ラットにおける心房細動誘導のための経食道心房バーストペーシング

Summary

本研究は、ラットにおける心房細動(AF)の効率的な誘導のための経食道心房バーストペーシングの実験的プロトコールを記載する。このプロトコルは、健康な心臓または改造された心臓を有するラットにおいて使用することができ、AF病態生理学の研究、新規治療標的の同定、および新しい治療戦略の評価を可能にする。

Abstract

動物実験は、心房細動(AF)の病態生理学と治療管理に関する私たちの理解に重要な洞察をもたらしました。AFの病因に関与する主なメカニズムの1つである再突入は、起こるために一定の質量の心筋組織を必要とする。心房のサイズが小さいため、げっ歯類は長い間AFに対して「耐性」と考えられてきました。自発的なAFはラットで起こることが示されているが、これらのモデルで不整脈が起こるためには長期追跡調査(最大50週間)が必要である。本研究は、ラットにおけるAFの迅速かつ効率的な誘導のための経食道心房バーストペーシングの実験的プロトコールを記載する。このプロトコルは、多種多様な危険因子の存在下で、健康な心臓または改造された心臓を有するラットにおいて首尾よく使用することができ、AF病態生理学の研究、新規治療標的の同定、および新規予防および/または治療戦略の評価を可能にする。

Introduction

心房細動(AF)は、臨床現場で遭遇する最も一般的な持続性心不整脈であり、その発生率および有病率は世界中で劇的に増加し続けています¹。この不整脈は、最近の研究によると、世界人口の最大4%に影響を与えます²。しかし、発作性AFが無症候性であり、したがって検出を免れる可能性があることを考えると、AFの真の有病率は、文献に提示されたものよりもはるかに高い可能性が高い。

AFの病態生理学は熱心に研究されている。それにもかかわらず、この複雑な不整脈の根底にあるメカニズムは不完全に解明されたままであり、これは限られた治療選択肢に反映され、疑わしい有効性を有する。動物実験は、AF病態生理学および治療管理に関する我々の理解に重要な洞察をもたらしている。AFの病因³に関与する主なメカニズムの1つである再突入は、起こるために一定の質量の心筋組織を必要とする。したがって、大型動物はAF研究において一般的に好まれてきたが、一方、それらの心房のサイズが小さいため、げっ歯類は長い間AFに対して「耐性」と考えられてきた。しかし、大型動物の使用は、主に取り扱いの困難さによって妨げられています。一方、自発的なAFはラット⁴で起こることが示されているが、これらのモデル5で不整脈が起こるためには長期追跡調査(最大⁵⁰週間)が必要である。小型げっ歯類における迅速なAF発生を保証するモデルも開発されている。ほとんどの場合、これらのモデルは、AF ^6,7を人工的に誘導するために、しばしば付随する副交感神経刺激または窒息などの他の好ましい条件の存在下で、急性電気刺激を使用する。効率的ではあるが、そのようなモデルは、心房の進行性の電気的、構造的、自律的、または分子的リモデリングなどの重要なAF関連特徴の評価、または心房基質に対する従来型または非従来型の抗不整脈薬の効果、または心室性前性不整脈のリスクに対する評価を可能にしない^8,9。

本研究は、ラットにおけるAFの迅速かつ効率的な誘導のための長期経食道心房バーストペーシングの実験的プロトコールを記載する。このプロトコルは、急性および長期研究の両方に適しており、多種多様な危険因子の存在下で、健康な心臓または改造された心臓を有するラットにおいて首尾よく使用することができ、AF病態生理学の研究、新規治療標的の同定、および新規予防および/または治療戦略の評価を可能にする。

Protocol

動物被験者を含む手順は、Târgu Mureșの医学、薬学、科学技術大学「George Emil Palade」の倫理委員会、ルーマニア国立衛生獣医および食品安全機関によって承認され、国際実験動物科学評議会のガイドライン(指令2010/63/EU)に準拠しました。 1. 経食道心房バーストペーシングプロトコル 成体雄Wistarラット(体重200〜400g)をSTIMおよびSHAMの2つのグループにラン…

Representative Results

概念実証研究では、22匹の成体雄Wistarラット(200〜400g)を、STIM(n = 15)およびSHAM(n = 7)の2つのグループにランダムに割り付けた。すべての動物をポリカーボネートケージ、気候制御された部屋(21〜22°C)に個々に飼育し、研究を通して水およびドライフードに自由にアクセスできるようにした。上述の経食道刺激プロトコールを、10日間、週5日間、全ての動物に適用した。すべての動物は、SHAM群の?…

Discussion

本論文は、ラットにおけるAFの迅速かつ効率的な誘導のための長期経食道心房バーストペーシングの実験プロトコールを記載しており、急性および長期AF研究の両方に適した。本明細書に記載される10日間の刺激プロトコルは、「二次自発的AFモデル」(すなわち、電気刺激によるAF誘導の期間に続いて、AFが自発的に発達するモデル)を開発するために首尾よく使用されている¹⁰…

Materials

Antisedan (Atipamezole Hydrochloride) 5mg / mL, solution for injection	Orion Corporation	06043/4004	for Rats use 1 mg / kg
Dormitor (Medetomidine Hydrochloride) 1 mg / mL, solution for injection	Orion Corporation	06043/4003	for Rats use 0.5 mg / kg
E-Z Anesthesia Single Animal System	E-Z Systems Inc	EZ-SA800	Allows the manipulation of one animal at a time
Isoflurane 99.9%, 100 mL	Rompharm Company	N01AB06
Ketamine 10%, 25 mL			for Rats use 75 mg / kg
Microcontroller-based cardiac pacemaker for small animals			Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript)
Surface ECG recording system			Developed in our laboratory (See Reference number 10 in the manuscript)