Summary

Modelo apical Resección ratón para el Estudio de la regeneración del corazón de mamíferos Temprana

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

La enfermedad cardiovascular afecta a todo el mundo debido a los cambios de estilo de vida intensivos. La regeneración del corazón representa una gran promesa para la reparación y la restauración de los cardiomiocitos perdidos debido a lesiones y enfermedades. En contraste con la regeneración cardiaca robusta de ciertos vertebrados inferiores, corazones de mamíferos adultos típicamente muestran una capacidad mínima para la regeneración del corazón y reparación. Sin embargo, estudios recientes han suscitado considerable interés científico con el hallazgo de que, entre el día postnatal 1 al 7 (P1 a P7), el corazón neonatal de ratón retiene potencial regenerativo significativa después de la resección apical (es decir, la amputación quirúrgica y la exposición del ápice del ventrículo izquierdo). Una gran controversia sobre este hallazgo podría ser debido a los diversos procedimientos relacionados con la cirugía utilizados en los esfuerzos para replicar o ampliar sobre este importante hallazgo. Estas instrucciones presentan dinámicamente los materiales y la metodología para la resección apical en un modelo de ratón. Las medidas más destacadas de este Surviva roedoresl cirugía involucra anestesia hipotermia, toracotomía, la amputación quirúrgica del ápex del ventrículo del corazón, y la sutura y la recuperación de los ratones. El método descrito también podría ampliar la aplicación del modelo de ratón de la resección apical para la investigación cardiovascular.

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

Todos los experimentos con ratones fueron aprobados por el Programa de Uso y Cuidado de Animales de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), con número de protocolo H0083R3. El NHLBI IACUC aprobó el protocolo sin analgésicos. 1. La hipotermia Anestesia en ratones recién nacidos Esterilizar esponjas y equipo quirúrgico en un autoclave antes de la cirugía. Prepare todos los materiales quirúrgicos y cambiar en un esterilizador de cuentas en caliente 15-20 minutos de antelaci?…

Representative Results

Crías de ratón fueron sacrificados 1, 2, y 21 días después de la resección apical, y sus corazones se recogieron para H & E y tricrómico de Masson. De color azul en tricrómico de Masson indica la deposición de matriz extracelular epicárdica 5. Con la resección apical éxito, un coágulo de sangre se forma de manera efectiva para sellar el LV One día post-resección apical, como se muestra en la Figura 1A. Se observa una resorción gradual del coágulo de sangre y principios de …

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

Los autores agradecen a los Dres. James Hawkins, Zu-Xi Yu y Xuan Qu del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (NHLBI) por su ayuda con la cirugía del ratón y la preparación y tinción de secciones de parafina. Los autores agradecen a la Junta Editorial del NIH becarios por su asistencia editorial.

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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