Induksjon av hjerteinfarkt og myokardiskemi-reperfusjonsskade hos mus

Summary

Her beskriver vi en enkel og reproduserbar metode som kan indusere hjerteinfarkt eller myokardiskemi-reperfusjonsskade hos mus ved presisjonsligering av venstre fremre nedadgående koronararterie gjennom mikromanipulasjon.

Abstract

Akutt hjerteinfarkt er en vanlig hjerte- og karsykdom med høy dødelighet. Myokardreperfusjonsskade kan motvirke de gunstige effektene av hjertereflow og indusere sekundær myokardskade. En enkel og reproduserbar modell for hjerteinfarkt og myokardiskemi-reperfusjonsskade er et godt verktøy for forskere. Her beskrives en tilpassbar metode for å lage en myokardinfarkt (MI) modell og MIRI ved presisjonsligering av venstre fremre synkende koronararterie (LAD) gjennom mikromanipulasjon. Nøyaktig og reproduserbar ligaturposisjonering av LAD bidrar til å oppnå konsistente resultater for hjerteskade. ST-segmentendringer kan bidra til å identifisere modellens nøyaktighet. Serumnivået av hjertetroponin T (cTnT) brukes til å vurdere myokardskaden, hjerteultralyd brukes til å evaluere myokardial systolisk funksjon, og Evans-Blue / trifenyltetrazoliumkloridfarging brukes til å måle infarktstørrelse. Generelt reduserer denne protokollen prosedyrens varighet, sikrer kontrollerbar infarktstørrelse og forbedrer musens overlevelse.

Introduction

Akutt hjerteinfarkt (AMI) er en vanlig hjerte- og karsykdom på verdensbasis og bærer høy dødelighet¹. Fremskritt innen teknologi gjør tidlig og effektiv revaskularisering tilgjengelig for AMI-pasienter. Etter disse behandlingene hos noen pasienter kan myokardiskemi-reperfusjonsskade (MIRI) forekomme². Det er derfor av stor betydning å forstå virkningsmekanismene og hvordan man kan forbedre MI/MIRI. Mus er mye brukt som modeller på grunn av deres lave kostnader, raske avlstid og letthet for å gjøre genetiske endringer³. Forskere har utviklet forskjellige metoder for å modellere MIRI og MI i dyr 4,5,6,7,8,9. Denne strategien fremmer forskning, men de ulike kriteriene og metodene som brukes, kompliserer tolkningen av resultater blant forskerteam.

Hos mus har MI blitt indusert av isoproterenol¹⁰, kryoskade ^{11,12 eller} cauterization¹³. MI kan lett induseres av isoproterenol, men den patofysiologiske prosessen er forskjellig fra den i klinisk MI. Kryoskadeindusert MI har dårlig konsistens, fremkaller overdreven myokardskade rundt venstre fremre nedadgående koronararterie (LAD), og kan lett indusere arytmi. Cauterization-indusert MI er ganske forskjellig fra den naturlige prosessen med hjerteinfarkt, og den inflammatoriske reaksjonen i det brennende området er mer intens; I tillegg har den kirurgiske tilnærmingen tekniske vanskeligheter. Videre er det noen laboratorier¹⁴ som utvikler MI-modell hos minigriser ved hjelp av ballongblokkering eller embolisering eller trombosemetode gjennom intervensjonsteknikk. Alle disse metodene kan forårsake okklusjon av kranspulsårene direkte, men å trenge koronar angiografi-enheter og fremfor alt de altfor tynne musekoronararteriene gjør at disse operasjonene ikke er praktiske. For MIRI var forskjellene mellom ulike modeller ganske beskjedne, for eksempel bruk av respirator/mikromanipulasjon eller ikke ^5,6.

Her beskrives en enkel og pålitelig metode som kan indusere MI og MIRI-modellen, tilpasset fra tidligere publiserte metoder 4,5,6,7,8,9,15. Denne metoden kan simulere patofysiologiske prosesser ved direkte blokkering av LAD gjennom ligering. Videre, ved å lindre ligeringen, kan denne modellen også simulere reperfusjonsskade. I denne protokollen brukes et dissekerende mikroskop for LAD-visualisering. Deretter kan forskeren enkelt identifisere LAD. Deretter fører nøyaktig ligering av LAD til reproduserbar og forutsigbar blodokklusjon og ventrikulær iskemi. Videre kan elektrokardiografi (EKG) endringer brukes til å bekrefte iskemi og reperfusjon i tillegg til fargeendringene i LAD observert under et mikroskop. Denne strategien fører til kortere prosedyrevarighet, lavere risiko for kirurgiske komplikasjoner og færre eksperimentelle mus som trengs. Metodene for troponin-T-testen, hjerte ultralyd og trifenyltetrazoliumklorid (TTC) farging er også beskrevet. Samlet sett er denne protokollen nyttig for studier av MI/MIR-mekanismen, så vel som for oppdagelse av legemidler.

Protocol

Dyrestudier er godkjent av Animal Care and Utilization Committee ved Huazhong University of Science and Technology (Wuhan, Kina). MERK: Hannmus C57BL/6J (8-10 uker) brukes som modeller. Mus har fri tilgang til mat og vann og er avlet i spesifikke patogenfrie forhold. Rommet holdes under kontrollert temperatur (22 °C ± 2 °C) og fuktighet (45 %-65 %). Mus blir utsatt for et 12-timers lys / mørkt miljø på Animal Care Facility of Tongji Medical School (Wuhan, Kina) i henhold til retningslinj…

Representative Results

Den eksperimentelle arbeidsflyten er vist i figur 1A. Forskeren kan planlegge tidsnodene i henhold til eksperimentelt design ved studiestart. Varigheten av LAD ligering er i henhold til forskningsformålet. For MI kan forskningen ignorere reperfusjonstrinnet. Hjerte ultralyd er tilgjengelig på ulike stadier av studien fordi den er ikke-invasiv, mens Evans-Blue / TTC-farging kun kan utføres når musen ofres. For forskning som fokuserer på fibrose og ventrikulær remodellering, er observasj…

Discussion

De siste årene har etableringen av modeller for MI og MIRI i klinisk og vitenskapelig forskning utviklet seg raskt^20,21. Imidlertid er det fortsatt noen spørsmål, for eksempel handlingsmekanismer og hvordan man kan forbedre MI/MIRI, som må løses. Her beskrives en modifisert protokoll for etablering av en murinmodell av MI og MIRI. Flere sentrale punkter må vurderes nøye.

Det første hovedpunktet er endotrakeal intubasjon. Noen p…

Materials

0.9 % sodium chloride solution	Kelun Industry Group,China		–
4% paraformaldehyde fixing solution	Servicebio,China	G1101	–
4-0 silk suture	Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products,China	C412	–
8-0 suture	Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products,China	H801	–
Buprenorphine	IsoReag,China	IR-11190	–
Camera	Canon,Japan	EOS 80D	–
Depilatory cream	Veet,French		–
Elecsys Troponin T hs STAT	Roche,Germany		–
Electrochemical luminescence immunoanalyzer	Roche,Germany	Elecsys 2010	–
Evans blue	Sigma,America	E2129	–
Eye scissors	Shanghai Medical Instruments,China	JC2303	–
Haemostatic forceps	Shanghai Medical Instruments,China	J31020	–
High frequency in vivo imaging systems	Visualsonics,Canada	Vevo2100	–
Ibuprofen	PerFeMiKer,China	CLS-12921	–
Intravenous catheter	Introcan,Germany	4254090B	–
Ketamine	Sigma-Aldrich,America	K2753	–
Medical alcohol	Huichang ,China		–
Microneedle holders	Shanghai Medical Instruments,China	WA2040	–
Microscopic shears	Shanghai Medical Instruments,China	WA1040	–
Microsurgical forceps	Shanghai Medical Instruments,China	WA3020	–
Mouse electrocardiograph	Techman,China	BL-420F	–
Needle holders	Shanghai Medical Instruments,China	JC3202	–
operating floor	Chico,China	ZK-HJPT	–
PE-10 tube	Huamei,China		–
Pentobarbital	Merck,America	1030001	–
Rodent Ventilator	Shanghai Alcott Biotech,China	ALC-V8S-P	–
Stereo microscope	Aomei Industry,China	SZM0745-STL3-T3	–
Surgical thermostatic heating pad	Globalebio, China	GE0-20W	–
Triphenyltetrazolium chloride	Servicebio,China	G1017	–
Xylazine	Huamaike Biochemicals and Life Science Research Prouducts,China	323004	–