Een doxorubicine-geïnduceerd murinemodel van gedilateerde cardiomyopathie in vivo
Summary
Beschreven is een protocol om een doxorubicine-geïnduceerd gedilateerde cardiomyopathie (DCM) model vast te stellen bij muizen via langdurige intraperitoneale injectie van Doxorubicine.
Abstract
Gedilateerde cardiomyopathie (DCM) verwijst naar een spectrum van heterogene myocardiale aandoeningen die worden gekenmerkt door ventriculaire dilatatie en depressieve hartprestaties in afwezigheid van hypertensie, valvulaire, aangeboren of ischemische hartziekten, en die verband kunnen houden met infectie, auto-immuun- of metabole afwijkingen of familie-overerving. Het kan zich ontwikkelen tot congestief hartfalen met een slechte prognose. Doxorubicine (Dox) wordt veel gebruikt als een chemotherapeutisch medicijn, maar het gebruik ervan is beperkt omdat het DCM-achtige veranderingen van het myocard veroorzaakt. De myocardiale toxiciteit wordt toegeschreven aan oxidatieve stress, chronische ontsteking en cardiomyocytenapoptose. Een model van DCM die deze dox-geïnduceerde DCM-symptomen gebruikt, is niet vastgesteld.
Introduction
Een van de meest voorkomende oorzaken van hartfalen, DCM wordt gekenmerkt door ventriculaire dilatatie en verminderde hartfunctie en is de meest voorkomende reden voor harttransplantatie wereldwijd1. Om de pathogenese verder te onderzoeken en effectieve behandelingen te vinden, is toegang tot volwassen diermodellen bijzonder belangrijk. Het doel van de beschreven experimenten is om een stabiel muismodel van DCM vast te stellen dat lijkt op menselijke DCM.
Door de complexe pathogenese van DCM zijn er veel verschillende methoden om bijbehorende diermodellen te maken. Spontane DCM-modellen2 zijn relatief stabiel, maar ze zijn duur en niet gemakkelijk verkrijgbaar. Genetisch gemodificeerde diermodellen3 zijn niet goed ingeburgerd en vereisen meer experimenteel gebruik. DCM-diermodellen geïnduceerd door virale infectie4 of auto-immuundefecten5 zijn gemakkelijk te verkrijgen, maar ze zijn niet volledig representatief voor DCM. Modellen geassocieerd met myocardiale toxiciteit omvatten alcohol-geïnduceerde DCM-modellen en Dox-geïnduceerde DCM-diermodellen.
Het Dox-geïnduceerde cardiomyopathiemodel wordt verkregen door intraperitoneale injectie van Dox6. Het model maakt gebruik van de meest ernstige chronische bijwerking van Dox: na blootstelling aan Dox ontwikkelen patiënten DCM-symptomen met late aanvang met klinische uniformiteit7. Dox-geïnduceerde oxidatieve stress8 en mitochondriale schade9, die leiden tot cardiomyocytenapoptose, zijn symptomen in de pathogenese van DCM. Er zijn acute en chronische Dox-behandelingsmodellen: een enkele hoge dosis Dox (15 mg / kg) induceert een kortetermijnmodel voor cardiomyopathie10, terwijl repetitieve dox-injecties met een lage dosis (zes per week, 3 mg / kg) een langetermijnmodel voor cardiomyopathieinduceren 11. Op basis van de gepresenteerde studie vertonen wildtype muizen die eenmaal per week gedurende een maand intraperitoneaal worden geïnjecteerd in een dosis van 5 mg / kg morfologie en histologie van het hart die consistent zijn met de kenmerken van DCM aan het einde van de behandeling, wat een ideale manier is om een DCM-model vast te stellen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dox is een niet-specifiek periodiek antitumorchemotherapiegeneesmiddel dat vaak wordt gebruikt in de klinische praktijk12. De belangrijkste bijwerking is cardiotoxiciteit, gekenmerkt door cardiomyopathie en daaropvolgende hartfalen13. Het onderliggende mechanisme omvat schade aan myocardiale lipideperoxidatie, remming van myocardiale sarcoplasmatisch reticulum Ca2 +-ATPase-activiteit en activering van het myocardiale lokale renine-angiotensinesysteem, resulterend…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door Key Project Medical Science and Technology Development Foundation, Nanjing Department of Health (No.YKK16098).
Materials
| 4% paraformaldehyde | servicebio | CAS30525-89-4 | |
| C57BL/6 mice | Model Animal Research Center of Nanjing University | ||
| Doxorubicin hydrochloride | Pfizer | CAS25316-40-9 | |
| echocardiography | Visualsonics | ||
| Hematoxylin and Eosin staining kit | Solarbio | G1120 | |
| Masson staining kit | Solarbio | G1343 | |
| phosphate buffer solution | Sigma | P5368 | |
| potassium chloride | Sigma | CAS7447-40-7 | |
| sterilized syringe | Millipore | SLGP033RB |
Riferimenti
- Weintraub, R. G., Semsarian, C., MacDonald, P. Dilated cardiomyopathy. Lancet. 390 (10092), 400-414 (2017).
- Ichihara, S., et al. Attenuation of oxidative stress and cardiac dysfunction by bisoprolol in an animal model of dilated cardiomyopathy. Biochemical and Biophysical Research Communications. 350 (1), 105-113 (2006).
- Fountoulakis, M., et al. Alterations in the heart mitochondrial proteome in a desmin null heart failure model. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 38 (3), 461-474 (2005).
- Fairweather, D., Rose, N. R. Coxsackievirus-induced myocarditis in mice: a model of autoimmune disease for studying immunotoxicity. Methods. 41 (1), 118-122 (2007).
- Wang, Z. H., et al. A therapeutic anti-CD4 monoclonal antibody inhibits T cell receptor signal transduction in mouse autoimmune cardiomyopathy. Chinese Medical Journal. 120 (15), 1319-1325 (2007).
- Riad, A., et al. Toll-like receptor-4 deficiency attenuates doxorubicin-induced cardiomyopathy in mice. European Journal of Heart Failure. 10 (3), 233-243 (2008).
- Kankeu, C., Clarke, K., Passante, E., Huber, H. J. Doxorubicin-induced chronic dilated cardiomyopathy-the apoptosis hypothesis revisited. Journal of Molecular Medicine. 95 (3), 239-248 (2017).
- Zhao, L., et al. MicroRNA-140-5p aggravates doxorubicin-induced cardiotoxicity by promoting myocardial oxidative stress via targeting Nrf2 and Sirt2. Redox Biology. 15, 284-296 (2018).
- O’Connell, J. L., et al. Short-term and long-term models of doxorubicin-induced cardiomyopathy in rats: A comparison of functional and histopathological changes. Experimental and Toxicologic Pathology. 69 (4), 213-219 (2017).
- Yuan, Y. P., et al. CTRP3 protected against doxorubicin-induced cardiac dysfunction, inflammation and cell death via activation of Sirt1. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 114, 38-47 (2018).
- Sun, Z., et al. The TGF-beta pathway mediates doxorubicin effects on cardiac endothelial cells. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 90, 129-138 (2016).
- Minotti, G., Menna, P., Salvatorelli, E., Cairo, G., Gianni, L. Anthracyclines: molecular advances and pharmacologic developments in antitumor activity and cardiotoxicity. Pharmacological Reviews. 56 (2), 185-229 (2004).
- Vejpongsa, P., Yeh, E. T. Prevention of anthracycline-induced cardiotoxicity: challenges and opportunities. Journal of The American College of Cardiology. 64 (9), 938-945 (2014).
- Renu, K., V, G. A., P, B. T., Arunachalam, S. Molecular mechanism of doxorubicin-induced cardiomyopathy – An update. European Journal of Pharmacology. 818, 241-253 (2018).
