Postnatal Sağ Ventrikül Hacim Aşırı Yük Fare Modelinin Oluşturulması ve Doğrulanması
Summary
Bu protokol, abdominal arteriyovenöz fistüllü (AVF) farelerde doğum sonrası sağ ventrikül volüm aşırı yüklenmesi (VO) modelinin kurulmasını ve doğrulanmasını sunar ve VO’nun doğum sonrası kalp gelişimine nasıl katkıda bulunduğunu araştırmak için uygulanabilir.
Abstract
Konjenital kalp hastalığı olan çocuklarda sağ ventrikül (RV) aşırı hacim yüklenmesi (VO) yaygındır. Farklı gelişim aşamaları göz önüne alındığında, RV miyokard, çocuklarda yetişkinlere kıyasla VO’ya farklı yanıt verebilir. Bu çalışma, modifiye abdominal arteriyovenöz fistül kullanan farelerde postnatal RV VO modeli oluşturmayı amaçlamaktadır. VO oluşumunu ve RV’nin aşağıdaki morfolojik ve hemodinamik değişikliklerini doğrulamak için 3 ay boyunca abdominal ultrason, ekokardiyografi ve histokimyasal boyama yapıldı. Sonuç olarak, postnatal farelerde prosedür kabul edilebilir bir sağkalım ve fistül başarı oranı gösterdi. VO farelerinde, RV boşluğu kalınlaşmış bir serbest duvarla genişletildi ve inme hacmi ameliyattan sonraki 2 ay içinde yaklaşık% 30 -% 40 oranında arttı. Daha sonra, RV sistolik basıncı arttı, karşılık gelen pulmoner kapak yetersizliği gözlendi ve küçük pulmoner arter yeniden şekillenmesi ortaya çıktı. Sonuç olarak, modifiye arteriyovenöz fistül (AVF) cerrahisi, postnatal farelerde RV VO modelini oluşturmak için uygundur. Fistülün kapanma ve pulmoner arter direncinin artmış olma olasılığı göz önüne alındığında, uygulama öncesi model durumunu doğrulamak için abdominal ultrason ve ekokardiyografi yapılmalıdır.
Introduction
Konjenital kalp hastalığı (KKH) olan çocuklarda sağ ventrikül (RV) aşırı hacim yüklenmesi (VO) yaygındır, bu da patolojik miyokardiyal yeniden şekillenmeye ve kötü bir uzun vadeli prognoza yol açar 1,2,3. KKH’li çocuklarda iyi bir sonuç için RV yeniden şekillenmesi ve ilgili erken hedefli müdahalelerin derinlemesine anlaşılması esastır. Yetişkinlerin ve çocukların kalplerindeki moleküler yapılarda, fizyolojik işlevlerde ve uyaranlara verilen yanıtlarda çeşitli farklılıklar vardır 1,4,5,6. Örneğin, aşırı basınç yükünün etkisi altında, kardiyomiyosit proliferasyonu yenidoğan kalplerde ana yanıttır, oysa fibroz yetişkin kalplerdegörülür 5,6. Ek olarak, yetişkinlerde kalp yetmezliği tedavisinde etkili olan birçok ilacın çocuklarda kalp yetmezliği üzerinde terapötik bir etkisi yoktur ve hatta daha fazla hasara neden olabilir 7,8. Bu nedenle, yetişkin hayvanlardan elde edilen sonuçlar doğrudan genç hayvanlara uygulanamaz.
Arteriyovenöz fistül (AVF) modeli, farklı türlerin yetişkin hayvanlarında onlarca yıldır kronik kalp VO’sunu ve buna karşılık gelen kardiyak disfonksiyonu indüklemek için kullanılmıştır 9,10,11,12,13. Bununla birlikte, doğum sonrası farelerde model hakkında çok az şey bilinmektedir. Önceki çalışmalarımızda, abdominal AVF oluşturularak bir VO postnatal fare modeli başarıyla oluşturulmuştur. Postnatal kalpte değişen RV gelişim yolu dagösterildi 14,15,16,17.
Mevcut modelin altında yatan modifiye cerrahi süreci ve özelliklerini araştırmak için ayrıntılı bir protokol sunulmuştur; Bu çalışmada model 3 ay süreyle değerlendirilmiştir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Önceden, klasik RV VO modeli, valf yetersizliği21 kullanılarak oluşturulmuştu; bununla birlikte, AVF ile karşılaştırıldığında, açık kalp kapakçığı cerrahisi daha karmaşık teknikler gerektirebilir ve özellikle doğum sonrası farelerde önemli ölçüde daha yüksek mortalite ile ilişkili olabilir. Hayvan çalışmaları, VO’nun aynı etkisinin AVF22 ile elde edildiğini gösterdiğinden, bu çalışmada daha az travma ile modifiye abdominal fistül ce…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Çin Ulusal Bilim Vakfı (no. 82200309) ve Ningbo’daki Seçkin Tıp Ekibinin İnovasyon Projesi (no. 2022020405) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| 70% Ethanol | Tiandz,Chia | ||
| ACETAMINOPHEN Oral Solution | VistaPharm, Inc. Largo, FL 33771, USA | NDC 66689-054-01 | |
| Anesthesia machine | RWD Life Science,China | R550IP | |
| Anesthesia mask | RWD Life Science,China | 68680 | |
| C57BL/6 mice | Xipu’er-bikai Experimental Animal Co., Ltd (Shanghai, China) | ||
| Hair removal cream | Veet, France | VT-200 | |
| Hematoxylin and eosin Kit | Beyotime biotech | C0105M | |
| Isoflurane | RWD Life Science,China | R510-22-10 | |
| Microscope | Yuyan Instruments, China | SM-301 | |
| Surgical suture needles | NINGBO MEDICAL NEEDLE CO.,LTD, China | ||
| Thermostatic heating platform | Qingdao Juchuang Environmental Protection Group Co., Ltd, China | ||
| Ultrasound device | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | Image modes includes B-Mode, Color Doppler Mode and Pulsed Wave Doppler Mode |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories,United States | REF 01-08 | |
| Ultrasound transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS 400 |
References
- Sanz, J., Sanchez-Quintana, D., Bossone, E., Bogaard, H. J., Naeije, R. Anatomy, function, and dysfunction of the right ventricle: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 73 (12), 1463-1482 (2019).
- Alonso-Gonzalez, R., Dimopoulos, K., Ho, S., Oliver, J. M., Gatzoulis, M. A. The right heart and pulmonary circulation (IX). The right heart in adults with congenital heart disease. Revista Española de Cardiología. 63 (9), 1070-1086 (2010).
- Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening. Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).
- Ye, L., et al. Role of blood oxygen saturation during postnatal human cardiomyocyte cell cycle activities. JACC: Basic to Translational Science. 5 (5), 447-460 (2020).
- Ye, L., et al. Pressure overload greatly promotes neonatal right ventricular cardiomyocyte proliferation: a new model for the study of heart regeneration. Journal of the American Heart Association. 9 (11), e015574 (2020).
- Geraets, I. M. E., Glatz, J. F. C., Luiken, J., Nabben, M. Pivotal role of membrane substrate transporters on the metabolic alterations in the pressure-overloaded heart. Cardiovascular Research. 115 (6), 1000-1012 (2019).
- Burns, K. M., et al. New mechanistic and therapeutic targets for pediatric heart failure: report from a National Heart, Lung, and Blood Institute working group. Circulation. 130 (1), 79-86 (2014).
- Shaddy, R. E., et al. Carvedilol for children and adolescents with heart failure: a randomized controlled trial. Journal of the American Medical Association. 298 (10), 1171-1179 (2007).
- Flaim, S. F., Minteer, W. J., Nellis, S. H., Clark, D. P. Chronic arteriovenous shunt: evaluation of a model for heart failure in rat. American Journal of Physiology. 236 (5), H698-H704 (1979).
- Liu, Z., Hilbelink, D. R., Crockett, W. B., Gerdes, A. M. Regional changes in hemodynamics and cardiac myocyte size in rats with aortocaval fistulas. 1. Developing and established hypertrophy. Circulation Research. 69 (1), 52-58 (1991).
- Scheuermann-Freestone, M., et al. A new model of congestive heart failure in the mouse due to chronic volume overload. European Journal of Heart Failure. 3 (5), 535-543 (2001).
- Du, Y., Plante, E., Janicki, J. S., Brower, G. L. Temporal evaluation of cardiac myocyte hypertrophy and hyperplasia in male rats secondary to chronic volume overload. The American Journal of Pathology. 177 (3), 1155-1163 (2010).
- Wu, J., Luo, X., Huang, Y., He, Y., Li, Z. Hemodynamics and right-ventricle functional characteristics of a swine carotid artery-jugular vein shunt model of pulmonary arterial hypertension: An 18-month experimental study. Experimental Biology and Medicine. 240 (10), 1362-1372 (2015).
- Sun, S., et al. Postnatal right ventricular developmental track changed by volume overload. Journal of the American Heart Association. 10 (16), e020854 (2021).
- Wang, S., et al. Metabolic maturation during postnatal right ventricular development switches to heart-contraction regulation due to volume overload. Journal of Cardiology. 79 (1), 110-120 (2022).
- Zhou, C., et al. Downregulated developmental processes in the postnatal right ventricle under the influence of a volume overload. Cell Death Discovery. 7 (1), 208 (2021).
- Cui, Q., et al. Volume overload initiates an immune response in the right ventricle at the neonatal stage. Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 772336 (2021).
- Cheng, H. W., et al. Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography. Journal of Visualized Experiments. (84), e51041 (2014).
- Sawada, H., et al. Ultrasound imaging of the thoracic and abdominal aorta in mice to determine aneurysm dimensions. Journal of Visualized Experiments. (145), e59013 (2019).
- Thibault, H. B., et al. Noninvasive assessment of murine pulmonary arterial pressure: validation and application to models of pulmonary hypertension. Circulation: Cardiovascular Imaging. 3 (2), 157-163 (2010).
- Mori, Y., et al. A new dynamic three-dimensional digital color doppler method for quantification of pulmonary regurgitation: validation study in an animal model. Journal of the American College of Cardiology. 40 (6), 1179-1185 (2002).
- Bossers, G. P. L., et al. Volume load-induced right ventricular dysfunction in animal models: insights in a translational gap in congenital heart disease. European Journal of Heart Failure. 20 (4), 808-812 (2018).
- Yamamoto, K., et al. The mouse aortocaval fistula recapitulates human arteriovenous fistula maturation. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 305 (12), H1718-H1725 (2013).
- Jouannic, J. M., et al. The effect of a systemic arteriovenous fistula on the pulmonary arterial blood pressure in the fetal sheep. Prenatal Diagnosis. 22 (1), 48-51 (2002).
- Jouannic, J. M., et al. Systemic arteriovenous fistula leads to pulmonary artery remodeling and abnormal vasoreactivity in the fetal lamb. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 285 (3), L701-L709 (2003).
- Patel, M. D., et al. Echocardiographic assessment of right ventricular afterload in preterm infants: maturational patterns of pulmonary artery acceleration time over the first year of age and implications for pulmonary hypertension. Journal of the American Society of Echocardiography. 32 (7), 884-894 (2019).
- Habash, S., et al. Normal values of the pulmonary artery acceleration time (PAAT) and the right ventricular ejection time (RVET) in children and adolescents and the impact of the PAAT/RVET-index in the assessment of pulmonary hypertension. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (2), 295-306 (2019).
- Arkles, J. S., et al. Shape of the right ventricular Doppler envelope predicts hemodynamics and right heart function in pulmonary hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 183 (2), 268-276 (2011).
