Summary

Modèle apicale résection souris pour étude au début de régénération de coeur de mammifère

Published: January 23, 2016
doi:

Summary

A step-by-step video protocol of apical resection is demonstrated in this study. Apical resection is a recently highlighted surgical approach in mammalian heart regeneration research. This study may promote the application of apical resection as a standard methodology in research into the mechanism underlying heart regeneration.

Abstract

Les maladies cardiovasculaires empoisonne le monde entier en raison de changements de style de vie intensifs. La régénération cardiaque est très prometteuse pour la réparation et la restauration de cardiomyocytes perdus en raison de blessures et de maladies. Contrairement à la régénération cardiaque robuste de certains vertébrés inférieurs, coeurs de mammifères adultes présentent généralement une capacité minimale pour la régénération et la réparation cardiaque. Cependant, des études récentes ont suscité un intérêt scientifique considérable à la conclusion que, entre le jour postnatal 1 à 7 (P1 à P7), le cœur de souris néonatale conserve potentiel régénératif significative après résection apicale (ie, l'amputation chirurgicale et l'exposition de gauche apex ventriculaire). Une importante controverse sur cette constatation pourrait être due à des procédures liées à la chirurgie-divers utilisés dans les efforts visant à reproduire ou à développer sur cette importante découverte. Ces instructions présentent dynamiquement les matériaux et les méthodes pour la résection apicale dans un modèle de souris. Les étapes marquantes de ce rongeur Survival chirurgie implique l'hypothermie anesthésie, thoracotomie, l'amputation chirurgicale du coeur apex ventriculaire, et la suture et la récupération de la souris. L'approche décrite pourrait étendre l'application du modèle de la souris apicale de résection pour la recherche cardiovasculaire.

Introduction

Prolonged human life span leads to various aging- and lifestyle-related diseases, including heart failure, a leading cause of mortality. However, without replacement of lost or dysfunctional cardiac muscle cells, current therapeutics can only transiently improve cardiac function1, 2. Thus, it is necessary to discover and develop innovative strategies for cardiac regeneration and repair. The adult mammalian heart has limited regenerative potential. Studies from lower vertebrates, such as urodele amphibians and teleost fish, have provided unprecedented insights into the molecular and cellular mechanisms underlying heart regeneration3, 4. Recently, a neonatal mouse model of heart regeneration has emerged that might enable identification and characterization of more evolutionarily conserved pathophysiological events required for human heart regeneration5.

Apical resection refers to the surgical removal of left ventricular apex. This procedure is restricted to 1- to 7-day-old (P1 to P7) mice due to its high lethality in older mice6. The cardiac regeneration process in neonatal mice after apical resection is expected to be as follows: (I) rapid and effective formation of a hematoma to seal the apex and prevent exsanguination; (II) cardiomyocyte regeneration and restoration of systolic function5, 7. Recent work has stimulated debate on the significance and efficiency of this model8-11. Thus, it is important to present the apical resection clearly and in detail. To this end, this protocol vividly and specifically describes a video of how I did apical resection based on a previous protocol6.

Understanding the molecular mechanisms underlying cardiac regeneration is of importance for treatment of heart disease characterized by loss and/or injured cardiomyocytes, such as heart failure1, 2. Given the current and promising progress of apical resection in the research of cardiac regeneration, this study could promote the use of this technique and its uses in cardiac regeneration research.

Protocol

Toutes les expériences de souris ont été approuvés par la protection des animaux et l'utilisation de programme au National Institutes of Health (NIH) avec le numéro de protocole H0083R3. Le NHLBI IACUC approuvé le protocole sans analgésiques. 1. hypothermie anesthésie chez des souris néonatale Stériliser les éponges et de matériel chirurgical dans un autoclave avant la chirurgie. Préparer tous les matériaux chirurgicaux et passer sur un stérilisateur à billes c…

Representative Results

Chiots de souris ont été euthanasiées 1, 2, et 21 jours après la résection apicale, et leurs coeurs ont été recueillies pour H & E et Trichrome de Masson. Couleur bleue dans Trichrome de Masson indique le dépôt de la matrice extracellulaire épicardique 5. Avec succès résection apicale, un caillot de sang est formée pour sceller efficacement la LV une résection jour post-apical, comme représenté sur la figure 1A. Une résorption progressive du caillot de sa…

Discussion

Cardiac regeneration shows potential for the treatment and prevention of heart failure1, 2. Animal models are indispensable and play a critical role in understanding how cardiac regeneration occurs3-6. Many amphibians and fish regenerate heart tissue in response to injury, providing insight into our understanding of human cardiovascular disease13, 14. In terms of evolution, however, the pathophysiology should be more conserved between a mouse model and humans. Heart regeneration in mammal…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs remercient les Drs. James Hawkins, Zu-Yu Xi Qu Xuan et du National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) pour leur aide à la chirurgie de la souris et la préparation et la coloration des coupes en paraffine. Les auteurs sont reconnaissants à la NIH Fellows Comité de rédaction de l'assistance éditoriale.

Materials

Olsen-Hegar Needle Holders with Scissors,1.5mm Fine Science Tools 12002-12
Vannas Spring Scissors – 2mm Cutting Edge Fine Science Tools 15000-03 Iridectomy scissors
Hot Bead Sterilizer Fine Science Tools 18000-45
Iris Forceps, Straight, Serrated Fine Science Tools 11064-07
Iris Forceps, Curved, Serrated Fine Science Tools 11065-07
Shea Scissors – Curved/Blunt-Blunt/12cm Fine Science Tools 14105-12
Round Handled Suture Tying Forceps, Straight Fine Science Tools 18025-12
Round Handled Vannas Spring Scissors Fine Science Tools 15400-12
Magnifying Lamp Luxolamp Corp IM120 
Heating lamp Brandt Equipment llc 51152/3
6-0 Prolene sutures Ethicon 8889H
Skin glue-Vetbond Tissue Adhesive  3M  1469
Sterile Cotton Tipped Applicators Dynarex 4305
WEBCOL Alcohol Prep Pad Covidien 6818 Medium 2 PLY, 200/BOX, Satured with 70% Isopropyl Alcohol
Curity All Purpose Sponges Covidien 9024 Non-woven 4 PLY, 4"x4" (10.2cm×10.2cm)
Bench top protector sheet KIMTECH SCIENCE 7546 18" x 19.5" (45.72cm x 49.53cm) x 50
0.9% Sodium Chloride, 250ml Hospira Inc. NDC 0409-6138-22
Betadine Solution Swabsticks Purdue Products L.P. NDC 67618-153-03
Autoclave TOMY Digital Biology SX-700 HIGH-PRESSURE STEAM STERILIZER
Slide scanner HAMAMATSU NanoZoomer 2.0-RS

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Cite This Article
Xiong, J., Hou, J. Apical Resection Mouse Model to Study Early Mammalian Heart Regeneration. J. Vis. Exp. (107), e53488, doi:10.3791/53488 (2016).

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