Eine modifizierte Technik zur transversalen Aortenverengung bei Mäusen
Summary
Das vorliegende Protokoll beschreibt eine modifizierte und vereinfachte Technik mit einem minimal-invasiven Verfahren der transversalen Aortenverengung (TAC) unter Verwendung eines selbst hergestellten Retraktors. Dieses Verfahren kann ohne Beatmungsgerät oder Mikroskop durchgeführt werden und führt zu einer Drucküberlastung, die schließlich zu Herzhypertrophie oder Herzinsuffizienz führt.
Abstract
Die transversale Aortenverengung (TAC) ist eine häufig verwendete Operation in der Forschung zu Herzinsuffizienz und Herzhypertrophie, die auf der Bildung einer Drucküberlastung in Mausmodellen basiert. Die größte Herausforderung bei diesem Verfahren besteht darin, den quer verlaufenden Aortenbogen klar sichtbar zu machen und das Zielgefäß präzise zu binden. Klassische Ansätze führen eine partielle Thorakotomie durch, um den transversalen Aortenbogen freizulegen. Es handelt sich jedoch um ein Modell mit offenem Brustkorb, das ein ziemlich großes chirurgisches Trauma verursacht und während der Operation ein Beatmungsgerät erfordert. Um unnötige Traumata zu vermeiden und den Operationsablauf zu vereinfachen, wird der Aortenbogen über den proximalen Anteil des Brustbeins angefahren, wobei das Zielgefäß mit einem kleinen selbstgebauten Retraktor, der eine Schlinge enthält, erreicht und gebunden wird. Dieses Verfahren kann durchgeführt werden, ohne in die Pleurahöhle einzudringen, und erfordert kein Beatmungsgerät oder eine mikrochirurgische Operation, wodurch die Mäuse physiologische Atemmuster erhalten, das Verfahren vereinfacht und die Operationszeit erheblich verkürzt wird. Aufgrund des weniger invasiven Ansatzes und der kürzeren Operationszeit können Mäuse weniger Stressreaktionen durchlaufen und sich schnell erholen.
Introduction
Herzinsuffizienz ist ein komplexes klinisches Symptom, das auf eine Beeinträchtigung der Struktur und Funktion der ventrikulären Füllung oder des Ausstoßes von Blut zurückzuführenist 1. Das Krankheitsstadium wird hauptsächlich über die Funktionsklassifikation der New York Heart Association definiert, die auf der Schwere der Symptome und der körperlichen Aktivitätbasiert 2. Bei Patienten mit einer Ejektionsfraktion von über 50 % erhöhten strukturelle und/oder funktionelle Anomalien natriuretische Peptide, um die Diagnose einer Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (HFpEF) zu unterstützen2. Die ischämische Herzkrankheit ist eine der Hauptursachen für Herzinsuffizienz. Daher wird das Myokardinfarktmodell (z. B. permanente Koronarligatur) häufig verwendet, um die Pathophysiologie nach kardialer Hypoperfusion oder Ischämie-Reperfusionsverletzung zu untersuchen 3,4. Neben einer akuten Myokardverletzung tragen auch andere Risikofaktoren wie Bluthochdruck, Diabetes, Fettleibigkeit und eine familiäre Vorgeschichte von Kardiomyopathie zur Entwicklung einer Herzinsuffizienz bei. Nachdem die Patienten das Stadium A (Risiko für Herzinsuffizienz) bestanden und in das Stadium B (Präherzilosizienz) eingetreten sind, tritt eine strukturelle Veränderungauf 1. Zum Beispiel durchlaufen hypertensive Patienten zuerst eine adaptive Hypertrophie des linken Ventrikels und entwickeln sich dann allmählich zu einer maladaptiven Herzhypertrophie und gehen durch pathologischen Umbau zu Herzinsuffizienzüber 5.
Als Endstadium verschiedener Herz-Kreislauf-Erkrankungen wird die chronische Herzinsuffizienz seit Jahrzehnten untersucht6. Mehrere Mausmodelle sind in der Herzinsuffizienzforschung weit verbreitet, einschließlich der Infusion von Medikamenten (Angiotensin II), Stoffwechselstörungen (Diabetes oder kalorienreiche Ernährung) und der Aortenverengung7. Bei diesen Modellen wird die Angiotensin-II-Perfusion von verschiedenen Organnebenwirkungen begleitet, wie z. B. Nieren7. Die Induktion von Stoffwechselstörungen erfordert in der Regel einen ziemlich langen Zeitraum. Es wurde angenommen, dass die aufsteigende Aortenverengung nur eine begrenzte Relevanz für menschliche Erkrankungen hat7.
TAC ist ein zuverlässiges Modell, das die Nachlast erhöht und Herzhypertrophie sowie Herzinsuffizienzinduziert 8. Das TAC-Modell mit offenem Brustkorb wurde erstmals von Rockman et al. beschrieben und in zahlreichen Laboratorien auf der ganzen Welt verwendet9. Dieses klassische TAC-Verfahren verursacht jedoch ein ziemlich großes Trauma bei Mäusen und verändert ihr normales Verhalten, was eine lange Genesungszeit in Anspruch nehmen und die weitere Behandlung stören kann10. Andere modifizierte TAC-Verfahren mit geschlossenem Brustkorb reduzierten zwar einige invasive Schritte, erforderten jedoch mikrochirurgische Fähigkeiten oder mechanische Beatmung10,11.
Das vorliegende Protokoll beschreibt eine Schritt-für-Schritt-Methode mit einem minimalinvasiven Zugang zum Aortenbogen unter Verwendung eines selbst hergestellten Retraktors über einen 3 mm Mittellinienschnitt der Oberkante des Brustbeins. Dieses Modell benötigt keine mikrochirurgischen Fähigkeiten, keine mechanische Beatmung oder das Durchtrennen der Rippen und bietet somit eine schnelle, chirurgische, traumabegrenzte, unkomplizierte und kostengünstige Möglichkeit, eine TAC-Operation durchzuführen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Induktion einer anhaltenden Drucküberlastung kann allmählich zu Herzhypertrophie und Herzinsuffizienz führen. Dieses Modell wurde in zahlreichen Labors auf der ganzen Welt verwendet14,15,16. Das Protokoll bot eine verbesserte TAC-Methode, die keine mikrochirurgischen Fähigkeiten oder mechanische Beatmung erfordert.
Der wichtigste Schritt in diesem Protokoll ist das Führen von Seidennähten un…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wird von der National Natural Science Foundation of China (NSFC 81822002) finanziert. Wir danken allen Mitgliedern, die an dieser Arbeit teilgenommen haben.
Materials
| 4-0 nonabsorbable suture | Jinhuan | HM403 | Used for suturing the skin |
| 5 mL syringe | Haifuda Technology Co., Ltd. | BD-309628 | Used for making snare containing retractor |
| 7-0 nonabsorbable suture | Jinhuan | HM701 | Used for aorta ligation |
| Animal temperature monitor | Kaerwen | FT3400 | Used for monitoring body temperature |
| Buprenorphine | Sigma | B-044 | Used for post-surgical pain treatment |
| Depilatory cream | Veet | N/A | Used for remove body hair from the surgical area |
| Heating Pad | Xiaochuangxin | N/A | Used for maintaining body temperature |
| Ibuprofen | MCE | HY-78131 | Used for post-surgical pain treatment |
| Iron wire (0.5 mm) | Qing Yuan | Iron wire #26 | Used for making snare containing retractor |
| Microscopic tweezers | RWD | F12006-10 | Used for penetrating and separating the tissue to open operation space |
| Needle holder | RWD | F12005-10 | Used for pinching off the tip of gauge needle and blunting it |
| Ophthalmic forceps | RWD | F14012-10 | Used for holding skin and other tissues |
| Ophthalmic scissors | RWD | S11001-08 | Used for making sking incision of mouse |
| Pentobarbital sodium | Sigma | P3761 | Used for mouse anesthesia |
| Sterile operating mat | Hale & hearty | 211002 | Used for placing animal during surgery |
| Ultra-sound imaging system | Fujifilm visualsonics | vevo1100 | Used for measure the blood flow velocity, left ventricular wall thickness and ejection fraction, https://www.visualsonics.com/product/imaging-systems/vevo-1100 |
References
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