Linker atriale stenose geïnduceerde pulmonale veneuze Arterialization en groep 2 pulmonale hypertensie in Rat
Summary
Linker atriale stenose (LAS) is een nieuwe chirurgische techniek gebruikt voor het bestuderen van groep 2 pulmonale hypertensie (PH) en mechanismen ten grondslag liggen aan pulmonale veneuze arterialization. Hier presenteren we een protocol om het samentrekken van de linkerboezem met behulp van een titanium clip te veroorzaken pulmonale veneuze arterialization en matige PH in een rat.
Abstract
Het mechanisme van mitraachtig stenose-geïnduceerde pulmonale veneuze arterialization en groep 2 pulmonale hypertensie (PH) is onduidelijk. Er bestaat geen knaagdier model van groep 2 PH, te wijten aan een mitraachtig stenose (MS), ter vergemakkelijking van het onderzoek naar de ziekte mechanismen en potentiële therapeutische strategieën. We presenteren een nieuwe rat model van pulmonale veneuze congestie-geïnduceerde pulmonale veneuze arterialization en groep 2 PH veroorzaakt door links atriale stenose (LAS). LAS wordt bereikt door vernauwen de linkerboezem met behulp van een half gesloten titanium clip. Na de operatie LAS, een rat model met een snelheid van transmitral instroom groter is dan of gelijk is aan 2.0 m/s op echocardiografie geleidelijk ontwikkelt pulmonale veneuze arterialization en groep 2 PH gedurende een periode van 8 – tot 10-week. In dit protocol bieden wij de stapsgewijze procedure voor het uitvoeren van de operatie LAS. Het gepresenteerde model van LAS rat bootst MS bij de mens en is handig voor het bestuderen van de onderliggende moleculair mechanisme van pulmonaire veneuze arterialization en voor de preklinische evaluatie van therapieën voor groep 2 PH.
Introduction
Het doel van dit artikel is om aan te tonen van de stapsgewijze procedure voor het uitvoeren van de operatie LAS bij ratten. Operatief geïnduceerde LAS nauw bootst MS en cor triatriatum bij de mens, waarbij het creëren van een mechanische obstructie in de linkerboezem1. Obstructie van de linker ventriculaire (LV) instroom vaak veroorzaakt een verstopping van de pulmonale veneuze circulatie en patiënten geleidelijk ontwikkelen PH. De World Health Organization classificeert PH als gevolg van linker hart-en vaatziekten als groep 2, die is de meest voorkomende groep van PH2,3,4. De diagnose van PH bij patiënten met linker hart-en vaatziekten wordt geassocieerd met een groter dan een sevenfold verhoging van de gestandaardiseerde sterftecijfers van 1-jaar4. Er is momenteel geen erkende therapie voor groep 2 PH naast behandeling van de onderliggende verlaten hart-en vaatziekten (bijvoorbeeldoperatief ter vervanging van de stenotic mitralisklep). Zelfs effectieve mitralisklep vervanging lost echter niet PH volledig in tot de helft van de patiënten met MS5. Deze aanhoudende PH is te wijten aan negatieve pulmonaire vasculaire remodeling, die slecht wordt begrepen. Vandaar, dierlijke modellen zijn belangrijk voor het vergroten van ons begrip van de moleculaire mechanismen van negatieve pulmonaire vasculaire remodeling in groep 2 PH.
Er zijn een paar diermodellen voor groep 2 PH. coronaire afbinding6,7 en transversale aorta banding8,9,10 in knaagdieren zijn de meest gebruikte groep 2 PH diermodellen. Het belangrijkste nadeel van deze modellen is de betrokkenheid van LV, waardoor het resultaat van groep 2 PH studies moeilijk te interpreteren. In tegenstelling, blijft de LV intact in de LAS-model. Bovendien, het LAS-model is klinisch relevante omdat het leidt tot de langzame en geleidelijke ontwikkeling van PH gedurende een 10-weekse periode11. Bij de mens, MS wordt beschouwd als aanzienlijk als de transmitral Doppler stroomsnelheid groter dan 2,0 m/s11 is, en we ook dit nummer als een licht-donkerscheiding gebruiken om te bepalen of de LAS chirurgie aanzienlijke stenose heeft geproduceerd. Bovendien, hoewel de LAS model milde of matig PH genereert, toont het karakteristiek histologische wijzigingen, vergelijkbaar met die in de menselijke patiënten, namelijk de ontwikkeling van intrapulmonary veneuze arterialization11. Het model van de rat LAS is een roman en klinisch relevante groep 2 PH model met bewaarde LV functie. Het is geschikt voor de studie van de pathofysiologie van persistente pulmonaire vasculaire remodeling, identificatie van moleculaire targets en testen van nieuwe therapieën voor groep 2 PH.
Protocol
Representative Results
Discussion
De LAS rat is een nieuwe groep 2 PH-model dat zwaarwegend belang van onderzoekers in het veld12,13al heeft ontvangen. Vergelijken met de twee bestaande groep 2 modellen, namelijk de longader stenose (PVS) model14, met behulp van biggen, en de supracoronary aorta banding (SAB) rat model8,heeft9,10, de LAS rat model een aantal voordelen. Vergeleken …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs erkennen de Mitacs-Japan-maatschappij voor de promotie van wetenschap (JSPS) zomer programma. Ping Yu Xiong werd gesteund door financiële middelen van de Mitacs-JSPS zomerprogramma voor een bezoek aan de Jikei University School of Medicine. Dr. Minamisawa wordt gedeeltelijk ondersteund door het ministerie van onderwijs, cultuur, sport, wetenschap en technologie van Japan (SM), het MEXT-Supported-programma voor de strategische Research Foundation op particuliere universiteiten (SM), het voertuig Racing herdenkingsmunten Stichting (S.M.), en de Jikei University Graduate Research Fund (S.M.) met financiële steun voor dit project. Dr. Archer wordt gedeeltelijk ondersteund door de Amerikaanse National Institutes of Health (NIH) subsidies NIH 1R01HL113003-01A1 (S.L.A.) en NIH 2R01HL071115-08 (S.L.A.), de Canada Stichting voor innovatie, Tier 1 Canada Research Chair in de dynamiek van de mitochondriale en Translational Geneeskunde (S.L.A.), de Stichting William J. Henderson, de Canadese vasculaire netwerk en de Queen’s cardiopulmonale Unit (QCPU).
De auteurs erkennen Mr. Tadashi Kokubo, Chief van fotografische diensten van het academische Information Center op de Jikei University School of Medicine, voor het filmen van de video.
Materials
| 5-0 Prolene Suture | Johnson & Johnson – Ethicon | 8725H | Polypropylene suture with HEMO-SEAL Technology |
| Anaesthesia Machine | Wakenyaku Co., Ltd. | BRTK-100A | Air pump and anaethesia machine |
| Angiocatheter guidewire | Self-made | 10 cm guidewire glued to a 1 cc syringe | |
| Chest retractor | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | F-2 | |
| Chest tube 23G | Self-made | 10 cc syringe attached to a 23G needle plus plastic tube | |
| Curved forceps | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | A-14 | |
| Heating pad | Vivaria | MP-916-NV | Keep body temperature at 37 degree celsius |
| Horizon Ligating Clips | Teleflex | REF 003200 | Size Medium-Large |
| Horizon Manual-Load Ligating Clip Applier For Medium-Large Size Horizon | Teleflex | REF 337085 | Ligation Clips Angled Jaw, (20cm) |
| Needle holder | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | MC-40 | |
| Rodent Respirator | CWE Inc | SAR-830/P | Small animal ventilator |
| Scissors | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | B-12 | Straight scissors ideally with round tips |
| Straight forceps | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | A-7 | |
| Tongue depressor | Uchida Yoko Co., Ltd. | 8-615-2417 | Use the wide end |
Referências
- McGuire, L. B., Nolan, T. B., Reeve, R., Dammann Jr, J. F. Cor Triatriatum as a Problem of Adult Heart Disease. Circulation. 31, 263-272 (1965).
- Strange, G., et al. Pulmonary hypertension: prevalence and mortality in the Armadale echocardiography cohort. Heart. 98 (24), 1805-1811 (2012).
- Moreira, E. M., et al. Prevalence of Pulmonary Hypertension in the General Population: The Rotterdam Study. PLoS ONE. 10 (6), e0130072 (2015).
- Wijeratne, D. T., et al. Increasing Incidence and Prevalence of World Health Organization Groups 1 to 4 Pulmonary Hypertension: A Population-Based Cohort Study in Ontario, Canada. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 11 (2), (2018).
- Briongos Figuero, S., et al. Predictors of persistent pulmonary hypertension after mitral valve replacement. Heart and Vessels. 31 (7), 1091-1099 (2016).
- Jiang, B. H., Tardif, J. C., Shi, Y., Dupuis, J. Bosentan does not improve pulmonary hypertension and lung remodeling in heart failure. European Respiratory Society. 37 (3), 578-586 (2011).
- Dayeh, N. R., et al. Echocardiographic validation of pulmonary hypertension due to heart failure with reduced ejection fraction in mice. Scientific Reports. 8, (2018).
- Yin, J., et al. Sildenafil preserves lung endothelial function and prevents pulmonary vascular remodeling in a rat model of diastolic heart failure. Circulation: Heart Failure. 4 (2), 198-206 (2011).
- Wang, Q., et al. The Effects and Mechanism of Atorvastatin on Pulmonary Hypertension Due to Left Heart Disease. PLoS ONE. 11 (7), e0157171-e0157171 (2016).
- Hunt, J. M., et al. Pulmonary veins in the normal lung and pulmonary hypertension due to left heart disease. American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology. 305 (10), L725-L736 (2013).
- Fujimoto, Y., et al. Pulmonary hypertension due to left heart disease causes intrapulmonary venous arterialization in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 154 (5), 1742-1753 (2017).
- Katz, M. G., Fargnoli, A. S., Hajjar, R. J., Hadri, L. Pulmonary hypertension arising from left heart disease causes intrapulmonary venous arterialization in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 155 (1), 281-282 (2018).
- Alsoufi, B. Not a Cinderella story. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 155 (1), 282-284 (2018).
- Kato, H., et al. Pulmonary vein stenosis and the pathophysiology of "upstream" pulmonary veins. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (1), 245-253 (2014).
