En modificeret enkel metode til induktion af myokardieinfarkt hos mus
Summary
Under tilstrækkelig anæstesi blev musehjertet eksternaliseret gennem det interkostale rum, og myokardieinfarkt blev succesfuldt induceret ved at ligere den venstre forreste nedadgående arterie (LAD) ved hjælp af materialer, der var let tilgængelige i de fleste laboratorier.
Abstract
Myokardieinfarkt (MI) repræsenterer en af de førende dødsårsager. MI-modeller anvendes i vid udstrækning til at undersøge patomekanismerne ved post-MI-remodellering og evaluering af nye behandlinger. Forskellige metoder (fx isoproterenolbehandling, kryoskade, koronararterieligering osv.) er blevet anvendt til at inducere MI. Sammenlignet med isoproterenolbehandling og kryoskade kan koronararterieligering bedre afspejle det iskæmiske respons og kronisk ombygning efter MI. Imidlertid er traditionelle metoder til koronar ligering hos mus teknisk udfordrende. Den aktuelle undersøgelse beskriver en enkel og effektiv proces til induktion af MI i mus med let tilgængelige materialer. Musens brysthud blev skåret åben under stabil anæstesi. Hjertet blev straks eksternaliseret gennem det interkostale rum efter stump adskillelse af pectoralis major og pectoralis minor. Den venstre forreste nedadgående gren (LAD) blev ligeret med en 6-0 sutur 3 mm fra dens oprindelse. Efter LAD ligering indikerede farvning med 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) vellykket induktion af MI og tidsmæssige ændringer af arstørrelsen efter MI. I mellemtiden viste overlevelsesanalyseresultater åbenlys dødelighed inden for 7 dage efter MI, hovedsageligt på grund af hjertebrud. Desuden viste post-MI ekkokardiografisk vurdering vellykket induktion af kontraktil dysfunktion og ventrikulær remodellering. Når den er mestret, kan en MI-model etableres i mus inden for 2-3 minutter med let tilgængelige materialer.
Introduction
Myokardieinfarkt (MI) repræsenterer en af de væsentlige årsager til død og handicap på verdensplan 1,2,3,4,5. På trods af rettidig reperfusion er der i øjeblikket mangel på effektive terapier til behandling af post-MI hjerteombygning. Tilsvarende er der gjort en betydelig indsats for mekanistisk udforskning og terapiudnyttelse for MI 6,7,8. Det skal bemærkes, at etableringen af MI-modeller er en forudsætning for at opfylde disse mål.
Flere metoder (f.eks. isoproterenolbehandling, kryoskade, koronararterieligering osv.) er blevet foreslået til at inducere MI-modeller hos små dyr. Isoproterenolbehandling er en simpel metode til MI-induktion, men det kan ikke fremkalde infarkt i målområdet9. Kryoskade fører til myokardienekrose via dannelsen af iskrystaller og forstyrrelse af cellemembranen snarere end direkte iskæmi10. I modsætning hertil tillader koronararterieligering præcis kontrol af okklusionsstedet og omfanget af infarktområdet og rekapitulerer trofast remodelleringsrespons efter infarkt11,12. Koronararterieligering udføres typisk efter intubation, mekanisk ventilation og thoracotomi, hvilket er teknisk udfordrende13,14. Flere modificerede protokoller for koronararterieligering (f.eks. ventilationsfri) blev rapporteret og forstærket induktionen af MI, men detaljerede visuelle demonstrationer mangler15,16,17. Disse spørgsmål udgør en betydelig økonomisk og teknisk barriere for grupper, der ønsker at engagere sig i forskning ved hjælp af MI-modeller. Denne rapport præsenterer en tilgang til induktion af MI i mus. Den nuværende metode er let, tidsbesparende og bruger kirurgiske værktøjer og udstyr, der let findes i de fleste laboratorier.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne rapport demonstrerede en nem protokol for MI-induktion i mus med let tilgængelige materialer, som blev modificeret fra en metode rapporteret af Gao16. Murine MI-modeller er uundværlige for mekanistisk udforskning og lægemiddelscreening for post-MI-dysfunktion og ombygning12. Blandt de eksisterende teknikker til MI-induktion repræsenterer koronararterieligering den mest almindeligt praktiserede. Koronararterieligering rekapitulerer trofast den iskæmiske karakter a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af tilskud 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).
