Um Modelo de Cardiologia remodela Através constrição da Aorta Abdominal em Ratos
Summary
A rat model of abdominal aortic constriction that induces cardiac hypertrophy and remodeling is described. An efficient, highly-reproducible, and minimally-invasive method is used to provide a simple yet useful platform for research in myocardial hypertrophy and dysfunction.
Abstract
Heart failure is one of the leading causes of death worldwide. It is a complex clinical syndromethat includes fatigue, dyspnea, exercise intolerance, and fluid retention. Changes in myocardial structure, electrical conduction, and energy metabolism develop with heart failure, leading to contractile dysfunction, increased risk of arrhythmias, and sudden death. Hypertensive heart disease is one of the key contributing factors of cardiac remodeling associated with heart failure. The most commonly-used animal model mimicking hypertensive heart disease is created via surgical interventions, such as by narrowing the aorta. Abdominal aortic constriction is a useful experimental technique to induce a pressure overload, which leads to heart failure. The surgery can be easily performed, without the need for chest opening or mechanical ventilation. Abdominal aortic constriction-induced cardiac pathology progresses gradually, making this model relevant to clinical hypertensive heart failure. Cardiac injury and remodeling can be observed 10 weeks after the surgery. The method described here provides a simple and effective approach to produce a hypertensive heart disease animal model that is suitable for studying disease mechanisms and for testing novel therapeutics.
Introduction
A insuficiência cardíaca é uma síndrome complexa clínica, cujos sintomas incluem fadiga, dispneia, intolerância ao exercício, e retenção de líquidos nos tecidos periféricos. É a principal causa de morte em países desenvolvidos 1. Além de cardiomiopatia hereditária causada por mutações em proteínas sarcômero ou canais iónicos 2, disfunção miocárdica pode ser causada por uma variedade de condições médicas, incluindo a hipertensão, doenças de coração valvular, obesidade, diabetes e 3. Mudanças na estrutura do miocárdio, condução elétrica, e chumbo metabolismo energético a capacidade inadequada de bombeamento cardíaco para atender às demandas do aparelho circulatório, que resulta em insuficiência cardíaca 3,4. Investigar os mecanismos subjacentes insuficiência cardíaca, portanto, é crítico no domínio da investigação cardiovascular. Identificando os mecanismos moleculares que conduzem à progressão da insuficiência cardíaca, eventualmente, pode auxiliar na identificação de novos alvos terapêuticos ou biomarcadores úteis <s-se> 1. Portanto, é importante para desenvolver modelos de insuficiência cardíaca de animais que compartilham características clínicas principais com insuficiência cardíaca em humanos 5.
hipertrofia e remodelação cardíaca desempenha um papel crítico no desenvolvimento de insuficiência cardíaca. Doença cardíaca hipertensiva é o fator de contribuição chave da hipertrofia cardíaca ea remodelação maladaptive visto em pacientes humanos 1. Para imitar essas condições humanas, os modelos animais são muitas vezes estabelecida através de procedimentos cirúrgicos. Em particular, a aorta abdominal transverso ou podem ser constrito para aumentar a resistência contra o ventrículo esquerdo, o que acaba por conduzir a uma sobrecarga de pressão no coração. Este fenómeno resulta geralmente em hipertrofia cardíaca, uma compensação fisiológica dos cardiomiócitos para satisfazer a exigência funcional do sistema cardiovascular. No entanto, a demanda funcional substitui os mecanismos compensatórios fisiológicas normais, levando a fibrose cardíaca e contraçãoimpairment telha. cirurgia transversal constrição aórtica (TAC) muitas vezes envolve procedimentos complicados, incluindo toracotomia, ventilação mecânica, e separação do timo e tecido adiposo do arco aórtico. Em contraste, a constrição da aorta abdominal mais simples requer técnicas experimentais 6-8. A aorta abdominal, entre a esquerda e artérias renais direita, é contraída durante a cirurgia. Hipertrofia e remodelação cardíaca pode ser observado várias semanas após a cirurgia abdominal aórtica constrição 6-8; eles produzem doença cardíaca hipertensa robusta semelhante à gerada pelo transversal cirurgia constrição da aorta 9,10. Aqui, descrevemos um protocolo para conduzir a constrição da aorta abdominal em ratos utilizando um método eficiente, altamente reprodutível e minimamente invasiva. A aorta abdominal adjacente às artérias renais é limitado por um circuito de 0,72 milímetros formado por um fio de seda 4-0. Dez semanas após a cirurgia, hipertrofia cardíaca e remodeling pode ser observada. O modelo de rato de hipertrofia cardíaca induzida por constrição da aorta abdominal fornece uma plataforma para o estudo de mecanismos da doença e fisiopatologia, bem como o desenvolvimento de potenciais terapias.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hypertensive heart disease, a major health problem that contributes greatly to morbidity and mortality, can lead to cardiac hypertrophy and heart failure5. The pathogenesis and progression of hypertensive heart disease in humans is complex, so an appropriate animal model is critical to investigate the underlying mechanisms and to test novel therapeutics that aim to improve cardiac structure and function5. The abdominal aortic constriction model, which simulates chronic heart disease, is an effective…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors’ work was supported by a grant from Ministry of Science and Technology (MOST 103-2320-B-002-068-MY2), the National Health Research Institute (NHRI-EX104-10418SC), and National Taiwan University (NTU 104R4000).
Materials
| 22-Gauge syringe needle | BD Biosciences | 309572 | |
| EDTA Blood Collection Tubes | BD Biosciences | REF365974 | |
| 4-0 silk suture | Sharpoint™ Products | DC-2515N | |
| 6-0 silk suture | Sharpoint™ Products | DC-2150N | |
| Pentobarbital | Sigma Aldrich | 1507002 | |
| Paraformaldehyde | Sigma Aldrich | 441244 | |
| Acetaminophen | Sigma Aldrich | A7085 | |
| Picrosirius red solution | Abcam | ab150681 | |
| Cardiac troponin kit | Abcam | ab200016 | |
| Imagequant | Molecular Dynamics | ||
| Langendorff | ADInstruments | ML870B2 |
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