Инвазивная гемодинамическая оценка правой желудочковой системы и гипоксия-индуцированной легочной артериальной гипертензии у мышей
Summary
Здесь мы представляем протокол для выполнения инвазивной гемодинамической оценки правого желудочка и легочной артерии у мышей с использованием подхода с открытой грудной клеткой.
Abstract
Легочная артериальная гипертензия (ПАГ) является хроническим и тяжелым сердечно-легочным расстройством. Мыши являются популярной моделью животных, используемых для имитации этого заболевания. Тем не менее, оценка правого желудочкового давления (РВП) и давления легочной артерии (PAP) остается технически сложной задачей у мышей. РВП и ППА труднее измерить, чем давление левого желудочка из-за анатомических различий между левой и правой сердечной системами. В этой работе мы описываем стабильный метод гемодинамического измерения правого сердца и его проверку с использованием здоровых и ПАУ мышей. Этот метод основан на операции на открытой грудной клетке и поддержке искусственной вентиляции легких. Это сложная процедура по сравнению с закрытыми процедурами грудной клетки. Хотя хорошо обученный хирург необходим для этой операции, преимущество этой процедуры является то, что он может генерировать как RVP и PAP параметров в то же время, так что это предпочтительная процедура для оценки моделей ПАУ.
Introduction
Легочная артериальная гипертензия (ПАУ) является хроническим и тяжелым сердечно-легочным расстройством с повышением давления легочной артерии (ППА) и давлением правого желудочка (РВП), которое вызвано клеточной пролиферацией и фиброзом малых легочных артерий 1. Катетеры легочной артерии, также называемые катетерами Лебедя-Ганца2,широко используются в клиническом мониторинге РВП и ППА. Кроме того, беспроводная система мониторинга PAP была использована клинически3,4,5. Для имитации заболевания для изучения у мышей, гипоксическая среда используется для имитации клинических проявлений человека ПАУ6. При оценке PAP у животных, крупных животных относительно легко контролировать с помощью легочной артерии катетеров с использованием той же техники, как для человека, но мелких животных, таких как крысы и мыши трудно оценить из-за их небольшой размер тела. Гемодинамическое измерение правой желудочковой системы у мышей возможно с ультрамалым размером 1 Fr катетер7. Метод измерения РВП и PAP у мышей был зарегистрирован в литературе8,9, но методология не имеет подробного описания. РВП и ППА являются более сложными для измерения, чем давление левого желудочка из-за анатомических различий между левой и правой сердечной систем.
Чтобы получить параметры PAP и RVP в одной и той же мыши, мы описываем подход на основе операции на открытой груди для измерения гемодинамических измерений правого сердца, его проверки здоровыми и ПАУ мышами, а также о том, как избежать генерации искусственных данных во время сложной открытой груди Хирургии. Хотя этот метод лучше всего выполняется хорошо обученным хирургом, он имеет то преимущество, что в состоянии оценить PAP и RVP в той же мыши.
Protocol
Representative Results
Discussion
Интубация трахеи является первым важным шагом для операций на открытой груди. Классический метод интубации трахеи для мелких животных, таких как крысы или мыши, включает в себя создание Т-образного разреза на трахеееи и непосредственное вставки Трэхеальных труб типа Y в трахею. На прак?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование поддерживается последипломным образованием и реформой преподавания проекта Пекинского союза медицинского колледжа (10023-2016-002-03), Фувай больницы молодежный фонд (2018-F09), и директор фонда Пекинключевые лаборатории доклинических исследований и Оценка материалов для сердечно-сосудистых имплантатов (2018-PT2-NoR05).
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
- Humbert, M., et al. Advances in therapeutic interventions for patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 130 (24), 2189-2208 (2014).
- Chatterjee, K. The Swan-Ganz catheters: past, present, and future: a viewpoint. Circulation. 119 (1), 147-152 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- . SPR-1000 Mouse Pressure Catheter Available from: https://millar.com/products/research/pressure/single-pressure-no-lumen/spr-1000 (2019)
- 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).
- 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).
- . LabChart Available from: https://www.adinstruments.com/products/labchart?creative=290739105773_keyword=labchart_matchtype=e_network=g_device=c_gclid=CjwKCAjwxrzoBRBBEiwAbtX1n42I2S06KmccVncUHkmExU8KKOXXREyzx8bvTrxYMSze-ooE0atcbRoCliwQAvD_BwE (2019)
- Marius, M. H., et al. Definitions and diagnosis of pulmonary hypertension. Journal of the American College of Cardiology. 62 (25), 42-50 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ma, Z., Mao, L., Rajagopal, S. Hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension. Journal of Visualized Experiments. (110), 53335 (2016).
- Chen, M. Berberine attenuates hypoxia-induced pulmonary arterial hypertension via bone morphogenetic protein and transforming growth factor-β signaling. Journal of Cellular Physiology. , (2019).
- 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).
