诱导小鼠横向主动脉狭窄的闭合胸模型
Summary
在这里, 我们提出一个横向主动脉收缩 (TAC) 通过侧开胸手术的协议。该技术是一种微创, 闭合胸部手术的过程, 旨在模拟压力超负荷和心力衰竭的小鼠使用标准的 TAC 实验室设置。
Abstract
心肌肥厚和心力衰竭的研究往往是基于交谘会诱发的压力超负荷小鼠模型。标准程序是执行部分开胸术, 以可视化的横向主动脉弓。然而, 开胸模型切开术引起的手术创伤改变了肋骨解剖后的呼吸生理学, 胸部闭合后左不连接。为了防止这种情况, 我们通过侧开胸手术建立了一种微创, 闭合的胸部方法。在这里, 我们通过 2nd肋间空间接近主动脉弓, 而不进入胸腔, 使小鼠的外伤损伤恢复得更少。我们使用标准的实验室设置进行这项手术, 开放的胸腔交咨程序具有同等存活率。除了维持生理呼吸模式, 由于封闭的胸部方法, 小鼠似乎受益于显示快速恢复, 因为较少侵入技术似乎有助于快速愈合过程和减少免疫应答后的反应。
Introduction
老鼠模型经常被用来模仿人类疾病1。横向主动脉收缩 (TAC) 用于诱发压力超负荷和左心室肥厚2。用洛克曼et 等方法对小鼠开胸交模型进行了验证。3和手术过程由 DeAlmeida et . 详细描述。4. 与腹主动脉收缩相比, 横向主动脉的带状比较有利, 因为循环的较大部分可以补偿后者程序2的负面影响。
横向主动脉的带状导致上升主动脉和头臂大动脉动脉的动脉压力增加, 但通过远端血管(即左颈总动脉, 左锁骨下侧) 留下足够的器官灌注。动脉和降主动脉)。这导致心脏后负荷增加和心脏壁压力增高。由于纤维加厚5, 壁面应力随后减小。心脏血流动力学的慢性变化导致左心室适应不良和扩张。这样, 交咨会创造一个可重现的心肌肥厚模型, 最终导致心力衰竭。
DeAlmeide et . 所述的 TAC 标准程序。4通过部分上开胸手术, 通过肋骨或胸骨的解剖, 进入纵隔以及胸腔, 接近主动脉弓。这样可以很好地看到主弓及其侧支。不幸的是, 解剖肋骨不能重新附加, 使他们自由浮动, 从而改变呼吸动力学。
因此, 我们通过 2nd肋间空间的侧向手术方法, 建立了一种微创的主动脉拱闭合胸法。这个模型最大的优点是能够在没有切割肋骨的情况下执行 TAC。手术创伤仅限于皮肤切口和肋间肌解剖。这一程序减少了创伤本身, 有助于保持足够的胸部稳定。
在这里, 我们描述了一个详细的分步程序, 以执行 TAC 手术在小鼠没有执行总或上开胸。高频多普勒用于确保 TAC 的成功, 如前所述6,7。
Protocol
Representative Results
Discussion
交咨会引起高血压的快速发作不同于因主动脉狭窄或高血压而导致的临床相关肥厚。然而, 使用小动物模型诱发心力衰竭有许多优点, 因此, 许多调查员选择了11。这个闭合的胸部模型改进已经现有的手术技术的模型诱导小鼠横向主动脉收缩4。
最关键的一步是在主动脉弓下的通道。在主动脉周围缝合太紧可能会导致血液流向肾脏等重要器官?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们感谢很多 Frede 和 Susanne 舒尔茨的技术援助。这项研究没有得到任何资助。
Materials
| Pressure-volume catheter | Millar Instruments, USA | SPR-839 | |
| Mouse ventilator | Harvard Apparatus GmbH, Germany | Minivent – TYPE 845 | |
| Mouse ventilator | Harvard Apparatus GmbH, Germany | Y-connection with intubation cannula OD 1.2mm 73-2844 | |
| Vaporizer | Dräger Medical AG&CO.KG, Germany | 19.3 Isofluran-Vaporizer (a newer version is available under catalog number D-877-2010) | |
| Microscope | Leica Microsystems, Germany | MZ 7.5 | |
| Light source | Schott AG, Germany | KL 1500 LCD | |
| 6-0 Prolene | Ethicon, USA | Polypropylene suture BV-1 9.3 mm 3/8c | suture for surgery |
| Seraflex | Serag Wiessner, Germany | USP 5/0 schwarz; IC108000 | suture for constriction |
| Homoeothermic Controlled Operating Tables | Harvard Apparatus GmbH, Germany | Typ 872/3 HT with tripod stand and homoeothermic controller Type 874; 73-4233 | |
| Flexible Rectal Probe | Harvard Apparatus GmbH, Germany | 1.6 mm OD; 55-7021 | |
| Doppler Signal Visualisation Instrument | Indus Instruments, USA | Doppler Signal Processing Workstation (DSWP) with 20MHz Pulsed Doppler Module | |
| Doppler Probe | Indus Instruments, USA | 20MHz Tubing-mounted Probe |
Referências
- Tarnavski, O. Mouse surgical models in cardiovascular research. Methods Mol Biol Clifton NJ. 573, 115-137 (2009).
- Tarnavski, O., McMullen, J. R., Schinke, M., Nie, Q., Kong, S., Izumo, S. Mouse cardiac surgery: comprehensive techniques for the generation of mouse models of human diseases and their application for genomic studies. Physiol Genomics. 16 (3), 349-360 (2004).
- Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proc Natl Acad Sci U S A. 88 (18), 8277-8281 (1991).
- deAlmeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. T. Transverse Aortic Constriction in Mice. J Vis Exp JoVE. (38), (2010).
- Grossman, W., Jones, D., McLaurin, L. P. Wall stress and patterns of hypertrophy in the human left ventricle. J Clin Invest. 56 (1), 56-64 (1975).
- Hartley, C. J., Reddy, A. K., Madala, S., Michael, L. H., Entman, M. L., Taffet, G. E. Doppler estimation of reduced coronary flow reserve in mice with pressure overload cardiac hypertrophy. Ultrasound Med Biol. 34 (6), 892-901 (2008).
- Reddy, A. K., et al. Pulsed Doppler signal processing for use in mice: applications. IEEE Trans Biomed Eng. 52 (10), 1771-1783 (2005).
- Shioura, K. M., Geenen, D. L., Goldspink, P. H. Assessment of cardiac function with the pressure-volume conductance system following myocardial infarction in mice. Am J Physiol – Heart Circ Physiol. 293 (5), H2870-H2877 (2007).
- Zhang, B., Davis, J. P., Ziolo, M. T. Cardiac Catheterization in Mice to Measure the Pressure Volume Relationship: Investigating the Bowditch Effect. JoVE J Vis Exp. (100), e52618 (2015).
- Barrick, C. J., Rojas, M., Schoonhoven, R., Smyth, S. S., Threadgill, D. W. Cardiac response to pressure overload in 129S1/SvImJ and C57BL/6J mice: temporal- and background-dependent development of concentric left ventricular hypertrophy. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 292 (5), H2119-H2130 (2007).
- Patten, R. D., Hall-Porter, M. R. Small animal models of heart failure: development of novel therapies, past and present. Circ Heart Fail. 2 (2), 138-144 (2009).
- Zaw, A. M., Williams, C. M., Law, H. K. W., Chow, B. K. C. Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice. J Vis Exp JoVE. (121), (2017).
- Tavakoli, R., Nemska, S., Jamshidi, P., Gassmann, M., Frossard, N. Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy. J Vis Exp. (127), (2017).
- Kim, S. -. C., Boehm, O., Meyer, R., Hoeft, A., Knüfermann, P., Baumgarten, G. A Murine Closed-chest Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion. J Vis Exp JoVE. (65), (2012).
- Veldhuizen, R. A., Slutsky, A. S., Joseph, M., McCaig, L. Effects of mechanical ventilation of isolated mouse lungs on surfactant and inflammatory cytokines. Eur Respir J. 17 (3), 488-494 (2001).
