Wurzelspitzenresektion Mausmodell zur frühen Säugetierherzregeneration Studieren
23. Januar 2016
In dieser Studie wird ein Schritt-für-Schritt-Videoprotokoll der apikalen Resektion demonstriert. Die apikale Resektion ist ein kürzlich vorgestellter chirurgischer Ansatz in der Forschung zur Herzregeneration von Säugetieren. Diese Studie kann die Anwendung der apikalen Resektion als Standardmethode in der Erforschung des Mechanismus, der der Herzregeneration zugrunde liegt, fördern.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die apikale Resektion bei neugeborenen Mäusen anzuwenden, um die frühe Regeneration des Säugetierherzens zu untersuchen. Diese Methode kann dazu beitragen, zentrale Fragen auf dem Gebiet der Herzerneuerung zu beantworten, beispielsweise, welche molekularen und zellulären Mechanismen der frühen Regeneration des Säugetierherzens zugrunde liegen. Der wesentliche Vorteil dieser Technik liegt darin, dass das Mausmodell der apikalen Resektion einen vergleichsweise einfachen und direkten Ansatz zur Untersuchung der frühen Herzerneuerung bei Säugetieren bietet.
Bevor Sie mit dem Verfahren beginnen, überführen Sie alle C57 Black Six-Welpen des ersten postnatalen Tages von ihrer säugenden Mutter in einen sauberen Maus-Käfig mit frischem Einstreu und Nestmaterial. Überführen Sie dann nacheinander jedes Neugeborene von einer Eisunterlage in den Operationsbereich und fixieren Sie Arme, Beine und Schwanz in Rückenlage. Desinfizieren Sie die Brust mit Betadine, gefolgt von einer sanften Reinigung mit einem 70 %igen Alkoholtupfer.
Nun führen Sie einen Hautschnitt entlang des vierten inneren Interkostalraums des Brustkorbs durch. Verwenden Sie eine Feder-Schere, um eine Inzision an der Herzspitze vorzunehmen. Um das Herz freizulegen, führen Sie mit der Feder-Schere eine Inzision an der Herzspitze durch, gefolgt von einer stumpfen Präparation der inneren Interkostalmuskulatur.
Sterile 6-0-Nähte verwenden, um Rippen und Muskulatur zusammenzunähen. Hautkleber verwenden, um den Hautschnitt vorsichtig zu verschließen, und das Neugeborene etwa drei Minuten lang unter einer Wärmelampe regenerieren lassen. Anschließend mit einem alkoholischen Reinigungstupfer (70 %) alle Blut- und Kleberreste vom Welpen entfernen und das Tier zu seinen Wurfgeschwistern zurückbringen.
Nachdem alle Operationen durchgeführt wurden, mischen Sie die Welpen mit der Einstreu und den Ausscheidungen der Mutter, bevor Sie die Neugeborenen in das Nest der Mutter zurückbringen. Einen Tag nach der Operation zählen Sie die Anzahl der Schein- und operierten Welpen, um die Überlebensrate innerhalb jeder Gruppe zu bestimmen. Zum jeweils geeigneten Zeitpunkt nach der Operation reinigen Sie für jedes Tier nacheinander die Brust mit 70 % Ethanol und schneiden die mittig verlaufende Haut und Muskulatur der Brust ein.
Entfernen Sie das gesamte Herz aus der Brusthöhle und fixieren Sie das Gewebe in fünf Millimetern vierprozentigem Paraformaldehyd über Nacht bei Raumtemperatur. Am nächsten Tag überführen Sie die Proben bis zu einer Woche lang in 70 %igen Ethanol, bevor die Paraffineinbettung erfolgt. Nach dem Anfertigen von fünf Mikrometer dicken Paraffinschnitten durch die gesamte Ventrikelregion färben Sie die Proben mit Hämalin und Eosin sowie Massonscher Dreifachfärbung, um die Muskelersatz- und fibrotischen Reaktionen in den resezierten Herzen jeweils zu untersuchen.
Manuell mithilfe eines Slide-Scanners mindestens drei Foci pro Probe gewinnen. Anschließend die Probenbilder mit einer 40fachen Vergrößerung gemäß den Herstelleranweisungen unter Verwendung der Standardparameter des Scanners analysieren. Bei einer erfolgreichen apikalen Resektion bildet sich innerhalb eines Tages nach der apikalen Resektion ein Blutgerinnsel, das effektiv den linken Ventrikel verschließt.
Es wird dann eine fortschreitende Resorption des Blutgerinnsels und eine frühe kardiale Fibrose beobachtet, die allmählich durch Herzmuskelgewebe ersetzt wird, bis die vollständige Regeneration des Myokards 21 Tage nach der Resektion erfolgt ist. Tatsächlich sind drei Wochen nach der Operation morphologische Analysen zufolge keine Unterschiede zwischen den resezierten und den kontrolloperierten Herzen erkennbar. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, sterile Bedingungen einzuhalten.
Nach Durchführung dieses Verfahrens können weitere Maßnahmen wie die Markierung und die lineare Analyse durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zur Kardiomyozytenproliferation und zur apikalen Resektion zu beantworten. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man eine apikale Resektion bei neugeborenen Mäusen durchführt.
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Übersicht
Diese Studie demonstriert ein Schritt-für-Schritt-Video-Protokoll für die apikale Resektion, einen chirurgischen Ansatz in der Regenerationsforschung des Säugetierherzens. Das Verfahren zielt darauf ab, das Verständnis der Mechanismen, die der Herzregeneration zugrunde liegen, zu vertiefen.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Kardiale Regeneration
- Chirurgische Techniken an neugeborenen Mäusen
- Molekulare Mechanismen der Herzreparatur
Hintergrund
- Die Herzregeneration ist ein zentraler Forschungsbereich der Kardiologie.
- Die apikale Resektion ist eine neuartige Technik zur Untersuchung der kardialen Reparatur.
- Das Verständnis der frühen Regeneration kann therapeutische Strategien maßgeblich beeinflussen.
- Diese Studie verwendet neugeborene Mäuse als Modellorganismus.
Zweck der Studie
- Untersuchung der zellulären und molekularen Mechanismen der Herzerneuerung.
- Etablierung der apikalen Resektion als Standardmethode in der Forschung.
- Vorlage eines einfachen Ansatzes zur Untersuchung der kardialen Regeneration.
Verwendete Methoden
- Überführung von C57 Black Six-Welpen des ersten postnatalen Tages in einen sauberen Käfig.
- Immobilisierung von Neugeborenen für chirurgische Eingriffe.
- Desinfektion des Brustbereichs vor der Operation.
- Durchführung einer apikalen Resektion zur Untersuchung der Herzregeneration.
Hauptergebnisse
- Demonstration der apikalen Resektionstechnik bei neonatalen Mäusen.
- Vorlage eines klaren Protokolls für zukünftige Forschungsanwendungen.
- Einblicke in die frühen Stadien der kardialen Regeneration.
- Möglichkeit zur Standardisierung von Methoden in Studien zur Herzerneuerung.
Schlussfolgerungen
- Die apikale Resektion ist eine wertvolle Technik zur Untersuchung der Herzen regeneration.
- Diese Studie könnte die weitere Erforschung der Reparaturmechanismen des Herzens erleichtern.
- Die Standardisierung dieser Methode könnte die Reproduzierbarkeit in der Forschung verbessern.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die Entwicklung reproduzierbarer Modelle der frühen Herzenregeneration bei Säugetieren schließt eine entscheidende Lücke in der kardiovaskulären Forschung und Entwicklung, in der die begrenzte Regenerationsfähigkeit die therapeutische Entwicklung behindert. Das Apikalresektions-Mausmodell ermöglicht die mechanistische Absicherung von Herzerkrankungsreparaturwegen während der präklinischen Target-Validierung. Dies trägt dazu bei, die Vorhersagekraft bei der Identifizierung von Modulatoren der Kardiomyozytenproliferation und der Rückbildung von Fibrosen zu erhöhen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen in Bezug auf die Proliferation von Kardiomyozyten und die Narbenbildung.
- Operationaler Wert: Bietet ein direktes in-vivo-System zur funktionellen Zielvalidierung von regenerationsassoziierten Signalwegen.
- Prädiktiver Wert: Unterstützt die Portfolio-Priorisierung, indem er Verbindungen unterscheidet, die eine echte myokardiale Regeneration fördern, von solchen, die Fibrosen hervorrufen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt quantifizierbare histologische Endpunkte (z. B. Myokarddicke, Fibrosefläche) für die Wirkstoffscreening.
- Operativer Wert: Ein standardisiertes chirurgisches Vorgehen gewährleistet die Reproduzierbarkeit über Labore und Zeitpunkte hinweg.
- Skalierbarkeit: Ermöglicht die Herstellung validierter Gewebeschnitte für bildbasierte Hochdurchsatzanalysen und Analyseworkflows.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Modelliert ein frühes postnatales regeneratives Fenster, das für die Entwicklungs-Kardiologie und Strategien zur Behandlung kongenitaler Defekte relevant ist.
- Operativer Wert: Ermöglicht die longitudinale Beurteilung der Gewebeheilung von der Auflösung des Blutgerinnsels bis zur myokardialen Regeneration innerhalb von 21 Tagen.
- Translationale Relevanz: Unterstützt die Entdeckung von Biomarkern (z. B. Dynamik der extrazellulären Matrix), die auf humanen Modellen kardialer Verletzungen anwendbar sind.
Pipeline- und Workflow-Integration
Das apikale Resektionsmodell fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Hypothesenprüfung eines Zielmoleküls bis zur präklinischen Wirksamkeitsbewertung ein und bietet ein krankheitsrelevantes System zur mechanistischen Entlastung von Risiken.
- Entdeckungsbiologie: Untersucht wirkpfadspezifische Effekte auf die Kardiomyozytenerneuerung und fibrotische Reaktion nach Verletzung.
- Screening: Liefert quantitative histologische Endpunkte, die Dosis-Wirkungs- und zeitliche Profilierung regenerativer Substanzen ermöglichen.
- Analytik: Erstellt morphometrische und färbungsbasierte Auswertungen (H&E, Masson-Trichrom) für den objektiven Vergleich zwischen verschiedenen Bedingungen.
- Translationale Forschung: Verbindet frühe Regenerationsmechanismen mit präklinischer Validierung über definierte zeitliche und morphologische Meilensteine.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine standardisierte, wiederverwendbare chirurgische Plattform zur Validierung kardiovaskulärer Zielstrukturen über mehrere Projekte hinweg.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Verringert mechanistische Unschärfen in Studien zur Herzenregeneration durch definierte Verletzungs- und Erholungszeiträume.
- Operationaler Wert: Steigert die Reproduzierbarkeit durch standardisierte Anästhesie-, Operations- und Nachsorgeprotokolle.
- Strategischer Wert: Verbessert Entscheidungen über Fortführung oder Abbruch durch Klärung, ob Kandidaten tatsächlich Regeneration fördern oder lediglich Fibrosen unterdrücken.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung von Zielstrukturen basierend auf ihrem regenerativen Potenzial in einem Säugetiersystem.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse im Umgang mit neugeborenen Mäusen und mikrochirurgischen Techniken.
- Benötigt sterile chirurgische Instrumente, Nähte und eine Infrastruktur für die Gewebeaufbereitung.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise im Team bei Anästhesie, postoperativer Versorgung und histologischer Analyse voraus.
- Die Übertragung auf andere Modelle muss die artenspezifische Regenerationsfähigkeit und chirurgische Durchführbarkeit berücksichtigen.
- Zu den praktischen Einschränkungen gehören die Variabilität der neugeborenen Welpen und die Abhängigkeit der Überlebensrate von der konsistenten Durchführung des Verfahrens.
