
- Marius, M. H., et al. Definitions and diagnosis of pulmonary hypertension. Journal of the American College of Cardiology. 62 (25), 42-50 (2013).
- Ciuclan, L., et al. A novel murine model of severe pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 184 (10), 1171-1182 (2011).
- Brown, R. H., Walters, D. M., Greenberg, R. S., Mitzner, W. A. A method of endotracheal intubation and pulmonary functional assessment for repeated studies in mice. Journal of Applied Physiology. 87 (6), 2362-2365 (1999).
- Chen, W. C., et al. Right ventricular systolic pressure measurements in combination with harvest of lung and immune tissue samples in mice. Journal of Visualized Experiments. (71), 50023 (2013).
- Ma, Z., Mao, L., Rajagopal, S. Hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension. Journal of Visualized Experiments. (110), 53335 (2016).
- Chen, M. Berberine attenuates hypoxia-induced pulmonary arterial hypertension via bone morphogenetic protein and transforming growth factor-β signaling. Journal of Cellular Physiology. , (2019).
- Bueno-Beti, C., Hadri, L., Hajjar, R. J., Sassi, Y., Ishikawa, K. The Sugen 5416/Hypoxia mouse model of pulmonary arterial hypertension. Experimental Models of Cardiovascular Diseases. Methods in Molecular Biology. vol 1816. , (2018).
