Summary

마우스에 있는 우심실 시스템 및 저산소증 유도된 폐 동맥 고혈압을 위한 침략적인 혈역학 평가

Published: October 24, 2019
doi:

Summary

여기에서, 우리는 오픈 흉부 수술 접근법을 사용하여 마우스에 있는 우심실 및 폐 동맥의 침략적인 혈역학 평가를 능력을 발휘하는 프로토콜을 제시합니다.

Abstract

폐 동맥 고혈압 (PAH)는 만성 및 심한 심폐 장애입니다. 마우스는이 질병을 모방 하는 데 사용 하는 인기 있는 동물 모델. 그러나, 우심실 압력의 평가 (RVP) 및 폐 동맥 압력 (PAP) 쥐에 기술적으로 도전 남아. RVP와 PAP는 좌우 심장 시스템 사이의 해부학적 차이 때문에 좌심실 압력보다 측정하기가 더 어렵습니다. 이 백서에서는 건강한 PAH 마우스를 사용하여 안정된 우심혈역학 측정 방법과 그 유효성 검사를 설명합니다. 이 방법은 오픈 가슴 수술 및 기계 환기 지원을 기반으로합니다. 그것은 닫힌 가슴 절차에 비해 복잡한 절차입니다. 이 수술에 잘 훈련 된 외과 의사가 필요하지만,이 절차의 장점은 동시에 RVP및 PAP 매개 변수를 모두 생성 할 수 있다는 것입니다, 그래서 PAH 모델의 평가를위한 바람직한 절차입니다.

Introduction

폐 동맥 고혈압 (PAH)은 작은 폐 동맥의 세포 증식 및 섬유증에 의해 유발되는 폐 동맥 압력 (PAP) 및 우심실 압력 (RVP)의 상승과 만성 및 심한 심폐 장애입니다. 1. 또한 스완 간츠 카테터라고 폐 동맥 카테터2,일반적으로 RVP와 PAP의 임상 모니터링에 사용됩니다. 또한, 무선 PAP 모니터링 시스템은 임상적으로3,4,5를사용되어 왔다. 마우스에서 연구를 위한 질병을 모방하기 위하여는, 저산소 환경은 PAH6의인간적인 임상 표현을 시뮬레이션하기 위하여 이용됩니다. 동물에서 PAP의 평가에서, 큰 동물은 인간 피험자와 동일한 기술을 사용하여 폐 동맥 카테터를 통해 상대적으로 모니터링하기 쉽지만, 쥐와 마우스와 같은 작은 동물은 작은 체형 때문에 평가하기가 어렵습니다. 마우스에서 우심실 시스템의 혈역학 측정은 초소형 1 Fr 카테터7로가능합니다. 마우스에서 RVP 및 PAP를 측정하는 방법은 문헌8,9에보고되었지만, 방법론은 상세한 설명이 부족하다. RVP와 PAP는 좌우 심장 시스템 사이의 해부학적 차이 때문에 좌심실 압력보다 측정하기가 더 어렵습니다.

동일한 마우스에서 PAP 및 RVP 매개 변수를 모두 얻으려면 오른쪽 심장 혈역학 측정을 위한 개방형 흉부 수술 기반 접근법, 건강 및 PAH 마우스와의 검증, 복잡한 오픈 가슴 동안 인공 데이터 생성을 방지하는 방법에 대해 설명합니다. 수술. 이 기술은 잘 훈련 된 외과 의사에 의해 가장 잘 수행되지만, 동일한 마우스에서 PAP 및 RVP를 평가 할 수있는 장점이 있습니다.

Protocol

동물 프로토콜은 후와이 병원, 중국 의학 아카데미, 북경 연합 의과 대학 (NO.0000287)의 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 검토되고 승인되었습니다. 실험동물은 중국의 동물복지 지침에 따라 사육되고 먹이를 주었다. 참고: 8-12주령의 수컷 C57BL 마우스는 12시간 암/12시간 광주기를 가진 환경에 보관하였다. PAH 마우스는 10%의 산소 농도 하에서 4주 동안 보관되었고, 산소 조절 …

Representative Results

압력 트랜스듀서 카테터를 25 G 바늘로 팽창된 터널을 통해 우심실(도3A)에삽입하고, 전형적인 RVP 파형(도3C)을수득하였다. 카테터를 지속적으로 조정하고 천천히 진행시키고 폐 판막을 통과하면서 폐 동맥과 동일한 축으로 유지하였다(그림3B). 압력 센서가 폐 동맥에 성공적으로 삽입되었을 ?…

Discussion

기관 삽관은 열린 가슴 수술을위한 첫 번째 중요한 단계입니다. 쥐 또는 마우스와 같은 작은 동물을 위한 기관 삽관의 고전적인 방법은, 기관에 T 모양 절개를 만들고 기관에 Y형 기관 튜브를 직접 삽입하는 관련시킵니다. 실제로 이 방법은 작업 중에 쉽지 않다는 것을 알게 됩니다. Y형 기관 튜브는 작은 동물에게는 너무 크고 기관과 각도를 형성합니다. 따라서 튜브를 제자리에 고정하기가 어렵습…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 북경 연합 의과 대학의 대학원 교육 및 교육 개혁 프로젝트 (10023-2016-002-03), 후와이 병원 청소년 기금 (2018-F09), 그리고 전 임상 연구의 베이징 주요 연구소의 이사 기금에 의해 지원됩니다 심혈관 임플란트 재료에 대한 평가 (2018-PT2-ZR05).

Materials

2,2,2-Tribromoethanol Sigma-Aldrich T48402-5G For anesthesia
Animal temperature controller Physitemp Instruments, Inc. TCAT-2LV For temperature control
Dissection forceps Fine Science Tools, Inc. 11274-20 For surgery
Gemini Cautery System Gemini GEM 5917 For surgery
Intravenous catheter (22G) BD angiocath 381123 For intubation
LabChart 7.3 ADInstruments For data analysis
Light illumination system Olympus For surgery
Mikro-Tip catheter Millar Instruments, Houston, TX SPR-1000 For pressure measurement
Millar Pressure-Volume Systems Millar Instruments, Houston, TX MVPS-300 For pressure measurement
O2 Controller and Hypoxia chamber Biospherix ProOx 110 For chronic hypoxia
PowerLab Data Acquisition System ADInstruments PowerLab 16/30 For data recording
Scissors Fine Science Tools, Inc. 14084-08 For surgery
Small animal ventilator Harvard Apparatus Mini-Vent 845 For surgery
Stereomicroscope Olympus SZ61 For surgery
Surgery tape 3M For surgery
Terg-a-zyme enzyme Sigma-Aldrich Z273287-1EA For catheter cleaning

References

  1. Humbert, M., et al. Advances in therapeutic interventions for patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 130 (24), 2189-2208 (2014).
  2. Chatterjee, K. The Swan-Ganz catheters: past, present, and future: a viewpoint. Circulation. 119 (1), 147-152 (2009).
  3. Adamson, P. B., et al. CHAMPION trial rationale and design: the long-term safety and clinical efficacy of a wireless pulmonary artery pressure monitoring system. Journal of Cardiac Failure. 17 (1), 3-10 (2011).
  4. Abraham, W. T., et al. Wireless pulmonary artery haemodynamic monitoring in chronic heart failure: a randomised controlled trial. The Lancet. 377 (9766), 658-666 (2011).
  5. Adamson, P. B., et al. Wireless pulmonary artery pressure monitoring guides management to reduce decompensation in heart failure with preserved ejection fraction. Circulation: Heart Failure. 7 (6), 935-944 (2014).
  6. Shatat, M. A., et al. Endothelial Kruppel-like Factor 4 modulates pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 50 (3), 647-653 (2014).
  7. . SPR-1000 Mouse Pressure Catheter Available from: https://millar.com/products/research/pressure/single-pressure-no-lumen/spr-1000 (2019)
  8. Tabima, D. M., Hacker, T. A., Chesler, N. C. Measuring right ventricular function in the normal and hypertensive mouse hearts using admittance-derived pressure-volume loops. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 299 (6), 2069-2075 (2010).
  9. Skuli, N., et al. Endothelial deletion of hypoxia-inducible factor-2alpha (HIF-2alpha) alters vascular function and tumor angiogenesis. Blood. 114 (2), 469-477 (2009).
  10. . LabChart Available from: https://www.adinstruments.com/products/labchart?creative=290739105773_keyword=labchart_matchtype=e_network=g_device=c_gclid=CjwKCAjwxrzoBRBBEiwAbtX1n42I2S06KmccVncUHkmExU8KKOXXREyzx8bvTrxYMSze-ooE0atcbRoCliwQAvD_BwE (2019)
  11. Marius, M. H., et al. Definitions and diagnosis of pulmonary hypertension. Journal of the American College of Cardiology. 62 (25), 42-50 (2013).
  12. Ciuclan, L., et al. A novel murine model of severe pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 184 (10), 1171-1182 (2011).
  13. Brown, R. H., Walters, D. M., Greenberg, R. S., Mitzner, W. A. A method of endotracheal intubation and pulmonary functional assessment for repeated studies in mice. Journal of Applied Physiology. 87 (6), 2362-2365 (1999).
  14. Chen, W. C., et al. Right ventricular systolic pressure measurements in combination with harvest of lung and immune tissue samples in mice. Journal of Visualized Experiments. (71), 50023 (2013).
  15. Ma, Z., Mao, L., Rajagopal, S. Hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension. Journal of Visualized Experiments. (110), 53335 (2016).
  16. Chen, M. Berberine attenuates hypoxia-induced pulmonary arterial hypertension via bone morphogenetic protein and transforming growth factor-β signaling. Journal of Cellular Physiology. , (2019).
  17. Bueno-Beti, C., Hadri, L., Hajjar, R. J., Sassi, Y., Ishikawa, K. The Sugen 5416/Hypoxia mouse model of pulmonary arterial hypertension. Experimental Models of Cardiovascular Diseases. Methods in Molecular Biology. vol 1816. , (2018).
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Cite This Article
Luo, F., Wang, X., Luo, X., Li, B., Zhu, D., Sun, H., Tang, Y. Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice. J. Vis. Exp. (152), e60090, doi:10.3791/60090 (2019).

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