Stigande Aorta Förträngning i råttor för att skapa övertryck hjärthypertrofi Model
Summary
Vi beskriver ett stegvis förfarande för att skapa övertryck och vänsterkammarhypertrofi i Wistar råttor genom förträngning av aorta ascendens med hjälp av en liten metallklämma. Denna modell används flitigt för att studera remodeling förändringar under hjärthypertrofi och för att identifiera och utvärdera strategier för regression av sådana förändringar.
Abstract
Stigande aorta sammandragning är den vanligaste och mest framgångsrika kirurgiska modell för att skapa övertryck inducerade hjärthypertrofi och hjärtsvikt. Här beskriver vi en detaljerad kirurgisk procedur för att skapa trycköverbelastning och hjärthypertrofi hos råttor genom sammandragning av aorta ascendens med användning av en liten metallklämma. Efter anestesi, är luftstrupen intuberades genom att sätta in en kanyl genom en halvvägs snitt mellan två broskringar av luftstrupen. Då en hud snitt görs i nivå med det andra revbensmellanrummet på vänstra bröstkorgen och muskelskikt rensas för att lokalisera den stigande delen av aorta. Den stigande aorta är förträngd till 50-60% av sin ursprungliga diameter genom tillämpning av en liten storlek titan klipp. Efter aorta sammandragning, är den andra och tredje revben approximeras med Prolene suturer. Trakealkanylen tas bort en gång spontanandning återupprättades. Djuret fick återhämta sig on värmedynan genom att gradvis sänka anestesi. Intensiteten av trycköverbelastning skapad av sammandragning av aorta ascendens bestämmes genom registrering av tryck-gradient med användning av trans-thoracic tvådimensionell Doppler-ekokardiografi. Sammantaget är detta protokoll är användbart för att studera remodeling händelser och sammandragande egenskaper för hjärtat under den gradvisa uppkomsten och utvecklingen från kompenserad hjärthypertrofi till hjärtsvikt skede.
Introduction
Små djurmodeller är de mest önskade verktygen för studier av kroniska förändringar i utvecklingen av hjärthypertrofi och dess progression till hjärtsvikt. Hjärtsvikt modeller av kirurgiska metoder utvecklades ursprungligen i råttor eftersom dessa djur är mest lämpade för öppna bröst kirurgiska ingrepp, ekokardiografi och utvärdering av hemodynamiska parametrar. De ger också adekvata efter slakt prover för vävnad, cellulär och molekylär nivå studier 1. Förträngning av aorta ascendens är en av de vanligaste och mest framgångsrika kirurgiska modeller för att skapa övertryck hjärtsvikt 2, 3. Denna modell är väl lämpad för att studera de cellulära och sub cellulära remodeling händelser och sammandragande egenskaper för hjärtat under övergången från hypertrofi till hjärtsvikt 4.
En stor fördel med denna modell är den gradvisa uppkomsten av övertryck på hjärtat 5, </ Sup> 6. Denna modell är kliniskt relevant på grund av sin långsamma men stadiga framsteg från kompenserade hjärthypertrofi till dekompenserad fas och slutligen till hjärtsvikt stadiet. Varaktigheten för progression av hjärthypertrofi till hjärtsvikt och de associerade fysiologiska förändringar i huvudsak påverkas av graden av stenos producerade 7. Stigande aorta sammandragning kan utföras på två sätt, antingen genom att använda suturer eller genom tillämpning av metallklämmor 8, 9. Den främsta fördelen med att använda ett metalliskt klämma för aorta sammandragning är att kirurgiska ingrepp är mindre komplicerat. I denna metod måste man lokalisera supra klaff stigande aorta och sätt klämman runt aorta för att få önskad nivå av sammandragning. En kista upprullningsdon är inte nödvändigt i detta förfarande. Aorta banding av suturering kräver mer kirurgiska manipulationer för nål placeras bredvid aorta ascendens och suturering runt den för attframställning av den önskade nivån av aorta sammandragning. Den senare tekniken är mer tidskrävande jämfört med användningen av metallklämmor för aorta sammandragning. Den metod som beskrivs i denna video visar det kirurgiska ingreppet för stigande aorta sammandragning hos råttor som möjliggör skapandet av tryckbelastad vänsterkammarhypertrofi modell.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det finns ett flertal operationsmodeller för induktion av trycköverbelastning liksom hjärthypertrofi och hjärtsvikt. I små djur, Lorell och kollegor utvecklat den modell som vi har beskrivit här och de rapporterade förekomsten av kompenserad hjärthypertrofi 8 veckor efter aorta banding 5. Hjärt förändringar gradvis utvecklas till en dekompenserad tillstånd och sedan leda till hjärtsvikt. Den främsta fördelen med denna modell är den gradvisa uppkomsten av ökning av vänster ventrikulära tryck…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna erkänner Institutionen för bioteknik, Indiens regering om ekonomiskt stöd för projektet. Ajith Kumar GS stöddes med senior forskartjänst från rådet för vetenskaplig och industriell forskning, Indiens regering och Binil Raj med högre forskartjänst från indiska rådet för medicinsk forskning, Indiens regering.
Materials
| Wistar rats | Maintained at ARF, RGCB | ||
| Inhalation anaesthesia systems | VetEquip | AB19276 | |
| Rodent ventilator | CWE Inc | SAR- 830/AP | |
| Rat tracheal cannula | CWE Inc | 13-21032 | |
| Ultrasound system | Philips | HD7 | |
| Ultrasound transducer | Philips | S 12 | |
| Titanium clip (small) | Horizon | 1204 | |
| Clip applicator | Weck | 137081 | |
| Electric shaver | Vinverth | VBT0817 | |
| BP blade (size:11) | Surgeon | REF10111 | Preparation of surgical site |
| Tramadol | Orchid health care | OCH043 | |
| Amoxycillin Hydrochloride | Ranbaxy | ||
| Isoflurane | Piramal health care | A23M10A | |
| Syringes | BD | 2015-09 | |
| 4-0 braided silk | Diamond | ||
| 3-0 prolene | Johnson&Johnson | NW018 | |
| Surgical tape | Romsons | SH 6301 | |
| Povidone iodine | Win Medicare | ||
| Temp. controlled heating pad | Flamingo | HC1003 |
References
- Patten, R. D., Hall-Porter, M. R. Small animal models of heart failure: development of novel therapies, past and present. Circ Heart Fail. 2, 138-144 (2009).
- Weinberg, E. O., et al. Angiotensin-converting enzyme inhibition prolongs survival and modifies the transition to heart failure in rats with pressure overload hypertrophy due to ascending aortic stenosis. Circulation. 90, 1410-1422 (1994).
- Schunkert, H., et al. Increased rat cardiac angiotensin converting enzyme activity and mRNA expression in pressure overload left ventricular hypertrophy. Effects on coronary resistance, contractility, and relaxation. J Clin Invest. 86, 1913-1920 (1990).
- Hasenfuss, G. Animal models of human cardiovascular disease, heart failure and hypertrophy. Cardiovasc Res. 39, 60-76 (1998).
- Litwin, S. E., et al. Serial echocardiographic-Doppler assessment of left ventricular geometry and function in rats with pressure-overload hypertrophy. Chronic angiotensin-converting enzyme inhibition attenuates the transition to heart failure. Circulation. 91, 2642-2654 (1995).
- Miyamoto, M. I., et al. Adenoviral gene transfer of SERCA2a improves left-ventricular function in aortic-banded rats in transition to heart failure. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 793-798 (2000).
- Kagaya, Y., Hajjar, R. J., Gwathmey, J. K., Barry, W. H., Lorell, B. H. Long-term angiotensin-converting enzyme inhibition with fosinopril improves depressed responsiveness to Ca2+ in myocytes from aortic-banded rats. Circulation. 94, 2915-2922 (1996).
- Del Monte, F., Butler, K., Boecker, W., Gwathmey, J. K., Hajjar, R. J. Novel technique of aortic banding followed by gene transfer during hypertrophy and heart failure. Physiol Genomics. 9, 49-56 (2002).
- Turcani, M., Rupp, H. Heart failure development in rats with ascending aortic constriction and angiotensin-converting enzyme inhibition. Br J Pharmacol. 130, 1671-1677 (2000).
- Kerem, A., et al. Lung endothelial dysfunction in congestive heart failure: role of impaired Ca2+ signaling and cytoskeletal reorganization. Circ Res. 106, 1103-1116 (2010).
- Almeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. Transverse aortic constriction in mice. J Vis Exp. (38), (2010).
