表面パッド心電図を使用したマウスにおける心筋虚血および再灌流障害の確認
Summary
During murine myocardial ischemia/reperfusion surgery, correct placement of the occluding ligature is typically confirmed by visible observation of myocardial pallor. Herein, a method of electrocardiographically confirming ischemia and reperfusion, to supplement observed myocardial pallor, is demonstrated in male C57Bl/6 mice.
Abstract
Many animal models have been established for the study of myocardial remodeling and heart failure due to its status as the number one cause of mortality worldwide. In humans, a pathologic occlusion forms in a coronary artery and reperfusion of that occluded artery is considered essential to maintain viability of the myocardium at risk. Although essential for myocardial recovery, reperfusion of the ischemic myocardium creates its own tissue injury. The physiologic response and healing of an ischemia/reperfusion injury is different from a chronic occlusion injury. Myocardial ischemia/reperfusion injury is gaining recognition as a clinically relevant model for myocardial infarction studies. For this reason, parallel animal models of ischemia/reperfusion are vital in advancing the knowledge base regarding myocardial injury. Typically, ischemia of the mouse heart after left anterior descending (LAD) coronary artery occlusion is confirmed by visible pallor of the myocardium below the occlusion (ligature). However, this offers only a subjective way of confirming correct or consistent ligature placement, as there are multiple major arteries that could cause pallor in different myocardial regions. A method of recording electrocardiographic changes to assess correct ligature placement and resultant ischemia as well as reperfusion, to supplement observed myocardial pallor, would help yield consistent infarct sizes in mouse models. In turn, this would help decrease the number of mice used. Additionally, electrocardiographic changes can continue to be recorded non-invasively in a time-dependent fashion after the surgery. This article will demonstrate a method of electrocardiographically confirming myocardial ischemia and reperfusion in real time.
Introduction
心臓病は、世界中の死1,2の主要な原因のまま。だけでなく、それは一般的な心臓の損傷部位心筋梗塞後4体全体3に、心臓から血液をポンピングする責任左心室（LV）ほとんどの筋肉室、です。左心室組織死は、多くの場合、収縮期心不全になります。心臓病の動物モデルは、生物医学、心血管研究の発展のために不可欠です。マウスのC57BL / 6系統は、その迅速な繁殖時間、低コストのために、動物モデルのための普及した選択されていると遺伝的変化に容易にしています。心臓病の研究のためのほとんどのマウスの外科的モデルは左冠動脈のLAD枝の閉塞を伴います。 LADは左鈍角限界5,6と呼ばれることもあります。 LADは、左心室の前部と前外側の壁に血液を供給する。 LAD閉塞の研究は、時々、前部梗塞を誘発int型を拡張することを目的としています劣ると側壁領域7 O。
心筋梗塞の研究のために頻繁に使用される2つのモデルは、慢性閉塞心筋梗塞や心筋虚血/再灌流傷害を含みます。慢性閉塞は、外科的にLADを通る血流をブロックの周りに、永久に縫合することによって作成されます。虚血/再灌流障害にのみ過渡、通常は30〜60分間、虚血期間と同じように多くを作成されます。一過性虚血を達成するために、再灌流期間が続く心臓の心外膜表面上のLADに対して平行に配置されているLAD周囲に閉塞縫合関係と小さなPE-10管は、管と閉塞縫合糸を除去し、血液がある場合再び動脈を通って心筋内に流入させます。虚血/再灌流手術が原因PROMを含む、ヒト梗塞の治療を並列再灌流傷害の性質に臨床的に関連するとみなされていますptの冠動脈血管形成術およびステント留置動脈の、または冠動脈バイパス。一般的に、これらの手術中に、マウス心臓におけるLVの虚血は、心筋壁の可視蒼白によって確認されました。しかし、単純に常時監視条件下心電図（ECG）パッド上に手術を行うことによって、目に見える変化は、それによってマウス心筋の虚血および再灌流を確認し、ECG波形を観察することができます。
マウスの心臓は、その4つのチャンバー構造を含む多くの点で人間の心に似ていますが、心にも違いがあります。成人のそれに対し、分（BPM）あたり700拍れる〜60-100 BPMの8,9 – 1つの明らかな違いは、成体マウスの平均安静時の心拍数は600です。さらに、マウス再分極波のように、JおよびTは、多くの場合、脱分極のQRS群10を識別する明確なSTセグメントを困難と合併します。 electrocardiographicallのプロセスを複雑にするには心筋虚血を確認yが、それは臨床的にSTのE levation mのiが nfarction yocardialまたはSTEMIと呼ばれるヒトにおける虚血および心筋梗塞傷害の診断のためのマーカーとして使用されるT波およびSTセグメントの上昇です。ヒトおよびマウスの波形間の主な違いの一つは、S波がすぐに陰性T波に直接転送J-波で続いているです。マウスにおける急性心筋虚血中にS波の振幅が減少し、直接異常J波と逆T波11が続きます。 T波は、マウス11で再分極のかなりの部分を占めるようには見えません。人間の違い対命名法およびマウスにもかかわらず、マウスの心筋虚血および再灌流のECG確認はまだ実現可能と比較的簡単です。波形の解釈を簡単にするために、SJT間のセグメントは、ST-segmeと呼ばれntは、本明細書。
2013年に公開されたSTEMIガイドライン未満90分12 .Thisの患者ドア・ツー・バルーンの時間をお勧め動脈が再び開かれるまで、患者の冠状動脈閉塞の識別からその時間枠を意味未満90分でなければなりません。鼓動する心臓が常に働いているので、高い酸化代謝および酸素消費3の高いレベルを有しています。これを提供するために、毛細血管のネットワークは、各筋細胞3に提供されています。それは酸素と栄養の供給を排気するために数拍の心を取るだけ。 90分ウィンドウでは、ヒトにおける虚血性心臓領域は、酸素を豊富に含む血液の価値は5400と9000心拍の間に受信することからブロックされています。その同じ90分ウィンドウで、マウスが54,000 63,000に心拍を持っているでしょう。マウス虚血/再灌流傷害の実験時間点は30〜60分の間、典型的です。
開発の重要性マウスモデルにおいて心筋虚血および再灌流を確認する補足的な方法をると、心筋虚血/再灌流研究におけるデータの一貫性と再現性に重大な意味を持っています。視覚的に組織の色の変化のために心を観察する現在の慣行は、スタンドアロン診断として適切ではありません。さらに、チューブおよび縫合糸を除去した後の再灌流は保証されません。動脈がもはやオフに接続されていますが、動脈は、手順の間に被害を受けなかったかもしれないし、再灌流が不可能になる場合があります。むしろ心筋蒼白と発赤（赤色）の観測に頼るよりも、再灌流を確認するために心電図の変化の記録を持っていることが有益であろう。虚血/再灌流傷害のマーカーが表示されませんハーツは、その後すぐにフラグを立てることができ、続行する方法についての決定は、研究者によって作製することができます。
最後に、心電図の記録を確立することは目を通してベースラインからの変化します虚血性および再灌流期間eは研究者は、最初の手術後の心臓の監視を継続することができます。研究者らは現在、すぐに手術が完了すると、心臓の視力を失います。 ECGは、手術後の日に心筋の時間に起こる変化への洞察を得るための簡単な方法です。手術後の時点で記録されたECGは、継続を示すか、組織死を悪化後期開発Q波を開示する可能性があります。しかし、効果的に新規または悪化心電図マーカーをゲージには、ベースラインECGは、比較のために利用可能でなければなりません。
12週齢の雄のC57BL / 6マウス – このプロトコルは、準備取得、および8を使用して、マウスの心臓の虚血および再灌流を確認するために、ECGを解釈する方法について説明します。
Protocol
Representative Results
Discussion
心筋虚血および再灌流を確認するための補助的な方法として、ECG変化を使用すると、閉塞リガチャーの正確な配置を保証します。合字配置の精度は、動物間のデータのばらつきを低減させるために重要です。マウス心臓におけるLADは、視覚化することが困難な動脈です。したがって、心電図変化に視覚蒼白を補充する結紮の正確な配置を確保し、組織損傷を生じるであろう。
<p class="jove_co…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by Merit Review awards (BX002332 and BX000640) from the Biomedical Laboratory Research and Development Service of the Veterans Affairs Office of Research and Development, National Institutes of Health (R15HL129140), and funds from Institutional Research and Improvement account. The project is supported in part by the National Institutes of Health grant C06RR0306551.
Materials
| Vevo 1100 | Fujifilm Visual Sonics |
Echocardiography Machine | |
| Mouse Handling Plate | Fujifilm Visual Sonics |
Heated ECG plate | |
| Signa-Gel | Highly Conductive Multi- | ||
| Electrode Gel | Parker | 15-25 | Purpose Electrolyte |
| Transpore Medical Tape | 3M | 1527-0 | |
| PI-Spray II | Pharmaceutical Innovations | NDC 36-2013-25 | Cleaning agent for ECG plate |
| C57Bl6 Mice | The Jackson Laboratory | 000664 | Male, 8-12 wk |
| IsoThesia-Isoflurane | Henry Schein | NDC 1169-0500-1 | |
| Excel | Microsoft | ||
| Systane Nighttime Lubricant Eye Ointment | Alcon | 65050935 | |
| 7-0 Perma-Hand Silk Sutures | Ethicon | 640.O32 | |
| 5-0 Perma-Hand Silk Sutures | Ethicon | K809.O32 | |
| Surgical Scissors | ROBOZ | RS-5881 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11052-10 | |
| Gauze | Bio Nuclear Diagnostics Inc | DIS-022B | |
| Needle Holder | Fine Science Tools | 12565-14 | |
| Buprenex CIII | Patterson Veterinary | 0-891-9756 | Buprenorphine Hydrochloride Analgesic |
| Betadine | Purdue Products | 67618-150-08 |
References
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