Vänster förmak stenos inducerad pulmonell venös Arterialization och grupp 2 Pulmonell Hypertension hos råtta
Summary
Vänster förmak stenos (LAS) är en roman kirurgisk teknik som används för att studera grupp 2 pulmonell hypertension (PH) och mekanismerna bakom pulmonell venös arterialization. Här presenterar vi ett protokoll för att tygla vänster förmak via en Titan klipp att orsaka pulmonell venös arterialization och måttliga PH i en råtta.
Abstract
Mekanismen av mitralisstenos-inducerad pulmonell venös arterialization och grupp 2 pulmonell hypertension (PH) är oklart. Det finns ingen gnagare modell för grupp 2 PH, på grund av mitralisstenos (MS), att underlätta utredningen av sjukdomsmekanismer och potentiella terapeutiska strategier. Vi presenterar en ny råtta modell av pulmonell venös trängsel-inducerad pulmonell venös arterialization och grupp 2 PH orsakas av vänster förmak stenos (LAS). LAS uppnås genom bromsande vänster förmak med ett halvslutna Titan klipp. Efter LAS operationen, utvecklar en råtta modell med en transmitral inflöde hastighet större än eller lika med 2,0 m/s på ekokardiografi gradvis pulmonell venös arterialization och grupp 2 PH över ett 8 – till 10-veckors period. I detta protokoll ger vi den stegvisa anvisningar för hur du utför de LAS kirurgin. Presenterade LAS råtta modellen härmar MS hos människor och är användbar för att studera den underliggande molekylära mekanismen av pulmonell venös arterialization och för preklinisk utvärdering av behandlingsmetoder för grupp 2 PH.
Introduction
Syftet med denna artikel är att demonstrera den stegvisa anvisningar för hur du utför de LAS kirurgin hos råttor. Kirurgiskt inducerad LAS nära härmar MS och cor triatriatum hos människa, som innebär skapandet av en mekanisk obstruktion i vänster förmak1. Obstruktion av vänster kammare (LV) inflödet ofta orsakar en överbelastning av pulmonell venös cirkulation, och patienter utveckla gradvis PH. WHO klassificerar PH på grund av vänster hjärtsjukdomar som grupp 2, vilket är den vanligaste gruppen av PH2,3,4. Diagnos av PH hos patienter med vänster hjärta sjukdomar är associerade med ett större än en sevenfolden ökning 1 års standardiserad dödlighet4. För närvarande finns det ingen godkänd behandling för grupp 2 PH bortsett från att behandla den underliggande lämnade hjärtsjukdomar (t.ex., kirurgiskt ersättande stenotiska mitralklaffen). Även effektiv mitralisklaffstenos ersättare löser dock inte PH fullt ut i upp till hälften av patienterna med MS5. Denna ihållande PH är på grund av negativa pulmonell vaskulär remodeling, som dåligt förstås. Därför djurmodeller är viktiga för att förbättra vår förståelse av de molekylära mekanismer bakom av negativa pulmonell vaskulär remodeling i grupp 2 PH.
Det finns några djurmodeller för grupp 2 PH. kranskärl ligering6,7 och tvärgående aorta banding8,9,10 i gnagare är de vanligaste grupp 2 PH djurmodeller. Den stora nackdelen med dessa modeller är medverkan av LV, vilket gör resultatet av grupp 2 PH studier svårt att tolka. Däremot förblir LV intakt i LAS modellen. Dessutom är LAS modellen kliniskt relevant eftersom det resulterar i en långsam och progressiv utveckling av PH över en 10-veckors period11. I människor anses MS vara betydande om transmitral Doppler flödeshastigheten är större än 2,0 m/s11, och vi använder också detta nummer som en cut-off för att avgöra huruvida de LAS kirurgin har producerat betydande stenos. Dessutom även om LAS modellen genererar milda eller måttliga PH, visar den karakteristiska histologiska förändringar, liknande dem hos patienter, nämligen utvecklingen av intrapulmonell venös arterialization11. LAS råtta modellen är en roman och kliniskt relevant grupp 2 PH modell med bevarade LV funktion. Den är lämplig för att studera patofysiologin av ihållande pulmonell vaskulär remodeling, att identifiera molekylära mål och testa nya terapier för grupp 2 PH.
Protocol
Representative Results
Discussion
LAS råtta är en ny grupp 2 PH modell som redan har fått betydande intresse från forskare i fält12,13. Jämföra med de två befintliga grupp 2 modellerna, nämligen pulmonell ven stenos (PVS) modell14, använda smågrisar, och den supracoronary aorta banding (SAB) råtta modell8,har9,10, LAS råtta modellen flera fördelar. Jämfört med PVS …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna erkänner Mitacs-Japan Society för främjande av vetenskap (JSPS) sommar Program. Ping Yu Xiong stöddes av finansiering från programmet Mitacs-JSPS sommaren att besöka Jikei University School of Medicine. Dr. Minamisawa stöds delvis av ministeriet för utbildning, kultur, sport, vetenskap och teknik i Japan (S.M.), programmet MEXT-Supported för Stiftelsen för strategisk forskning på privat universitet (S.M.), den fordonet Racing minnesmynt Foundation (S.M.) och The Jikei University Graduate Research fonden (S.M.) med ekonomiskt stöd för detta projekt. Dr. Archer stöds delvis av US National Institutes of Health (NIH) bidrag NIH 1R01HL113003-01A1 (S.L.A.) och NIH 2R01HL071115-08 (S.L.A.), den Kanada Stiftelsen för Innovation, Tier 1 Kanada forskning stol i mitokondriell dynamik och Translational Medicin (S.L.A.), Stiftelsen William J. Henderson, det kanadensiska vaskulär nätverket och drottningens Cardiopulmonary enhet (QCPU).
Författarna erkänner Mr Tadashi Kokubo, chef för fotografiska tjänster för akademiska Information Center på den Jikei University School of Medicine, för att filma video.
Materials
| 5-0 Prolene Suture | Johnson & Johnson – Ethicon | 8725H | Polypropylene suture with HEMO-SEAL Technology |
| Anaesthesia Machine | Wakenyaku Co., Ltd. | BRTK-100A | Air pump and anaethesia machine |
| Angiocatheter guidewire | Self-made | 10 cm guidewire glued to a 1 cc syringe | |
| Chest retractor | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | F-2 | |
| Chest tube 23G | Self-made | 10 cc syringe attached to a 23G needle plus plastic tube | |
| Curved forceps | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | A-14 | |
| Heating pad | Vivaria | MP-916-NV | Keep body temperature at 37 degree celsius |
| Horizon Ligating Clips | Teleflex | REF 003200 | Size Medium-Large |
| Horizon Manual-Load Ligating Clip Applier For Medium-Large Size Horizon | Teleflex | REF 337085 | Ligation Clips Angled Jaw, (20cm) |
| Needle holder | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | MC-40 | |
| Rodent Respirator | CWE Inc | SAR-830/P | Small animal ventilator |
| Scissors | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | B-12 | Straight scissors ideally with round tips |
| Straight forceps | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | A-7 | |
| Tongue depressor | Uchida Yoko Co., Ltd. | 8-615-2417 | Use the wide end |
References
- McGuire, L. B., Nolan, T. B., Reeve, R., Dammann Jr, J. F. Cor Triatriatum as a Problem of Adult Heart Disease. Circulation. 31, 263-272 (1965).
- Strange, G., et al. Pulmonary hypertension: prevalence and mortality in the Armadale echocardiography cohort. Heart. 98 (24), 1805-1811 (2012).
- Moreira, E. M., et al. Prevalence of Pulmonary Hypertension in the General Population: The Rotterdam Study. PLoS ONE. 10 (6), e0130072 (2015).
- Wijeratne, D. T., et al. Increasing Incidence and Prevalence of World Health Organization Groups 1 to 4 Pulmonary Hypertension: A Population-Based Cohort Study in Ontario, Canada. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 11 (2), (2018).
- Briongos Figuero, S., et al. Predictors of persistent pulmonary hypertension after mitral valve replacement. Heart and Vessels. 31 (7), 1091-1099 (2016).
- Jiang, B. H., Tardif, J. C., Shi, Y., Dupuis, J. Bosentan does not improve pulmonary hypertension and lung remodeling in heart failure. European Respiratory Society. 37 (3), 578-586 (2011).
- Dayeh, N. R., et al. Echocardiographic validation of pulmonary hypertension due to heart failure with reduced ejection fraction in mice. Scientific Reports. 8, (2018).
- Yin, J., et al. Sildenafil preserves lung endothelial function and prevents pulmonary vascular remodeling in a rat model of diastolic heart failure. Circulation: Heart Failure. 4 (2), 198-206 (2011).
- Wang, Q., et al. The Effects and Mechanism of Atorvastatin on Pulmonary Hypertension Due to Left Heart Disease. PLoS ONE. 11 (7), e0157171-e0157171 (2016).
- Hunt, J. M., et al. Pulmonary veins in the normal lung and pulmonary hypertension due to left heart disease. American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology. 305 (10), L725-L736 (2013).
- Fujimoto, Y., et al. Pulmonary hypertension due to left heart disease causes intrapulmonary venous arterialization in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 154 (5), 1742-1753 (2017).
- Katz, M. G., Fargnoli, A. S., Hajjar, R. J., Hadri, L. Pulmonary hypertension arising from left heart disease causes intrapulmonary venous arterialization in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 155 (1), 281-282 (2018).
- Alsoufi, B. Not a Cinderella story. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 155 (1), 282-284 (2018).
- Kato, H., et al. Pulmonary vein stenosis and the pathophysiology of "upstream" pulmonary veins. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (1), 245-253 (2014).
