Hier beschrijven we een eenvoudige en reproduceerbare methode die myocardinfarct of myocardischemie-reperfusieletsel bij muizen kan induceren door precisieligatie van de linker voorste dalende kransslagader door middel van micromanipulatie.
Acuut myocardinfarct is een veel voorkomende hart- en vaatziekte met een hoge mortaliteit. Myocardreperfusieletsel kan de gunstige effecten van hartreflow tegengaan en secundair myocardletsel veroorzaken. Een eenvoudig en reproduceerbaar model van myocardinfarct en myocardischemie-reperfusieletsel is een goed hulpmiddel voor onderzoekers. Hier wordt een aanpasbare methode beschreven om een myocardinfarct (MI)-model en MIRI te creëren door precisieligatie van de linker voorste dalende kransslagader (LAD) door middel van micromanipulatie. Nauwkeurige en reproduceerbare ligatuurpositionering van de LAD helpt bij het verkrijgen van consistente resultaten voor hartletsel. Wijzigingen in het ST-segment kunnen helpen om de nauwkeurigheid van het model te identificeren. Het serumniveau van cardiaal troponine T (cTnT) wordt gebruikt om het myocardletsel te beoordelen, cardiale echografie wordt gebruikt om de myocardiale systolische functie te evalueren en Evans-Blue/trifenyltetrazoliumchloride-kleuring wordt gebruikt om de infarctgrootte te meten. Over het algemeen verkort dit protocol de duur van de procedure, zorgt het voor een beheersbare infarctgrootte en verbetert het de overleving van muizen.
Acuut myocardinfarct (AMI) is wereldwijd een veel voorkomende hart- en vaatziekte en brengt een hoge mortaliteit met zichmee1. Technologische vooruitgang maakt vroege en effectieve revascularisatie beschikbaar voor AMI-patiënten. Na deze behandelingen kan bij sommige patiënten myocardischemie-reperfusieletsel (MIRI) optreden2. Het is dus van groot belang om de mechanismen van acties te begrijpen en hoe MI/MIRI kan worden verbeterd. Muizen worden veel gebruikt als model vanwege hun lage kosten, snelle voortplantingstijd en het gemak om genetische veranderingen aan te brengen3. Geleerden hebben verschillende methoden ontwikkeld om MIRI en MI te modelleren in dier 4,5,6,7,8,9. Deze strategie bevordert het onderzoek, maar de verschillende criteria en methoden die worden gebruikt, bemoeilijken de interpretatie van de resultaten door onderzoeksteams.
Bij muizen is MI geïnduceerd door isoproterenol10, cryoletsel 11,12 of cauterisatie13. MI kan gemakkelijk worden geïnduceerd door isoproterenol, maar het pathofysiologische proces is anders dan dat bij klinisch MI. Door cryoletsel geïnduceerd MI heeft een slechte consistentie, veroorzaakt overmatige myocardiale schade rond de linker voorste dalende kransslagader (LAD) en kan gemakkelijk aritmie veroorzaken. Cauterisatie-geïnduceerde MI is heel anders dan het natuurlijke proces van een hartinfarct, en de ontstekingsreactie in het brandende gebied is intenser; Bovendien heeft de chirurgische benadering technische problemen. Bovendien zijn er enkele laboratoria14 die een MI-model ontwikkelen bij minivarkens met behulp van ballonblokkering of embolisatie- of trombosemethode door middel van interventionele techniek. Al deze methoden kunnen direct occlusie van de kransslagader veroorzaken, maar het nodig hebben van coronaire angiografie-apparaten en vooral de te dunne kransslagaders van muizen maakt deze operaties niet praktisch. Voor MIRI waren de verschillen tussen de verschillende modellen vrij bescheiden, zoals het gebruik van ademhalingstoestellen/micromanipulatie of niet 5,6.
Hier wordt een eenvoudige en betrouwbare methode beschreven die MI en het MIRI-model kan induceren, aangepast van eerder gepubliceerde methoden 4,5,6,7,8,9,15. Deze methode kan pathofysiologische processen simuleren door directe blokkade van de LAD door ligatie. Bovendien kan dit model, door de ligatie te ontlasten, ook reperfusieletsel simuleren. In dit protocol wordt een ontleedmicroscoop gebruikt voor LAD-visualisatie. Vervolgens kan de onderzoeker de LAD gemakkelijk identificeren. Vervolgens leidt nauwkeurige ligatie van de LAD tot reproduceerbare en voorspelbare bloedocclusie en ventriculaire ischemie. Bovendien kunnen veranderingen in elektrocardiografie (ECG) worden gebruikt om ischemie en reperfusie te bevestigen, naast de kleurveranderingen van de LAD die onder een microscoop worden waargenomen. Deze strategie leidt tot een kortere duur van de procedure, een lager risico op chirurgische complicaties en minder experimentele muizen nodig. De methoden voor de troponine-T-test, cardiale echografie en trifenyltetrazoliumchloride (TTC)-kleuring worden ook beschreven. Over het algemeen is dit protocol nuttig voor studies van het MI/MIR-mechanisme, evenals voor het ontdekken van geneesmiddelen.
In de afgelopen jaren heeft de ontwikkeling van modellen voor MI en MIRI in klinisch en wetenschappelijk onderzoek zich snel ontwikkeld20,21. Er zijn echter nog enkele vragen, zoals de werkingsmechanismen en de manier waarop MI/MIRI kan worden verbeterd, die moeten worden opgelost. Hier wordt een aangepast protocol beschreven voor het opstellen van een muizenmodel van MI en MIRI. Een aantal belangrijke punten moet zorgvuldig worden overwogen.
<p class="jove_c…The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (82070317, 81700390 aan Jibin Lin, 8210021880 aan Bingjie Lv en 82000428 aan Boyuan Wang) en het National Key R&D Program of China (2017YFA0208000 aan Shaolin He).
0.9 % sodium chloride solution | Kelun Industry Group,China | – | |
4% paraformaldehyde fixing solution | Servicebio,China | G1101 | – |
4-0 silk suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products,China | C412 | – |
8-0 suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products,China | H801 | – |
Buprenorphine | IsoReag,China | IR-11190 | – |
Camera | Canon,Japan | EOS 80D | – |
Depilatory cream | Veet,French | – | |
Elecsys Troponin T hs STAT | Roche,Germany | – | |
Electrochemical luminescence immunoanalyzer | Roche,Germany | Elecsys 2010 | – |
Evans blue | Sigma,America | E2129 | – |
Eye scissors | Shanghai Medical Instruments,China | JC2303 | – |
Haemostatic forceps | Shanghai Medical Instruments,China | J31020 | – |
High frequency in vivo imaging systems | Visualsonics,Canada | Vevo2100 | – |
Ibuprofen | PerFeMiKer,China | CLS-12921 | – |
Intravenous catheter | Introcan,Germany | 4254090B | – |
Ketamine | Sigma-Aldrich,America | K2753 | – |
Medical alcohol | Huichang ,China | – | |
Microneedle holders | Shanghai Medical Instruments,China | WA2040 | – |
Microscopic shears | Shanghai Medical Instruments,China | WA1040 | – |
Microsurgical forceps | Shanghai Medical Instruments,China | WA3020 | – |
Mouse electrocardiograph | Techman,China | BL-420F | – |
Needle holders | Shanghai Medical Instruments,China | JC3202 | – |
operating floor | Chico,China | ZK-HJPT | – |
PE-10 tube | Huamei,China | – | |
Pentobarbital | Merck,America | 1030001 | – |
Rodent Ventilator | Shanghai Alcott Biotech,China | ALC-V8S-P | – |
Stereo microscope | Aomei Industry,China | SZM0745-STL3-T3 | – |
Surgical thermostatic heating pad | Globalebio, China | GE0-20W | – |
Triphenyltetrazolium chloride | Servicebio,China | G1017 | – |
Xylazine | Huamaike Biochemicals and Life Science Research Prouducts,China | 323004 | – |