قمي استئصال نموذج الفأر لدراسة المبكر الثدييات تجديد القلب
يناير 23, 2016
يتم عرض بروتوكول فيديو خطوة بخطوة للاستئصال القمي في هذه الدراسة. الاستئصال القمي هو نهج جراحي تم تسليط الضوء عليه مؤخرا في أبحاث تجديد قلب الثدييات. قد تعزز هذه الدراسة تطبيق الاستئصال القمي كمنهجية قياسية في البحث في الآلية الكامنة وراء تجديد القلب.
الهدف العام من هذا الإجراء هو استخدام استئصال القمة في الفئران حديثة الولادة لدراسة تجدد القلب المبكر لدى الثدييات. يمكن أن يساعد هذا الأمر في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال تجدد القلب، مثل ما هي الآليات الجزيئية والخلوية التي تكمن وراء تجدد القلب المبكر لدى الثدييات. وتكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أن نموذج استئصال القمة في الفئران يوفر نهجاً بسيطاً ومباشراً نسبياً لدراسة تجدد القلب المبكر لدى الثدييات.
قبل البدء في الإجراء، انقل جميع جراء الفئران من سلالة C57 black six في اليوم الأول بعد الولادة من عند الأم المرضعة إلى قفص فئران نظيف يحتوي على فرش ومواد تعشيش جديدة. بعد ذلك، وبالتتابع لكل حديث ولادة، انقل الجرو من سرير الثلج إلى منطقة الجراحة وثبّت الذراعين والساقين والذيل في وضعية الاستلقاء الظهري. قم بتطهير الصدر باستخدام betadine يليه تنظيف لطيف بمسحة كحولية بتركيز 70%alcohol.
الآن، قم بإجراء شق جلدي للنقل على طول المنطقة الضلعية الداخلية الرابعة لتجويف الصدر. استخدم مقصاً نابضاً لعمل شق في قمة القلب. وللوصول إلى القلب، استخدم مقصاً نابضاً لعمل شق في قمة القلب يليه تشريح كليل للعضلات الضلعية الداخلية.
استخدم خيوط جراحية معقمة مقاس 6-0 لإغلاق الأضلاع والعضلات معاً. استخدم صمغ الجلد لإغلاق شق الجلد بعناية، واترك المولود حديث الولادة ليتعافى تحت مصباح حراري لمدة ثلاث دقائق تقريباً. بعد ذلك، استخدم مسحة كحولية بتركيز 70% لتنظيف جميع آثار الدم والصمغ من الجرو، ثم أعد الحيوان إلى زملائه من نفس البطن.
بعد الانتهاء من جميع العمليات الجراحية، اخلط الجراء بفرشة الأم وفضلاتها قبل إعادة المواليد إلى عش الأم. وبعد يوم واحد من الجراحة، قم بعدد جراء المجموعة الضابطة (sham) والمجموعة الجراحية لتحديد معدل البقاء على قيد الحياة داخل كل مجموعة. وفي النقطة الزمنية المناسبة بعد الجراحة، قم بتنظيف صدر كل حيوان على حدة باستخدام 70% ethanol، ثم قم بعمل شق في الجلد والعضلات على طول الخط الناصف للصدر.
أخرج القلب بأكمله من التجويف الصدري وثبّت النسيج في 5 mm من البارافورمالدهيد بتركيز 4% طوال الليل في درجة حرارة الغرفة. وفي اليوم التالي، انقل العينات إلى ethanol بتركيز 70% لمدة تصل إلى أسبوع واحد قبل الطمر في البارافين. بعد الحصول على مقاطع بارافينية بسمك 5 µm من كامل البطين، صبّغ العينات بصبغات hematoxylin و Eocene و Masson's trichrome لفحص استبدال العضلات والاستجابات الليفية في القلوب المستأصلة على التوالي.
باستخدام ماسح شرائح، يتم الحصول يدويًا على ثلاثة بؤر على الأقل لكل عينة. بعد ذلك، تُحلل صور العينات بتكبير 40X وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة وباستخدام المعلمات الافتراضية للماسح. في حالة نجاح الاستئصال القمي، تتشكل جلطة دموية بفعالية لسد البطين الأيسر في غضون يوم واحد من عملية الاستئصال القمي.
يُلاحظ بعد ذلك امتصاص تدريجي للجلطة الدموية وحدوث تليف قلبي مبكر، مع استبدالها تدريجياً بأنسجة عضلة القلب حتى يكتمل تجدد عضلة القلب بحلول اليوم 21 بعد عملية الاستئصال. وبالفعل، بعد مرور ثلاثة أسابيع على الجراحة، لا تظهر أي فروق بين القلوب التي خضعت للاستئصال وتلك التي خضعت لعملية وهمية (sham) من خلال التحليل المورفولوجي. وأثناء محاولة تنفيذ هذا الإجراء، من المهم تذكر الحفاظ على الظروف المعقمة.
بعد اتباع هذا الإجراء، يمكن تنفيذ تدابير أخرى مثل الوسم والقياس الخطي للإجابة على أسئلة إضافية حول تكاثر الخلايا العضلية القلبية والاستئصال القمي. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إجراء الاستئصال القمي في الفئران حديثة الولادة.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
توضح هذه الدراسة بروتوكولاً مصوراً خطوة بخطوة لعملية استئصال القمة، وهي نهج جراحي يستخدم في أبحاث تجديد قلب الثدييات. تهدف هذه التقنية إلى تعزيز فهم الآليات الكامنة وراء تجديد القلب.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلم
- تجديد عضلة القلب
- التقنيات الجراحية في الفئران حديثة الولادة
- الآليات الجزيئية لإصلاح القلب
خلفية علمية
- يُعد تجديد القلب مجالاً بحثياً حاسماً في طب القلب.
- يعتبر الاستئصال القمي تقنية حديثة لدراسة إصلاح القلب.
- إن فهم عملية التجديد المبكرة يمكن أن يوجه الاستراتيجيات العلاجية.
- تستخدم هذه الدراسة الفئران حديثي الولادة ككائن نموذجي.
الغرض من الدراسة
- للبحث في الآليات الخلوية والجزيئية لتجديد القلب.
- لتثبيت استئصال القمة كمنهجية قياسية في الأبحاث.
- لتوفير نهج مباشر لدراسة تجديد القلب.
الطرق المستخدمة
- نقل جراء C57 black six في اليوم الأول بعد الولادة إلى قفص نظيف.
- تثبيت حديثي الولادة لإجراء العمليات الجراحية.
- تطهير منطقة الصدر قبل الجراحة.
- تنفيذ استئصال القمة لدراسة تجدد القلب.
النتائج الرئيسية
- شرح تقنية الاستئصال القمي في فئران حديثي الولادة.
- توفير بروتوكول واضح لتطبيقات الأبحاث المستقبلية.
- تقديم رؤى حول المراحل المبكرة من تجديد القلب.
- إمكانية توحيد المنهجيات في دراسات تجديد القلب.
الاستنتاجات
- يُعد الاستئصال القمي تقنية قيمة لدراسة تجدد القلب.
- قد تسهل هذه الدراسة المزيد من الأبحاث في آليات إصلاح القلب.
- من شأن توحيد هذه الطريقة أن يعزز إمكانية تكرار النتائج في الأبحاث.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
يساهم إنشاء نماذج قابلة للتكرار لتجديد القلب المبكر في الثدييات في معالجة فجوة حرجة في مجال البحث والتطوير الخاص بالأوعية القلبية، حيث تعيق القدرة التجديدية المحدودة تطوير العلاجات. يتيح نموذج استئصال القمة في الفئران تقليل المخاطر الميكانيكية لمسارات إصلاح القلب أثناء مرحلة التحقق من الأهداف قبل السريرية. وهذا يدعم الثقة التنبؤية في تحديد المعدِّلات الخاصة بتكاثر الخلايا العضلية القلبية وعملية تحليل التليف.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من صحة الهدف
- القيمة العلمية: يتيح استقصاء الفرضيات العلاجية المتعلقة بتكاثر الخلايا العضلية القلبية وتكون الندبات.
- القيمة التشغيلية: يوفر نظاماً مباشراً داخل الجسم (in vivo) للتحقق الوظيفي من المسارات المرتبطة بالتجديد.
- القيمة التنبؤية: يدعم فرز محفظة المركبات من خلال التمييز بين المركبات التي تعزز التجديد الحقيقي لعضلة القلب مقابل تلك التي تسبب التليف.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: توليد نقاط نهاية نسيجية قابلة للقياس الكمي (على سبيل المثال، سمك عضلة القلب، مساحة التليف) لفحص المركبات.
- القيمة التشغيلية: يضمن الإجراء الجراحي الموحد إمكانية إعادة الإنتاج عبر المختبرات والنقاط الزمنية المختلفة.
- القابلية للتوسع: تسهيل تحضير مقاطع نسيجية معتمدة لسير عمل التصوير والتحليل عالي المحتوى.
الأبحاث الترجمية وما قبل السريرية
- القيمة العلمية: يمثل نموذجاً لنافذة التجدد المبكرة في مرحلة ما بعد الولادة، وهو أمر ذو صلة بطب القلب التنموي واستراتيجيات الإصلاح الخلقي.
- القيمة التشغيلية: يتيح التقييم الطولي لإصلاح الأنسجة، بدءاً من تحلل الجلطة وصولاً إلى استعادة عضلة القلب بحلول اليوم 21.
- المواءمة الترجمية: يدعم اكتشاف المؤشرات الحيوية (مثل ديناميكيات المصفوفة خارج الخلية) القابلة للتطبيق على نماذج إصابة القلب البشرية.
تكامل مسارات العمل وسير العمل
يتناسب نموذج الاستئصال القمي ضمن نطاق الاكتشاف المستمر، بدءاً من اختبار فرضية الهدف وصولاً إلى تقييم الفعالية قبل السريرية، مما يوفر نظاماً ذا صلة بالمرض للحد من المخاطر الميكانيكية.
- بيولوجيا الاكتشاف: اختبار التأثيرات المحددة للمسارات على تجدد الخلايا العضلية القلبية والاستجابة التليفية بعد الإصابة.
- الفحص: يوفر قراءات نسيجية كمية تتيح تحديد الاستجابة للجرعة والتوصيف الزمني للمركبات التجديدية.
- التحليلات: ينتج مخرجات مورفومترية ومخرجات قائمة على التلوين (H&E، وMasson’s trichrome) لإجراء مقارنة موضوعية بين الحالات المختلفة.
- الأبحاث الانتقالية: يربط آليات التجديد المبكرة بالتحقق قبل السريري من خلال معالم زمنية ومورفولوجية محددة.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: يؤسس منصة جراحية موحدة وقابلة لإعادة الاستخدام للتحقق من الأهداف القلبية الوعائية عبر مشاريع متعددة.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: يقلل من الغموض الميكانيكي في دراسات تجديد القلب من خلال تحديد الجداول الزمنية للإصابة والتعافي.
- القيمة التشغيلية: يعزز إمكانية التكرار عبر توحيد بروتوكولات التخدير والجراحة والرعاية ما بعد الجراحة.
- القيمة الاستراتيجية: يحسن قرارات المتابعة أو التوقف من خلال توضيح ما إذا كانت المرشحات تحفز التجديد أم تكتفي بتثبيط التليف.
- تأثير المحفظة: يتيح تحديد أولويات الأهداف بناءً على إمكانية التجديد في نظام ثديي مع تعديل المخاطر.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في التعامل مع صغار الفئران حديثة الولادة وتقنيات الجراحة الميكروبية.
- يعتمد على توفر أدوات جراحية معقمة، وخيوط جراحية، وبنية تحتية لمعالجة الأنسجة.
- يستلزم توحيد معايير التخدير، والرعاية ما بعد الجراحة، والتحليل النسيجي بين الفرق العاملة.
- يجب أن يأخذ التكيف مع نماذج أخرى في الاعتبار القدرة التجديدية الخاصة بكل نوع والجدوى الجراحية.
- تشمل القيود العملية التباين بين صغار الفئران واعتماد معدل البقاء على قيد الحياة على اتساق الإجراءات.
