En modifisert enkel metode for induksjon av hjerteinfarkt hos mus
Summary
Under adekvat anestesi ble musehjertet eksternalisert gjennom interkostalrommet, og hjerteinfarkt ble vellykket indusert ved å ligere venstre fremre synkende arterie (LAD) ved hjelp av materialer som var lett tilgjengelige i de fleste laboratorier.
Abstract
Hjerteinfarkt (MI) representerer en av de viktigste dødsårsakene. MI-modeller er mye brukt for å undersøke patomekanismene til post-MI remodellering og evaluering av nye terapier. Ulike metoder (f.eks. isoproterenolbehandling, kryoskade, koronararterieligering, etc.) har blitt brukt til å indusere MI. Sammenlignet med isoproterenolbehandling og kryoskade, kan koronar ligering bedre reflektere iskemisk respons og kronisk remodellering etter MI. Imidlertid er tradisjonelle metoder for koronar ligering hos mus teknisk utfordrende. Denne studien beskriver en enkel og effektiv prosess for induksjon av MI hos mus med lett tilgjengelige materialer. Musens brysthud ble kuttet åpen under stabil anestesi. Hjertet ble umiddelbart eksternalisert gjennom interkostalrommet etter stump separasjon av pectoralis major og pectoralis minor. Den venstre fremre synkende grenen (LAD) ble ligert med en 6-0 sutur 3 mm fra opprinnelsen. Etter LAD ligering indikerte farging med 2,3,5-trifenyltetrazoliumklorid (TTC) vellykket induksjon av MI og temporale endringer av arrstørrelse etter MI. I mellomtiden viste overlevelsesanalyseresultater åpenbar dødelighet innen 7 dager etter MI, hovedsakelig på grunn av hjerteruptur. Videre viste post-MI ekkokardiografisk vurdering vellykket induksjon av kontraktil dysfunksjon og ventrikulær remodellering. Når du mestrer, kan en MI-modell etableres hos mus innen 2-3 minutter med lett tilgjengelige materialer.
Introduction
Hjerteinfarkt (MI) representerer en av de viktigste årsakene til død og uførhet over hele verden 1,2,3,4,5. Til tross for rettidig reperfusjon er det for tiden mangel på effektive terapier for å behandle post-MI hjerteremodellering. Tilsvarende er det gjort en betydelig innsats for mekanistisk utforskning og terapiutnyttelse for MI 6,7,8. Merk at etablering av MI-modeller er en forutsetning for å møte disse målene.
Flere metoder (f.eks. isoproterenolbehandling, kryoskade, koronararterieligering, etc.) har blitt foreslått for å indusere MI-modeller hos små dyr. Isoproterenolbehandling er en enkel metode for MI-induksjon, men den kan ikke indusere infarkt i målområdet9. Kryoskade fører til myokardnekrose via generering av iskrystaller og forstyrrelse av cellemembranen i stedet for direkte iskemi10. Derimot tillater koronararterieligering presis kontroll av okklusjonssted og utbredelse av infarktområdet og rekapitulerer trofast remodelleringsrespons etter infarkt11,12. Koronar ligering utføres vanligvis etter intubasjon, mekanisk ventilasjon og torakotomi, noe som er teknisk utfordrende13,14. Flere modifiserte protokoller for koronar ligering (f.eks. ventilasjonsfri) ble rapportert og potenserte induksjon av MI, men detaljerte visuelle demonstrasjoner mangler15,16,17. Disse problemene utgjør en betydelig økonomisk og teknisk barriere for grupper som ønsker å engasjere seg i forskning ved hjelp av MI-modeller. Denne rapporten presenterer en tilnærming for induksjon av MI hos mus. Den nåværende metoden er enkel, tidsbesparende, og bruker kirurgiske verktøy og utstyr som finnes lett i de fleste laboratorier.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne rapporten viste en enkel protokoll for MI-induksjon hos mus med lett tilgjengelige materialer, som ble modifisert fra en metode rapportert av Gao16. Murine MI-modeller er uunnværlige for mekanistisk leting og medikamentell screening for post-MI dysfunksjon og remodellering12. Blant de eksisterende teknikkene for MI-induksjon representerer koronararterieligering den mest praktiserte. Koronararterieligering rekapitulerer trofast iskemiens natur av hjerteinfarkt og før…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av tilskudd fra National Natural Science Foundation of China (81930007, 81625002, 81800307, 81470389, 81500221, 81770238), Shanghai Outstanding Academic Leaders Program (18XD1402400), Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (201409005200), Shanghai Pujiang Talent Program (2020PJD030) og China Postdoctoral Science Foundation (2020M671161, BX20190216).
Materials
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | SIGMA | T8877-25G | TTC staining |
| 4-0 silk suture | YUANKANG | 4-0 | Surgical instrument |
| Autoclave | HIRAYAMA | HVE-50 | Sterilization for the solid |
| Buprenorphine | Qinghai Pharmaceutical FACTORY Co., Ltd. | H10940181 | reduce post-operative pain |
| Centrifugation tube | Biological Hope | 1850-K | 15ML |
| Depilatory cream | ZIKER BIOTECHNOLOGY | ZK-L2701 | Depilation agent for laboratory animals |
| Forcep | RWD | F12028 | Surgical instrument |
| Gas filter | ZHAOXIN | SA-493 | Operator protection |
| Isoflurane | RWD | 20071302 | Used for anesthesia |
| Light source | Beijing PDV | LG-150B | Operating lamp |
| Micro-mosquito hemostat | FST | 13011-12 | Surgical instrument |
| Needle | BINXIONG | 42180104 | Surgical instrument |
| Needle and the 6-0 silk suture | JIAHE | SC086 | Surgical instrument |
| Needle holder | ShangHaiJZ | J32030 | Surgical instrument |
| Needle holder | ShangHaiJZ | J32010 | Surgical instrument |
| Povidone-iodine swabs | SingleLady | GB26368-2010 | Skin disinfection |
| Scissors | CNSTRONG | JYJ1030 | Surgical instrument |
| Sterile eye cream | Shenyang Xingqi Pharmaceutical Co., Ltd. | H10940177 | prevent corneal dryness |
| Ultra-high resolution ultrasound imaging system for small animals | VisualSonics | Vevo 2100 | Echocardiographic analysis |
References
- Fu, Y., et al. A simple and efficient method for in vivo cardiac-specific gene manipulation by intramyocardial injection in mice. Journal of Visualized Experiments. (134), e57074 (2018).
- Pell, S., Fayerweather, W. E. Trends in the incidence of myocardial infarction and in associated mortality and morbidity in a large employed population. The New England Journal of Medicine. 312 (16), 1005-1011 (1985).
- Ramunddal, T., Gizurarson, S., Lorentzon, M., Omerovic, E. Antiarrhythmic effects of growth hormone–in vivo evidence from small-animal models of acute myocardial infarction and invasive electrophysiology. Journal of Electrocardiology. 41 (2), 144-151 (2008).
- Tabrizchi, R. β-blocker therapy after acute myocardial infarction. Expert Review of Cardiovascular Therapy. 11 (3), 293-296 (2013).
- Virani, S. S., et al. Heart disease and stroke statistics-2020 update: A report from the American Heart Association. Circulation. 141 (9), 139 (2020).
- Cahill, T. J., Choudhury, R. P., Riley, P. R. Heart regeneration and repair after myocardial infarction: Translational opportunities for novel therapeutics. Nature Reviews Drug Discovery. 16 (10), 699-717 (2017).
- Froese, N., et al. Anti-androgenic therapy with finasteride improves cardiac function, attenuates remodeling and reverts pathologic gene-expression after myocardial infarction in mice. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 122, 114-124 (2018).
- Wang, W., et al. Defective branched chain amino acid catabolism contributes to cardiac dysfunction and remodeling following myocardial infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 311 (5), 1160-1169 (2016).
- Acikel, M., et al. Protective effects of dantrolene against myocardial injury induced by isoproterenol in rats: Biochemical and histological findings. International Journal of Cardiology. 98 (3), 389-394 (2005).
- vanden Bos, E. J., Mees, B. M. E., 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).
- Guo, Y., et al. Demonstration of an early and a late phase of ischemic preconditioning in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 275 (4), 1375-1387 (1998).
- Kumar, M., et al. Animal models of myocardial infarction: Mainstay in clinical translation. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 76, 221-230 (2016).
- Das, S., MacDonald, K., Chang, H. Y., Mitzner, W. A simple method of mouse lung intubation. Journal of Visualized Experiments. (73), e50318 (2013).
- Johns, T. N., Olson, B. J. Experimental myocardial infarction. I. A method of coronary occlusion in small animals. Annals of Surgery. 140 (5), 675-682 (1954).
- Ahn, D., et al. Induction of myocardial infarcts of a predictable size and location by branch pattern probability-assisted coronary ligation in C57BL/6 mice. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 286 (3), 1201-1207 (2004).
- Gao, E., Koch, W. J. A novel and efficient model of coronary artery ligation in the mouse. Methods in Molecular Biology. 1037, 299-311 (2013).
- Most, P., et al. Cardiac S100A1 protein levels determine contractile performance and propensity toward heart failure after myocardial infarction. Circulation. 114 (12), 1258-1268 (2006).
- Christia, P., et al. Systematic characterization of myocardial inflammation, repair, and remodeling in a mouse model of reperfused myocardial infarction. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 61 (8), 555-570 (2013).
- Frantz, S., Bauersachs, J., Ertl, G. Post-infarct remodelling: Contribution of wound healing and inflammation. Cardiovascular Research. 81 (3), 474-481 (2008).
