Summary

左前下の動脈の結紮を通して心筋虚血再灌流傷害のマウスモデル

Published: April 10, 2014
doi:

Summary

我々は、再現性を高めるために左前下行枝(LAD)に結紮の位置決めにおいてより明確にするために可能にするマウスモデルにおける心筋梗塞(MI)をシミュレートするための実験的虚血/再灌流(I / R)傷害を誘導するための外科的方法を紹介マウスでのMIの実験の。

Abstract

急性または慢性の心筋梗塞(MI)は、高い罹患率および死亡率をもたらす心血管イベントである。ミシガン中に職場での病理学的メカニズムを確立し、効果的な治療アプローチを開発することは、再現性の臨床発生率をシミュレートし、心筋梗塞に関連する病態生理学的変化を反映するための方法論が必要である。ここで、我々は短期の虚血 – 再灌流(I / R)傷害ならびに永久結紮に使用することができるマウスモデルにおいてMIを誘導するための外科的方法を記載する。この方法の主な利点は、マウス心臓の左心室に虚血を誘発するために、この動脈の正確なライゲーションを可能にするために、左前下行枝(LAD)の場所を容易にすることである。 LAD結紮上の正確な位置決めは、梗塞サイズの再現性を増加させ、したがって、より信頼性の高い結果を生じる。合字の配置の高い精度は、T、マウスでは、MIをシミュレートするために、標準的な外科的アプローチを改善しますHUS統計学関連研究に必要な実験動物の数を減らし、MI後の心機能障害を生じるメカニズムの理解を向上させること。 MIのこのマウスモデルは、MI後の心筋損傷を対象とした治療法の前臨床試験のために有用である。

Introduction

心筋梗塞(MI)の動物モデルは、虚血性心疾患1の複雑な病態生理の研究に重要である。虚血再灌流(I / R)傷害ミシガン中に生成された心筋障害の主要な原因である。冠循環の閉塞により製造初期虚血傷害は、適時に灌流を回復させる血管形成術を用いて、MI患者において最小化することができる。この介入が大幅に急性心筋梗塞、心筋細胞の死につながるI / R障害における虚血領域の結果への血流の回復に死亡者数が減少しているが。心筋質量のこの損失は、心不全に向かって心拍出量および進行の低下に寄与する。このように、I / R傷害から心筋細胞死に至るメカニズムの研究は、心臓血管研究の調査の重要なラインです。外科的冠動脈結紮は、様々な動物種におけるMIのモデルを誘導する有用な実験手法、includiですラット、イヌおよびブタngの。異なる実験室での出版物は、I / R損傷2,3のマウスの心臓モデルの確立に様々な方法を導入しています。これらのメカニズムへの洞察を得るために、我々は、MIの病理学のいくつかの側面を再現できる信頼性の高い動物モデルへのアクセス権を持っている必要があります。このようなモデルの開発も、MIの治療および関連するI / R損傷のための治療的アプローチをテストするために不可欠である。

実験動物において、MIをシミュレートするために現在利用可能な外科技術のほとんどは、その後の虚血性イベントを生成するための時間で定義された期間の合字に吸蔵されている動脈(LAD)を左前を露出させ、胸腔に外科的切開を伴う。その合字は、I / R損傷の虚血領域と世代の再灌流を可能にするために取り外すことができます。 LADに関する文献の位置が常に正確に再現されないことを、これらのアプローチの一つの主要な制限このアプローチにより誘発される心筋梗塞の重症度の変化につながることができます。最も利用可能な技術は、一般的に、心臓の前壁にLADのおおよその位置を説明した。 LADの分岐と方向は個々の動物に変化することができるように場所が常に固定されておらず、手術の6時の潜在的な合併症につながる、4,5簡単に混乱することができます。合字の不適切な配置の結果は完全にモデルの特異性を損なうため、左心室に誘導される梗塞の大きさのばらつきから実行することができます。ここでは、LAD上の合字の配置の精度向上を可能にしたマウスの心筋のI / Rと永久連結に変更された手法を提案する。最初の切開および内部解剖だけでなく、それが大動脈から出LAD、サイトのよりよい理解を可能にするために、心房を持ち上げる操作の使用のための具体的なアプローチを適用することにより。確立LADとその起源上の位置は、再現可能な方法でLADを結紮する機会を提供する。心筋I / Rと永久結紮のこのモデルは、手術後の梗塞サイズのばらつきを減少させるだけでなく、それはまた、動作中に過剰な出血の発生率を減少させることができる。

Protocol

この動物プロトコルはによって承認され、オハイオ州立大学の施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって定められたガイドラインおよび規制に準拠していました。地元の動物実験委員会によって開発されたすべてのポリシーは、国立衛生研究所の実験動物福祉局によって開発された動物実験ガイドに準拠している。 1。麻酔および気管内挿管使用前にすべての機…

Representative Results

梗塞サイズおよび面積·アット·リスク(AAR)の分析は、フタロシアニン青色色素、トリフェニルテトラゾリウムクロリド(TTC)で、24時間の再灌流に続いて、LADの結紮、縫合糸を心筋組織の遠位側のブランチングを観察することによって確認することができるだけでなく、前壁の機能不全。再灌流は心筋組織および前方壁運動の一部回復の実証に赤色の戻りにより確認することができる。 </p…

Discussion

マウスの心筋虚血再灌流モデルは、臨床的急性または慢性心疾患13,14をシミュレートする心臓血管研究のための有効な方法である。かなりの努力が虚血事象、いくつかの異なる動物種の心臓における再灌流損傷を生じる外科的アプローチを開発し、登録するために適用されている。異なる動物システムの使用に特定の利点がありますが、マウスがマウスの心臓に心筋のI / Rを生産する?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この刊行物で報告された研究は、関節炎や筋骨格系の独立行政法人と皮膚疾患、受賞番号R01-AR063084下国立衛生研究所の一部でサポートされていました。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしも国立衛生研究所の公式見解を示すものではありません。

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

  1. Abarbanell, A. M., et al. Animal models of myocardial and vascular injury. J Surg Res. 162, 239-249 (2010).
  2. 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).
  3. Virag, J. A., Lust, R. M. Coronary artery ligation and intramyocardial injection in a murine model of infarction. J Vis Exp. , (2011).
  4. 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).
  5. Kumar, D., et al. Distinct mouse coronary anatomy and myocardial infarction consequent to ligation. Coron Artery Dis. 16, 41-44 (2005).
  6. Degabriele, N. M., et al. Critical appraisal of the mouse model of myocardial infarction. Exp Physiol. 89, 497-505 (2004).
  7. Shao, Y., Redfors, B., Omerovic, E. Modified technique for coronary artery ligation in mice. J Vis Exp. , (2013).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Cozzi, E., et al. Ultrafine particulate matter exposure augments ischemia-reperfusion injury in mice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 291, 894-903 (2006).
  11. Kim, S. C., et al. A murine closed-chest model of myocardial ischemia and reperfusion. J Vis Exp. , 3896 (2012).
  12. 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).
  13. Borst, O., et al. Methods employed for induction and analysis of experimental myocardial infarction in mice. Cell Physiol Biochem. 28, 1-12 (2011).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
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Citar este artigo
Xu, Z., Alloush, J., Beck, E., Weisleder, N. A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery. J. Vis. Exp. (86), e51329, doi:10.3791/51329 (2014).

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