Här presenteras ett kirurgiskt ingrepp för permanent ligering av vänster kransartär hos möss. Denna modell kan användas för att undersöka patofysiologin och tillhörande inflammatoriskt svar efter hjärtinfarkt.
Ischemisk hjärtsjukdom och efterföljande hjärtinfarkt (MI) är en av de främsta orsakerna till dödlighet i USA och runt om i världen. För att utforska de patofysiologiska förändringarna efter hjärtinfarkt och designa framtida behandlingar krävs forskningsmodeller av MI. Permanent ligering av vänster kranskärl (LCA) hos möss är en populär modell för att undersöka hjärtfunktion och ventrikulär ombyggnad efter MI. Här beskriver vi en mindre invasiv, pålitlig och reproducerbar kirurgisk murin MI-modell genom permanent ligering av LCA. Vår kirurgiska modell består av en lätt reversibel generell anestesi, endotrakeal intubation som inte kräver trakeotomi och en thorakotomi. Elektrokardiografi och troponinmätning bör utföras för att säkerställa MI. Ekokardiografi vid dag 28 efter MI kommer att urskilja hjärtfunktion och hjärtsviktparametrar. Graden av hjärtfibros kan utvärderas med Massons trikromfärgning och hjärt-MR. Denna MI-modell är användbar för att studera patofysiologiska och immunologiska förändringar efter MI.
Hjärt-kärlsjukdom är ett stort folkhälsoproblem som kräver 17,9 miljoner liv varje år, vilket står för 31 procent av den globala dödligheten1. Den vanligaste typen av kardiovaskulär anomali är kranskärlssjukdom, och hjärtinfarkt (MI) är en av de viktigaste manifestationerna av kranskärlssjukdom2. MI orsakas vanligtvis av trombotisk ocklusion av ett kranskärl på grund av bristning av en sårbar plack3. Den resulterande ischemin orsakar djupa joniska och metaboliska förändringar i det drabbade myokardiet, liksom en snabb minskning av systolisk funktion. MI resulterar i kardiomyocyters död, vilket ytterligare kan leda till ventrikulär dysfunktion och hjärtsvikt4.
Forskning om MI hos patienter är begränsad på grund av bristen på vävnader erhållna från patienter med MI5. Som sådan är murina modeller av MI användbara både för att studera sjukdomsmekanismer och utveckla potentiella terapeutiska mål. För närvarande tillgängliga murina modeller av MI inkluderar irreversibla ischemimodeller (LCA och ablationsmetoder) och reperfusionsmodeller (ischemi/reperfusion, I/R)6. Permanent ligering av vänster kranskärl (LCA) hos möss är den mest använda metoden, och den imiterar patofysiologin och immunologin för MI hos patienter 7,8,9. Permanent MI kan också induceras genom ablationsmetoder, som involverar elektrisk skada eller kryoskada. Ablationsmetoder kan generera infarkt av enhetlig storlek på den exakta platsen10. Å andra sidan kan ärrbildning, infarktmorfologi och molekylära signalmekanismer variera mellan ablationsmetoderna10,11. Murin I / R-metoden är en annan viktig MI-modell eftersom den representerar det kliniska scenariot för reperfusionsterapi12. I/R-modellen är förknippad med utmaningar som variabel infarktstorlek, svårigheter att urskilja reaktioner vid initial skada och reperfusion6.
Även om LCA-ligeringsmetoder används i stor utsträckning är de förknippade med låg överlevnad och postoperativ smärta13. Detta protokoll demonstrerar den murina kirurgiska MI-modellen av LCA-ligering som involverar beredning och intubation av möss, LCA-ligering, postoperativ vård och validering av MI. I stället för att använda en invasiv trakeotomi14 använder denna metod endotrakeal intubation. Djuret intuberas genom att belysa orofarynx med hjälp av ett laryngoskop, vilket gör proceduren enklare, säkrare och mindre traumatisk15. Musen hålls i respirator och under isofluranbedövning under hela ingreppet. Vidare utförs ekokardiografi och Massons trikromfärgning för att utvärdera hjärtfunktion respektive hjärtfibros efter MI. Sammantaget ger denna metod en tillförlitlig och reproducerbar kirurgisk murin modell av MI som kan användas för att studera patofysiologi och inflammation efter MI.
Murina modellen av MI ökar popularitet i kardiovaskulära forskningslaboratorier, och denna studie beskriver en reproducerbar och kliniskt relevant MI-modell. Detta protokoll förbättrar LCA-ligeringsprocessen på flera sätt. Till att börja med undviks användning av injicerbara preoperativa anestetika såsom xylazin / ketamin eller natriumpentobarbital14,15. Endast isoflurananestesi användes, vilket bidrar till att förbättra djurens överlevnad (>80% öve…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöddes av National Institute of Health-bidrag (R01HL143967, R01HL142629, R01AG069399 och R01DK129339), AHA Transformational Project Award (19TPA34910142), AHA Innovative Project Award (19IPLOI34760566) och ALA Innovation Project Award (IA-629694) (till PD).
22 G catheter needle | Exel INT | 26741 | Thoracentesis |
24 G catheter needle | Exel INT | 26746 | Endotracheal intubation |
4-0 nylon suture | Covetrus | 29263 | Suturing of muscles and skin |
8-0 nylon suture | S&T | 3192 | Ligation of LAD |
Anesthetic Vaporizers | Vet equip | VE-6047 | Anesthetic support |
Animal physiology monitor | Fujifilm | VEVO 3100 | Monitor heart rate,respiration rate and body temperature |
Betadine solution | PBS animal health | 11205 | Antispetic |
Buprenorphine | Covetrus | 55175 | Analgesic |
Disecting microscope | OMANO | OM2300S-V7 | Binocular |
Electric razor | Wahl | 79300-1001M | Shaving |
Electrode gel | Parker Laboratories | W60698L | Electrically conductive gel |
Ethanol | Decon Laboratories | 22-032-601 | Disinfectant |
Forceps | FST | 11065-07 | Stainless Steel |
Gauze | Curity | CAR-6339-PK | Sterile |
Heat lamp | Satco | S4998 | Post surgery care |
Heating pad | Kent scientific | Surgi-M | Temperature control |
Hot Bead sterilizer | Germinator 500 | 11503 | Sterilization of surgical instrument |
Isoflurane | Covetrus | 29405 | Anesthesia |
Masson’s trichrome staining kit | Thermoscientific | 87019 | Measurement of cardiac Fibrosis |
Micro Needle Holder | FST | 12500-12 | Stainless Steel |
Micro scissors | FST | 15000-02 | Stainless Steel |
Ophthalmic ointment | Dechra | Puralube Vet | Sterile occular lubricant |
Scanning Gel | Parker Laboratories | Aquasonic 100 | Aqueous ultrasound transmission gel |
Scissors | FST | 14060-11 | Stainless Steel |
Small Animal Laryngoscope | Penn-Century | Model LS-2-M | Illuminating the oropharynx |
Small animal ventilator | Harvard apparatus | 557058 | Ventilator support |
Surgical light | Cole parmer | 41723 | Illuminator Width (in): 7 |
Vevo 3100 preclinical imaging platform | Fujifilm | VEVO 3100 | Echocardiography |
VevoLAB software | Fujifilm | VevoLAB 3.2.6 | Echocardiography data analysis |