Wir beschreiben einen schrittweisen Verfahren zum Bilden von Drucklast und der linksventrikulären Hypertrophie in Wistar-Ratten durch Verengung der aufsteigenden Aorta unter Verwendung einer kleinen Metallclips. Dieses Modell wird weitgehend für das Studium Umbau Veränderungen während der Herzhypertrophie und zur Identifizierung und Bewertung von Strategien für die Regression von solchen Änderungen verwendet.
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Methodenartikel
Aufsteigend Aortakonstriktion bei Ratten zur Erstellung von Drucküberlast Herzhypertrophie Modell
* These authors contributed equally
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Aufsteigend Aortakonstriktion ist die häufigste und erfolgreiche chirurgische Modell für die Erstellung von Drucküberlastung induzierte Herzhypertrophie und Herzinsuffizienz. Hier beschreiben wir eine detaillierte chirurgisches Verfahren zum Bilden von Drucklast und Herzhypertrophie bei Ratten durch Verengung der aufsteigenden Aorta unter Verwendung einer kleinen Metallclips. Nach der Anästhesie wird die Luftröhre durch Einführen einer Kanüle durch einen Einschnitt auf halbem Weg zwischen zwei Knorpelspangen der Luftröhre intubiert. Dann wird ein Hautschnitt in der Ebene der zweiten Zwischenrippenraum an der linken Brustwand gemacht und Muskelschichten werden gelöscht, um den aufsteigenden Teil der Aorta zu lokalisieren. Die aufsteigenden Aorta wird auf 50-60% des ursprünglichen Durchmessers durch Anwendung einer kleinen Größe Titanclip verengt. Aortakonstriktion folgenden werden die zweiten und dritten Rippen mit Prolene Fäden angenähert. Die Trachealkanüle wird entfernt, sobald die Spontanatmung wieder hergestellt. Das Tier darf o erholenn die Heizkissen durch die schrittweise Senkung der Anästhesie. Die Intensität der Druckbelastung die durch Verengung der aufsteigenden Aorta wird durch die Aufnahme der Druckgefälle unter Verwendung von trans-Thorax zweidimensionalen Doppler-Echokardiographie bestimmt. Insgesamt ist dieses Protokoll ist sinnvoll, die Umgestaltung Veranstaltungen und kontraktilen Eigenschaften des Herzens während der allmählichen Entstehung und Progression von kompensierten Herzhypertrophie zu Herzversagen Bühne zu studieren.
Einleitung
Kleintiermodelle sind die am meisten bevorzugten Werkzeuge für die Untersuchung der chronischen Veränderungen in der Entwicklung von Herzhypertrophie und seiner Progression von Herzinsuffizienz. Herzinsuffizienz Modelle von chirurgischen Methoden wurden ursprünglich entwickelt, wie bei Ratten diese Tiere sind am besten geeignet für die offene Brust chirurgische Verfahren, Echokardiographie und Bewertung der hämodynamischen Parameter. Sie bieten auch ausreichende post mortem Gewebeproben für die, zellulärer und molekularer Ebene Studien ein. Verengung der aufsteigenden Aorta ist eine der häufigsten und erfolgreiche chirurgische Modelle für die Erstellung von Drucküberlastung Herzinsuffizienz 2, 3. Dieses Modell ist gut geeignet, um die zellulären und subzellulären Umbau Veranstaltungen und kontraktilen Eigenschaften des Herzens während des Übergangs von Hypertrophie zur Herzinsuffizienz 4 studieren.
Ein großer Vorteil dieses Modells ist der schrittweise Beginn der Druckbelastung auf das Herz 5, </ Sup> 6. Dieses Modell ist aufgrund seiner langsamen, aber stetigen Fortschritt von Herzhypertrophie ausgeglichen zu dekompensierten Phase und schließlich zum Herzversagen Stadium klinisch relevant. Die Dauer für die Progression der Herzhypertrophie zu Herzversagen und den damit verbundenen physiologischen Veränderungen werden vor allem durch den Grad der Stenose beeinflußt 7 hergestellt. Aufsteigend Aortakonstriktion kann auf zwei Arten entweder mit Nähten oder durch Aufbringen von Metallklammern 8, 9 durchgeführt werden. Der Hauptvorteil der Verwendung einer metallischen Klammer für Aortakonstriktion ist, dass die chirurgische Verfahren weniger kompliziert. In diesem Verfahren muss man den überKlappenaufsteigenden Aorta zu lokalisieren und legen Sie den Clip um die Aorta, um gewünschte Niveau der Verengung zu erhalten. Eine Brust Retraktor ist nicht notwendig in dieser Prozedur. Aortenbandierung durch Vernähen benötigt mehrere chirurgische Manipulationen zum Platzieren der Nadel neben dem aufsteigenden Aorta und Vernähen um esproduzieren das gewünschte Niveau der Aortakonstriktion. Die letztere Technik ist zeitaufwendig, wenn sie mit der Verwendung von metallischen Clips für Aortakonstriktion verglichen. Die in diesem Video beschriebenen Methode veranschaulicht, die chirurgische Verfahren für die aufsteigenden Aorta Verengung in Ratten, die Bildung von Drucklastet linksventrikuläre Hypertrophie-Modell ermöglicht.
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Protokoll
In Tierversuchen wurden nach Einholung der Bewilligung der Institutional Animal Ethikkommission durchgeführt. Wistar-Ratten wurden unter einem 12-Stunden-Zyklus dunkel zu hell, konstante Raumtemperatur (24 ± 2 ° C) mit Futter und Wasser ad libitum (nach den Richtlinien CPCSEA) untergebracht.
1) Pre-operative Pflege und Anästhesie
- Halten Ratte (ca. 200 g Körpergewicht) unter antibiotischer Dach 24 Stunden vor der Operation durch die Gabe von Amoxicillin oral (Dosis: 500 mg / L Wasser).
- Sterilisieren aller chirurgischen Instrumente (wie Scheren, Zangen, Clip-Applikator, Nähnadeln und Nadelhalter) durch Autoklavieren bei 121 ° C für 15 min.
- Verwenden Sie ein Heizkissen, um die Tierkörpertemperatur um 37 ° C zu halten, um eine rasche Abnahme der Herzfrequenz zu vermeiden.
- Achten Sie darauf, um Austrocknung des Tieres vor und während der Operation zu vermeiden.
- Anesthetize die Ratte in einem Induktionskammer mit 3% Isofluran gemischt mit0,5 bis 1,0 l / min 100% Sauerstoff; Aufrechterhaltung einer Narkose mit Isofluran 1,5%.
- Überprüfen Sie das Pedal Reflex auf erfolgreiche Anästhesie bestätigen.
2) Herstellung der Operationsstelle
- Halten Sie die Ratte auf einem temperaturgesteuerten Heizkissen in der Rückenlage.
- Positionieren Sie ein Gummiband über Vorderzähne der Ratte, das Tier in Position zu halten, während der Anästhesie mit einer Nase Kegel.
- Entfernen Sie das Fell auf dem Ausschnitt und der linken Brustbereich der Ratte (vorzugsweise unter Verwendung eines Elektrorasierer).
- Desinfizieren Operationsstelle mit Povidon-Jod-Lösung und dann mit 70% igem Alkohol.
- Verwenden Sie eine sterile Abdeckung, um nur die Operationsstelle während des operativen Eingriffs aus.
Hinweis: Als zusätzliche Option für die Pflege der Tiere, können 0,25% Bupivicain ID (2,5 mg / kg) vor dem Einschneiden an jedem Einschnitt Website für lokale Anästhesie / Analgesie integriert werden.
3) Trachealintubation im Rat
- Einen kleinen Einschnitt an der Haut parallel zu der Luftröhre mit einem sterilen Skalpell vorsichtig getrennt und das darunter liegende Gewebe, um die Luftröhre freizulegen.
- Tragen Sie eine Krawatte aus Seide 4-0 Faden unterhalb der Luftröhre und hebe die Krawatte nach oben.
- Einen halben Weg Einschnitt zwischen zwei Knorpelspangen und legen Sie die Trachealkanüle in die Luftröhre der Ratte.
- Schließen Sie die Trachealkanüle zu einem Nagetier Ventilator für die Aufrechterhaltung einer Atemfrequenz von 50 Atemzüge / min, Atemvolumen von 1,70 ml und Inspirationszeit von 0,60 sec (für Ratten mit 200 g Körpergewicht).
4) Verengung der Aorta ascendens
- Nach dem Erfassen der Position der Rippen mit den Fingern, einen Hautschnitt von etwa 2 cm auf der linken Brustwand zwischen der zweiten und dritten Rippe.
- Trennen Sie die Zwischenrippenmuskeln und Schicht für Schicht einen Einschnitt etwa 1,5 cm lang zwischen der zweiten und dritten Rippe. (Pflege nehmen sollten, um Verletzungen an der Lunge zu vermeiden und gleichzeitig Einschnitt zwischen den Rippen)
- Fahren Sie die Rippen und suchen Sie den aufsteigenden Teil der Aorta.
- Eine kleine Größe Titan-Clip auf der aufsteigenden Aorta mit Hilfe eines Applikators, wobei genden die Aorta auf 50-60% des ursprünglichen Durchmessers.
- Nach der Aortakonstriktion ungefähr den zweiten und dritten Rippen mit 3,0 Prolene in einem unterbrochenen Naht Muster. Gleichzeitig halten Sie den Ventilator für etwa 2-4 Sekunden, um wieder aufgehen, in die Lunge.
- Aufdach die Muskelschichten mit 3,0 Prolene Nahtmaterial und Haut mit 4,0 Seidenfäden in einer unterbrochenen Naht Muster. Synthetische, nicht absorbierbare Nahtmaterialien können anstelle von Seide zum Vernähen der Haut verwendet werden.
- Entfernen Trachealkanüle aus der Ratte einmal die Spontanatmung wieder hergestellt.
- Schließen Sie die Luftröhrenöffnung mit 3,0 Prolene Nahtmaterial und die Hautschicht mit 4,0 Seidenfäden.
- Lassen Sie das Tier auf T erholener Heizungsauflage durch die schrittweise Senkung der Anästhesie-und Beatmungsgerät unterstützt die Atmung.
- In altersgleichen Scheinkontrolltiere, führen Tracheotomie und Thorakotomie ohne Verengung der aufsteigenden Aorta.
5) Postoperative Pflege
- Desinfizieren OP-Bereich mit PVP-Jod-Lösung.
- Als postoperative Analgesie, injizieren Tramadol intraperitoneal (10 mg / kg Körpergewicht / Tag) für 1 Woche.
- Inject sterile physiologische Kochsalzlösung intraperitoneal, wenn Anzeichen von Austrocknung nach der Operation (ca. 1 ml) angezeigt.
- Amoxicillin oral verabreichen, gemischt mit Trinkwasser, für sieben Tage (Dosis: 500 mg / L Wasser).
- Nehmen Sie die restlichen Seidenfäden von der Haut nach 10 Tagen nach der Operation unter Inhalationsnarkose.
6) Bestätigung der erfolgreichen Verengung der Aorta ascendens
- Führen Sie eine transthorakale zweidimensionale Doppler-Echokardiographie, um die Absicht zu bestimmensität der durch die Verengung der aufsteigenden Aorta erzeugte Drucklast.
- Anesthetize die Ratten eine Woche nach der Operation, wie oben beschrieben (Schritt 1.5)
- Platzieren des Ultraschallwandlers an der suprasternalen Lage, den Druckgradienten über dem verengten Abschnitt der aufsteigenden Aorta aufzunehmen.
Hinweis: Ratten, die mit einem Druckgefälle von etwa 60 mm Hg an der Aorta verengte Website wird schwerer kardialer Hypertrophie von ca. 8-10 Wochen nach der Operation zu entwickeln.
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Ergebnisse
In unseren Experimenten können wir mehr als 80% Überlebensraten zu erzielen. Die Wirksamkeit der Aortakonstriktion wurde, indem Doppler-Echokardiographie bestätigt. Ratten (n = 6) mit einem Druckgefälle von etwa 60 mm Hg bei der Aorta verengten Stelle wurden für 8 Wochen beobachtet und getötet, um die Entwicklung von Herzhypertrophie (Fig. 1) zu analysieren. Nach 8 Wochen nach der Operation Echokardiographie zeigte einen signifikanten Anstieg der linksventrikulären sind Parameter wie Ventrikelseptumdefe...
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Diskussion
Es gibt mehrere chirurgische Modelle für die Induktion von Drucküberlastung sowie Herzhypertrophie und Herzinsuffizienz. In Kleintiere, Lorell und Kollegen entwickelten das Modell haben wir hier beschrieben, und sie berichtet, das Auftreten von kompensierten Herzhypertrophie 8 Wochen nach Aortenbandierung 5. Herz Änderungen allmählich zu einer dekompensierten Zustand Fortschritt und dann bei Herzinsuffizienz führen. Der Hauptvorteil dieses Modells ist der schrittweise Beginn der Zunahme der linksventrikulären...
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Danksagungen
Die Autoren danken Department für Biotechnologie der indischen Regierung für die finanzielle Unterstützung dieses Projektes. Ajith Kumar GS wurde mit hochrangigen Forschungsstipendium Rat für wissenschaftliche und industrielle Forschung, Regierung von Indien und Binil Raj mit hochrangigen Forschungsstipendium Indian Council of Medical Research, Regierung von Indien unterstützt.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Wistar Ratten | Gehalten bei ARF, RGCB | ||
| Inhalationsanästhesiesysteme | VetEquip | AB19276 | |
| Beatmungsgerät für Nagetiere | CWE Inc | SAR- 830/AP | |
| Rattentrachealkanüle | CWE Inc | 13-21032 | |
| Ultraschallsystem | Philips | HD7 | |
| Ultraschallwandler | Philips | S 12 | |
| Titan Clip (klein) | Horizon | 1204 | |
| Clip Applikator | Weck | 137081 | |
| Elektrorasierer | Vinverth | VBT0817 | |
| BP-Klinge (Größe:11) | Chirurg | REF10111 | Vorbereitung der Operationsstelle |
| Tramadol | Orchidee Gesundheitswesen | OCH043 | |
| Amoxycillinhydrochlorid | Ranbaxy | ||
| Isofluran | Piramal Gesundheitswesen | A23M10A | |
| Spritzen | BD | 2015-09 | |
| 4-0 geflochtene Seide | Diamant | ||
| 3:0 Prolene | Johnson& Johnson | NW018 | |
| OP-Klebeband | Romsons | SH 6301 | |
| Povidon Jod | Win Medicare | ||
| kontrolliertes Heizkissen | Flamingo | HC1003 |
Referenzen
- Patten, R. D., Hall-Porter, M. R. Small animal models of heart failure: development of novel therapies, past and present. Circ Heart Fail. 2, 138-144 (2009).
- Weinberg, E. O., et al. Angiotensin-converting enzyme inhibition prolongs survival and modifies the transition to heart failure in rats with pressure overload hypertrophy due to ascending aortic stenosis. Circulation. 90, 1410-1422 (1994).
- Schunkert, H., et al. Increased rat cardiac angiotensin converting enzyme activity and mRNA expression in pressure overload left ventricular hypertrophy. Effects on coronary resistance, contractility, and relaxation. J Clin Invest. 86, 1913-1920 (1990).
- Hasenfuss, G. Animal models of human cardiovascular disease, heart failure and hypertrophy. Cardiovasc Res. 39, 60-76 (1998).
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- Miyamoto, M. I., et al. Adenoviral gene transfer of SERCA2a improves left-ventricular function in aortic-banded rats in transition to heart failure. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 793-798 (2000).
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- Del Monte, F., Butler, K., Boecker, W., Gwathmey, J. K., Hajjar, R. J. Novel technique of aortic banding followed by gene transfer during hypertrophy and heart failure. Physiol Genomics. 9, 49-56 (2002).
- Turcani, M., Rupp, H. Heart failure development in rats with ascending aortic constriction and angiotensin-converting enzyme inhibition. Br J Pharmacol. 130, 1671-1677 (2000).
- Kerem, A., et al. Lung endothelial dysfunction in congestive heart failure: role of impaired Ca2+ signaling and cytoskeletal reorganization. Circ Res. 106, 1103-1116 (2010).
- Almeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. Transverse aortic constriction in mice. J Vis Exp. (38), (2010).
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Nachdrucke und Genehmigungen
