Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Miyokard İskemisi ve Reperfüzyon Hasarının Geliştirilmiş Kemirgen Modeli

Published: March 7, 2022 doi: 10.3791/63510
Automatic Translation
*1,2,3, *3, 3, 4, 5, 3, 5, 6, 1,2, 7
1Department of Cardiology, Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine, 2Department of Cardiology, Jiangsu Province Hospital of Chinese Medicine, 3First College of Clinical Medicine, Biological Technology Center for Innovation in Chinese Medicine, Nanjing University of Chinese Medicine, 4School of Health Preservation and Rehabilitation, Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Ministry of Education, 5Department of Cardiology, Jiangsu Provincial Hospital of Chinese Medicine, 6Department of Cardiology, Yancheng TCM Hospital Affiliated to Nanjing University of Chinese Medicine, 7Jiangsu Collaborative Innovation Center of Traditional Chinese Medicine (TCM) Prevention and Treatment of Tumor, Nanjing University of Chinese Medicine
* These authors contributed equally

ERRATUM NOTICE

Summary

Sıçan kalbinin miyokard iskemi-reperfüzyon modeli, kendi kendine yapılan bir retraktör, polivinil klorür tüpü ve benzersiz bir düğümleme yöntemi kullanılarak geliştirilmiştir. Elektrokardiyogram, trifeniltetrazolyum klorür ve histolojik boyama ve yüzde sağkalım analizi sonuçları, geliştirilmiş model grubunun mevcut model grubundan daha yüksek başarı ve sağkalım oranlarına sahip olduğunu göstermiştir.

Abstract

Koroner kalp hastalığı (KKH) tarafından indüklenen miyokard iskemisi ve reperfüzyon hasarı (MIRI), kardiyomiyositlerde hasara neden olur. Ayrıca, kanıtlar trombolitik tedavinin veya primer perkütan koroner girişimin (PPCI) reperfüzyon hasarını önlemediğini göstermektedir. MIRI için hala ideal bir hayvan modeli yoktur. Bu çalışma, ameliyatı daha kolay ve daha uygulanabilir hale getirmek için sıçanlarda MIRI modelini geliştirmeyi amaçlamaktadır. MIRI oluşturmak için benzersiz bir yöntem, iskemik dönemin önemli bir adımında yumuşak bir tüp kullanılarak geliştirilmiştir. Bu yöntemi araştırmak için, otuz sıçan rastgele üç gruba ayrıldı: sahte grup (n = 10); deneysel model grubu (n = 10); ve mevcut model grubu (n = 10). Trifeniltetrazolium klorür boyama, elektrokardiyografi ve yüzde sağkalım bulguları, operasyonların doğruluğunu ve sağkalım oranlarını belirlemek için karşılaştırılmıştır. Çalışma sonuçlarına dayanarak, geliştirilmiş cerrahi yöntemin daha yüksek sağkalım oranı, yüksek ST-T segmenti ve MIRI patolojisini daha iyi taklit etmesi beklenen daha büyük enfarktüs boyutu ile ilişkili olduğu sonucuna varılmıştır.

Introduction

İskemik kalp hastalığı tüm dünyada mortalitenin önde gelen nedenidir. Kardiyovasküler mortalite tüm dünyada halk sağlığı ve epidemiyolojide çok önemli bir role sahiptir1. Miyokard iskemisi ve reperfüzyon hasarı, adenozin trifosfat2'nin tükenmesini, reaktif oksijen türlerinin aşırı üretimini3, enflamatuar reaksiyonları4 ve metabolik işlev bozukluğu ve yapısal hasar yoluyla akut miyokard enfarktüsünü tetikleyen kalsiyum aşırı yüklenmesi5'e bağlı mitokondriyal disfonksiyonu içeren karmaşık bir patofizyolojik süreci ifade eden iskemik kalp hastalığında temel işlevleri oynar6.

Bununla birlikte, miyokard iskemisi ve reperfüzyon hasarının (MIRI) altında yatan ayrıntılı mekanizmalar bilinmemektedir. Bu çalışma, MIRI'nin klinik sunumunu ve tedavisini yeterince simüle eden benzersiz bir hayvan modeli geliştirmeyi amaçlamaktadır. Aksi takdirde, MIRI modeli araştırması sürecinde, büyük hayvanlar7 (domuzlar gibi) pahalı olan girişimsel cerrahi gerektirir. Küçük hayvanlar (tavşan 8, fareler 9,10,11,12 ve sıçanlar 13 gibi) mikroskopi 10, uzaktan kumandalı sakküller8,11 altında hassas ameliyat gerektirir veya kalbi9 nolüfundan sıkar, bu da yüksek düzeyde teknoloji gerektirir ve bulguların doğruluğunu bozan birkaç postoperatif komplikasyona neden olabilir. Daha yüksek sağkalım oranına ve daha düşük maliyete sahip ideal bir MIRI modeli, patolojik araştırmalarda çok önemli bir rol oynayacaktır.

Bu çalışma, MIRI için klinik tedavilerin keşfine yol açabilecek MIRI patolojisi üzerine araştırmayı kolaylaştırmak için sıçanlarda daha erişilebilir ve uygulanabilir bir MIRI modeli oluşturarak bu sorunlarla mücadele etmeyi amaçlamıştır.

Protocol

Çalışma, Nanjing Çin Tıbbı Üniversitesi Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanmıştır (izin no. 202004A002). Çalışma, Laboratuvar Hayvanlarının Kullanımına İlişkin Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) kılavuzlarını kesinlikle takip etmiştir (NIH yayını No. 85-23, revize edilmiş 2011). Bu çalışmada otuz erkek Sprague-Dawley sıçanı (ağırlık, 300 ± 50 g; yaş, 12 ± 14 hafta) kullanılmıştır.

1. Hayvan hazırlığı

  1. Ameliyattan önce fareleri 12 saat boyunca yiyecek ve sudan mahrum bırakın. Preoperatif açlık, pulmoner aspirasyonu önlemeyiamaçlar14.
  2. Yüksek basınçlı buharlı sterilizatör kullanarak ameliyattan önce tüm aletleri sterilize edin.
  3. İntraperitoneal enjeksiyon yoluyla pentobarbital sodyum (% 1.5, 75 mg / kg) uygulayarak sıçanları anestezi altına alın (bkz.
  4. Çimdik-ayak parmağı testini yaparak anestezinin etkinliğini değerlendirin.
    NOT: Arka pençesi cımbız tarafından tutulduğunda refleks gözlenmezse, sıçan yeterince uyuşturulmuş olarak kabul edilir.
  5. "S" şekli oluşturmak için iki ataşın orta bölümünü düzeltin. Küçük bir retraktör oluşturmak için her "S" nin geniş bölümünü aşağı çekin.
  6. 2 mm çapında bir polivinil klorür (PVC) tüpünü 7 mm uzunluğunda parçalara ayırın. PVC boruya 10 cm uzunluğunda 4-0 dikiş yerleştirin ve uçlarını bağlayın.
  7. Sol ön inen (LAD) koroner arter ile PVC tüpü 6-0 dikiş kullanarak birbirine bağlayın. PVC tüpün ortasındaki bir oluğu oftalmik makas kullanarak kesin ve düşmesini önlemek için 6-0 dikişi tüpten geçirmek için oluğu kullanın.
    NOT: PVC boru ve "S" şeklindeki retraktörler Ek Şekil 1'de gösterilmiştir.

2. Ameliyat prosedürü

  1. Aşağıdaki adımları izleyerek geliştirilmiş MIRI sıçan modelini oluşturmak için ameliyat yapın.
    NOT: Geliştirilmiş MIRI yöntemiyle oluşturulan hayvan modeli grubu, makale boyunca deneysel model grubu olarak adlandırılmıştır.
    1. Anesteziden sonra (adım 1.2), sıçanı cerrahi tahtaya sırtüstü pozisyonda yerleştirerek sıçanın uzuvlarını bantla sabitleyin. Boyun ve sol ön göğüs bölgesini tüy dökücü kremle tıraş edin ve cildi %75 alkol ve iyodofor ovma ile temizleyin.
    2. Boynun derisini oftalmik makas kullanarak medyan servikal çizgi boyunca uzunlamasına kesin.
    3. Oftalmik cımbız kullanarak boyun kaslarını ayırın ve daha da geri çekmek için her iki tarafa da bir retraktör (adım 1.4) yerleştirin.
      NOT: Bu adımda tiroid bezinden kanamayı önlemek için kritik öneme sahip olduğu için trakeayı yeterince açığa çıkarmak gerekir.
    4. Trakeayı açığa çıkardıktan sonra, dördüncü ve beşinci trakea halkaları arasındaki boşluğu tanımlayın. Bu boşluk delinme noktasıdır.
    5. Bir iğne ucunun kör kenarını kullanarak bu noktayı işaretleyin. Bu noktada krikoid kıkırdağa paralel 3 mm'lik bir kesi yapın.
    6. Kesi yoluyla trakeaya bir emme trokarı (bakınız Malzeme Tablosu) yerleştirin (adım 2.1.5) ve normal solunumu 80 nefes / dak ve 8 mL / kg gelgit hacminde tutmak için sıçanı mekanik olarak havalandırın.
    7. Daha sonra, neşteri 45 ° 'lik bir açıyla tutarken ksifoidden ikinci sol interkostal boşluğun ortasına 4-5 cm'lik bir kesi yapın. Yavaşça ve yavaşça, interkostal boşluğa erişmek için oftalmik cımbız kullanarak pektoralis major ve serratus anterior kaslarını ayırın.
    8. Oftalmik makas kullanarak sol üçüncü ve dördüncü kaburgalar arasında enine 1,5 cm'lik bir kesi yapın.
    9. Gerekirse, sol akciğerin kapladığı kalbi ortaya çıkarmak için dördüncü kaburgayı kesin. Bu daha iyi görünürlük sağlar.
    10. Yaralanmaları önlemek için, fizyolojik salin çözeltisine batırılmış pamuk toplarını göğüs boşluğundaki akciğerlerin üzerine yerleştirin. Oftalmik cımbız kullanarak perikardı diseke edin, sol atriyal uzantıyı cımbızla kaldırın ve aort arterinin kökünde bulunan koroner ostyumu tanımlayın.
    11. Sol akciğer ve kulak kepçesi arasındaki bölümde, LAD ve önceden hazırlanmış kısa tüpü (adım 1.6) 6-0 cerrahi sütür kullanarak birlikte bağlayın ve bir kayma notu kullanarak bağlayın. Kayma düğümünü PVC borunun oluğuna yerleştirin ve 45 dakika 15 boyunca ikinci bir kayma notu kullanarak bağlı tüpü ve LAD'yi sıkın (Şekil 1A, B).
    12. İskemi döneminde sol ventrikülün ön kısmındaki renk değişimini ve ST-segment yükselmesini elektrokardiyogramda (EKG) kaydedin.
      NOT: Sol ventrikülün ön kısmı iskemi döneminde soluklaşır.
    13. Bir arter klipsi kullanarak göğüs kaslarını ve cildi kelepçeleyin ve yarayı nemli tuzlu gazlı bezle örtün.
    14. Kaymayı gevşetin ve önceden hazırlanmış kısa tüpü 45 dakika15 sonra çıkarın (Şekil 1C).
    15. Sıçanları reperfüzyon sırasında 2 saat boyunca anestezi altında tutun.
  2. Daha önce yayınlanan prosedürü takiben sıçan modelini oluşturmak için ameliyat yapın16.
    NOT: Bu hayvan modeli grubu, makale boyunca varolan model grubu olarak adlandırılır.
    1. LAD koroner arterinin bağlanmasından önce, deneysel model grubuyla aynı adımları uygulayın.
    2. İskemik dönemde, her sıçanın proksimal LAD koroner arterini bir kayma ile yağlayınSadece deneysel model grubuyla aynı pozisyonda 6-0 cerrahi sütür kullanarak ve 45 dakika boyunca bir kayma düğümü bağlayın.
    3. Ligasyondan sonra, cımbızla kaymayı gevşetin, sıçanın kesiklerini bir dikiş iğnesi ve cımbızla dikin ve hayvanı, sıçanın kalplerini hasat etmeden önce 2 saat boyunca reperfüzyon süresi boyunca% 1.5 pentobarbital sodyum derin anestezisinde tutun.

3. Trifeniltetrazolium klorür boyamasının değerlendirilmesi

  1. Reperfüzyonun sonunda, sıçanlar hala derin anestezi altında iken ötenazi yapılır. Sıçanları kurban et ve kalplerini hemen16,20 topla. Kalpleri PBS çözeltisinde yıkayın ve dokuları sertleştirmek için ~ 20 dakika boyunca -20 ° C'de saklayın.
  2. Daha sonra, kalpleri bir mikrotom bıçağı ile 2 mm'lik dilimler halinde kesin, ~ 30 dakika boyunca 37 ° C'de% 2 tripheniltetrazolyum klorür (TTC) ile inkübe edin ( Malzeme Tablosuna bakınız) ve% 10 nötr formalin içinde sabitleyin.
  3. Kalp dilimlerinin fotoğrafını çekin ve ImageJ yazılımının bir görüntü işleme programını kullanarak enfarktüs alanlarını hesaplayın (bkz.
    NOT: Boyama nedeniyle, enfarktüs bölgeleri soluk beyaz görünürken, normal dokular koyu kırmızı görünür.

4. Histolojik boyama

  1. Reperfüzyon periyodu sonunda kalpleri %1.5 pentobarbital sodyum derin anestezi altında toplayın.
  2. Kalpleri 4 ° C'de 48 saat boyunca% 10 formalin olarak sabitleyin.
  3. Daha sonra, kalpleri bir mikrotomla en az 6 dilime (5 μm kalınlığında) bölün ve hematoksilin ve eozin (H & E) ve Masson boyama20,21 için en az üç dilim sağlayın.
  4. Slaytları bir ışık mikroskobu altında gözlemleyin ve fotoğraflayın.

5. EKG değerlendirmesi

  1. EKG değişikliklerini değerlendirmek için hayvanları rastgele deneysel veya mevcut MIRI model gruplarına veya sahte gruplara bölün.
  2. Cerrahi ligasyonlar sırasında tüm sıçanları anestezi altına alın ve EKG değişikliklerini tanımlamak ve miyokard iskemisini doğrulamak için standart ekstremite kurşun II takibi 20,21'i değerlendirin.
  3. Tüm görüntüleri dijital bir kitaplıkta saklayın.

6. İstatistiksel analiz

  1. Bilimsel grafik ve istatistik yazılımı kullanarak istatistiksel analizler yapın (bkz.
  2. Tüm verileri ortalamanın standart hatası ± olarak ifade edin. Her grubun normallik ve lognormallik testlerinden sonra, gruplar arasındaki anlamlı farklılıkları belirlemek için tek yönlü varyans analizi ve t-testleri22 yapın. P değerinin <0,05'i istatistiksel olarak anlamlı olarak düşünün.

Representative Results

TTC boyama
Mevcut veya geliştirilmiş MIRI prosedürü veya sahte cerrahi geçiren sıçanlardan alınan kalp bölümleri TTC ile boyandı ve görüntüler dijital olarak saklandı ve ImageJ kullanılarak analiz edildi. Zaten var olan veya geliştirilmiş MIRI prosedürlerine tabi tutulan sıçanlarda miyokard enfarktüsleri varken, sahte gruptaki sıçanlar yoktu (Şekil 2B). Sahte gruptaki sıçanlarla karşılaştırıldığında, mevcut (p < 0.0001) ve deneysel (p < 0.0001) MIRI model gruplarındaki sıçanlar miyokard enfarktüsü boyutunda anlamlı bir farklılığa sahipti ve deneysel model grubunun mevcut model grubundan (p = 0.0176) daha büyük bir miyokard enfarktüsü boyutu vardı (Şekil 3B).

Histolojik boyama
H&E ve Masson boyaları kullanılarak boyanan örneklerin analizi22,23, sahte gruba kıyasla, hem deneysel hem de mevcut model gruplarının kardiyomiyositlerinin kritik hasar ve nükleoliz yaşadığını ve çok sayıda nötrofil tarafından sızdığını göstermiştir (Şekil 3).

EKG testi
Mevcut ve deneysel MIRI model gruplarındaki sıçanların EKG ST-T segmentleri, sahte gruptaki sıçanlarınkine göre daha yüksek (Şekil 4A) ve deneysel model ile sahte gruplar (p < 0.0001) veya mevcut model ve sahte gruplar (p < 0.0001) arasındaki farklar anlamlı bulunmuştur (Şekil 4B). Ayrıca, ST-T segmenti deneysel model grubunda mevcut model grubuna göre daha yüksekti (p = 0.0274) (Şekil 4C).

Yüzde hayatta kalma
Sağkalım oranı iki MIRI model grubu arasında anlamlı olarak farklıydı (Şekil 4D). On sıçandan dördü mevcut model grubunda öldü. Reperfüzyon döneminde mortalite oranı %40 idi. Buna karşılık, deneysel model grubundaki sıçanların hiçbiri ameliyat sırasında ölmedi, bu da mevcut geliştirilmiş modelin daha yüksek bir hayatta kalma oranına sahip olduğunu gösterdi (p = 0.0291).

Figure 1
Şekil 1: Miyokard iskemik ve reperfüzyon hasarı (MIRI) model cerrahisinin temel basamakları. Yeşil noktalar, yumuşak tüpün koroner arterlere (A) yerleştirilmesi, dikiş hattının önceden hazırlanmış yumuşak tüpün (B) oluğuna bağlanması, kaymanın gevşetilmesi ve reperfüzyon periyodu başlatıldığında yumuşak tüpün çıkarılması (ölçek çubuğu = 1 cm) dahil olmak üzere iskemik dönemde ligatür protokolünü gösterir (C ). LAA: Sol Atriyal Uzantı, RAA: Sağ Atriyal Uzantı, LAD: Sol Anterior İnen, RCA: Sağ Koroner Arter, IVC: İnferior Vena Kava, SVC: Superior Vena Kava, AO: Aort Arter, PA: Pulmoner Arter. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Tüm cerrahi prosedür ve tripheniltetrazolium klorür (TTC) boyamasındaki farklılıklar farklı gruplar arasında. Önceden hazırlanmış küçük retraktör (ölçek çubuğu = 15 mm), yumuşak tüp (ölçek çubuğu = 10 mm) ve tüm ameliyat (ölçek çubuğu = 15 mm) gösterilmiştir (A). Otuz sıçan rastgele deneysel (n = 10), sahte grup (n = 10) ve mevcut model (n = 10) gruplarına ayrıldı. TTC boyaması, hem deneysel hem de mevcut model gruplarının sahte gruba (B) kıyasla önemli değişikliklere sahip olduğunu göstermiştir. Deneydeki miyokardın ön duvarı ve mevcut model gruplarındaki yanal duvar soluk beyaza dönerek iskemik alanın yerini doğruladı (ölçek çubuğu = 5 mm). "Mevcut model", şekildeki "eski model" olarak tasvir edilmiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Gruplar arasında H&E ve Masson boyama farklılıkları. Otuz erkek Sprague Dawley sıçanı rastgele deneysel (n = 10), sahte grup (n = 10) ve mevcut model (n = 10) gruplarına ayrıldı ve gruplar arasındaki hücre morfolojik değişikliklerinin karşılaştırılması gösterildi (ölçek çubuğu = 2 mm). Hematoksilin ve Eozin (H & E) ve Masson boyaması, deneysel modelin ve mevcut model gruplarının miyokard hücrelerinin kritik hasara, nükleolize sahip olduğunu ve sahte grubunkine kıyasla çok sayıda nötrofil tarafından sızdığını göstermektedir (ölçek çubuğu = 100 μm). "Mevcut model", şekildeki "eski model" olarak tasvir edilmiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: Gruplar arasındaki istatistiksel sonuçlardaki farklılıklar. Otuz erkek Sprague Dawley sıçanı rastgele deneysel (n = 10), sahte grup (n = 10) ve mevcut model (n = 10) gruplarına ayrıldı. Elektrokardiyogram bulguları, halihazırda var olan model grubuna kıyasla, deneysel model grubunun daha büyük bir miyokard enfarktüsü boyutuna (****p < 0.0001, *p = 0.0176) (A), daha yüksek bir ST-segment yüksekliğine (****p < 0.0001, *p = 0.0274) (B) ve daha yüksek bir sağkalım yüzdesine (p = 0.0291) sahip olduğunu göstermektedir. ). Özellikle mevcut model grubundaki sıçanların iskemi döneminin başında ve reperfüzyon döneminin başlangıcında (D) ölme olasılıkları daha yüksekti. "Mevcut model", şekildeki "eski model" olarak tasvir edilmiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 1: Önceden hazırlanmış retraktör ve PVC borunun detayları. Önceden hazırlanmış retraktör (A) ve PVC tüp (B) gösterilmiştir. Bu Dosyayı indirmek için lütfen tıklayınız.

Discussion

Zaten var olan ve geliştirilmiş yöntemler arasındaki temel fark, ligasyon işleminde PVC tüplerin kullanılmasıydı. Mevcut cerrahi yöntemde, miyokard dokusu sadece 6-0 ipek sütür kullanılarak bağlandı ve bu da ligasyon sırasında miyokardın hasar görmesine neden oldu ve intraoperatif ölümle sonuçlandı. Dahası, kalbin nabzı kaymayı gevşetirdi. Buna karşılık, PVC tüp ile geliştirilmiş yöntemde, tüpün oluğuna yerleştirilen kayma düğümü sıkılabilir ve ligasyondan etkilenen miyokard alanı artabilir. Bu faydalar deneysel prosedür sırasında gözlemlendi ve TTC boyama ve yüzde sağkalım bulguları ile doğrulandı.

İyileştirilmiş cerrahi yöntemin kritik adımı, iskemik dönemde ligasyon sırasında sinirler, lenfatik damarlar ve miyokard dokusu eşliğinde proksimal LAD koroner arter üzerine yumuşak tüpün yerleştirilmesiydi. Önceden hazırlanmış bu yumuşak tüp, periferik dokuları (sinirler, miyokard ve lenfatik damarlar) koruyan ve koroner arter ligasyonu sırasında mortaliteyi azaltan bir yastık görevi görebilir. Zaten var olan yöntemle yapılan ameliyat, miyokard enfarktüsü ameliyatına benzerdi. Yüzde sağkalım bulguları, mevcut model grubundaki sıçanların esas olarak iskemik dönemde öldüğünü göstermiştir (iki sıçan ligasyon sonrası 2 dakika öldü ve iki sıçan ligasyon sonrası 45 dakika öldü). Aksi takdirde, altta yatan ölüm nedenleri hala belirsizdir ve sinir yapılarına23, lenfatik damarlara ve miyokardlara ek hasar da dahil olmak üzere bir dizi hipotez vardır.

Sinir hasarı ile ilgili olarak, önceki çalışmalar, hayvan modelindeki iskemik dönemde, iskeminin sinir yapıları üzerindeki doğrudan lokal etkilerinin yanı sıra, sempatik innervasyonda aksoplazmik transporttaki bozukluklara katkıda bulunan nöropeptit Y (NPY) seviyelerinde de muhtemelen önemli bir azalma olduğunu göstermiştir24. Bu bulgu, sıçanlarda LAD koroner arterinin ligasyonundan sonra enfarktüslü miyokardda NPY'nin kademeli olarak ortadan kalktığını ortaya koyan Han ve ark.25 tarafından bildirilen sonuçlarla aynı fikirdedir. Bununla birlikte, NPY'nin bu bağlamdaki rolü belirsizliğini korumaktadır. Delesyonu, akut miyokard enfarktüsü26 sırasında kardiyak disfonksiyonu ve apoptozu azaltır ve aritmi 27, yüksek tansiyon ve koroner mikrovasküler fonksiyon28 ile ilişkilidir.

Ayrıca, iskemik dönemde kardiyak lenf akışının olumsuz tıkanması, şiddetli kardiyak ödem, sol disfonksiyon ve kanamalara yol açarak sıçanlarda başka bir ölüm nedeni olabilecek29'a yol açmıştır. Bu patolojik süreç sırasında, LAD koroner arterinin ligatürünü, koroner arterlerin tıkanmasına veya enfarktüs bölgesinde kardiyak lenfatik transporta bağlanabilir, bu da epikardiyal kollektör lenfatiklerin olumsuz yeniden şekillenmesi, lenfatik akışın azalması ve kalıcı ödem30 gibi ek komplikasyonlara neden olabilir.

Bu nedenle, lenfatik damarlardaki dolaşım kardiyak homeostaz31 ve yara iyileşmesi32'de fonksiyonel bir rol oynamaktadır ve bu çalışmadaki yüzde sağkalım bulguları, geliştirilmiş MIRI cerrahi prosedürünün lenfatik hasarı önleyebileceğini ve yumuşak tüpü ligatür sırasında LAD koroner arterine yerleştirerek lenfatik reperfüzyonu teşvik edebileceğini düşündürmektedir. Buna karşılık, mevcut cerrahi yöntemin kalp kasını yırtması ve LAD koroner arterinin bağlanması sırasında, yumuşak tüpün yastıklama etkisi olmadan büyük bir kanamaya neden olması daha olasıdır. Ek olarak, önceden hazırlanmış yumuşak tüp çapı 6-0 ipek sütürden çok daha büyüktü ve kayma düğümü iskemik dönemde tüpe bağlandığında tüp büzülmüş ve daha büyük bir enfarktüs boyutuna neden olmuş olabilir.

Bu çalışmanın birkaç sınırlaması vardı. Kalbin enfarktüs büyüklüğü ön deneyde analiz edildi. İkame formülü (N = 7.75) daha önce bildirilen bir denklem33 kullanılarak hesaplanmıştır. Operasyon sırasında sıçanların olası ölümü göz önüne alındığında, N% 25 oranında yükseltildi; Bu nedenle, n = 10 (her grup için on sıçan) kararlaştırıldı. Aksi takdirde, MIRI modelini oluşturmak için zaten var olan yöntem yüksek bir ölüm oranına sahipti. Bu nedenle, deney model grubundaki az sayıda vaka (düşük örneklem büyüklüğü) istatistiksel bulguları etkilemiştir. Ekokardiyografi30, Evans mavi boyama 34 ve miyokard enzim ölçümü35 dahil olmak üzere çeşitli değerlendirmeler kardiyak fonksiyon değerlendirmesi ve analizi için gerekliydi. Bu çalışmanın düşük örneklem büyüklüğü nedeniyle, bu değerlendirmeler yapılmamıştır ve MIRI'deki farmakodinamik araştırmaların gelecekteki bir çalışmasında açıklanacaktır. Bununla birlikte, MIRI modelini oluşturmak için mevcut cerrahi prosedürün geniş miyokard hasarı ile ilişkili olduğu göz önüne alındığında, sıçanlarda MIRI modellemesini iyileştirmek ve iskemik kalp hastalığını doğru bir şekilde simüle eden bu preklinik modele ışık tutmak için bu mevcut yöntemi rapor etmek faydalı olacaktır.

Sonuç olarak, MIRI modelini oluşturmak için geliştirilmiş cerrahi yöntem, mevcut MIRI modeli oluşturma yönteminden daha yüksek bir sağkalım oranına, yüksek bir ST-T segmentine ve daha büyük bir enfarktüs boyutuna sahipti, bu da geliştirilmiş modelin MIRI patolojisini daha iyi simüle ettiğini düşündürmektedir.

Disclosures

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Acknowledgments

Bu çalışma, Geleneksel Çin Tıbbı İdaresi [SLJ0204], Çin Tıbbı Jiangsu İl Hastanesi (Y21017), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı [81973763, 81973824,82004239] tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10% Neutral Formalin Chunyu, China _
2,3,5-Triphenyl-2H-Tetrazolium Chloride Solarbio, China T8107
75% Alchol SCR, China 10009261
Artery Clip Zhonglin Dongsheng, China 6.5cm
Camera Olympus Corporation, Japan EPL5
Cotton ball Huachen, China _
Dpilatory cream Veet, China _
Eye speculum Shanghai Jingzhong, China _
Gauze Zhonggan, China _
GraphPad GraphPad Software, USA 8.0
H&E Kit Solarbio, China G1120
High-pressure steam sterilizer TOMY, Japan SX-500
ImageJ NIH, USA _
Masson Kit Solarbio, China G1340
Medical Tape Mr.Song, China _
Microscope Olympus Corporation, Japan CKX31
Microscopy TEKSQRAY, China _
Microtome Leica, Germany RM2235
Microtome Blade Leica, Germany 819
Needle holder Shanghai Jingzhong, China _
Ophthalmic scissors Shanghai Jingzhong, China _
Ophthalmic tweezers Shanghai Jingzhong, China _
Paper clip Chenguang, China ABS91613
Physiological saline solution Kelun, China _
Powerlab ECG ADINSTRUMENTS ,China 4/35
PVC tube Guanzhijia, China _
Small animal ventilator TECHMAN, China HX-101E
Sodium Pentobarbital SIGEMA, USA 1030001
Suction trocar TECHMAN, China HX-101E
Suture line Lingqiao, China 4-0
Suture needle with thread Shanghai Pudong Jinhua Medical Products Co LTD, China 6-0

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mozaffarian, D., et al. Heart disease and stroke statistics-2016 update: a report from the American heart association. Circulation. 133 (4), 38 (2016).
  2. Allen, D. G., Orchard, C. H. Myocardial contractile function during ischemia and hypoxia. Circulation Research. 60 (2), 153-168 (1987).
  3. Ashraf, M. I., et al. A p38MAPK/MK2 signaling pathway leading to redox stress, cell death and ischemia/reperfusion injury. Cell Communication and Signaling. 12, 6 (2014).
  4. Hernandez-Resendiz, S., et al. The role of redox dysregulation in the inflammatory response to acute myocardial ischaemia-reperfusion injury - adding fuel to the fire. Current Medicinal Chemistry. 25 (11), 1275-1293 (2018).
  5. Heidrich, F., et al. The role of phospho-adenosine monophosphate-activated protein kinase and vascular endothelial growth factor in a model of chronic heart failure. Artificial Organs. 34 (11), 969-979 (2010).
  6. Shen, Y., Liu, X., Shi, J., Wu, X. Involvement of Nrf2 in myocardial ischemia and reperfusion injury. International Journal of Biological Macromolecules. 125, 496-502 (2019).
  7. Hinkel, R., et al. AntimiR-21 prevents myocardial dysfunction in a pig model of ischemia/reperfusion injury. Journal of the American College of Cardiology. 75 (15), 1788-1800 (2020).
  8. Torrado, J., et al. Sacubitril/Valsartan averts adverse post-infarction ventricular remodeling and preserves systolic function in rabbits. Journal of the American College of Cardiology. 72 (19), 2342-2356 (2018).
  9. Guan, L., et al. MCU Up-regulation contributes to myocardial ischemia-reperfusion Injury through calpain/OPA-1-mediated mitochondrial fusion/mitophagy Inhibition. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 23 (11), 7830-7843 (2019).
  10. Fan, Q., et al. Dectin-1 contributes to myocardial ischemia/reperfusion injury by regulating macrophage polarization and neutrophil infiltration. Circulation. 139 (5), 663-678 (2019).
  11. Huang, C., et al. Effect of myocardial ischemic preconditioning on ischemia-reperfusion stimulation-induced activation in rat thoracic spinal cord with functional MRI. International Journal of Cardiology. 285, 59-64 (2019).
  12. Li, D., et al. Cardioprotection of CAPE-oNO2 against myocardial ischemia/reperfusion induced ROS generation via regulating the SIRT1/eNOS/NF-κB pathway in vivo and in vitro. Redox Biology. 15, 62-73 (2018).
  13. Cui, Y., Wang, Y., Liu, G. Protective effect of Barbaloin in a rat model of myocardial ischemia reperfusion injury through the regulation of the CNPY2PERK pathway. International Journal of Molecular Medicine. 43 (5), 2015-2023 (2019).
  14. Lin, M. W., et al. Prolonged preoperative fasting induces postoperative insulin resistance by ER-stress mediated Glut4 down-regulation in skeletal muscles. Int J Med Sci. 11 (5), 1189-1197 (2021).
  15. Wu, J., et al. Sevoflurane alleviates myocardial ischemia reperfusion injury by inhibiting P2X7-NLRP3 mediated pyroptosis. Frontiers in Molecular Biosciences. 26 (8), 768594 (2021).
  16. Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. H., McConnell, B. K. Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments. (48), e2464 (2011).
  17. Zhang, C. X., et al. Mitochondria-targeted cyclosporin: A delivery system to treat myocardial ischemia reperfusion injury of rats. Journal of Nanobiotechnology. 17 (1), 18 (2019).
  18. Liu, X. M., et al. Long non-coding RNA MALAT1 modulates myocardial ischemia-reperfusion injury through the PI3K/Akt/eNOS pathway by sponging miRNA-133a-3p to target IGF1R expression. European Journal of Pharmacology. 916, 174719 (2022).
  19. Li, L., et al. Ginsenoside Rg3-loaded, reactive oxygen species-responsive polymeric nanoparticles for alleviating myocardial ischemia-reperfusion injury. Journal of Controlled Release. 317, 259-272 (2020).
  20. Mickelson, J. K., et al. Streptokinase improves reperfusion blood flow after coronary artery occlusion. International Journal of Cardiology. 23 (3), 373-384 (1989).
  21. Verscheure, Y., Pouget, G., De Courtois, F., Le Grand, B., John, G. W. Attenuation by R 56865, a novel cytoprotective drug, of regional myocardial ischemia- and reperfusion-induced electrocardiographic disturbances in anesthetized rabbits. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 25 (1), 126-133 (1995).
  22. Fan, M. L., et al. Animal model of coronary microembolization under transthoracic echocardiographic guidance in rats. Biochemical and Biophysical Research Communications. 568 (3), 174-179 (2021).
  23. Lim, M., et al. Intravenous injection of allogeneic umbilical cord-derived multipotent mesenchymal stromal cells reduces the infarct area and ameliorates cardiac function in a porcine model of acute myocardial infarction. Stem Cell Research & Therapy. 9 (1), 129 (2018).
  24. Trautner, H., et al. Heart innervation after ligation of the left anterior descending coronary artery (LAD). Histochemistry. 92 (2), 103-108 (1989).
  25. Han, C., Wang, X. A., Fiscus, R. R., Gu, J., McDonald, J. K. Changes in cardiac neuropeptide Y after experimental myocardial infarction in rat. Neuroscience Letters. 104 (1-2), 141-146 (1989).
  26. Huang, W., et al. Deletion of neuropeptide Y attenuates cardiac dysfunction and apoptosis during acute myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 10, 1268 (2019).
  27. Kalla, M., et al. The cardiac sympathetic co-transmitter neuropeptide Y is pro-arrhythmic following ST-elevation myocardial infarction despite beta-blockade. European Heart Journal. 41 (23), 2168-2179 (2020).
  28. Cuculi, F., et al. Relationship of plasma neuropeptide Y with angiographic, electrocardiographic and coronary physiology indices of reperfusion during ST elevation myocardial infarction. Heart (British Cardiac Society). 99 (16), 1198-1203 (2013).
  29. Vuorio, T., Tirronen, A., Ylä-Herttuala, S. Cardiac Lymphatics - a new avenue for therapeutics. Trends in Endocrinology and Metabolism: TEM. 28 (4), 285-296 (2017).
  30. Henri, O., et al. Selective stimulation of cardiac lymphangiogenesis reduces myocardial edema and fibrosis leading to improved cardiac function following myocardial infarction. Circulation. 133 (15), 1484-1497 (2016).
  31. Oliver, G., Kipnis, J., Randolph, G. J., Harvey, N. L. The lymphatic vasculature in the 21st century: novel functional roles in homeostasis and disease. Cell. 182 (2), 270-296 (2020).
  32. Klotz, L., et al. Cardiac lymphatics are heterogeneous in origin and respond to injury. Nature. 522 (7554), 62-67 (2015).
  33. Percie du Sert, N., et al. Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0. PLoS Biology. 18 (7), 3000411 (2020).
  34. Miller, D. L., Li, P., Dou, C., Armstrong, W. F., Gordon, D. Evans blue staining of cardiomyocytes induced by myocardial contrast echocardiography in rats: evidence for necrosis instead of apoptosis. Ultrasound in Medicine & Biology. 33 (12), 1988-1996 (2007).
  35. Deng, C., et al. α-Lipoic acid reduces infarct size and preserves cardiac function in rat myocardial ischemia/reperfusion injury through activation of PI3K/Akt/Nrf2 pathway. PLoS ONE. 8 (3), 58371 (2013).

Tags

Tıp Sayı 181

Erratum

Formal Correction: Erratum: Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury
Posted by JoVE Editors on 07/27/2022. Citeable Link.

An erratum was issued for: Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury. The Authors section was updated.

The Authors section was updated from:

Hua-Qin Tong*1
Man-Lu Fan*1
Tong Sun1
Hao-Wen Zhang2
Jie Han3
Meng-Xi Wang1
Jian-Dong Chen3
Wei-Xin Sun4
Xiao-Hu Chen3
Mian-Hua Wu5
1First College of Clinical Medicine, Biological Technology Center for Innovation in Chinese Medicine, Nanjing University of Chinese Medicine
2School of Health Preservation and Rehabilitation, Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Ministry of Education
3Department of Cardiology, Jiangsu Provincial Hospital of Chinese Medicine
4Department of Cardiology, Yancheng TCM Hospital Affiliated to Nanjing University of Chinese Medicine
5Jiangsu Collaborative Innovation Center of Traditional Chinese Medicine (TCM) Prevention and Treatment of Tumor, Nanjing University of Chinese Medicine
* These authors contributed equally

to:

Hua-Qin Tong*1,2,3
Man-Lu Fan*3
Tong Sun3
Hao-Wen Zhang4
Jie Han5
Meng-Xi Wang3
Jian-Dong Chen5
Wei-Xin Sun6
Xiao-Hu Chen1,2
Mian-Hua Wu7
1Department of Cardiology, Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine
2Department of Cardiology, Jiangsu Province Hospital of Chinese Medicine
3First College of Clinical Medicine, Biological Technology Center for Innovation in Chinese Medicine, Nanjing University of Chinese Medicine
4School of Health Preservation and Rehabilitation, Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Ministry of Education
5Department of Cardiology, Jiangsu Provincial Hospital of Chinese Medicine
6Department of Cardiology, Yancheng TCM Hospital Affiliated to Nanjing University of Chinese Medicine
7Jiangsu Collaborative Innovation Center of Traditional Chinese Medicine (TCM) Prevention and Treatment of Tumor, Nanjing University of Chinese Medicine
* These authors contributed equally

Miyokard İskemisi ve Reperfüzyon Hasarının Geliştirilmiş Kemirgen Modeli
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tong, H. Q., Fan, M. L., Sun, T.,… More

Tong, H. Q., Fan, M. L., Sun, T., Zhang, H. W., Han, J., Wang, M. X., Chen, J. D., Sun, W. X., Chen, X. H., Wu, M. H. Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury. J. Vis. Exp. (181), e63510, doi:10.3791/63510 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter