En murin model af myokardieiskæmi-reperfusionsskade gennem æggelederne for Venstre Anterior Faldende Artery
Summary
Vi indfører en kirurgisk metode til at inducere eksperimentel iskæmi / reperfusion (/ R) skader simulere myokardieinfarkt (MI) i muse-modeller, der giver mulighed for mere klarhed i positionering af ligering på venstre forreste nedadgående arterie (LAD) for at forbedre reproducerbarheden af MI eksperimenter i mus.
Abstract
Akut eller kronisk myokardieinfarkt (MI), er kardiovaskulære hændelser resulterer i høj sygelighed og dødelighed. Etablering de patologiske mekanismer på arbejde i løbet MI og udvikling af effektive terapeutiske tilgange kræver metode til reproducerbart simulere den kliniske forekomst og afspejler de patofysiologiske ændringer i forbindelse med MI. Her beskriver vi en kirurgisk metode til at inducere MI i musemodeller, der kan bruges til kortvarig iskæmireperfusion (I / R) skade samt permanent ligatur. Den største fordel ved denne fremgangsmåde er at lette placeringen af den venstre forreste nedadgående arterie (LAD) for at muliggøre nøjagtig ligering af denne arterie at inducere iskæmi i den venstre ventrikel af musen hjerte. Præcis positionering af ligatur på LAD øger reproducerbarhed infarktstørrelse og frembringer således mere pålidelige resultater. Større præcision i anbringelsen af ligatur vil forbedre standard kirurgiske metoder til at simulere MI i mus, thus at reducere antallet af forsøgsdyr er nødvendige for statistisk relevante undersøgelser og forbedre vores forståelse af de mekanismer, der producerer hjertedysfunktion efter MI. Denne musemodel af MI er også nyttigt for den prækliniske afprøvning af behandlinger rettet mod myokardie skade efter MI.
Introduction
Dyremodeller for myokardieinfarkt (MI) er vigtige i forskning af den komplekse patofysiologi iskæmisk hjertesygdom 1. Iskæmireperfusion (I / R) skader er en stor bidragyder myokardiets skader, der genereres i løbet af MI. Den oprindelige iskæmi skade produceret af okklusion af koronar cirkulation kan minimeres i MI patienter ved brug af ballonudvidelse at genoprette perfusion i tide. Mens dette indgreb i høj grad har reduceret antallet af dødsfald som følge af akut MI, restaurering af blodgennemstrømningen i de iskæmiske område resultater i I / R skade, der fører til død cardiomyocytes. Dette tab af myokardiemasse bidrager til nedsat minutvolumen og progression i retning af hjertesvigt. Således undersøgelse af de mekanismer, der resulterer i cardiomyocyte død fra I / R skade er en vigtig linje undersøgelsesudvalg i kardiovaskulær forskning. Kirurgisk koronar ligatur er en nyttig eksperimentel teknik til at fremkalde modeller af MI i forskellige animalske typer, including rotte, hund og gris. Publikationer i forskellige laboratorier har indført forskellige metoder på etableringen af musene hjerte model af I / R skade 2,3. For at få indblik i disse mekanismer, skal vi have adgang til pålidelige dyremodeller, der kan gengive flere aspekter af MI patologi. Udvikling af sådanne modeller er også afgørende for at teste terapeutiske tilgange til behandling af MI og tilhørende I / R skade.
De fleste af de aktuelt tilgængelige kirurgiske teknikker til at simulere MI hos forsøgsdyr involverer kirurgisk dissektion ind i brysthulen at eksponere venstre forreste nedadgående arterie (LAD), som derefter tillukkes af en ligatur for fastsat periode tid til at producere den iskæmiske begivenhed. Så at ligatur kan fjernes for at give mulighed for reperfusion af det iskæmiske område og generering af I / R-skade. En væsentlig begrænsning ved denne metode i, at positionen af litteraturen om LAD ikke altid nøjagtigt gengivet, somkan føre til variation i sværhedsgraden af MI induceres af denne fremgangsmåde. De fleste tilgængelige teknik kun beskrevet generelt den omtrentlige placering af LAD i den forreste væg af hjertet. Som forgreningen og retning af LAD kan variere i individuelle dyr placeringen ikke altid fast og let kan forveksles 4,5, hvilket fører til potentielle komplikationer under operationen 6. Følgerne af forkert placering af ligatur kan køre fra variation i størrelsen af infarkt induceret i den venstre ventrikel til helt at kompromittere specificiteten af modellen. Her præsenterer vi en modificeret metode til myokardie I / R og permanent ligation i mus, der giver mulighed for forbedret nøjagtighed af placering af ligatur på LAD. Ved at anvende specifikke strategier for den indledende incision og intern dissektion, samt brugen af manipulationer at løfte forkamre at muliggøre en bedre forståelse af LAD og stedet, hvor det tappes fra aorta. Etablering afposition på LAD og dets oprindelse giver mulighed for at ligere LAD på en reproducerbar måde. Denne model af myocardial I / R og permanent ligering ikke kun nedsætter variationen i infarktstørrelse efter kirurgi, kan det også mindske forekomsten af kraftig blødning under operationen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mus myocardiale iskæmi-reperfusion modeller er en effektiv metode til kardiovaskulære forskning for at simulere klinisk akut eller kronisk hjertesygdom 13,14. Betydelig indsats er blevet anvendt til at udvikle og forfine kirurgiske metoder, der producerer iskæmiske hændelser og reperfusion skade i hjerterne hos flere forskellige dyr typer. Mens der er særlige fordele ved brug af forskellige dyr systemer, musen har karakteristika, der har ført til en omfattende interesse i at producere myokardie I / R i …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forskning rapporteret i denne publikation blev støttet af National Institute of Arthritis og bevægeapparatet og hudsygdomme, en del af National Institutes of Health, under Award Number R01-AR063084. Indholdet er alene forfatternes ansvar og repræsenterer ikke nødvendigvis de officielle synspunkter National Institutes of Health.
Materials
| PhysioSuite with RightTemp Homeothermic Warming | Kent Scientific Corp | PS-RT | |
| Light source | Zeiss | KL 1500 LCD | |
| Mouse Heart Slicer Matrix | Zivic Miller | HSMS001-1 | |
| Micro Tray – Base, Lid, & Mat (6.0 x 10 x 0.75) | Fine Science Tools | 6100A | |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | Sigma Aldrich | T8877 | |
| Buprenorphine (Buprenex Injectable) | Reckitt Benkiser Healthcare | NDC 12496-0757-1 | |
| bupivacaine | Hospira | NDC 0409-1163-01 | |
| Isoflurane | Abbott | NDC 5260-04-05 | |
| Betadine Soultion | Purdue Pharma | 25655-41-8 | |
| Mouse Cardiac Troponin T(cTnT) ELISA | Kamiya Biomedical Company | KT-58997 | |
| Fine Scissors | Fine Science Tools | 14040-10 | |
| Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11251-30 | |
| Dumont #3 Forceps | Fine Science Tools | 11231-30 | |
| Castroviejo Micro Needle Holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| Slim Elongated Needle Holder | Fine Science Tools | 12005-15 | |
| Round Handled Needle Holders | Fine Science Tools | 12075-12 | |
| Omano Trinocular Stereoscope | Microscope.com | OM99-V6 | |
| SB2 Boom Stand with Universal Arm | Microscope.com | V6 | |
| Tracheal Tube, 0.5mm, 1/16in Y | Kent Scientific Corp | RSP05T16 | |
| Anesthesia Systems for Rodents and Small Animals | VetEquip, Inc | 901807 | |
| 4-0 silk taper suture | Sharpoint™ Products | DC-2515N | |
| 6-0 silk taper suture | Sharpoint™ Products | DC-2150N |
Referências
- Abarbanell, A. M., et al. Animal models of myocardial and vascular injury. J Surg Res. 162, 239-249 (2010).
- Gao, E., et al. A novel and efficient model of coronary artery ligation and myocardial infarction in the mouse. Circ Res. 107, 1445-1453 (2010).
- Virag, J. A., Lust, R. M. Coronary artery ligation and intramyocardial injection in a murine model of infarction. J Vis Exp. , (2011).
- Salto-Tellez, M., et al. Myocardial infarction in the C57BL/6J mouse: a quantifiable and highly reproducible experimental model. Cardiovasc Pathol. 13, 91-97 (2004).
- Kumar, D., et al. Distinct mouse coronary anatomy and myocardial infarction consequent to ligation. Coron Artery Dis. 16, 41-44 (2005).
- Degabriele, N. M., et al. Critical appraisal of the mouse model of myocardial infarction. Exp Physiol. 89, 497-505 (2004).
- Shao, Y., Redfors, B., Omerovic, E. Modified technique for coronary artery ligation in mice. J Vis Exp. , (2013).
- Klocke, R., Tian, W., Kuhlmann, M. T., Nikol, S. Surgical animal models of heart failure related to coronary heart disease. Cardiovasc Res. 74, 29-38 (2007).
- Nossuli, T. O., et al. A chronic mouse model of myocardial ischemia-reperfusion: essential in cytokine studies. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 278, 1049-1055 (2000).
- Cozzi, E., et al. Ultrafine particulate matter exposure augments ischemia-reperfusion injury in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 291, 894-903 (2006).
- Kim, S. C., et al. A murine closed-chest model of myocardial ischemia and reperfusion. J Vis Exp. , 3896 (2012).
- Nagarajan, V., Hernandez, A. V., Tang, W. H. Prognostic value of cardiac troponin in chronic stable heart failure: a systematic review. Heart. 98, 1778-1786 (2012).
- Borst, O., et al. Methods employed for induction and analysis of experimental myocardial infarction in mice. Cell Physiol Biochem. 28, 1-12 (2011).
- Diepenhorst, G. M., van Gulik, T. M., Hack, C. E. Complement-mediated ischemia-reperfusion injury: lessons learned from animal and clinical studies. Ann Surg. 249, 889-899 (2009).
- Benavides-Vallve, C., et al. New strategies for echocardiographic evaluation of left ventricular function in a mouse model of long-term myocardial infarction. PLoS One. 7, 41691 (2012).
- Bamberg, F., et al. Accuracy of dynamic computed tomography adenosine stress myocardial perfusion imaging in estimating myocardial blood flow at various degrees of coronary artery stenosis using a porcine animal model. Invest Radiol. 47, 71-77 (2012).
