Доксорубицин-индуцированная мышиная модель дилатационной кардиомиопатии In Vivo
Summary
Описан протокол для установления модели доксорубицин-индуцированной дилатационной кардиомиопатии (DCM) у мышей с помощью долгосрочной внутрибрюшинной инъекции доксорубицина.
Abstract
Дилатационная кардиомиопатия (DCM) относится к спектру гетерогенных расстройств миокарда, характеризующихся расширением желудочков и подавленной сердечной деятельностью при отсутствии гипертонии, клапанных, врожденных или ишемических заболеваний сердца, и которые могут быть связаны с инфекцией, аутоиммунными или метаболическими аномалиями или семейным наследством. Он может прогрессировать в застойную сердечную недостаточность с плохим прогнозом. Доксорубицин (Dox) широко используется в качестве химиотерапевтического препарата, но его использование ограничено, поскольку он вызывает DCM-подобные изменения миокарда. Его токсичность для миокарда объясняется окислительным стрессом, хроническим воспалением и апоптозом кардиомиоцитов. Модель DCM, использующая эти симптомы DCM, вызванные Dox, не была установлена.
Introduction
Одна из наиболее распространенных причин сердечной недостаточности, DCM характеризуется желудочковой дилатацией и снижением сердечной функции и является наиболее распространенной причиной трансплантации сердца во всем мире1. Для дальнейшего изучения его патогенеза и поиска эффективных методов лечения особенно важен доступ к зрелым животным моделям. Целью описанных экспериментов является создание стабильной мышиной модели DCM, напоминающей человеческий DCM.
Из-за сложного патогенеза DCM существует множество различных методов для создания соответствующих животных моделей. Модели Спонтанного DCM2 относительно стабильны, но они дороги и не так легко доступны. Генетически модифицированные модели животных3 не являются устоявшимися и требуют более экспериментального использования. Животные модели DCM, индуцированные вирусной инфекцией4 или аутоиммунными дефектами5, легко получить, но они не являются полностью репрезентативными для DCM. Модели, связанные с токсичностью миокарда, включают модели DCM, индуцированные алкоголем, и животные модели DCM, индуцированные Dox.
Модель dox-индуцированной кардиомиопатии получена путем внутрибрюшинной инъекции Dox6. Модель использует наиболее тяжелый хронический побочный эффект Dox: после воздействия Dox у пациентов развиваются симптомы DCM с поздним началом с клиническим единообразием7. Вызванный доксом окислительный стресс8 и повреждение митохондрий9,которые приводят к апоптозу кардиомиоцитов, являются симптомами патогенеза DCM. Существуют модели лечения острого и хронического Докса: одна высокая доза Докса (15 мг / кг) индуцирует краткосрочную модель кардиомиопатии10,в то время как повторяющиеся инъекции низких доз Докса (шесть недель, 3 мг / кг) индуцируют долгосрочную модель кардиомиопатии11. Основываясь на представленном исследовании, мыши дикого типа, вводимые внутрибрюшинно один раз в неделю в течение месяца в дозе 5 мг/кг, демонстрируют морфологию и гистологию сердца в соответствии с характеристиками DCM к концу лечения, обеспечивая идеальный способ создания модели DCM.
Protocol
Representative Results
Discussion
Докс является неспецифическим периодическим противоопухолевым химиотерапевтическим препаратом, обычно используемым в клинической практике12. Основным его побочным эффектом является кардиотоксичность, характеризующаяся кардиомиопатией и последующей сердечной недоста…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Фондом развития медицинской науки и техники Key Project, Департамент здравоохранения Нанкина (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).
