설치류에서 대동맥 탈밴드에 의해 왼쪽 심실 역 리모델링 공부
Summary
여기서 우리는 대동맥 수축의 잘 확립 된 마우스 모델에서 탈밴드 수술 대동맥의 단계별 프로토콜을 설명합니다. 이 절차는 비대의 좌심실 역 리모델링 및 회귀의 근본적인 메커니즘을 연구할 뿐만 아니라 심근 회복을 가속화할 수 있는 새로운 치료 옵션을 테스트할 수 있습니다.
Abstract
좌심실(LV) 역리모델링(RR)을 더 잘 이해하기 위해, 대동맥 밴딩 유도 LV 리모델링 후 마우스가 대동맥 수축을 제거하면 RR을 겪는 설치류 모델을 설명한다. 이 논문에서, 우리는 마우스에 있는 최소 침습적인 외과 대동맥 탈역을 능력을 발휘하기 위하여 단계별 절차를 기술합니다. 에코카르디모그래피는 LV 리모델링 및 RR 동안 심장 비대및 기능 장애의 정도를 평가하고 대동맥 탈장을 위한 최상의 타이밍을 결정하는 데 사용되었습니다. 프로토콜의 끝에서, 심장 기능의 말단 혈역학 적 평가를 실시하고, 샘플은 조직학 연구를 위해 수집되었다. 우리는 탈대하는 70-80%의 외과 생존율과 연관된다는 것을 보여주었습니다. 또한, 탈장 후 2 주, 심실 후부하의 상당한 감소는 심실 비대의 회귀를 트리거 (~20%) 및 섬유증 (~26%), 좌심실 충진 및 말기 확장기 압력(E/e 및 LVEDP)의 정상화에 의해 평가된 확장기 기능 장애의 회복. 대동맥 탈밴드는 설치류에서 LV RR을 연구하는 데 유용한 실험 모델입니다. 심근 회복의 정도는 대동맥 판막 교체와 같은 임상 맥락에서 발생하는 RR의 다양성을 모방하여 피험자 들 사이에 가변적이다. 우리는 대동맥 밴딩 / 탈밴드 모델이 RR의 메커니즘, 즉 심장 비대의 회귀와 확장기 기능 장애의 회복에 대한 새로운 통찰력을 해명하는 귀중한 도구를 나타낸다고 결론을 내립니다.
Introduction
마우스내 의 횡방향 또는 오름차순 대어타수축은 압력 과부하 유발 심장 비대, 확장기 및 수축기 기능 장애 및 심부전1,2,3,4에널리 사용되는 실험 모델이다. 대동맥 수축은 처음에 벽 응력1을정상화하기 위해 보상된 좌심실(LV) 동심 비대로 이어집니다. 그러나, 장기간 된 심장 과부하와 같은 특정 상황에서,이 비대는 벽 스트레스를 감소시키기에 충분하지 않습니다, 확장기 및 수축기 기능 장애를 트리거 (병리학 비대)5. 병렬로, 세포외 매트릭스 (ECM)의 변화는 대체 섬유증 및 반응성 섬유증으로 세분화 될 수있는 섬유증으로 알려진 과정에서 콜라겐 증착 및 교차 링크로 이어질. 섬유증은, 대부분의 경우, 돌이킬 수 없고 과부하 완화 후 심근 회복을타협6,7. 그럼에도 불구하고, 최근 심장 자기 공명 영상 연구 결과는 반응성 섬유증이 장기8에서회귀할 수 있다는 것을 밝혔습니다. 전부, 섬유증, 비대 및 심장 기능 장애는 심부전으로 급속하게 진행되는 심근 리모델링으로 알려져 있는 프로세스의 일부입니다 (HF).
심근 리모델링의 특징을 이해하는 것은 역 리모델링(RR)으로 알려진 후자는 진행을 제한하거나 되돌리는 주요 목표가 되었습니다. RR이라는 용어는 주어진 개입에 의해 만성적으로 반전된 심근 변경, 이러한 약리치료(예를 들어, 항고혈압제), 판막 수술(예를 들어, 대동맥 협착증) 또는 심실 보조 장치(예를 들어, 만성 HF)를 포함한다. 그러나, RR은 종종 지배적인 비대 또는 수축기/확장기 기능 장애 때문에 불완전합니다. 따라서, RR 기본 메커니즘및 새로운 치료 전략의 설명은 여전히 누락, 이는 주로 액세스 하고 이러한 환자의 대부분에서 RR 동안 인간의 심근 조직을 연구 할 수 없기 때문이다.
이러한 한계를 극복하기 위해 설치류 모델은 HF 진행과 관련된 신호 경로에 대한 이해를 높이는 데 중요한 역할을 했습니다. 구체적으로, 대동맥 수축을 가진 마우스의 대동맥 탈밴드는 이들 2상에서 상이한 시점에서 심근 시료의 수집을 허용하기 때문에 불리한 LV 리모델링9 및 RR10,11의 근간 기전을 연구하는 유용한 모델을 나타낸다. 또한 RR을 홍보/가속할 수 있는 잠재적인 신규 대상을 테스트하는 우수한 실험 설정을 제공합니다. 예를 들어, 대동맥 협착 성 맥락에서,이 모델은 RR6,12의완전성 (in)의 완전성뿐만 아니라 현재 지식의 주요 단점을 나타내는 밸브 교체를위한 최적의 타이밍의 근간 반응의 광대 한 다양성에 관련된 분자 메커니즘에 대한 정보를 제공 할 수 있습니다. 실제로, 이 개입에 대한 최적의 타이밍은 주로 대동맥 그라데이션의 크기에 따라 정의되기 때문에 논쟁의 대상이됩니다. 몇몇 연구 결과는 섬유증과 확장기 역기능 이 수시로 이미12로이 시간 지점이 심근 복구를 위해 너무 늦을 지도 모르다는 것을 옹호합니다.
우리의 지식에, 이것은 각각 판막 교체 전후에 대동맥 협착증 또는 고혈압과 같은 조건에서 일어나는 심근 리모델링 및 RR의 과정을 각각 재구성하는 유일한 동물 모델입니다.
위에서 요약된 도전을 해결하기 위하여, 우리는 이 두 종 사이 다름을 해결하는 마우스와 쥐 둘 다에 있는 실행될 수 있는 외과 동물 모형을 기술합니다. 우리는 이러한 수술을 수행 할 때 관련된 주요 단계와 세부 사항을 설명합니다. 마지막으로, 우리는 RR 직전과 전반에 걸쳐 LV에서 일어나는 가장 중요한 변화를보고합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
본 명세서에서 제안된 모델은 대동맥 밴딩 및 탈밴드 후 LV 리모델링 및 RR의 과정을 각각 모방한다. 따라서, 불리한 LV 리모델링에 관여하는 분자 메커니즘에 대한 우리의 지식을 발전시키고 이들 환자의 심근 회복을 유도할 수 있는 새로운 치료 전략을 시험하는 우수한 실험 모델을 나타낸다. 이 프로토콜은 외과 외상을 줄이기 위해 최소 침습적이고 매우 보수적 인 수술 기술로 대동맥 밴딩 및 탈…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 과학 기술 (FCT), 유럽 연합( EU), 쿼드로 드 Referência 에스트라테기코 나시오날 (QREN), 푼도 유럽 유 데센볼비멘토 지역 (FEDER) 및 Programa Operacional Factores 드 Competitividade (경쟁) UnIC (UID / IC / 00051/ 2013) 연구 단위에 대한 포르투갈어 재단에 감사드립니다. 이 프로젝트는 경쟁 2020 – 프로비타 오페라 경쟁 E Internacional e Internacionalização (POCI), 프로젝트 DOCNET (NORTE-01-0145-FEDER-000003) 포르투갈 2020 파트너십 계약에 의해 지원되는 것을 통해 FEDER에 의해 지원됩니다. 유럽 지역 개발 기금(ERDF)을 통해 리스본의 지역 운영 프로그램인 2020년 유럽 구조 및 투자 펀드가 지원하는 프로젝트 NETDIAMOND(POCI-01-0145-FEDER-016385)를 통해. 다니엘라 미란다 실바와 파트리아 로드리게스는 펠다샤오 파라인 시첸시아 e Tecnologia(FCT)의 펠로우십 보조금(SFRH/BD/87556/2012 및 SFRH/BD/96026/2013)의 지원을 받습니다.
Materials
| Absorption Spears | F.S.T | 18105-03 | To absorb fluids during the surgery |
| Blades | F.S.T | 10011-00 | To perform the skin incision |
| Buprenorphine | Buprelieve | Analgesia drug | |
| Catutery | F.S.T | 18010-00 | To prevent exsanguination |
| Catutery tips | F.S.T | 18010-01 | To prevent exsanguination |
| cotton swab | Johnson's | To absorb fluids during the surgery | |
| Depilatory cream | Veet | To delipate the animal | |
| Disposable operating room table cover | MEDKINE | DYND4030SB | To cover the surgical area |
| Echo probe | Siemens | Sequoia 15L8W | Ultrasound signal aquisition |
| Echocardiograph | Siemens | Acuson Sequoia C512 | Ultrasound signal aquisition |
| End-tidal CO2 monitor | Kent Scientific | CapnoStat | To control expiration gas saturation |
| Forcep/Tweezers | F.S.T | 11255-20 | To dissect the tissues and aorta |
| Forcep/Tweezers | F.S.T | 11272-30 | To dissect the tissues and aorta |
| Forcep/Tweezers | F.S.T | 11151-10 | To dissect the tissues and aorta |
| Forcep/Tweezers | F.S.T | 11152-10 | To dissect the tissues and aorta |
| Gas system | Penlon Sigma Delta | To anesthesia and mechanical ventilation | |
| Hemostats | F.S.T | 13010-12 | To hold the suture before tight the aorta |
| Hemostats | F.S.T | 13011-12 | To hold the suture before tight the aorta |
| Ligation aids | F.S.T | 18062-12 | To place a suture around the aorta |
| Magnetic retractor | F.S.T | 18200-20 | To help keep the animal in a proper position |
| Needle holder | F.S.T | 12503-15 | To suture the animal |
| Needle 26G | B-BRAUN | 4665457 | To serve as a molde of aortic constriction diameter |
| Oxygen | Air Liquide | To anesthesia and mechanical ventilation | |
| Polipropilene suture | Vycril | W8304/W8597 | To suture the animal and to do the constriction |
| Povidone-iodine solution | Betadine® | Skin antiseptic | |
| PowerLab | Millar instruments | ML880 PowerLab 16/30 | PV loop Signal Aquisition |
| Pulse oximeter | Kent Scientific | MouseStat | To control heart rate and blood saturation |
| PVAN software | Millar Instruments | To analyse the haemodynamic data | |
| PV loop cathether | Millar instruments | SPR-1035. 1.4 F | PV loop Signal Aquisition |
| Retractor | F.S.T | 17000-01 | To provide a better overview of the aorta |
| Scalpet handle | F.S.T | 10003-12 | To perform the skin incision |
| Scissors | F.S.T | 15070-08 | To cut the suture in debanding surgery |
| Scissors | F.S.T | 14084-09 | To cut other material during the surgery e.g. suture, papper |
| Sevoflurane | Baxter | 533-CA2L9117 | |
| Temperature control module | Kent Scientific | RightTemp | To control animal corporal temperature |
| Ventilator | Kent Scientific | PhysioSuite | To ventilate the animal |
| Water-bath | Thermo Scientific™ | TSGP02 | To maintain water temperature adequate to heat the P-V loop catethers |
References
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