A highly reproducible model for myocardial infarction in mice with minimal invasive manipulations is described. The model can be easily performed, resulting in a high reproducibility and survival rate. Thus, the described model will reduce the number of required animals as requested by the 3R principle (Replacement, Refinement and Reduction).
احتشاء عضلة القلب لا يزال السبب الرئيسي للوفاة في الدول الغربية، وعلى الرغم من التقدم الكبير في مجال التنمية الدعامات في العقود الماضية. لتوضيح الآليات الكامنة ووضع استراتيجيات علاجية جديدة، وتوافر نماذج حيوانية صالحة إلزامية. وبما أننا في حاجة رؤى جديدة في pathomechanisms من أمراض القلب والشرايين تحت في ظروف فيفو لمكافحة احتشاء عضلة القلب، وصلاحية النموذج الحيواني جانبا بالغ الأهمية. ومع ذلك، حماية الحيوانات ذات أهمية كبيرة في هذا السياق. لذلك، علينا أن ننشئ نموذجا مينيملي وبسيطة من احتشاء عضلة القلب في الفئران، التي تضمن لاستنساخ عالية ومعدل البقاء على قيد الحياة من الحيوانات. وهكذا، وهذا نماذج تلبي متطلبات مبدأ 3R (استبدال، صقل والحد من) للالتجارب على الحيوانات وتؤكد المعلومات العلمية اللازمة لمواصلة تطوير الاستراتيجيات العلاجية لcardiovأمراض ascular.
احتشاء عضلة القلب هو واحد من الأسباب الرئيسية للوفاة في الدول الصناعية. على الرغم من التقدم الذي لا ينكر لنهج التشخيصية والعلاجية، وأمراض القلب والأوعية الدموية لا تزال سببا رئيسيا من أسباب الوفيات. ونظرا لتحسن متوسط العمر المتوقع والمخاطر المرتبطة الحياة، ومن المتوقع في المستقبل زيادة مستمرة في معدل الإصابة بالأمراض القلبية الوعائية. وبالتالي، هناك حاجة ماسة لإنشاء والتحقق من صحة نهج جديدة لعلاج أمراض القلب والأوعية الدموية. المعلومات من الدراسات البشرية تعاني من حدوده، هذه الدراسات عادة ما تكون غير كافية لشرح وفهم آليات على المستوى الجزيئي، لكونها غير قادرة على توفير حلول لهذه المشاكل الصحية الرئيسية.
وعلاوة على ذلك، تم البحوث الأساسية محدودة بسبب تعقيد وصعوبة إعادة إنشاء آليات لمرض القلب والأوعية الدموية في المختبر. لذلك، لزيادة معرفتنا حول الفيزيولوجيا المرضية لأمراض القلبأمراض الأوعية الدموية، فمن الضروري للتحقق من صحة النماذج الحيوانية 1،2. ومع ذلك، لتحديد جميع أجهزة الطرد المركزي من الأحداث الجزيئية تشارك في الشفاء بعد احتشاء عضلة القلب، والتحليل في نقاط زمنية مختلفة هو ضروري، مما تسبب في عدد كبير من الحيوانات التجارب.
وغالبا ما أجرى تجارب احتشاء عضلة القلب باستخدام نماذج حيوانية. حمل احتشاء عضلة القلب في الحيوانات الصغيرة 3-11 هو النموذج الأكثر ملاءمة وكفاءة العاملين للتحقيق في الأحداث الخلوية والجزيئية من نماذج حيوانية كبيرة. وعلاوة على ذلك، لم الأنواع الأخرى تقدم توافر المعدلة وراثيا أو خروج المغلوب سلالات كما الفئران 12. هذه نماذج الماوس مفيدة للغاية في الأمراض الأخرى، بما في ذلك أمراض القلب والأوعية الدموية (مثل تصلب الشرايين، في الدعامات عودة التضيق) 13،14. وبالإضافة إلى ذلك، فإن فترة الحمل منخفضة وارتفاع عدد السلالات مؤهلة نماذج الماوس كنظام الأكثر جاذبية لدراسة الآليات الجزيئية لINFA عضلة القلبrction 12.
ومع ذلك، فإن حجم القلب في الفئران يتوقع عالية الدقة من خلال التلاعب المجهرية. تعليم هؤلاء الأفراد لعملية جراحية المؤهلين وذوي المهارات هو مضيعة للوقت وعملية العمل المكثف. ولذلك، فإننا نقدم هنا إجراء جراحة مفصل، بما في ذلك النصائح والحيل لتوجيه المتعاونين حتى من ذوي المؤهلات المتوسطة، مثل الطلاب أو الفنيين لأداء التعقيد النموذج احتشاء عضلة القلب في الفئران.
في البداية، يتم إجراء التنبيب عن طريق قنية قصيرة دون استخدام القصبة الهوائية. يقع شق الصدر في منطقة بين الضلوع، وتجنب إصابة في الضلوع و / أو الأنسجة المحيطة بها. هذه الخطوة الفرعية هي ذات أهمية كبيرة لضمان انتعاش سريع والشفاء 15. يتم ربطة التفضيلية للنقص التروية المزمن ونقص التروية / ضخه النماذج، لمعدل البقاء على قيد الحياة عالية مع الحفاظ على حجم كبير احتشاء. وتبين تجربتنا ثار باستخدام الخيط الحرير يؤكد على استنساخ أعلى بالمقارنة مع البرد الإصابات 16.
في الختام، فإن الطريقة الموصوفة هنا ينطبق في كل نقص التروية المزمن ونماذج نقص التروية / ضخه في الحيوانات الصغيرة. وتهدف النصائح والحيل التي قدمت في هذا الإجراء لتمكين الموظفين ذوي التأهيل حتى منخفض أو متوسط لتطبيقه في النماذج الحيوانية الصغيرة.
خلال هذا الإجراء، هناك بعض النقاط الحرجة أن يكون لاحظت: التنبيب، وفتح التجويف الصدري وربطة LAD. الخطوة الهامة الأولى هي التنبيب للحيوان قبل experiements. العديد من الجماعات تستخدم لدعم العمودي لتحديد الماوس ومصدرا للضوء لإدراج قنية مباشرة إلى القصبة الهوائية. هذا الأسلوب له عدم اليقين بشأن الإدراج الصحيح للقنية في القصبة الهوائية وهي الأكثر عرضة للفشل من قبل المبتدئين. جعل شق صغير، موقف قنية يمكن السيطرة خلال مناورة بأكملها، مما أدى إلى خفض معدل التخلف عن السداد. وعلاوة على ذلك، يتم تجاوز القصبة الهوائية، مما أدى إلى خفض المضاعفات وتقليل وقت التشغيل.
الخطوة الهامة التالية هي فتح التجويف الصدري. يمثل القص متوسط مناورة عالية المخاطر تأخير الانتعاش من الحيوانات. شق الأيسر الجانبي مما يعني قطع من 2-3 الأضلاع 15 </سوب>، يؤدي إلى انتعاش ناقصة وزيادة معدل الوفيات. كنا في نموذج صغير، شق منفصلة بين الأضلاع تقديم الحد الأدنى من العبء. الحيوانات على التعافي بسرعة جدا بعد الجراحة ولا العيوب الحالية أو الشفاء بالانزعاج. يتم أخذ مساحة بين ضلعي أقل كنقطة مرجعية. النظر في هذا، والوصول المناسب ومتباينة إلى المكان رباط للأمراض المزمنة ونقص التروية / نموذج ضخه، لا يثير مشاكل خطيرة.
ربطة يمثل في حد ذاته الخطوة الأكثر أهمية. وتنازلي الشريان التاجي الأيسر من الصعب أن تصور، ويحتاج إلى أن تكون ملزمة دون رأي كثير من الأحيان. لذلك، يتم أشار بعض النقاط المرجعية التشريحية للخروج لمساعدة الجراح من إجراء الربط الصحيح. لنموذج احتشاء مزمن، يتم وضع رباط في منتصف الجانب البطني للقلب، بين الأذن وقمة، وقبل انتهاء الوريد الأمامي الرئيسي (الشكل 2B). يمكن كنترول الكفاءةlled من خلال وضع تصور ظهور اللون الرمادي في المناطق المتضررة. إذا ظهرت منطقة محتشية الأمامي ولا تشمل الجدار الخلفي، يمكن وضعها خياطة جديدة ليسار خياطة الأولى. الجذر الرئيسي للLAD هو دائما مرئية تحت الأذن 18، وبالتالي لا يقدم مشاكل خطيرة في الكشف عن هذا الجزء. ومع ذلك، يعرض الأذن خطر كبير من النزيف ويجب أن يتم التعامل معها بعناية.
وهذا الإجراء يحد من وجود المعدات المناسبة. جهاز التنفس الصناعي ونظام التخدير المناسب للحيوانات الصغيرة هي مكلفة وتتطلب اتصالات لنظام الغاز وتهوية الغرفة. وعلاوة على ذلك، إشراف وثيق من الحيوانات ضروري في الأسبوع الأول بعد إجراء للكشف عن ممكن السريرية. لفحص وظائف القلب خلال التجربة، هناك حاجة عالية الدقة الموجات فوق الصوتية، معقدة LANGENDORF نضح النظام، أو صغيرة القياسات القسطرة داخل البطينات والجردolving تكاليف عالية وخبرات إضافية.
وبالنظر إلى احتشاء عضلة القلب، وليس هناك طرق البديلة المتاحة لإنتاج تعقيد الأحداث في المختبر. اعتمادا على نقطة اهتمام، خارج الحي نضح من قلب معزولة في نظام Langendorff يقدم معلومات عن انقباض، وظيفة القلب وقابلية عضلة القلب استجابة للمؤثرات أو أدوية مختلفة. ومع ذلك، فإنه لا يشمل جميع التدخلات من مكونات الدم والجهاز المناعي، وليس يشار إليه للدراسات طويلة لإعادة عرض والشفاء بعد احتشاء عضلة القلب.
بعد تنفيذ الإجراء احتشاء عضلة القلب، وجميع التحاليل الفنية الأخرى يمكن القيام بها، مثل قياسات الضغط داخل البطينات والموجات فوق الصوتية (أنظمة الموجات فوق الصوتية الحيوانات الصغيرة) أو القلب معزولة Langendorff نضح. وعلاوة على ذلك، كل تحليل البيولوجي والجزيئية يمكن أن يؤديها لتحديد الخلايا والبروتينات، من mRNAs، microRNAs، جنرال الكتريكالأخبار أو المؤشرات الحيوية الأخرى، والتي يمكن استخدامها كأهداف العلاجية لوضع استراتيجيات جديدة لعلاج احتشاء عضلة القلب.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Interdisciplinary Centre for Clinical Research IZKF Aachen (junior research group to E.A.L.) within the faculty of Medicine at RWTH Aachen University. We are grateful Dr. Rusu and Ashley Christina Vourakis for critical review of the manuscript and Mrs. Roya Soltan for the professional help with immunohistochemistry staining.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Stereomicroscope | Olympus | SZ/X9 | |
Mouse ventilator | Harvard Apparatus | 730043 | Model Minient 845 |
Dual Anesthesia System (Tabletop Version) | Harvard Apparatus | Selfcontained isofluranebased anesthesia unit for use on lab tables, with a compact 8" x 11" footprint. | |
Intubation cannula | Harvard Apparatus | 732737 | |
Forceps | FST, Germany | 9119700 | standard tip curved 0.17 mm x 0.1 mm |
Scissors | FST, Germany | 9146011 | straight |
Vannas scissor | Aesculap, Germany | OC 498 R | |
Retractors | FST, Germany | 1820010 | 2.5mm wide |
Retractors | FST, Germany | 1820011 | 5mm wide |
Wire handles | FST, Germany | 1820005 | 10cm |
Wire handles | FST, Germany | 1820006 | 14cm |
Ketamine 10% | CEVA, Germany | ||
Xylazine 2% | Medistar, Germany | ||
Bepanthene eye and nose cream | Bayer, Germany | ||
Silicon tube | IFK Isofluor, Germany | custommade product | diameter 500µm |
section thickness 100 µm | |||
polytetrafluorethylene catheter | |||
PROLENE Suture 6/0 | ETHICON | 8707H | polypropylene monofilament suture, unresorbable, needle CC1, 13mm, 3/8 Circle |
7/0 Silk | Seraflex | IC 1005171Z | |
Ultrasound | Vevo, Canada | 770 Vevo |