نموذج الإصابة بالتبريد لدراسة احتشاء عضلة القلب في الماوس
Summary
يوضح هذا المقال نموذجا لدراسة إعادة عرض القلب بعد إصابة التبريد عضلة القلب في الفئران.
Abstract
استخدام النماذج الحيوانية أمر ضروري لوضع استراتيجيات علاجية جديدة لمتلازمة الشريان التاجي الحاد ومضاعفاتها. في هذه المقالة، نقوم بإظهار نموذج احتشاء إصابة التبريد المورين الذي يولد أحجام احتشاء دقيقة مع استنساخ عالية وقابلية النسخ المتماثلة. باختصار ، بعد التنبيب واستئصال السترة للحيواني ، يتم رفع القلب من الصدر. يتم تطبيق التحقيق من نظام تسليم النيتروجين السائل المحمولة على جدار عضلة القلب للحث على الإصابة بالتبريد. يمكن رصد ضعف وظيفة البطين والتوصيل الكهربائي مع تخطيط صدى القلب أو رسم الخرائط البصرية. تتميز إعادة عرض عضلة القلب عبر الجدارية للمنطقة المنكشّبة بترسب الكولاجين وفقدان خلايا القلب. بالمقارنة مع نماذج أخرى (على سبيل المثال، LAD-ligation)، يستخدم هذا النموذج نظام تسليم النيتروجين السائل المحمولة لتوليد أحجام احتشاء أكثر اتساقا.
Introduction
متلازمة الشريان التاجي الحاد (ACS) هي الأسباب الرئيسية للوفاة في العالم الغربي1،2. انسداد حاد في الشرايين التاجية يؤدي إلى تنشيط تتالي الإقفارية ونخر أنسجة القلب المتضررة3. يتم استبدال عضلة القلب التالفة تدريجيا من قبل الأنسجة ندبة غير الانكسي، والتي تتجلى سريريا كفشل القلب4،5. على الرغم من التقدم الأخير في علاج ACS، وانتشار ACS وفشل القلب المرتبطة ACS آخذ في الارتفاع، والخيارات العلاجية محدودة6،7. ولذلك، فإن تطوير النماذج الحيوانية لدراسة ACS ومضاعفاتها هي ذات أهمية هائلة.
حتى الآن، النموذج الحيواني الأكثر استخداما لدراسة ACS وإعادة عرض عضلة القلب الناجمة عن ACS هو ربط الشريان التاجي تنازلي اليسار (LAD). ربط الفتى يؤدي إلى نقص تروية حاد من عضلة القلب، على غرار أنسجة عضلة القلب البشرية خلال ACS. ومع ذلك، لا تزال أحجام احتشاء غير متناسقة كعب أخيل من ربط LAD. التباين الجراحي والتباين التشريحي للLAD يؤدي إلى أحجام احتشاء غير متناسقة وتعوق استنساخ وقابلية تكرار هذا الإجراء8،9،10. وبالإضافة إلى ذلك، فإن ربط الفتى لديه معدل وفيات عالية داخل الجراحة وبعدها. على الرغم من المساعي الأخيرة لتحسين استنساخ والحد من الوفيات11،12، لا تزال هناك حاجة إلى أعداد كبيرة من الحيوانات لتقييم العلاجات المضادة لإعادة تشكيل بشكل صحيح.
وقد تم اقتراح نماذج بديلة من ACS ودراستها على مدى السنوات الأخيرة، بما في ذلك الترددات الراديوية13،الحرارية14 أو الإصابات المبردة15،16،17،18. الطرق الحالية للإصابة بالتبريد تطبيق قضيب معدني قبل تبريده في النيتروجين السائل لإتلاف أنسجة القلب في الموضوع15،16. ومع ذلك، يجب تكرار هذا الإجراء عدة مرات لإنشاء حجم احتشاء كافية. بسبب الموصلية العالية والقدرة الحرارية المنخفضة للقضيب مقارنة مع الأنسجة، ويسخن التحقيق بسرعة، ويتم تبريد الأنسجة (وبالتالي احتشاء) غير متجانسة. للتغلب على هذه القيود، ونحن نصف هنا نموذج cryoinfarction باستخدام نظام تسليم النيتروجين السائل باليد. هذا النموذج هو استنساخ، وسهلة الأداء ويمكن تأسيسها بسرعة وموثوق بها. يتم إنشاء آفة احتشاء عبر جدارية قابلة للاستنساخ مستقلة عن التشريح التاجي، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى فشل القلب. هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لدراسة عملية إعادة عرض لتقييم الاستراتيجيات الدوائية العلاجية الجديدة والاستراتيجيات القائمة على هندسة الأنسجة.
Protocol
Representative Results
Discussion
توضح هذه المقالة نموذج إصابة بالتبريد الماوس للتحقيق ACS والخيارات الدوائية والعلاجية ذات الصلة.
الخطوة الأكثر أهمية هي تطبيق مسبار التبريد على أنسجة القلب. يجب مراقبة مدة الاتصال بإحكام من أجل الحصول على حجم الاحتشاء الأمثل وضمان النتائج القابلة للاستنساخ. التبريد لفترات …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر كريستيان بارمان على مساعدتها التقنية. وقد تم دعم D.W. من قبل مؤسسة ماكس كادي. تلقت شركة T.D. منحاً من مؤسسة “إلس كرونر” (2012_EKES.04) وشركة “فورشونججيميناشافت” الألمانية (DE2133/2-1_). تلقى س. س. منحابحثية من شركة فورشونغجيمينشافت الألمانية( DFG؛ SCHR992/3- 1, SCHR992/4-1).
Materials
| 10 ml Syringe | Thermo Scientific | 03-377-23 | |
| 5-0 prolene suture | Ethicon | EH7229H | |
| 6-0 prolene suture | Ethicon | 8706H | |
| 8-0 Ethilon suture | Ethicon | 2808G | |
| Absorption Spears | Fine Science Tools | 18105-01 | |
| BALB/c | The Jackson Laboratory | Stock number 000651 | |
| Bepanthen Eye and Nose ointment | Bayer | 1578675 | Eye ointment |
| Betadine Solution | Betadine Purdue Pharma | NDC:67618-152 | |
| Blunt Forceps | Fine Science Tools | 18025-10 | |
| Buprenex | Reckitt Benckiser | NDC Codes: 12496-0757-1, 12496-0757-5 | Buprenorphine |
| Cryoprobe 3mm | Brymill Cryogenic Systems | Cry-AC-3 B-800 | |
| Ethanol 70% | Th. Geyer | 2270 | |
| Forceps curved | S&T | 00284 | |
| Forceps fine | Fine Science Tools | 11251-20 | |
| Forceps standard | Fine Science Tools | 11023-10 | |
| Gross Anatomy Probe | Fine Science Tools | 10088-15 | |
| Hair clipper | WAHL | 8786-451A ARCO SE | |
| High temperature cautery kit | Bovie | 18010-00 | |
| ISOFLURANE | Henry Schein Animal Health | 029405 | |
| IV Catheter 20G | B. Braun | 603028 | |
| Mini-Goldstein Retractor | Fine Science Tools | 17002-02 | |
| NaCl 0.9% | B.Braun | PZN 06063042 Art. Nr.: 3570160 | saline |
| Needle holder | Fine Science Tools | 12075-14 | |
| Needle Holder, Curved | Harvard Apparatus | 72-0146 | |
| Novaminsulfon | Ratiopharm | PZN 03530402 | Metamizole |
| Operating Board | Braintree Scientific | 39OP | |
| Replaceable Fine Tip | Bovie | H101 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14028-10 | |
| Small Animal Ventilator | Kent Scientific | RV-01 | |
| Spring Scissors – Angled to Side | Fine Science Tools | 15006-09 | |
| Surgical microscope | Leica | M651 | |
| Transpore Surgical Tape | 3M | 1527-1 | |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15400-12 | |
| Vaporizer | Kent Scientific | VetFlo-1205S |
References
- Writing Group. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 133 (4), 38-360 (2016).
- de Alencar Neto, J. N. Morphine, Oxygen, Nitrates, and Mortality Reducing Pharmacological Treatment for Acute Coronary Syndrome: An Evidence-based Review. Cureus. 10 (1), 2114 (2018).
- Detry, J. M. The pathophysiology of myocardial ischaemia. European Heart Journal. 17, 48-52 (1996).
- Ertl, G., Frantz, S. Healing after myocardial infarction. Cardiovascular Research. 66 (1), 22-32 (2005).
- Jugdutt, B. I. Ventricular remodeling after infarction and the extracellular collagen matrix: when is enough enough. Circulation. 108 (11), 1395-1403 (2003).
- Velagaleti, R. S., Vasan, R. S. Heart failure in the twenty-first century: is it a coronary artery disease or hypertension problem. Cardiology Clinics. 25 (4), 487-495 (2007).
- Benjamin, E. J., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2017 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 135 (10), 146-603 (2017).
- Morrissey, P. J., et al. A novel method of standardized myocardial infarction in aged rabbits. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 312 (5), 959-967 (2017).
- Degabriele, N. M., et al. Critical appraisal of the mouse model of myocardial infarction. Experimental Physiology. 89 (4), 497-505 (2004).
- Chen, J., Ceholski, D. K., Liang, L., Fish, K., Hajjar, R. J. Variability in coronary artery anatomy affects consistency of cardiac damage after myocardial infarction in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 313 (2), 275-282 (2017).
- Reichert, K., et al. Murine Left Anterior Descending (LAD) Coronary Artery Ligation: An Improved and Simplified Model for Myocardial Infarction. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (122), e55353 (2017).
- Kim, S. C., et al. A murine closed-chest model of myocardial ischemia and reperfusion. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (65), e3896 (2012).
- Antonio, E. L., et al. Left ventricle radio-frequency ablation in the rat: a new model of heart failure due to myocardial infarction homogeneous in size and low in mortality. J Card Fail. 15 (6), 540-548 (2009).
- Ovsepyan, A. A., et al. Modeling myocardial infarction in mice: methodology, monitoring, pathomorphology. Acta Naturae. 3 (1), 107-115 (2011).
- Ciulla, M. M., et al. Left ventricular remodeling after experimental myocardial cryoinjury in rats. Journal of Surgical Research. 116 (1), 91-97 (2004).
- Grisel, P., et al. The MRL mouse repairs both cryogenic and ischemic myocardial infarcts with scar. Cardiovascular Pathology. 17 (1), 14-22 (2008).
- Duerr, G. D., et al. Comparison of myocardial remodeling between cryoinfarction and reperfused infarction in mice. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 961298 (2011).
- Ma, N., et al. Intramyocardial delivery of human CD133+ cells in a SCID mouse cryoinjury model: Bone marrow vs. cord blood-derived cells. Cardiovascular Research. 71 (1), 158-169 (2006).
- Takagawa, J., et al. Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches. Journal of Applied Physiology (1985). 102 (6), 2104-2111 (2007).
- van den Bos, E. J., Mees, B. M., 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).
