Hier wordt een chirurgische procedure gepresenteerd voor permanente ligatie van de linker kransslagader bij muizen. Dit model kan worden gebruikt om de pathofysiologie en bijbehorende ontstekingsreactie na een hartinfarct te onderzoeken.
Ischemische hartziekte en het daaropvolgende myocardinfarct (MI) is een van de belangrijkste oorzaken van sterfte in de Verenigde Staten en over de hele wereld. Om de pathofysiologische veranderingen na een hartinfarct te onderzoeken en toekomstige behandelingen te ontwerpen, zijn onderzoeksmodellen van MI vereist. Permanente ligatie van de linker kransslagader (LCA) bij muizen is een populair model om de hartfunctie en ventriculaire remodellering na MI te onderzoeken. Hier beschrijven we een minder invasief, betrouwbaar en reproduceerbaar chirurgisch murine MI-model door permanente ligatie van de LCA. Ons chirurgisch model bestaat uit een gemakkelijk omkeerbare algemene anesthesie, endotracheale intubatie waarvoor geen tracheotomie nodig is en een thoracotomie. Elektrocardiografie en troponinemeting moeten worden uitgevoerd om MI te garanderen. Echocardiografie op dag 28 na MI zal hartfunctie- en hartfalenparameters onderscheiden. De mate van hartfibrose kan worden geëvalueerd door Masson’s trichrome kleuring en cardiale MRI. Dit MI-model is nuttig voor het bestuderen van de pathofysiologische en immunologische veranderingen na MI.
Hart- en vaatziekten zijn een groot probleem voor de volksgezondheid dat elk jaar 17,9 miljoen levens eist, goed voor 31 procent van de wereldwijde sterfte1. Het meest voorkomende type cardiovasculaire anomalie is coronaire hartziekte en myocardinfarct (MI) is een van de belangrijkste manifestaties van coronaire hartziekten2. MI wordt meestal veroorzaakt door trombotische occlusie van een kransslagader als gevolg van het scheuren van een kwetsbare plaque3. De resulterende ischemie veroorzaakt diepgaande ionische en metabole veranderingen in het aangetaste myocardium, evenals een snelle afname van de systolische functie. MI resulteert in de dood van cardiomyocyten, wat verder kan leiden tot ventriculaire disfunctie en hartfalen4.
Onderzoek naar MI bij patiënten is beperkt vanwege de schaarste aan weefsels verkregen van patiënten met MI5. Als zodanig zijn muizenmodellen van MI nuttig bij zowel het bestuderen van ziektemechanismen als het ontwikkelen van potentiële therapeutische doelen. Momenteel beschikbare muizenmodellen van MI omvatten irreversibele ischemiemodellen (LCA en ablatiemethoden) en reperfusiemodellen (ischemie/reperfusie, I/R)6. Permanente ligatie van de linker kransslagader (LCA) bij muizen is de meest gebruikte methode en imiteert de pathofysiologie en immunologie van MI bij patiënten 7,8,9. Permanente MI kan ook worden geïnduceerd door ablatiemethoden, waarbij elektrische schade of cryoletsel met zich meebrengt. Ablatiemethoden zijn in staat om een infarct van uniforme grootte te genereren op de exacte locatie10. Aan de andere kant kunnen littekenvorming, infarctmorfologie en moleculaire signaleringsmechanismen variëren tussen de ablatiemethoden10,11. De murine I/R-methode is een ander belangrijk MI-model omdat het het klinische scenario van reperfusietherapievertegenwoordigt 12. Het I/R-model wordt geassocieerd met uitdagingen zoals een variabele infarctgrootte, moeilijkheid bij het onderscheiden van reacties van initieel letsel en reperfusie6.
Hoewel veel gebruikt, worden LCA-ligatiemethoden geassocieerd met lage overlevingskansen en postoperatieve pijn13. Dit protocol demonstreert het murine chirurgische MI-model van LCA-ligatie dat de voorbereiding en intubatie van muizen, LCA-ligatie, postoperatieve zorg en validatie van MI omvat. In plaats van een invasieve tracheotomie14 te gebruiken, maakt deze methode gebruik van endotracheale intubatie. Het dier wordt geïntubeerd door de orofarynx te verlichten met behulp van een laryngoscoop, waardoor de procedure gemakkelijker, veiliger en minder traumatisch wordt15. De muis wordt gedurende de hele procedure op beademingsondersteuning en onder isofluraananesthesie gehouden. Verder worden echocardiografie en Masson’s trichrome kleuring uitgevoerd om respectievelijk de hartfunctie en hartfibrose na MI te evalueren. Over het algemeen biedt deze methode een betrouwbaar en reproduceerbaar chirurgisch muizenmodel van MI dat kan worden gebruikt om pathofysiologie en ontsteking na MI te bestuderen.
Het muizenmodel van MI wint aan populariteit in cardiovasculaire onderzoekslaboratoria en deze studie beschrijft een reproduceerbaar en klinisch relevant MI-model. Dit protocol verbetert het LCA-ligatieproces op verschillende manieren. Om te beginnen wordt het gebruik van injecteerbare preoperatieve anesthetica zoals xylazine/ketamine of natriumpentobarbital14,15 vermeden. Alleen isofluraananesthesie werd gebruikt, wat helpt de overlevingskansen van dieren te ver…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door subsidies van het National Institute of Health (R01HL143967, R01HL142629, R01AG069399 en R01DK129339), AHA Transformational Project Award (19TPA34910142), AHA Innovative Project Award (19IPLOI34760566) en ALA Innovation Project Award (IA-629694) (aan PD).
22 G catheter needle | Exel INT | 26741 | Thoracentesis |
24 G catheter needle | Exel INT | 26746 | Endotracheal intubation |
4-0 nylon suture | Covetrus | 29263 | Suturing of muscles and skin |
8-0 nylon suture | S&T | 3192 | Ligation of LAD |
Anesthetic Vaporizers | Vet equip | VE-6047 | Anesthetic support |
Animal physiology monitor | Fujifilm | VEVO 3100 | Monitor heart rate,respiration rate and body temperature |
Betadine solution | PBS animal health | 11205 | Antispetic |
Buprenorphine | Covetrus | 55175 | Analgesic |
Disecting microscope | OMANO | OM2300S-V7 | Binocular |
Electric razor | Wahl | 79300-1001M | Shaving |
Electrode gel | Parker Laboratories | W60698L | Electrically conductive gel |
Ethanol | Decon Laboratories | 22-032-601 | Disinfectant |
Forceps | FST | 11065-07 | Stainless Steel |
Gauze | Curity | CAR-6339-PK | Sterile |
Heat lamp | Satco | S4998 | Post surgery care |
Heating pad | Kent scientific | Surgi-M | Temperature control |
Hot Bead sterilizer | Germinator 500 | 11503 | Sterilization of surgical instrument |
Isoflurane | Covetrus | 29405 | Anesthesia |
Masson’s trichrome staining kit | Thermoscientific | 87019 | Measurement of cardiac Fibrosis |
Micro Needle Holder | FST | 12500-12 | Stainless Steel |
Micro scissors | FST | 15000-02 | Stainless Steel |
Ophthalmic ointment | Dechra | Puralube Vet | Sterile occular lubricant |
Scanning Gel | Parker Laboratories | Aquasonic 100 | Aqueous ultrasound transmission gel |
Scissors | FST | 14060-11 | Stainless Steel |
Small Animal Laryngoscope | Penn-Century | Model LS-2-M | Illuminating the oropharynx |
Small animal ventilator | Harvard apparatus | 557058 | Ventilator support |
Surgical light | Cole parmer | 41723 | Illuminator Width (in): 7 |
Vevo 3100 preclinical imaging platform | Fujifilm | VEVO 3100 | Echocardiography |
VevoLAB software | Fujifilm | VevoLAB 3.2.6 | Echocardiography data analysis |