Invasiv hemodynamisk bedömning för det högra ventrikulär systemet och Hypoxiinducerad pulmonell arteriell hypertension hos möss
Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att utföra en invasiv hemodynamisk bedömning av den högra ventrikeln och lungartären hos möss med en öppen Bröstkirurgi metod.
Abstract
Pulmonell arteriell hypertension (PAH) är en kronisk och svår kardiopulmonary sjukdom. Möss är en populär djurmodell som används för att efterlikna denna sjukdom. Emellertid, utvärderingen av höger kammartryck (RVP) och pulmonell artärtryck (PAP) är fortfarande tekniskt utmanande hos möss. RVP och PAP är svårare att mäta än vänster kammartryck på grund av de anatomiska skillnaderna mellan vänster och höger hjärt system. I det här dokumentet beskriver vi en stabil rätt hjärt hemodynamisk mätmetod och dess validering med friska och PAH-möss. Denna metod är baserad på öppen bröstkirurgi och mekanisk ventilation stöd. Det är ett komplicerat förfarande jämfört med slutna bröstet förfaranden. Medan en välutbildad kirurg krävs för denna operation, fördelen med detta förfarande är att det kan generera både RVP och PAP parametrar samtidigt, så det är ett bättre förfarande för utvärdering av PAH-modeller.
Introduction
Pulmonell arteriell hypertension (PAH) är en kronisk och svår kardiopulmonary sjukdom med förhöjning av pulmonell artärtryck (PAP) och höger kammartryck (RVP) som orsakas av cellulär proliferation och fibros i små lungartärerna 1. pulmonell artärkatetrar, även kallad Swan-Ganz katetrar2, används ofta i den kliniska övervakningen av RVP och PAP. Dessutom har ett trådlöst PAP-övervakningssystem använts kliniskt3,4,5. För att efterlikna sjukdomen för studier på möss används en hypoxisk miljö för att simulera humana kliniska manifestationer av PAH6. I utvärderingen av PAP hos djur, stora djur är relativt lätt att övervaka genom pulmonell artärkatetrar med samma teknik som för försökspersoner, men små djur som råttor och möss är svåra att bedöma på grund av deras lilla kroppsstorlek. Hemodynamisk mätning av den högra ventrikulära systemet i möss är möjligt med en ultrasmall storlek 1 fr kateter7. En metod för att mäta RVP och PAP hos möss har rapporterats i litteraturen8,9, men metoden saknar en detaljerad beskrivning. RVP och PAP är mer utmanande att mäta än vänster kammartryck på grund av de anatomiska skillnaderna mellan vänster och höger hjärt system.
För att få både PAP och RVP parametrar i samma mus, beskriver vi en öppen Bröstkirurgi-baserade tillvägagångssätt för höger hjärta hemodynamiska mätningar, dess validering med friska och PAH möss, och hur man undviker att generera artificiella data under den komplicerade öppna bröstet Kirurgi. Även om denna teknik är bäst utförs av en välutbildad kirurg, har den fördelen att kunna bedöma PAP och RVP i samma mus.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tracheal intubation är det första viktiga steget för öppen Bröstkirurgi. Den klassiska metoden för trakeal intubation för små djur, såsom råttor eller möss, innebär att göra en T-formad snitt på luftstrupen och direkt infoga Y-typ trakealslang i luftstrupen. I praktiken finner vi att denna metod inte är lätt under drift. Den Y-typ luftrör slangen är för stor för små djur och bildar en vinkel med luftstrupen. Därför är det svårt att fixera slangen på plats. Dessutom, när intubation slangen oavsi…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna forskning stöds av forskarutbildning och undervisning reform projekt i Peking union Medical College (10023-2016-002-03), den Fuwai Hospital Youth Fund (2018-F09), och direktören fonden i Peking viktigaste laboratoriet för preklinisk forskning och Utvärdering för kardiovaskulära implantatmaterial (2018-PT2-ZR05).
Materials
| 2,2,2-Tribromoethanol | Sigma-Aldrich | T48402-5G | For anesthesia |
| Animal temperature controller | Physitemp Instruments, Inc. | TCAT-2LV | For temperature control |
| Dissection forceps | Fine Science Tools, Inc. | 11274-20 | For surgery |
| Gemini Cautery System | Gemini | GEM 5917 | For surgery |
| Intravenous catheter (22G) | BD angiocath | 381123 | For intubation |
| LabChart 7.3 | ADInstruments | For data analysis | |
| Light illumination system | Olympus | For surgery | |
| Mikro-Tip catheter | Millar Instruments, Houston, TX | SPR-1000 | For pressure measurement |
| Millar Pressure-Volume Systems | Millar Instruments, Houston, TX | MVPS-300 | For pressure measurement |
| O2 Controller and Hypoxia chamber | Biospherix | ProOx 110 | For chronic hypoxia |
| PowerLab Data Acquisition System | ADInstruments | PowerLab 16/30 | For data recording |
| Scissors | Fine Science Tools, Inc. | 14084-08 | For surgery |
| Small animal ventilator | Harvard Apparatus | Mini-Vent 845 | For surgery |
| Stereomicroscope | Olympus | SZ61 | For surgery |
| Surgery tape | 3M | For surgery | |
| Terg-a-zyme enzyme | Sigma-Aldrich | Z273287-1EA | For catheter cleaning |
Referências
- Humbert, M., et al. Advances in therapeutic interventions for patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 130 (24), 2189-2208 (2014).
- Chatterjee, K. The Swan-Ganz catheters: past, present, and future: a viewpoint. Circulation. 119 (1), 147-152 (2009).
- Adamson, P. B., et al. CHAMPION trial rationale and design: the long-term safety and clinical efficacy of a wireless pulmonary artery pressure monitoring system. Journal of Cardiac Failure. 17 (1), 3-10 (2011).
- Abraham, W. T., et al. Wireless pulmonary artery haemodynamic monitoring in chronic heart failure: a randomised controlled trial. The Lancet. 377 (9766), 658-666 (2011).
- Adamson, P. B., et al. Wireless pulmonary artery pressure monitoring guides management to reduce decompensation in heart failure with preserved ejection fraction. Circulation: Heart Failure. 7 (6), 935-944 (2014).
- Shatat, M. A., et al. Endothelial Kruppel-like Factor 4 modulates pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 50 (3), 647-653 (2014).
- . SPR-1000 Mouse Pressure Catheter Available from: https://millar.com/products/research/pressure/single-pressure-no-lumen/spr-1000 (2019)
- Tabima, D. M., Hacker, T. A., Chesler, N. C. Measuring right ventricular function in the normal and hypertensive mouse hearts using admittance-derived pressure-volume loops. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 299 (6), 2069-2075 (2010).
- Skuli, N., et al. Endothelial deletion of hypoxia-inducible factor-2alpha (HIF-2alpha) alters vascular function and tumor angiogenesis. Blood. 114 (2), 469-477 (2009).
- . LabChart Available from: https://www.adinstruments.com/products/labchart?creative=290739105773_keyword=labchart_matchtype=e_network=g_device=c_gclid=CjwKCAjwxrzoBRBBEiwAbtX1n42I2S06KmccVncUHkmExU8KKOXXREyzx8bvTrxYMSze-ooE0atcbRoCliwQAvD_BwE (2019)
- Marius, M. H., et al. Definitions and diagnosis of pulmonary hypertension. Journal of the American College of Cardiology. 62 (25), 42-50 (2013).
- Ciuclan, L., et al. A novel murine model of severe pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 184 (10), 1171-1182 (2011).
- Brown, R. H., Walters, D. M., Greenberg, R. S., Mitzner, W. A. A method of endotracheal intubation and pulmonary functional assessment for repeated studies in mice. Journal of Applied Physiology. 87 (6), 2362-2365 (1999).
- Chen, W. C., et al. Right ventricular systolic pressure measurements in combination with harvest of lung and immune tissue samples in mice. Journal of Visualized Experiments. (71), 50023 (2013).
- Ma, Z., Mao, L., Rajagopal, S. Hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension. Journal of Visualized Experiments. (110), 53335 (2016).
- Chen, M. Berberine attenuates hypoxia-induced pulmonary arterial hypertension via bone morphogenetic protein and transforming growth factor-β signaling. Journal of Cellular Physiology. , (2019).
- Bueno-Beti, C., Hadri, L., Hajjar, R. J., Sassi, Y., Ishikawa, K. The Sugen 5416/Hypoxia mouse model of pulmonary arterial hypertension. Experimental Models of Cardiovascular Diseases. Methods in Molecular Biology. vol 1816. , (2018).
