En modifierad enkel metod för induktion av hjärtinfarkt hos möss
Summary
Under adekvat anestesi externaliserades mushjärtat genom det interkostala utrymmet, och hjärtinfarkt inducerades framgångsrikt genom ligering av den vänstra främre nedåtgående artären (LAD) med hjälp av material som är lättillgängliga i de flesta laboratorier.
Abstract
Hjärtinfarkt är en av de vanligaste dödsorsakerna. MI-modeller används i stor utsträckning för att undersöka patomekanismerna för post-MI-remodellering och utvärdering av nya terapier. Olika metoder (t.ex. isoproterenobehandling, kryoskada, kranskärlsligering, etc.) har använts för att inducera hjärtinfarkt. Jämfört med isoproterenobehandling och kryoskada kan kranskärlsligering bättre återspegla det ischemiska svaret och kronisk remodellering efter hjärtinfarkt. Traditionella metoder för kranskärlsligering på möss är dock tekniskt utmanande. Den aktuella studien beskriver en enkel och effektiv process för induktion av hjärtinfarkt hos möss med lättillgängliga material. Huden på musbröstet skars upp under stallbedövning. Hjärtat externaliserades omedelbart genom det interkostala utrymmet efter trubbig separation av pectoralis major och pectoralis minor. Den vänstra främre nedåtgående grenen (LAD) ligerades med en 6-0 sutur 3 mm från sitt ursprung. Efter LAD-ligering indikerade färgning med 2,3,5-trifenyltetrazoliumklorid (TTC) framgångsrik induktion av hjärtinfarkt och temporala förändringar av ärrstorlek efter hjärtinfarkt. Samtidigt visade överlevnadsanalysresultaten uppenbar dödlighet inom 7 dagar efter hjärtinfarkt, främst på grund av hjärtruptur. Dessutom visade ekokardiografisk bedömning efter hjärtinfarkt framgångsrik induktion av kontraktil dysfunktion och ventrikulär remodellering. När den väl behärskas kan en MI-modell etableras i möss inom 2-3 minuter med lättillgängligt material.
Introduction
Hjärtinfarkt är en av de vanligaste orsakerna till dödsfall och funktionsnedsättningi världen 1,2,3,4,5. Trots snabb reperfusion finns det för närvarande en brist på effektiva terapier för att behandla hjärtremodellering efter hjärtinfarkt. På motsvarande sätt har betydande ansträngningar gjorts för mekanistisk utforskning och terapiutnyttjande för MI 6,7,8. Det bör noteras att upprättandet av MI-modeller är en förutsättning för att uppfylla dessa mål.
Flera metoder (t.ex. isoproterenobehandling, kryoskada, kranskärlsligering, etc.) har föreslagits för att inducera MI-modeller hos små djur. Isoproterenolbehandling är en enkel metod för induktion av hjärtinfarkt, men den kan inte inducera infarkt i målområdet9. Kryoskada leder till myokardnekros via generering av iskristaller och störning av cellmembranet snarare än direkt ischemi10. Däremot möjliggör kranskärlsligering exakt kontroll av ocklusionsplatsen och omfattningen av infarktområdet och rekapitulerar troget remodelleringsresponsen efter infarkt11,12. Kranskärlsligering utförs vanligtvis efter intubation, mekanisk ventilation och torakotomi, vilket är tekniskt utmanande13,14. Flera modifierade protokoll för kranskärlsligering (t.ex. ventilationsfri) rapporterades och potentierade induktionen av hjärtinfarkt, men detaljerade visuella demonstrationer saknas15,16,17. Dessa frågor utgör ett betydande ekonomiskt och tekniskt hinder för grupper som vill bedriva forskning med hjälp av MI-modeller. Denna rapport presenterar ett tillvägagångssätt för induktion av hjärtinfarkt hos möss. Den nuvarande metoden är enkel, tidsbesparande och använder kirurgiska verktyg och utrustning som lätt finns i de flesta laboratorier.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den aktuella rapporten demonstrerade ett enkelt protokoll för MI-induktion i möss med lättillgängligt material, vilket modifierades från en metod som rapporterats av Gao16. Murina MI-modeller är oumbärliga för mekanistisk utforskning och läkemedelsscreening för post-MI-dysfunktion och ombyggnad12. Bland de befintliga teknikerna för induktion av hjärtinfarkt är kranskärlsligering den vanligaste. Kranskärlsligering rekapitulerar troget ischemikaraktären hos hj…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av bidrag från National Natural Science Foundation of China (81930007, 81625002, 81800307, 81470389, 81500221, 81770238), Shanghai Outstanding Academic Leaders Program (18XD1402400), Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (201409005200), Shanghai Pujiang Talent Program (2020PJD030) och China Postdoctoral Science Foundation (2020M671161, BX20190216).
Materials
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | SIGMA | T8877-25G | TTC staining |
| 4-0 silk suture | YUANKANG | 4-0 | Surgical instrument |
| Autoclave | HIRAYAMA | HVE-50 | Sterilization for the solid |
| Buprenorphine | Qinghai Pharmaceutical FACTORY Co., Ltd. | H10940181 | reduce post-operative pain |
| Centrifugation tube | Biological Hope | 1850-K | 15ML |
| Depilatory cream | ZIKER BIOTECHNOLOGY | ZK-L2701 | Depilation agent for laboratory animals |
| Forcep | RWD | F12028 | Surgical instrument |
| Gas filter | ZHAOXIN | SA-493 | Operator protection |
| Isoflurane | RWD | 20071302 | Used for anesthesia |
| Light source | Beijing PDV | LG-150B | Operating lamp |
| Micro-mosquito hemostat | FST | 13011-12 | Surgical instrument |
| Needle | BINXIONG | 42180104 | Surgical instrument |
| Needle and the 6-0 silk suture | JIAHE | SC086 | Surgical instrument |
| Needle holder | ShangHaiJZ | J32030 | Surgical instrument |
| Needle holder | ShangHaiJZ | J32010 | Surgical instrument |
| Povidone-iodine swabs | SingleLady | GB26368-2010 | Skin disinfection |
| Scissors | CNSTRONG | JYJ1030 | Surgical instrument |
| Sterile eye cream | Shenyang Xingqi Pharmaceutical Co., Ltd. | H10940177 | prevent corneal dryness |
| Ultra-high resolution ultrasound imaging system for small animals | VisualSonics | Vevo 2100 | Echocardiographic analysis |
Riferimenti
- Fu, Y., et al. A simple and efficient method for in vivo cardiac-specific gene manipulation by intramyocardial injection in mice. Journal of Visualized Experiments. (134), e57074 (2018).
- Pell, S., Fayerweather, W. E. Trends in the incidence of myocardial infarction and in associated mortality and morbidity in a large employed population. The New England Journal of Medicine. 312 (16), 1005-1011 (1985).
- Ramunddal, T., Gizurarson, S., Lorentzon, M., Omerovic, E. Antiarrhythmic effects of growth hormone–in vivo evidence from small-animal models of acute myocardial infarction and invasive electrophysiology. Journal of Electrocardiology. 41 (2), 144-151 (2008).
- Tabrizchi, R. β-blocker therapy after acute myocardial infarction. Expert Review of Cardiovascular Therapy. 11 (3), 293-296 (2013).
- Virani, S. S., et al. Heart disease and stroke statistics-2020 update: A report from the American Heart Association. Circulation. 141 (9), 139 (2020).
- Cahill, T. J., Choudhury, R. P., Riley, P. R. Heart regeneration and repair after myocardial infarction: Translational opportunities for novel therapeutics. Nature Reviews Drug Discovery. 16 (10), 699-717 (2017).
- Froese, N., et al. Anti-androgenic therapy with finasteride improves cardiac function, attenuates remodeling and reverts pathologic gene-expression after myocardial infarction in mice. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 122, 114-124 (2018).
- Wang, W., et al. Defective branched chain amino acid catabolism contributes to cardiac dysfunction and remodeling following myocardial infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 311 (5), 1160-1169 (2016).
- Acikel, M., et al. Protective effects of dantrolene against myocardial injury induced by isoproterenol in rats: Biochemical and histological findings. International Journal of Cardiology. 98 (3), 389-394 (2005).
- vanden Bos, E. J., Mees, B. M. E., de Waard, M. C., de Crom, R., Duncker, D. J. A novel model of cryoinjury-induced myocardial infarction in the mouse: A comparison with coronary artery ligation. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (3), 1291-1300 (2005).
- Guo, Y., et al. Demonstration of an early and a late phase of ischemic preconditioning in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 275 (4), 1375-1387 (1998).
- Kumar, M., et al. Animal models of myocardial infarction: Mainstay in clinical translation. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 76, 221-230 (2016).
- Das, S., MacDonald, K., Chang, H. Y., Mitzner, W. A simple method of mouse lung intubation. Journal of Visualized Experiments. (73), e50318 (2013).
- Johns, T. N., Olson, B. J. Experimental myocardial infarction. I. A method of coronary occlusion in small animals. Annals of Surgery. 140 (5), 675-682 (1954).
- Ahn, D., et al. Induction of myocardial infarcts of a predictable size and location by branch pattern probability-assisted coronary ligation in C57BL/6 mice. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 286 (3), 1201-1207 (2004).
- Gao, E., Koch, W. J. A novel and efficient model of coronary artery ligation in the mouse. Methods in Molecular Biology. 1037, 299-311 (2013).
- Most, P., et al. Cardiac S100A1 protein levels determine contractile performance and propensity toward heart failure after myocardial infarction. Circulation. 114 (12), 1258-1268 (2006).
- Christia, P., et al. Systematic characterization of myocardial inflammation, repair, and remodeling in a mouse model of reperfused myocardial infarction. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 61 (8), 555-570 (2013).
- Frantz, S., Bauersachs, J., Ertl, G. Post-infarct remodelling: Contribution of wound healing and inflammation. Cardiovascular Research. 81 (3), 474-481 (2008).
