Methodenartikel

Minimal Invasive Quer Aortakonstriktion bei Mäusen

DOI:

10.3791/55293

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14. März 2017

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1School of Biological Sciences, The University of Hong Kong, 2College of Arts and Science, New York University, 3Department of Health Technology and Informatics, Faculty of Health and Social Sciences, The Hong Kong Polytechnic University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Minimal-invasive Quer Aortakonstriktion (MTAC) schont das Wesentliche der regelmäßigen Quer Aortakonstriktion (TAC), während die Verwendung eines Ventilators mit Intubation zu beseitigen. Es erweist sich als ein höchst wünschenswertes Verfahren zur Hochdurchsatz-Untersuchungen an der linksventrikulären Überlastung, vor allem in der translationalen Studien zu sein.

Zusammenfassung

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Minimal invasive Quer Aortakonstriktion (MTAC) ist ein wünschenswertes Verfahren zur Verengung der Quer Aorta in Mäusen als Standard-Open-chest Quer Aortakonstriktion (TAC). Obwohl transversale Aortakonstriktion eine hochfunktionelle Verfahren zur Induktion von hohem Druck in der linken Herzkammer ist, ist es ein schwieriger und langwieriger Vorgang aufgrund seiner Verwendung von künstlichen Beatmung mit Intubation. TAC ist oft auch weniger überlebens, wie die neuere Methode, MTAC weder erfordert das Schneiden der Rippen und Intercostalmuskeln noch Intubation mit einer Lüftungseinrichtung. In MTAC zu einer Thorakotomie im Gegensatz zu den Brustraum zuzugreifen, wird der Aortenbogen durch einen Mittellinienschnitt in dem vorderen Hals erreicht. Die Schilddrüse gezogen, um den sternalen Kerbe zu offenbaren zurück. Das Brustbein wird anschließend auf der zweiten Rippe Ebene geschnitten, und der Aortenbogen erreicht einfach durch das Bindegewebe und Thymus zu trennen. Vones kann eine Naht geschlossen werden kann, um den Bogen und gebunden mit einem Abstandshalter, und dann wird die sternal Schnitt und die Haut eingewickelt werden. MTAC ist eine viel schnellere und weniger invasive Weise linksventrikulären Hypertonie zu induzieren und ermöglicht die Möglichkeit für Hochdurchsatz-Studien. Der Erfolg der Engstelle kann hochfrequente transthorakale Echokardiographie verifiziert werden unter Verwendung, insbesondere Farb-Doppler und Pulswellen Doppler, die Strömungsgeschwindigkeiten des Aortenbogen und linken und rechten Arteria carotis, um zu bestimmen, die Dimension der Blutgefäße, und die Funktion des linken Ventrikels und Morphologie. Eine erfolgreiche Verengung wird auch erhebliche histopathologischen Veränderungen auslösen, wie zum Beispiel Herzmuskelzelle Hypertrophie mit interstitielle und perivaskuläre Fibrose. Hier wird das Verfahren von MTAC beschrieben, was zeigt, wie die sich ergebende Strömungsänderungen in den Halsschlagadern mit der Echokardiographie, grober Morphologie und histopathologische Veränderungen im Herzen untersucht werden.

Einleitung

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Der Zweck dieses Artikels ist es zu zeigen, wie quer Aortakonstriktion (TAC) bei Mäusen modifiziert werden können, eine einfachere und zweckmäßige Operation zu erzeugen. TAC wurde zum ersten Mal im Jahr 1991 1 und aktiviert Molekularbiologen eingeführt , um die zellulären und molekularen Mechanismen zu untersuchen, die in den linken Ventrikel zu Hypertrophie führen und zu Herzversagen, vor allem bei Kleintieren mit manipulierten Genome 2, 3, 4, 5, 6. Trotz seiner Wirksamkeit bei der gewünschten Drucküberlastung der Herstellung wird die Technik letztlich durch die Schwierigkeit bei der Durchführung des Verfahrens und der durch seine geringe Überlebensrate begrenzt. Ein Chirurg TAC Durchführung muss in der Lage sein Intubation durchzuführen, Thorakotomie, und verwenden Sie die künstliche Beatmung , um Lungen - Kollaps 1 zu verhindern.

content "> Oft ist eine einfache und weniger invasive Verfahren erwünscht ist. Als Folge minimal invasive Quer Aortakonstriktion (MTAC) wurde 3 entwickelt. Obwohl das Ergebnis (insbesondere der linksventrikulären Hypertrophie) gleich ist, das Verfahren wesentlich weniger Vorrichtungen beinhaltet und weniger Schäden an das Tier. MTAC erweist sich als wünschenswert, Verfahren zu sein, das eine höhere über~~POS=TRUNC hat, über 90%, und hat eine Betriebszeit von nur 15 bis 25 min. die selten Todesfälle nach erfolgreicher Operation kann auch zurückzuführen sein -Straffe Verengung der Aortenbogen, was zu einer enormen linksventrikulären Überlastung und fatal Reduktion der Blutzufuhr zu kritischen Organen wie den Nieren.

Nachdem die Prozedur abgeschlossen ist, kann der Echokardiographie den Erfolg der Streifenbildung und der kardialen Morphologie und Funktion zu bewerten, verwendet werden. Ein Hochfrequenz-Ultraschallsystem kann verwendet werden, um den Durchmesser zu messen und Änderungen fließen in den linken und rechtenKarotiden, den Aortenbogen Einschnürung für Spitzenströmungsgeschwindigkeitsmessungen zu visualisieren und den linken Ventrikel Wandstärke und Funktionsparameter 7, 8 zu bestimmen. Nach Euthanasie, können auch die Organe für histopathologische Studien mit Hämatoxylin und Eosin-Färbung und Färbung Picrosirius Kollagen, wobei letztere besonders nützlich für die Beobachtung von Fibrose gesammelt werden.

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Protokoll

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Das Protokoll folgt den Richtlinien des Ausschusses für die Verwendung lebender Tiere in der Lehre und Forschung (CULATR) an der University of Hong Kong.

1. Betrieb Standortvorbereitung

  1. Desinfizieren Sie die Operationsstelle mit 75% Isopropylalkohol. Stellen Sie die Heizkissen Temperatur auf 37 ° C Änderungen der Herz zu vermeiden und die Atemfrequenz des Subjektes Tier.
  2. Verwendung sterilisiert chirurgische Instrumente in einem Schwerkraftverdrängungs Sterilisator bei 121 ° C für 30 min oder durch andere geeignete Verfahren.
  3. Nehmen 2 bis 4 30-Gauge - Nadeln und die Kurve sie mit einem Nadelhalter, wie in Figur 1 ersichtlich , ein Werkzeug für die Ligation und Gewebetrennung zu machen , und zur Verwendung als ein Retraktor. Montieren Sie das jetzt gekrümmte Nadel auf einem Baumwoll-Applikator für den Einsatz in der Chirurgie.
  4. Blunt eine 27-Gauge-Nadel und die Kurve mit dem Nadelhalter 90º. Glätten Sie die Spitze durch eine harte Oberfläche reiben eine 0,4-mm-Abstandshalter in Ligatur Schritt zu machen.

2. Tiervorbereitung

  1. Anesthetize ein 2-Monats-alt, männlich, 22-25 g C57BL / 6N Maus mit einem geeigneten Ketamin und Xylazin-Gemisch im Verhältnis zum Körpergewicht: 100 mg / kg + 10 mg / kg ip Bestätigen Sie die Betäubung mit dem negativen Schwanz Prise Reflex .
  2. Entfernen Sie die Haare auf dem vorderen Hals und Brust mit einem 2- bis 3-min Anwendung von Enthaarungscreme. Entfernen Sie die Creme mit warmem Wasser und einem Watteträger.
  3. Anwenden ophthalmischen Salbe oder Gel auf die Augen des Tieres das Austrocknen der Hornhaut zu verhindern.
  4. Legen Sie das Tier auf einem Heizkissen in Rückenlage und führen intraoperative Überwachung, wobei Sie bei jedem 15-Minuten-Intervall entsprechende Dokumentation zu halten.
  5. Verwenden Sie chirurgische Papierband, die Glieder zu dem Heizkissen zu sichern, um das Tier in der richtigen Position während der Operation zu halten.
  6. Desinfizieren Sie die Haut abwechselnd mit Alkohol und Povidon-Jod-Lösung dreimal.
  7. Verwenden Sie eine sterile drAffe mit einer exponierten Operationsfeld zu verhindern Kontamination. Verwenden Sie neue sterile Handschuhe für jede Maus und wie nötig.

3. Ligatur Verfahren

  1. Öffnen Sie die Haut der Maus an der Mittellinie Position des Halses und der Brust mit einem Skalpell.
  2. Ziehen Sie die Schilddrüse in Richtung des Kopfes durch leichtes Bindegewebe mit stumpfen Schere trennt.
  3. Trennen Sie die Muskelschicht auf der Luftröhre an der Mittellinie zu beiden Seiten mit den gekrümmten Nadeln.
  4. Unter Verwendung der stumpfen Schere, schneiden Sie das Brustbein zu der zweiten Rippe (ca. 5 mm). Öffnen Sie den Schnitt mit einem Aufroller oder gebogenen Pinzette.
  5. Trennen Sie die Thymus Lappen voneinander und der unteren Brustwand durch das Bindegewebe mit der gekrümmten Nadel zu trennen; die Quer Aortenbogen und zwei Halsschlagadern wird an dieser Stelle deutlich sichtbar sein.
  6. Legen Sie die gebogene Nadel unter dem Bogen und perforieren zwischen der Gefäßwand und Bindegewebe auf der anderen Seite durch EiterHing den gekrümmten Kopf heraus.
  7. Mit der gebogenen Nadel, ziehen Sie den 6-0 Monofilamentnahtmaterial unter dem Aortenbogen.
  8. Setzen Sie den Abstandshalter in der Schleife und befestigen Sie die Naht an Ort und Stelle mit einem Doppelknoten. Entfernen Sie vorsichtig den Spacer.
  9. Bestätigen Sie eine erfolgreiche Verengung mit dem Knoten Position und schneiden Sie die Enden des Fadens.
  10. Schließen Sie die Brustwand mit 6/0 Seidennaht mit einem einfachen Knopfnaht Muster. Schließen Sie die Haut mit einem 6/0 Monofilamentnahtmaterial in einem fortlaufenden Naht Muster.

4. postoperative Pflege

  1. Bewerben Povidon-Jodlösung auf die Nahtstelle und legen Sie das Tier in einem vorgewärmten Käfig für die Verwertung und die postoperative Überwachung.
  2. Injizieren Buprenorphin (0,05 bis 0,1 mg / kg sc alle 12 h), nachdem das Tier das Bewusstsein um Schmerzen zu lindern wiedererlangt hat und geben Sie die Maus mit den entsprechenden weiche Nahrung.
  3. Bringen Sie das Tier in einen 12-h Hell / Dunkel-Zyklus Raum nach vollständiger Genesung.

5.Echokardiographie: Bestätigung der erfolgreichen Ligatur und Messungen

  1. Nach einer Woche anästhesieren die zuvor gebänderten Maus mit 3 bis 5% Isofluran, für die Induktion und 1 bis 1,5%, für Wartung, mit einem 1 L / min Sauerstoffströmungsrate.
  2. Entfernen Sie die Brustbehaarung mit Enthaarungscreme. Gründlich entfernen Sie die Creme mit warmem Wasser und einem Watteträger.
  3. Sichern Sie die Maus in Rückenlage auf das Tier-Handling-Plattform, bei 37 ° C gehalten. Bewerben Elektroden-Gel auf die Pfoten und klebt sie auf das Kissen mit Elektroden.
  4. Bewerben Ultraschall-Gel auf die Maus Brust. Mit einem 40-MHz MS550D Sonde und einem Hochfrequenz-Ultraschallsystem, führen Farbdoppler und gepulste Doppler-Wellenabtastung an der linken und rechten Halsschlagader, sowie auf den Aortenbogen.
  5. Mit B-Modus, suchen Sie den linken Ventrikel. Mit M-Modus kann der systolische und der diastolische Wanddicke gemessen werden. Verwenden Cine Store und Frame-Daten speichern und Bilder zu speichern, wie erforderlich.
  6. UB-Modus, suchen Sie die linke Arteria carotis communis vor dem Verzweigungspunkt singen. Verwenden Sie Pulswelle und Farb-Doppler, um den Fluss zu bewerten. Wiederholen Sie mit der rechten Arteria carotis an einem ähnlichen Punkt. Speichern Sie die Bilder in Cine-Speicher und Bildspeicher-Modi später zu analysieren.
  7. Kippen Sie das Tier-Handling-Plattform zu weit links, so dass die Maus in der linken Dekubitus Position befindet. Platzieren Sie die Sonde auf der Maus, 30 ° versetzt von einer Position parallel zum Kopf an der parasternal Position, und zu manipulieren, X und Y die Aortenbogen zu finden.
  8. Suchen Sie die Verengung. Verwenden Sie Farb-Doppler-Modus, um die Stelle der Verengung besser sichtbar zu machen, wie Blut zwischen dem Punkt, durch einen schmalen Kanal fließen wird, wo die beiden Halsschlagadern aus dem Aortenbogen verzweigen.
  9. Verwenden Sie Pulswelle und Farbdoppler die Spitzenströmungsgeschwindigkeit zu messen. Verwenden Cine Store und Frame-Daten speichern und Bilder zu speichern, wie erforderlich.
  10. Lassen Sie das Tier auf einem Heizkissen in Bauchlage zu erholen.Bringen Sie das Tier auf den ursprünglichen Käfig in einem 12-h Hell / Dunkel-Zyklus Raum nachdem sie vollständig aus der Narkose erholt hat.

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Ergebnisse

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MTAC ermöglicht die Induktion von signifikanten Hypertonie im linken Ventrikel in einer angemessenen Weise.

Wie in Abbildung 1 zu sehen ist , ist die Herstellung der wichtigsten Werkzeuge für das Verfahren einfach und minimal und erfordert nur 2 bis 4 30-Gauge - Nadeln gebogen und mit einem Polyurethan - Rohr an Ort und Stelle gehalten werden. Das chirurgische Verfahren selbst ist auch weniger kompliziert, da ...

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Diskussion

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Rockman und Kollegen entwickelt, um das erste Verfahren zur aortic banding als Methode Drucküberlastung im Herzen zu untersuchen. Dies ermöglichte Forschung zu beginnen , um die zellulären und molekularen Folgen von Bluthochdruck und Herzinsuffizienz 1 aufzudecken. Ein verbessertes Verfahren, minimal invasive Quer Aortakonstriktion (MTAC), liefert ein zugänglich, zeitabhängigen Verfahren zur Induktion der linksventrikulären Drucküberlastung und Herzinsuffizienz, ohne die Nachteile der herkömmlich...

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Offenlegungen

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Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Danksagungen

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Wir möchten die Universität Research Facility in Life Sciences (ULS) der Hong Kong Polytechnic University für die Bereitstellung von Vevo 2100 Ultraschallsystem zu erkennen. Besonderer Dank geht an Dr. Chunyi Wen von der Interdisziplinären Abteilung für Biomedizinische Technik, Hong Kong Polytechnic University, für die Ausbildung und Erleichterung. Diese Arbeit wurde von HK Regierung RGC Grants GRF unterstützt 17127215, 764812 und HKU6 / CRF / 11G Billy KC Chow.

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Materialien

6/0 Dafilon

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
1 Zoll 30 Gauge NadelnBD, Franklin Lakes, NJ 07417, USA. 305128Gebogen wie im Verfahren und Abbildung 1
27 Gauge NeedleBD, Franklin Lakes, NJ 07417, USA. 301629stumpf und glatt machen
.C0933066
6/0 SilkamB. Braun, 34212 Melsungen, Hessen, Deutschland.C0762067
Sterile HandschuheA.R. Medicom, Inc (Asien), Hongkong.
Cotton ApplicatorMannings, Quarry Bay, Hongkong.Local Shopping Center
Depilatory CreamVeet (Hong Kong), Kwun Tong, Kowloon, Hong KongLocal Shopping Center
Lexer-Baby ScissorFST, British Columbia V7H 0A6, Kanada.14078-10
Gebogene IriszangeFST, British Columbia V7H 0A6, Kanada.11065-07
Micro Olsen-Hegar NadelhalterWPI, Sarasota, FL 34240, USA. 501989
Stereo-MikrofonWPI, Sarasota, FL 34240, USA. PZMIII-BS
strong>GenTeal AugengelNovartis, East Hanover, NJ 07936, USA. Lokale Apotheke
HeizkissenKent Scientific Corporation, Torrington, CT 06790, USA. DCT-20
Chirurgisches TapeLabortiereinheit
Ketamin und XylazinLabortiereinheit
BetadineLabortiereinheit
BuprenorphinLabortiereinheit
Für spacerB. Braun, 34212 Melsungen, Hessen, Deutschland <

Referenzen

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  1. Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proc Natl Acad Sci U S A. 88 (18), 8277-8281 (1991).
  2. de Almeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. Transverse aortic constriction in mice. J Vis Exp. (38), (2010).
  3. Hu, P., et al. Minimally invasive aortic banding in mice: effects of altered cardiomyocyte insulin signaling during pressure overload. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 285 (3), H1261-H1269 (2003).
  4. Shimizu, I., et al. Excessive cardiac insulin signaling exacerbates systolic dysfunction induced by pressure overload in rodents. J Clin Invest. 120 (5), 1506-1514 (2010).
  5. Tarnavski, O. Mouse surgical models in cardiovascular research. Methods Mol Biol. 573, 115-137 (2009).
  6. Zhang, X., et al. A modified murine model for the study of reverse cardiac remodelling. Exp Clin Cardiol. 18 (2), e115-e117 (2013).
  7. Hartley, C. J., et al. Doppler estimation of reduced coronary flow reserve in mice with pressure overload cardiac hypertrophy. Ultrasound Med Biol. 34 (6), 892-901 (2008).
  8. Scherrer-Crosbie, M., Thibault, H. B. Echocardiography in translational research: of mice and men. J Am Soc Echocardiogr. 21 (10), 1083-1092 (2008).
  9. Faerber, G., et al. Induction of heart failure by minimally invasive aortic constriction in mice: reduced peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator levels and mitochondrial dysfunction. J Thorac Cardiovasc Surg. 141 (2), 492-500 (2011).
  10. Li, L., et al. Assessment of Cardiac Morphological and Functional Changes in Mouse Model of Transverse Aortic Constriction by Echocardiographic Imaging. J Vis Exp. (112), (2016).

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Minimalinvasives TAClinksventrikul re HypertrophieHochfrequenz EchokardiographieFarbdoppler AnalyseGepulster DopplerSternumschnitt TechnikAortenbogenligaturHerzmuskelhypertrophiehistopathologische Ver nderungen

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