नवजात चूहों में रोधगलन, कार्डिएक पुनर्जनन की एक मॉडल
Summary
This protocol describes a highly reproducible model of cardiac regeneration by surgical induction of myocardial infarction in the left ventricle of postnatal day 1 mice. The method involves induction of hypothermic anesthesia and ligation of the left anterior descending coronary artery.
Abstract
रोधगलन कोरोनरी धमनी बंधाव से प्रेरित हृदय की मरम्मत और उत्थान के तंत्र का अध्ययन करने के लिए, और चिकित्सा विज्ञान के लिए नए लक्ष्य को परिभाषित करने के लिए एक उपकरण के रूप में कई पशु मॉडल में इस्तेमाल किया गया है। दशकों के लिए, पूरे दिल उत्थान के मॉडल उभयचर और मछली में ही अस्तित्व में है, लेकिन एक स्तनधारी समकक्ष उपलब्ध नहीं था। एक प्रसव के बाद खिड़की की हाल की खोज के दौरान जो चूहों पुनर्योजी क्षमताओं के अधिकारी हृदय उत्थान के एक स्तनधारी मॉडल की स्थापना करने के लिए प्रेरित किया है। नवजात माउस में स्तनधारी हृदय उत्थान के एक शल्य चिकित्सा मॉडल के साथ साथ प्रस्तुत किया है। संक्षेप में, प्रसव के बाद दिन 1 (P1) चूहों isoflurane द्वारा anesthetized और एक बर्फ पैड पर रखा हाइपोथर्मिया प्रेरित करने के लिए कर रहे हैं। बाद सीने में खोला जाता है, और छोड़ दिया पूर्वकाल कोरोनरी धमनी (लाड) उतरते कल्पना है, एक सिवनी बाएं वेंट्रिकल में दौरे दण्ड देना लाड के आसपास रखा गया है। शल्य चिकित्सा की प्रक्रिया में 10-15 मिनट लगते हैं। कोरोनरी धमनी Visualizing हैसटीक सीवन नियुक्ति और reproducibility के लिए महत्वपूर्ण है। रोधगलन और हृदय रोग, द्वारा triphenyl-tetrazolium क्लोराइड (टीटीसी) धुंधला और इकोकार्डियोग्राफी पुष्टि कर रहे हैं क्रमशः। पूरा उत्थान 21 दिनों के बाद रोधगलन ऊतक विज्ञान द्वारा सत्यापित है। इस प्रोटोकॉल रोधगलन के बाद स्तनधारी हृदय उत्थान के तंत्र को स्पष्ट करने के लिए एक उपकरण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
Introduction
रोधगलन (एमआई) दुनिया भर में मौत का एक प्रमुख कारण है, और दिल की विफलता के मामलों 1 के बारे में एक तिहाई के लिए जिम्मेदार बनी हुई है। percutaneous हस्तक्षेप और thrombolytics के उपयोग के सतत अनुकूलन के आगमन reperfusion निम्नलिखित एमआई, cardiomyocyte मौत और सिकुड़ा मायोकार्डियम के नुकसान में वृद्धि हुई है, वहीं फिर भी होता है। यह भी "नहीं" विकल्प है जो रोगियों के लिए उम्मीदवार नहीं हैं या इन उपायों से लाभ नहीं देख पा रहे हैं की बड़ी संख्या को वहाँ रहते हैं। इन रोगियों को अक्षम रोधगलितांश चिकित्सा का एक तंत्र के रूप में गठन और हानिकारक वेंट्रिकुलर remodeling निशान करने के लिए अग्रणी ischemia अनुभव करने के लिए जारी है। यह प्रक्रिया अंतत: दिल की विफलता है, जिसके लिए रोग का निदान एंजियोटेनसिन परिवर्तित एंजाइम (ऐस) अवरोधकों और बीटा ब्लॉकर्स के साथ इष्टतम pharmacologic प्रबंधन के बावजूद गरीब बना रहता है में परिणाम है। दुर्भाग्य से, गंभीर रूप से प्रभावित बाएं निलय समारोह के साथ रोगियों के लिए एक साल की मृत्यु दर अभी भी रूप में रहता है26% 2 के रूप में उच्च। हृदय प्रत्यारोपण दिल की विफलता के साथ रोगियों के लिए अंतिम उपचार विकल्प है। हालांकि, हृदय प्रत्यारोपण के लिए सीमित दाता पूल इस सबसे रोगियों के लिए एक व्यवहार्य विकल्प नहीं है। इस प्रकार, उपन्यास चिकित्सीय एजेंट की खोज क्षतिग्रस्त मायोकार्डियम बहाल करने के लिए हृदय रोग की समस्या को हल करने के लिए सर्वोपरि रहता है। हृदय की चोट के विश्वसनीय पशु मॉडल इसलिए इस प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में आवश्यक हैं।
पारंपरिक हठधर्मिता तय किया है कि वयस्क cardiomyocytes बाद mitotic, टर्मिनली विभेदित कोशिकाओं, विभाजन या क्षतिग्रस्त मायोकार्डियम 3 को बदलने के लिए डी-फर्क के काबिल नहीं हैं। जैसे, एक वयस्क स्तनधारी दिल पूरी तरह से चोट से उबर भी नहीं कर सकता, और खो cardiomyocytes रेशेदार ऊतक के साथ प्रतिस्थापित किया जाएगा। इस प्रकार, अनुसंधान रोधगलितांश विस्तार को कम करने और निशान गठन को कम करने के लिए मुख्य रूप से चिकित्सीय एजेंट पर ध्यान केंद्रित किया है। अभी हाल ही में हालांकि, एक बदलाव हुआ हैहृदय चिकित्सा और कई अनुसंधान प्रयासों आसपास के सोच में हृदय उत्थान 4 के लिए क्षमता पर ध्यान केंद्रित करने के लिए पुनः निर्देशित किया गया है।
अभी हाल तक, हृदय उत्थान के vivo अध्ययन में इस तरह के urodele उभयचर और Teleost मछली 5-7 में उन लोगों के रूप में गैर हड्डीवाला मॉडल, के लिए प्रतिबंधित कर दिया गया था। हालांकि, नवजात माउस में हृदय उत्थान के लिए क्षमता की खोज के स्तनधारी हृदय उत्थान की दो शल्य चिकित्सा मॉडल के विकास के लिए प्रेरित किया: हृदय की सर्वोच्च और कोरोनरी धमनी रोड़ा की लकीर रोधगलन 8,9 प्रेरित करने के लिए। 2011 में, एक माउस सर्वोच्च लकीर मॉडल प्रदर्शित करने के लिए है कि पूरा हृदय उत्थान प्रसव के बाद दिन 1 (P1) पर संभव है इस्तेमाल किया गया था। हालांकि, इस क्षमता में तेजी से प्रारंभिक नवजात अवधि के बाद गिरावट आती है। स्तनधारी दिल शीघ्र ही पूर्वज सेल नंबर गिरावट के रूप में P7 पर जन्म के बाद अपनी पुनर्योजी क्षमता खो देता है, और binucleated बन cardiomyocytes, खोनाउनकी proliferative योग्यता, और स्थायी रूप से कोशिका चक्र 10,11 से बाहर निकलें। नवजात और वयस्क स्तनधारी दिल के बीच बुनियादी अंतर को समझना हृदय उत्थान में उपन्यास अंतर्दृष्टि के लिए नेतृत्व कर सकते हैं।
जबकि सर्वोच्च लकीर वास्तव में सिकुड़ा ऊतकों की फिर से विकास में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, मॉडल ठेठ मानव हृदय की चोट अनुकरण नहीं है, और इस तरह खुद को चिकित्सा विज्ञान के विकास के रूप में अच्छी तरह से उधार नहीं करता है। कोरोनरी धमनी रोड़ा मॉडल, तथापि, अधिक सीधे एमआई विकृति की pathophysiologic पहलुओं simulates, और इस प्रकार तंत्र है कि मानव उपयोग के लिए चिकित्सीय उन्नति के लिए लागू किया जा सकता है में और अधिक उपयोगी अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।
सर्जिकल कोरोनरी बंधाव कई पशु मॉडल 12-14 में एक उपयोगी प्रयोगात्मक तकनीक के रूप में इस्तेमाल किया गया है। वयस्क कोरोनरी धमनी बंधाव मॉडल में, जानवरों anesthetized और जब respirati बनाए रखने छाती गुहा के उद्घाटन अनुमति देने के लिए कर रहे हैं intubatedपर। दिल नियमित रूप से हरा करने के लिए, कोरोनरी वाहिका के दृश्य की अनुमति देने और सटीक सिवनी प्लेसमेंट के लिए अनुमति देने के लिए जारी है। इसके अलावा, दिल गुलाबी बनी हुई है के रूप में छिड़काव जारी है, और बंधाव के बाद इस्कीमिक मायोकार्डियम पीला दिखाई देता है, सफल कोरोनरी धमनी बंधाव का संकेत है। प्रोटोकॉल नवजात चूहों के लिए वर्णित है, तथापि, के रूप में कोरोनरी धमनी की कल्पना नहीं की है और सर्जन का अनुमान करना चाहिए जहां सिवनी 15 के लिए जगह कम विश्वसनीय है। हालांकि कोरोनरी वाहिका के सामान्य शरीर रचना विज्ञान दिशा में एक ही है, व्यक्ति पशु परिवर्तनशीलता है और बालक की शाखाओं में 16 से मौजूद है। इस प्रकार, जब "अंधा में जा रहा है," धमनी आसानी से याद किया जा सकता है। ऐसे इकोकार्डियोग्राफी के रूप में अन्य तकनीकों तो एमआई के सफल प्रेरण पुष्टि करने के लिए, और यह सुनिश्चित करने के लिए सभी सर्जरी के लिए एक समान रोधगलितांश आकार में परिणाम के लिए आवश्यक हैं। यहां एक हाल ही में प्रकाशित विधि 15, जहां बालक की स्थिति स्थापित किया जा सकता है पर वर्णित एक सुधार हैlished और इस तरह लाड reproducibly एमआई प्रेरित करने के लिए ligated जा सकता है।
इस तकनीक नवजात माउस में एक hypothermic राज्य में अंतःश्वासनलीय इंटुबैषेण या यांत्रिक वेंटीलेशन, thoracotomy के रूप में की आवश्यकता नहीं है फेफड़ों के पतन में परिणाम नहीं करता है। हालांकि, पहले से वर्णित विधि में, गंभीर हाइपोथर्मिया दोनों पूरा एपनिया और हृदय लय 15 की समाप्ति के बिंदु के लिए प्रेरित किया जाना चाहिए। इस दृष्टिकोण के प्रमुख सीमा है कि कोरोनरी धमनी नहीं रह भरकर रखा जाता है और दिल भी लाड बंधाव से पहले पीला दिखाई देता है। दृष्टिकोण वर्णित में, कोरोनरी धमनी दृश्य गहरी हाइपोथर्मिया और हृदय लय समाप्ति, सर्जरी के बाद नवजात माउस की पूरी वसूली के साथ पहले अकर्मण्यता के एक बिंदु पर संभव है। इस विधि 100% reproducibility के एक प्रमुख लाभ प्रदान करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
शल्य लाड बंधाव के साथ साथ प्रदर्शन किया एक विश्वसनीय विधि नवजात चूहों में MI का उत्पादन होता है। यह मॉडल एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मॉडल के साथ जो स्तनधारी दिल उत्थान का अध्ययन करने के साथ शोधकर्?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by an operating grant from the Canadian Institutes of Health Research (CIHR) to Q.F. (grant #MOP-119600).
Materials
| 8-0 Nylon Suture | Microsurgery Instruments | 8-0 Nylon | |
| 11-0 Nylon Suture | Shanghai Pudong Medical Products Co Ltd | H1101 | |
| Fine Scissors | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Small forceps | Fine Science Tools | 11063-07 | |
| Micro Needle Holder | Fine Science Tools | 12060-02 | |
| Zeiss Opmi 6s/S3 Microscope | Zeiss | 300002 | |
| Isoflurane | Baxter | CA2L9100 | |
| Isoflurane Chamber | Made in Feng laboratory | ||
| Bead Sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| 2,3,5-Triphenyltetraolium chloride (TTC) | Sigma | T8877 | |
| Stereomicroscope SteREO Discovery. V8 | Zeiss | 435400 | |
| AxioVision 8.0 | Zeiss | ||
| Axiocam Icc5 | Zeiss | 426554 | |
| Heat pad | Sunbeam | 731A0-CN | |
| Sterile Gloves | VWR | 414004-430 | |
| Gauze Sponges | Ducare | 90212 | |
| Ice |
References
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