Operatie transversale aortavernauwing met absorbeerbare hechting om voorbijgaande myocardhypertrofie te verkrijgen
Summary
Dit protocol presenteert een verbeterde methode om voorbijgaande myocardhypertrofie met absorbeerbare hechting te verkrijgen, waarbij de afname van linkerventrikelhypertrofie wordt gesimuleerd na het verwijderen van drukoverbelasting. Het kan waardevol zijn voor de studies naar myocardhypertrofische conditionering.
Abstract
Op basis van tweemaal transversale aortavernauwing (TAC’s) bij muizen is bewezen dat myocardhypertrofische conditionering (MHP) cardiomyocythypertrofie kan verminderen en de progressie naar hartfalen kan vertragen. Voor beginners is het MHP-model echter meestal vrij moeilijk vast te stellen vanwege de technische obstakels bij het bedienen van de beademing, het herhaaldelijk openen van de borstkas en bloedingen veroorzaakt door debanding. Om dit model te vergemakkelijken, om het chirurgische slagingspercentage te verhogen en de incidentie van bloedingen te verminderen, zijn we overgestapt op absorbeerbare hechtingen voor de eerste TAC-kammen met een ventilatorvrije techniek. Met behulp van een absorbeerbare hechtdraad van 2 weken hebben we aangetoond dat deze procedure in 2 weken significante myocardhypertrofie kan veroorzaken; en 4 weken na de operatie was myocardhypertrofie bijna volledig teruggekaatsd naar de uitgangswaarde. Met behulp van dit protocol konden de operators het MHP-model gemakkelijk beheersen met een lagere bedrijfssterfte.
Introduction
Ischemische conditionering is een fenomeen dat korte niet-dodelijke episodes van ischemie en reperfusie naar het hart veroorzaakt en het vermogen heeft om myocardletsel drastisch te verminderen1. Gezien de voor de hand liggende klinische implicaties van ischemische conditionering, zoals het beperken van myocardinfarctgrootte2 en het onderdrukken van ventriculaire tachyaritmieën na myocardrevascularisatie3, is er veel onderzoek gedaan om de mechanismen te ontleden die ten grondslag liggen aan cardiobeschermende effecten die worden veroorzaakt door voorconditionering4,5. Andere niet-ischemische vormen van conditionering hebben daarentegen relatief weinig aandacht gekregen. Cardiale hypertrofie kan worden afgezwakt bij patiënten met aortastenose die aortaklepvervanging ondergaan6. Waar de toestand van pathologische myocardhypertrofie bestaat, wordt het principe van preconditionering zelden gerapporteerd.
In 1991 richtten Rockman et al. eerst een muismodel op van linkerventrikelhypertrofie door transversale aortavernauwing (TAC)7. Door TAC twee keer bij muizen te gebruiken, hebben we eerder bewezen dat myocardhypertrofische conditionering (MHP) leidt tot voorbijgaande hypertrofische stimulatie in het hart, waardoor het hart in de toekomst beter bestand is tegen aanhoudende hypertrofische stress8. De kenmerken van het MHP-model zijn gevalideerd door echografiebiomicroscoop en hemodynamische beoordeling9. Belangrijke punten bij het construeren van het model waren om thoracotomie drie keer uit te voeren, TAC voor een week, debanding voor een week en secundaire TAC gedurende 6 weken. Debanding kan echter bloedingen veroorzaken, waardoor het moeilijk was om onder de knie te worden door beginners en moeilijk te populariseren. Daarnaast is het ook een technische uitdaging om muizen te intuberen. Onjuiste intubatie kan trachealetsel, pneumothorax en zelfs de dood bij muizen veroorzaken. Het is dus noodzakelijk en waardevol om sommige procedures te verbeteren tijdens het bouwen van het MHP-model.
Om de moeilijkheidsgraad van het model te verminderen en het succes ervan te vergroten, schakelden we over op absorbeerbare hechtingen voor de eerste TAC en controleerden we het succes van het model door drukgradiënt over de aortavernauwing te meten onder echocardiografie10. Op basis van ons voorlopige experiment zou het moeilijk zijn om voldoende myocardhypertrofie op te wekken bij muizen met een te lage drukgradiënt, terwijl muizen met een te hogedrukgradiënt acuut hartfalen zouden ontwikkelen of zelfs zouden sterven. De ideale drukgradiënt voor het model varieert van 40-80 mmHg11. Bovendien was dit experiment niet afhankelijk van een beademingsapparaat, dat in feite technische manipulatie en letsel met verband met ventilatoren kon voorkomen12.
Protocol
Representative Results
Discussion
Er is nog steeds een enorm onderbelicht gebied in cardiale niet-ischemische conditionering. Op basis van onze eerdere studies zijn we overgestapt op het gebruik van absorbeerbare hechtingen om het myocardhypertrofische conditioneringsmodel te verbeteren.
In eerdere rapporten gebruikten veel onderzoekers zijden hechtdraad om de aortaboog8,14,15te vernauwen . Zijde hechtdraad was gemakkelijk beschikbaar…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door subsidies van de National Natural Science Foundation of China (81770271; aan Y, Liao), de Joint Funds van de National Natural Science Foundation of China (U1908205; aan Y, Liao), en de Municipal Planning Projects of Scientific Technology of Guangzhou (201804020083; aan Dr Liao).
Materials
| Absorbable suture (5-0) | Shandong Kang Lida Medical Products Co., Ltd | 5-0 | Ligation |
| 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 nylon suture (5-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 5-0 | Close the skin |
| Pentobarbital sodium salt | Merck | 25MG | Anesthetization |
| Precision electronic balance | Denver Instrument | TB-114 | Weighing sensor |
| Self-made spacer | 25-gauge needle | ||
| Silk suture (5-0) | Yangzhou Yuankang Medical Devices Co., Ltd. | 5-0 | Ligation |
| 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 |
Riferimenti
- Murry, C. E., Jennings, R. B., Reimer, K. A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 74 (5), 1124-1136 (1986).
- Ban, K., et al. Phosphatidylinositol 3-kinase gamma is a critical mediator of myocardial ischemic and adenosine-mediated preconditioning. Circulation Research. 103 (6), 643-653 (2008).
- Wu, Z. K., Iivainen, T., Pehkonen, E., Laurikka, J., Tarkka, M. R. Ischemic preconditioning suppresses ventricular tachyarrhythmias after myocardial revascularization. Circulation. 106 (24), 3091-3096 (2002).
- Hausenloy, D. J., Yellon, D. M. Preconditioning and postconditioning: underlying mechanisms and clinical application. Atherosclerosis. 204 (2), 334-341 (2009).
- Heusch, G. Molecular basis of cardioprotection: signal transduction in ischemic pre-, post-, and remote conditioning. Circulation Research. 116 (4), 674-699 (2015).
- Lund, O., Emmertsen, K., Dorup, I., Jensen, F. T., Flo, C. Regression of left ventricular hypertrophy during 10 years after valve replacement for aortic stenosis is related to the preoperative risk profile. European Heart Journal. 24 (15), 1437-1446 (2003).
- Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proceedings of the National Academy of Sciiences of the United States of America. 88 (18), 8277-8281 (1991).
- Wei, X., et al. Myocardial hypertrophic preconditioning attenuates cardiomyocyte hypertrophy and slows progression to heart failure through upregulation of S100A8/A9. Circulation. 131 (17), 1506-1517 (2015).
- Huang, J., et al. Ultrasound biomicroscopy validation of a murine model of cardiac hypertrophic preconditioning: comparison with a hemodynamic assessment. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 313 (1), 138-148 (2017).
- Oka, T., et al. Cardiac-specific deletion of Gata4 reveals its requirement for hypertrophy, compensation, and myocyte viability. Circulation Research. 98 (6), 837-845 (2006).
- Li, L., et al. Assessment of cardiac morphological and functional changes in mouse model of transverse aortic constriction by echocardiographic imaging. Journal of Visualized Experiments. (112), e54101 (2016).
- Veldhuizen, R. A., Slutsky, A. S., Joseph, M., McCaig, L. Effects of mechanical ventilation of isolated mouse lungs on surfactant and inflammatory cytokines. The European Respiratory Journal. 17 (3), 488-494 (2001).
- Wang, Q., et al. Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice. Journal of Visualized Experiments. (147), e59431 (2019).
- Eichhorn, L., et al. A closed-chest model to induce transverse aortic constriction in mice. Journal of Visualized Experiments. (134), e57397 (2018).
- Tavakoli, R., Nemska, S., Jamshidi, P., Gassmann, M., Frossard, N. Technique of minimally invasive transverse aortic constriction in mice for induction of left ventricular hypertrophy. Journal of Visualized Experiments. (127), e56231 (2017).
