Den venstre år kombinert med Monocrotaline eller Sugen som en modell for pulmonal hypertensjon i rotter

Summary

Den gnager venstre år er en verdifull teknikk i pulmonal hypertensjon forskning. Her presenterer vi en protokoll for å beskrive rat år prosedyre og postoperativ pleie å sikre minimal sykelighet og dødelighet.

Abstract

I denne protokollen, detalj vi riktig fremgangsmåter for trinnene og nødvendige forholdsregler å utføre en venstre år og indusere PAH i rotter med ekstra administrasjonen av monocrotaline (MCT) eller SU5416 (Sugen). Vi kan også sammenligne disse to modeller til andre PAH modeller brukt i forskning. I de siste årene, har fokus for PAH dyremodeller flyttet mot studere mekanismen av angioproliferation av plexiform lesjoner, der rollen økt lunge blodstrøm er regnet som en viktig utløser i utviklingen av alvorlige lunge vaskulær remodeling. En av de mest lovende gnager modellene av økt lunge flyt er den ensidige venstre år kombinert med en “andre hit” MCT eller Sugen. Fjerning av venstre lungene fører til økt og turbulente lunge blodstrøm og vaskulær remodeling. Foreløpig er det ingen detaljert prosedyre år kirurgi i rotter. Denne artikkelen omhandler en trinnvis protokoll år kirurgisk prosedyre og postoperativ omsorg i hannrotter Sprague-Dawley. Kort, dyret er anesthetized og brystet åpnes. Når den venstre lungearterien, pulmonary blodåre, og bronchus er visualisert, de er samskrevet og venstre lunge er fjernet. Brystet deretter lukket og dyret utvinnes. Blod er tvunget til å sirkulere bare på høyre lunge. Denne økte vaskulær trykket fører til en progressiv remodeling og okklusjon av små pulmonary arterier. Den andre slo MCT eller Sugen er brukt en uke etter operasjonen å indusere endotelial dysfunksjon. Kombinasjonen av økt blodstrøm i lungene og endotelial dysfunksjon produserer alvorlig PAH. Den største begrensningen i denne fremgangsmåten er at det krever de generelle kirurgiske ferdigheter.

Introduction

Pulmonal arteriell hypertensjon (PAH) er en progressiv og dødelig sykdom karakterisert ved en økning i lunge blodstrøm, økt vascular motstand, betennelse og ombygging av små lunge blodkar¹. Denne remodeling vanligvis fører vaskulær lesjoner som hindrer og utslette liten pulmonary arteriene, forårsaker vasokonstriksjon og øke høyre ventrikkel afterload². Få vellykket farmakologiske behandlinger for PAH eksisterer; som en konsekvens, PAH dødelighet fortsatt høyt. Nylig har fokus for forskning på pathobiology av pulmonal hypertensjon flyttet mot en mekanisme for angio-spredning der rollen økt lunge blodstrøm er regnet som en viktig utløser i utviklingen av lunge vaskulære remodeling^3,4.

Dyr modeller av pulmonal hypertensjon har gitt kritisk innsikt som hjelper å forklare i patofysiologien av sykdom og har fungert som en plattform for narkotika, celle, gene og protein levering. Tradisjonelt, har kronisk hypoksi-indusert pulmonal hypertensjon modellen og MCT lungen skade modellen vært de viktigste modellene som brukes til å studere PAH patofysiologi⁵. Men er de ikke tilstrekkelig til å produsere økt lunge blodet flyt og neointimal mønster av remodeling sammenlignet endringer beskrevet i menneskelige pasienter. Kronisk hypoksi modellen i gnagere resulterer i jevning av fartøyet vegger med hypoxic vasokonstriksjon uten angio-utslettelse av små lunge fartøy⁶. I tillegg er hypoksi betingelsen reversibel. Dermed er hypoksi modellen heller ikke tilstrekkelig til å produsere alvorlig PAH. MCT lungen skade modellen framprovosere noen endotelial dysfunksjon men komplekse vaskulær obliterative lesjoner funnet hos mennesker med alvorlige primære PAH utvikle ikke i rotter². I tillegg MCT-behandlet rotter har tendens til å dø fra MCT-indusert lunge toksisitet, veno-occlusive leversykdom og Myokarditt fremfor PAH². Til slutt, i år alene er ikke tilstrekkelig til å produsere neointimal lesjoner i små lunge fartøyer i en kort periode. Etter år er det minimal høyde i pulmonal arteriell press⁷. Hos mennesker, er i år godt tolerert når kontralateral lunge er sunn⁷.

Venstre år prosedyren kombinert med MCT eller Sugen er imidlertid en fordel siden den etterligner økt lunge blodstrøm og resulterer i lunge vaskulær remodeling sammenlignes med alvorlig klinisk PAH. I år er utført på den venstre lungen, som har bare 1 lobe, i stedet for til høyre, som har fire lobes. Hvis høyre lunge ble fjernet, vil dyret kan ikke kompensere for åndedretts insuffisiens. I år-MCT-modellen utvikler neointimal mønster av remodeling i over 90% av drives-dyr behandlet⁷. Tilsvarende kombinasjonen av Sugen og år fører alvorlig PAH, preget av angio-obliterative vaskulære lesjoner, spredning, apoptose og RV dysfunksjon⁸. Venstre år prosedyren er også en fordel i forhold til andre kirurgiske prosedyrer å indusere PAH. Tidligere inkludere beskrevet modeller i rotter å øke lunge blodstrømmen til lungene by-pass aorto-caval shunt eller subclavia-lunge arterien anastomose. Disse modellene er ekstremt komplisert^7,9,10,11. For å utføre en by-pass aorto-caval shunt, har dyrets bakkroppen åpnes. Shunt plasseres i abdominal aorta, som øker blodtilførselen til alle abdominal organer i stedet for bare i lungene, dermed PAH tar mye lengre tid å utvikle. I tillegg er det vanskelig å fastslå blodstrømmen gjennom shunt, mens med år blodstrømmen til gjenværende lunge Double. Subclavia-lunge arterien anastomose har også mange komplikasjoner. Flyten av arteriell blod i venen kan føre til blodpropp anastomose og blødning. Som by-pass aorto-caval shunt er det vanskelig å fastslå blodstrømmen gjennom anastomose. Det er et dyrt og vanskelig teknikk som krever vaskulær kirurgiske ferdigheter. Den ensidige venstre år dobler blodstrøm og skjæring stress i kontralateral lungene og, i kombinasjon med MCT eller Sugen, forårsaker typisk hemodynamic og histopathological resultatene av PAH som endothelial celle skade^{8, 12}.

Nyheten av dette manuskriptet er presentert i svært detaljerte og omfattende kirurgisk protokollen til den venstre år i rotter og diskusjon om tekniske og fysiologiske utfordringene i disse modellene. Fordi denne protokollen ikke er tilgjengelig, tror mange etterforskerne modellen er for vanskelig. Etterforskerne som har utført den venstre år har møtt høy dødelighet og sykelighet priser forbundet med unødvendige tap av dyr, at vitenskapelig vurdering. I stedet bruker mange klassiske modeller som MCT injeksjon, kronisk hypoksi eller bare år for å opprette PAH. Disse modellene er imidlertid mindre effektiv enn kombinasjonen av MCT eller Sugen med den venstre år. Hovedformålet med denne artikkelen er å gi første detaljert og reproduserbar kirurgisk protokollen for den venstre ensidige år i rotter og gi det beste kirurgiske modellen for PAH. Kombinere denne protokollen for venstre ensidige år med MCT eller SU5416 vil tillate etterforskere til å opprette en langt mer effektiv og klinisk relevant modell av alvorlig PAH å studere patogenesen av denne dødelige sykdommen.

Protocol

Fremgangsmåtene nedenfor har blitt godkjent av institusjonelle Animal Care og bruk Committee (IACUC) av Icahn School of Medicine i Sinai. Alle rotter mottatt Human omsorg i henhold til Mount Sinai “Guide og bruk av forsøksdyr”. 1. forberedelse til operasjon Autoclave Cooley-Mayo buet saks (store saks), rett Iris saks (liten saks), McPherson-Vannas Iris saks (tilbake saks), Wangensteen tissue tang (atraumatiske tang), Gerald tissue tang, vanlig wire spekulum (selv beholde festepunkt…

Representative Results

Ifølge akseptert klassifikasjonssystem, er pulmonal hypertensjon preget av en mener lungearterien Press (mPAP) overskride øvre normal lungearterien Press (dvs. 25 mm Hg). I år + MCT gruppe, alvorlig PAH utviklet av dagen 21 med en økt mPAP (figur 1). MPAP beregnes formelen: <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="1…

Discussion

I PAH-berørte lungene, vaskulære spredning med neointimal formasjon og utslettelse av pulmonary arteriene resultere i alvorlig hemodynamic endringer, høyre ventrikkel svikt og tidlig dødelighet^7,8. Endringene i fartøyet vegger øke motstand mot blodstrøm, økende arterielle og høyre ventrikkel press. I de tidlige stadiene av PAH utviklet vanligvis 3 uker etter administrerer MCT eller Sugen, rotter uspesifikke histologiske endringer som mediale hypertrofi, …

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