Användning av tvärgående aortaförträngning med absorberbar sutur för att erhålla övergående myokardhypertrofi
Summary
Detta protokoll presenterar en förbättrad metod för att erhålla transienta skador hypertrofi med absorberbara sutur, simulera vänster Ventrikulärt hypertrofi minskning efter avlägsnande av tryck överbelastning. Det kan vara värdefullt för studierna om hjärtinfarkt hypertrofisk förkonditionering.
Abstract
Baserat på två gånger tvärgående aorta förträngningar (TACs) hos möss, det är bevisat att skador hypertrofisk förkonditionering (MHP) kan dämpa kardiomyocyt hypertrofi och bromsa progression till hjärtsvikt. För nybörjare är dock MHP-modellen vanligtvis ganska svår att fastställa på grund av de tekniska hindren i ventilatordrift, öppna bröstet upprepade gånger och blödning orsakad av debanding. För att underlätta denna modell, för att öka den kirurgiska framgångsgraden och minska förekomsten av blödning, bytte vi till absorberbara suturer för den första TAC-kamningen med en ventilatorfri teknik. Med hjälp av en 2-veckors absorberbar sutur visade vi att denna procedur kan orsaka betydande skador hypertrofi i 2 veckor. och 4 veckor efter kirurgi, var hjärtinfarkt hypertrofi nästan helt tillbakagång till baslinjen. Med hjälp av det här protokollet kan operatörerna enkelt bemästra MHP-modellen med en lägre driftsdödlighet.
Introduction
Skandinaviska förkonditionering är ett fenomen som inducerar korta icke-dödliga episoder av ischemi och reperfusion till hjärtat och har kapacitet att dramatiskt minska skadorskador 1. Med tanke på de uppenbara kliniska konsekvenserna av skandinaviska förkonditionering, såsom begränsning av hjärtinfarkt storlek2 och undertrycka ventrikulära takyarrhythmias efter skador revascularization3, har det funnits massor av forskning för att dissekera mekanismerna bakom cardio-skyddande effekter framkallas genom att förkonditionera4,5. Däremot har andra icke-ischemiska typer av förkonditionering fått relativt lite uppmärksamhet. Hjärthypertrofi kan vara trubbigt hos patienter med aorta stenos genomgår aorta ventil ersätter6. Varhelst tillståndet för patologiska hjärtinfarkt hypertrofi finns, rapporteras principen om förkonditionering sällan.
År 1991 etablerade Rockman et al. först en musmodell av vänster ventrikulär hypertrofi genom tvärgående aortaförträngning (TAC)7. Genom att använda TAC två gånger hos möss har vi tidigare bevisat att hjärtinfarkt hypertrofisk förkonditionering (MHP) leder till övergående hypertrofisk stimulering i hjärtat och därmed gör hjärtat mer motståndskraftigt mot ihållande hypertrofisk stress iframtiden 8. Egenskaperna hos MHP-modellen har validerats genom ultraljud biomikroskop och hemodynamic bedömning9. Viktiga punkter för att konstruera modellen var att utföra thoracotomi tre gånger, TAC i en vecka, debanding i en vecka och sekundär TAC i 6 veckor. Debanding kan dock orsaka blödning, vilket gjorde det svårt att behärskas av nybörjare och svårt att bli populariserad. Dessutom är det också en teknisk utmaning att intubera möss. Felaktig intubering kan orsaka trakeal skada, pneumothorax, och även död hos möss. Så det är nödvändigt och värdefullt att förbättra vissa procedurer samtidigt som MHP-modellen konstrueras.
För att minska svårigheten med modellen och öka dess framgång bytte vi till absorberbara suturer för den första TAC och övervakade modellens framgång genom att mäta tryckgradienten över den aortaförträngningen under ekokardiografi10. Baserat på vårt preliminära experiment skulle det vara svårt att inducera tillräcklig hjärtinfarkt hypertrofi hos möss med för lågtrycksgradient, medan möss med för högtrycksgradient skulle utveckla akut hjärtsvikt eller till och med dö. Den idealiska tryckgradienten för modellen sträcker sig från 40–80 mmHg11. Dessutom var detta experiment inte beroende av en ventilator, vilket effektivt kunde undvika ventilator-tillhörande teknisk manipulation och skada12.
Protocol
Representative Results
Discussion
Det finns fortfarande ett mycket underutforskat område i hjärt icke-skandinaviska förkonditionering. Baserat på våra tidigare studier bytte vi till att använda absorberbara suturer för att förbättra den kortikala hypertrofa förkonditioneringsmodellen.
I tidigare rapporter använde många utredare silkes sutur för att begränsa aortabågen8,14,15. Silk sutur var lätt tillgängliga och anvä…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av bidrag från National Natural Science Foundation of China (81770271; till Y, Liao), de gemensamma fonderna för National Natural Science Foundation of China (U1908205; till Y, Liao) och de kommunala planeringsprojekten för vetenskaplig teknik i Guangzhou (201804020083; till Dr Liao).
Materials
| Absorbable suture (5-0) | Shandong Kang Lida Medical Products Co., Ltd | 5-0 | Ligation |
| Animal ultrasound system VEVO2100 | Visual Sonic | VEVO2100 | Echocardiography |
| Cold light illuminator | Olympus | ILD-2 | Light |
| Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1) | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-HTP-S1 | Heating |
| Isoflurane | RWD life science | R510-22 | Inhalant anaesthesia |
| Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer | Midmark Corporation | VIP 3000 | Anesthetization |
| Medical nylon suture (5-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 5-0 | Close the skin |
| Pentobarbital sodium salt | Merck | 25MG | Anesthetization |
| Precision electronic balance | Denver Instrument | TB-114 | Weighing sensor |
| Self-made spacer | 25-gauge needle | ||
| Silk suture (5-0) | Yangzhou Yuankang Medical Devices Co., Ltd. | 5-0 | Ligation |
| Small animal microsurgery equipment | Napox | MA-65 | Surgical instruments |
| Transmission Gel | Guang Gong pai | 250ML | Echocardiography |
| Veet hair removal cream | Reckitt Benchiser | RQ/B 33 Type 2 | Remove hair of mice |
| Vertical automatic electrothermal pressure steam sterilizer | Hefei Huatai Medical Equipment Co. | LX-B50L | Auto clean the surgical instruments |
References
- Murry, C. E., Jennings, R. B., Reimer, K. A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 74 (5), 1124-1136 (1986).
- Ban, K., et al. Phosphatidylinositol 3-kinase gamma is a critical mediator of myocardial ischemic and adenosine-mediated preconditioning. Circulation Research. 103 (6), 643-653 (2008).
- Wu, Z. K., Iivainen, T., Pehkonen, E., Laurikka, J., Tarkka, M. R. Ischemic preconditioning suppresses ventricular tachyarrhythmias after myocardial revascularization. Circulation. 106 (24), 3091-3096 (2002).
- Hausenloy, D. J., Yellon, D. M. Preconditioning and postconditioning: underlying mechanisms and clinical application. Atherosclerosis. 204 (2), 334-341 (2009).
- Heusch, G. Molecular basis of cardioprotection: signal transduction in ischemic pre-, post-, and remote conditioning. Circulation Research. 116 (4), 674-699 (2015).
- Lund, O., Emmertsen, K., Dorup, I., Jensen, F. T., Flo, C. Regression of left ventricular hypertrophy during 10 years after valve replacement for aortic stenosis is related to the preoperative risk profile. European Heart Journal. 24 (15), 1437-1446 (2003).
- Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proceedings of the National Academy of Sciiences of the United States of America. 88 (18), 8277-8281 (1991).
- Wei, X., et al. Myocardial hypertrophic preconditioning attenuates cardiomyocyte hypertrophy and slows progression to heart failure through upregulation of S100A8/A9. Circulation. 131 (17), 1506-1517 (2015).
- Huang, J., et al. Ultrasound biomicroscopy validation of a murine model of cardiac hypertrophic preconditioning: comparison with a hemodynamic assessment. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 313 (1), 138-148 (2017).
- Oka, T., et al. Cardiac-specific deletion of Gata4 reveals its requirement for hypertrophy, compensation, and myocyte viability. Circulation Research. 98 (6), 837-845 (2006).
- Li, L., et al. Assessment of cardiac morphological and functional changes in mouse model of transverse aortic constriction by echocardiographic imaging. Journal of Visualized Experiments. (112), e54101 (2016).
- Veldhuizen, R. A., Slutsky, A. S., Joseph, M., McCaig, L. Effects of mechanical ventilation of isolated mouse lungs on surfactant and inflammatory cytokines. The European Respiratory Journal. 17 (3), 488-494 (2001).
- Wang, Q., et al. Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice. Journal of Visualized Experiments. (147), e59431 (2019).
- Eichhorn, L., et al. A closed-chest model to induce transverse aortic constriction in mice. Journal of Visualized Experiments. (134), e57397 (2018).
- Tavakoli, R., Nemska, S., Jamshidi, P., Gassmann, M., Frossard, N. Technique of minimally invasive transverse aortic constriction in mice for induction of left ventricular hypertrophy. Journal of Visualized Experiments. (127), e56231 (2017).
