כריתת ריאה השמאלית בשילוב עם Monocrotaline או Sugen כמודל של יתר לחץ דם ריאתי אצל חולדות
Summary
כריתת ריאה מכרסם השמאלית היא טכניקה יקר במחקר יתר לחץ דם ריאתי. כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לתאר את הליך כריתת ריאה עכברוש וטיפול לאחר הניתוח כדי להבטיח מינימלי התחלואה והתמותה.
Abstract
ב פרוטוקול זה, אנחנו פירוט ושלבי נכונה של אמצעי הזהירות הנדרשים לשם בהצלחה לבצע כריתת השמאלי, זירוז הפה בחולדות עם ממשל נוספים של monocrotaline (MCT) או SU5416 (Sugen). אנחנו גם להשוות בין 2 מודלים אחרים דגמי הפה נפוץ במחקר. השנים האחרונות, עברה המוקד של מודלים הפה כלפי לימוד המנגנון של angioproliferation של נגעים plexiform, שבה תפקידו של זרימת דם ריאתי מוגבר נחשבת בגורם מפעיל חשוב בהתפתחות של חמור ריאתי שיפוץ כלי הדם. אחד המודלים מכרסמים המבטיחים ביותר של זרימה ריאתי מוגבר היא כריתת ריאה השמאלית חד צדדית בשילוב עם “מכה שנייה” של MCT או Sugen. הסרת הריאה השמאלית מוביל זרימת דם ריאתי מוגבר, הסוערת ו שיפוץ כלי הדם. כיום, יש אין הליך מפורט של הניתוח כריתת ריאה אצל חולדות. מאמר זה מפרט פרוטוקול צעד אחר צעד של הליך ניתוחי כריתת ריאה, טיפול לאחר הניתוח בחולדות ספראג-Dawley זכר. בקצרה, החיה. הוא מורדם, פתיחת בית החזה. ברגע עורק הריאה השמאלית וריד ריאתי, סמפון הם דמיינו, הם מאתרים, הסרת הריאה השמאלית. החזה אז נעצמו וחילצנו החיה. הדם הוא נאלץ להפיץ רק על הריאה הימנית. זו הגברת לחץ בנימי הדם מוביל פרוגרסיב שיפוץ סגר עורקי הריאה קטן. הלהיט השני של MCT או Sugen הוא בשימוש שבוע לאחר הניתוח כדי לגרום בתפקוד אנדותל. השילוב של זרימת דם מוגברת ריאות, בתפקוד אנדותל מייצרת הפה חמורה. המגבלה העיקרית של הליך זה הוא כי הוא דורש מיומנויות כירורגית כללית.
Introduction
לחץ דם עורקי ריאתי (הפה) היא מחלה מתקדמת, חמורה המאופיינת על ידי הגברת זרימת דם ריאתי מוגבר התנגדות כלי הדם, דלקת, שיפוץ של כלי דם ריאתי קטנים1. שיפוץ זה בדרך כלל תוצאות נגעים וסקולאריים להכשיל, להשמיד את העורקים הריאה קטן, גרימת vasoconstriction והגדלת החדר הימני afterload2. כמה טיפולי תרופתי מוצלחת של הפה קיים; מכך, הקשורות הפה התמותה נותר גבוה. לאחרונה, עבר המוקד של מחקר על pathobiology של יתר לחץ דם ריאתי לכיוון מנגנון של אנגיוגרפיה-התפשטות שבו התפקיד של זרימת דם ריאתי מוגבר נחשבת בגורם מפעיל חשוב בהתפתחות של ריאות כלי הדם שיפוץ3,4.
מודלים חייתיים של יתר לחץ דם ריאתי סיפקו תובנות קריטי לסייע להסביר את הפתופיזיולוגיה של המחלה, שמשו כפלטפורמה לשיווק התרופה, תא, ג’ין ומסירת חלבון. באופן מסורתי, הדגם לחץ דם ריאתי כרוני היפוקסיה-induced ודגם פגיעת ריאות MCT היו המודלים העיקריים בשימוש כדי לחקור הפה פתופסיולוגיה5. עם זאת, הן אינן מספיקות לייצר תבנית זרימת ואת neointimal דם ריאתי מוגבר של שיפוץ לעומת השינויים המתוארים בחולים אנושיים. המודל כרונית-היפוקסיה בחולדות תוצאות עיבוי של כלי הדם עם vasoconstriction שתקבעו בלי אנגיוגרפיה-ברכות כלי ריאתי קטנים6. בנוסף, התנאי היפוקסיה הוא הפיך. לפיכך, המודל היפוקסיה הוא גם לא מספיקה כדי לייצר הפה חמורה. המודל פגיעת ריאות MCT להפיק מסוימים בתפקוד אנדותל אבל מורכבות obliterative נגעים של כלי הדם נמצאו בני-אדם עם הפה הראשית חמורה אינם מפתחים החולדות2. בנוסף, חולדות שטופלו MCT נוטים למות רעילות MCT-induced ריאה, מחלת כבד veno-occlusive, דלקת שריר הלב, ולא מן הפה2. בסופו של דבר, כריתת ריאה לבד אינה מספיקה כדי לייצר neointimal נגעים של כלי ריאתי קטנה בתקופה קצרה של זמן. לאחר כריתת ריאה, יש גובה מינימלי בלחץ הדם בעורק ריאתי7. בבני אדם, כריתת ריאה הוא נסבל היטב כאשר הריאות contralateral בריא7.
עם זאת, הליך כריתת ריאה השמאלית בשילוב עם MCT או Sugen יש יתרון מאז זה מחקה את זרימת דם ריאתי מוגבר ותוצאות ריאתי וסקולרית שיפוץ להשוות. חמורה הפה קליניים. כריתת ריאה מתבצע על הריאה השמאלית, אשר יש רק 1 האונה, ולא מימין, שבו יש ארבע אונות. אם הריאה הימנית הוסרה, החיה יוכל לפצות אי ספיקה נשימתית. במודל כריתת ריאה-MCT, דפוס neointimal של שיפוץ מתפתח מעל 90% של פעלו בעלי חיים מטופלים7. באופן דומה, שילוב Sugen עם כריתת ריאה תוצאות חמורות הפה, מאופיינות אנגיוגרפיה-obliterative נגעים של כלי הדם, התפשטות, אפופטוזיס ועל תפקוד RV8. הנוהל כריתת ריאה השמאלית הוא גם יתרון לעומת ניתוחים אחרים לזירוז הפה. בעבר שתואר הדגמים בחולדות כדי להגביר את זרימת הדם ריאתי לריאות כוללים את aorto-caval דלף או עורק ריאתי-בריחי השקה. מודלים אלה הם מאוד מסובך7,9,10,11. לביצוע של המחלף aorto-caval, הבטן של החיה יש אפשרות לפתוח. המחלף נמצא במחלקה העורק הראשי, אשר מגביר את זרימת הדם אל כל אברי הבטן במקום רק את הריאות, לפיכך, הפה לוקח הרבה זמן כדי לפתח. בנוסף, קשה לקבוע את זרימת הדם דרך המחלף, ואילו עם כריתת ריאה הדם לזרום לזוג הריאה הנותרת. ההשקה עורק ריאתי-בריחי יש גם סיבוכים רבים. זרימת הדם בעורקים לווריד יכול להוביל פקקת של השקה ודימום. כמו המחלף aorto-caval, קשה לקבוע את זרימת הדם דרך ההשקה. יתר על כן, זה טכניקה יקר וקשה הדורש מיומנויות כירורגית כלי דם. כריתת ריאה השמאלית חד צדדית מכפילה את זרימת הדם ואת גזירה בריאה contralateral וגורם, בשילוב עם MCT או Sugen, הממצאים והמודינמיקה ו histopathological אופייני של הפה אשר הוא נזק תאי אנדותל8, 12.
החידוש של כתב יד זה מוצג ב פרוטוקול כירורגי מאוד מפורט ומקיף כריתת ריאה השמאלית בחולדות, בדיון של האתגרים הטכניים, פיזיולוגיים של מודלים אלה. כי פרוטוקול זה אינו זמין כעת, חוקרים רבים מאמינים שהמודל הוא שימוש קשה מדי. חוקרים אשר אמורה לבצע את כריתת ריאה השמאלית התמודדו עם תמותה גבוהה ומחירים תחלואה הקשורים עם אובדן מיותר של בעלי חיים, להתפשר על הערכה מדעית. במקום זאת, רבים ישתמש הדגמים הקלאסיים כגון הזרקת MCT, כרונית-היפוקסיה או רק את כריתת ריאה ליצירת הפה. עם זאת, מודלים אלה הם הרבה פחות יעיל מאשר השילוב של MCT או Sugen עם כריתת ריאה השמאלית. המטרה העיקרית של מאמר זה היא לספק פרוטוקול כירורגי תחילה מפורט, לשחזור כריתת ריאה חד צדדית משמאל בחולדות ולספק הדגם כירורגי הטוב של הפה. שילוב פרוטוקול זה עבור כריתת ריאה חד צדדית משמאל עם MCT או SU5416 יאפשר חוקרים כדי ליצור מודל הרבה יותר אפקטיבית, הרלוונטית קלינית של הפה חמור ללמוד בפתוגנזה של מחלה קטלנית זו.
Protocol
Representative Results
Discussion
בריאות הפה מושפעות התפשטות כלי הדם עם היווצרות neointimal, מחק עורקי הריאה לגרום שינויים והמודינמיקה חמורה, כשל נכון חדרית ותמותה מוקדם7,8. השינויים כלי הדם להגביר התנגדות לזרימת הדם, הגדלת הלחץ בעורקים נכון חדרית. בשלבים המוקדמים של הפה, בדרך כלל כשלושה שבועות ל?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
כתב יד זה נתמך על ידי NIH להעניק 7R01 HL083078-10 מעניקה את איגוד הלב האמריקני AHA-17SDG33370112 ו מ את נבחרת מוסדות של בריאות NIH K01 HL135474 כדי Y.S., את נבחרת מוסדות של בריאות R01 HL133554 כדי L.H.
Materials
| Surgical Blade | Bard-Parker | 371215 | Incision |
| Forane (Isoflurane, USP) | Baxter | NDC 10019-360-40 | anesthesia |
| BD Angiocath 16 G | BD | 381157 | intubation tube, chest tube |
| BD 1 mL Insulin Syringe | BD | 329652 | administer buprinex post-operatively |
| Biogel Surgeons Surgical Gloves | Biogel | 30460-01 | sterile surgical gloves |
| Wahl BravMini+ Trimmer | Braintree Scientific | CLP-41590 P | shave surgical site |
| SU5416 | Cayman Chemical | 13342 | Sugen |
| Fiber Optic Illuminator | Cole-Parmer | EW-41723-02 | light for intubation |
| Surgipro II 4-0 Suture | Covidien | VP831X | Closing intercostal muscles |
| Polysorb 5-0 Suture | Covidien | GL-885 | Closing skin |
| Medium Slide Top Induction Chamber | DRE Veterinary | 12570 | oxygen & isoflurane delivery |
| DRE Compact 150 Rodent Anesthesia Machine | DRE Veterinary | 373 | oxygen & isoflurane delivery |
| Small Vessel Cauterizer Kit | Fine Science Tools | 18000-00 | cauterizer to minimize bleeding |
| VentElite Small Animal Ventilator | Harvard Apparatus | 55-7040 | ventilator |
| MouseSTAT Jr | Kent Scientific | MSTAT-JR | pulse oximeter & heart rate monitor |
| Mouse Paw Pulse Oximeter Sensor | Kent Scientific | SPO2-MSE | pulse oximeter & heart rate paw sensor |
| PhysioSuite RightTemp | Kent Scientific | PS-02 | temperature pad |
| PVP Prep Solution | Medline | MDS093944 | Cleaning surgical site |
| Poly-lined Drape | Medline | NON21002Z | cover animal |
| 3 mL syringe | Medline | SYR103010 | administer fluids post-operatively |
| Microsurgical Kits, Integra | Miltex | 95042-540 | surgical tools: plain wire speculum, double-ended probe, McPherson-Vannas Iris scissors straight, straight iris scissors |
| Hemostatic forceps – Micro-Jacobson-Mosquito | Miltex | 17-2602 | mosquito |
| Buprenorphrine HCl 0.3 mg/mL | Par Pharmaceutical | NDC 42023-179-01 | Pain relief |
| Cooley-Mayo curved scissors | Pilling | 352090 | Large scissors |
| Gerald Tissue forceps | Pilling | 351900 | forceps |
| Wangesnsteen Tissue Forceps | Pilling | 342929 | atraumatic forceps |
| Pilling Thin Vascular Needle Holder | Pilling | 354962DG | needle holder |
| Crotaline | Sigma-Aldrich | C2401-1G | MCT |
| Surflash 20 G IV Catheter | Terumo | SR*FF2051 | For pressure reading during organ harvest |
| ADVantage PV System with 1.2 Fr Catheter | Transonic Inc | ADV500 | Record pulmonary artery and right ventricle pressure |
| Medium Hemoclip | Weck | 523700 | ligate vessels |
| Open Ligating Clip Applicator; Medium, curved | Weck Horizon | 237081 | hemoclip applicator |
| Surgical Microscope | Zeiss OPMI MD | 1808 | magnification |
References
- Leopold, J., Maron, B. Molecular Mechanisms of Pulmonary Vascular Remodeling in Pulmonary Arterial Hypertension. International Journal of Molecular Sciences. 17 (5), 761 (2016).
- Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 302 (4), L363-L369 (2012).
- van Albada, M. E., et al. The role of increased pulmonary blood flow in pulmonary arterial hypertension. European Respiratory Journal. 26 (3), 487-493 (2005).
- Dickinson, M. G., Bartelds, B., Borgdorff, M. A. J., Berger, R. M. F. The role of disturbed blood flow in the development of pulmonary arterial hypertension: lessons from preclinical animal models. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 305 (1), L1-L14 (2013).
- Stenmark, K. R., Meyrick, B., Galie, N., Mooi, W. J., McMurtry, I. F. Animal models of pulmonary arterial hypertension: the hope for etiological discovery and pharmacological cure. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 297 (6), L1013-L1032 (2009).
- Cahill, E., et al. The pathophysiological basis of chronic hypoxic pulmonary hypertension in the mouse: vasoconstrictor and structural mechanisms contribute equally. Experimental Physiology. 97 (6), 796-806 (2012).
- Okada, K., et al. Pulmonary hemodynamics modify the rat pulmonary artery response to injury. A neointimal model of pulmonary hypertension. American Journal of Pathology. 151 (4), 1019-1025 (1997).
- Happé, C. M., et al. Pneumonectomy combined with SU5416 induces severe pulmonary hypertension in rats. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 310 (11), L1088-L1097 (2016).
- Tanaka, Y., Schuster, D. P., Davis, E. C., Patterson, G. A., Botney, M. D. The role of vascular injury and hemodynamics in rat pulmonary artery remodeling. Journal of Clinical Investigation. 98 (2), 434-442 (1996).
- Nishimura, T., Faul, J. L., Berry, G. J., Kao, P. N., Pearl, R. G. Effect of a surgical aortocaval fistula on monocrotaline-induced pulmonary hypertension. Critical Care Medicine. 31 (4), 1213-1218 (2003).
- Linardi, D., et al. Ventricular and pulmonary vascular remodeling induced by pulmonary overflow in a chronic model of pretricuspid shunt. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (6), 2609-2617 (2014).
- White, R. J., et al. Plexiform-like lesions and increased tissue factor expression in a rat model of severe pulmonary arterial hypertension. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 293 (3), L583-L590 (2007).
- Samson, N., Paulin, R. Epigenetics, inflammation and metabolism in right heart failure associated with pulmonary hypertension. Pulmonary Circulation. 7 (3), 572-587 (2017).
