Summary

Wurzelspitzenresektion Mausmodell zur frühen Säugetierherzregeneration Studieren

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

Herz-Kreislauf-Krankheit plagt die ganze Welt durch intensive Lifestyle-Änderungen. Herzregeneration birgt ein großes Versprechen für die Reparatur und Wiederherstellung der Herzmuskelzellen wegen Verletzung und Krankheit verloren. Im Gegensatz zu der robusten kardialen Regeneration von bestimmten niederen Wirbeltieren, erwachsenen Säugetier-Herzen zeigen in der Regel eine minimale Kapazität für Herz Regeneration und Reparatur. Allerdings haben jüngste Studien beträchtliche wissenschaftliche Interesse mit der Feststellung, dass zwischen postnatalen Tag 1-7 (P1 bis P7), behält der neonatalen Mäuseherz signifikante Regenerationspotential nach Wurzelspitzenresektion (dh Amputationen und Belichtung des linken ventrikulären Apex) ausgelöst. Eine wichtige Kontroverse über diesen Befund könnte durch die vielfältigen Operation bezogene Verfahren bei den Bemühungen zu replizieren oder zu erweitern auf diese wichtige Erkenntnis verwendet wird. Diese Anweisungen dynamisch für Wurzelspitzenresektion in einem Mausmodell zeigen die Materialien und Methodik. Die wesentlichen Schritte dieses Nagetier Survival Chirurgie beinhalten Hypothermie Anästhesie, Thorakotomie, chirurgische Amputation der Herzkammerspitze, und das Nahtmaterial und Rückgewinnung von Mäusen. Die beschriebene könnte die Anwendung der Wurzelspitzenresektion Mausmodells für die kardiovaskuläre Forschung zu erweitern Ansatz.

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

Alle Maus-Experimente wurden von der Animal Care und Verwenden Programm an der National Institutes of Health (NIH) mit Protokollnummer H0083R3 genehmigt. Das NHLBI IACUC genehmigt das Protokoll ohne Analgetika. 1. Hypothermie Anästhesie in neugeborenen Mäusen Sterilisieren, Schwämme und chirurgische Geräte in einem Autoklaven vor der Operation. Bereiten Sie alle chirurgischen Materialien und schalten auf eine heiße Perle Sterilisator 15-20 Minuten vorher auf 240 ° C bis 270 …

Representative Results

Maus Welpen eingeschläfert 1, 2, und 21 Tage nach der Wurzelspitzenresektion, und ihre Herzen wurden für die H & E und Massons Trichrom gesammelt. Blaue Farbe in Massons Trichrom-Färbung zeigt die Ablagerung von epikardialen extrazellulären Matrix 5. Mit erfolgreichen Wurzelspitzenresektion, ist ein Blutgerinnsel effektiv gebildet, um die LV 1 Tag nach Wurzelspitzenresektion abzudichten, wie in 1A gezeigt. Eine allmähliche Resorption des Blutgerinnsels und frühen Herzfibrose beobach…

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

Die Autoren danken Drs. James Hawkins, Zu-Xi Yu Xuan und Qu aus dem National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) für ihre Unterstützung bei der Maus-Operation und Vorbereitung und Färbung von Paraffinschnitten. Die Autoren sind dankbar, dass die NIH Fellows Editorial Board für die redaktionelle Unterstützung.

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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