Ein Modell der kardialen Remodeling Durch Zusammenziehen der Bauchaorta bei Ratten
2. Dezember 2016
Ein Rattenmodell der abdominalen Aortenverengung, das Herzhypertrophie und Umbau induziert, wird beschrieben. Eine effiziente, hochgradig reproduzierbare und minimal-invasive Methode wird verwendet, um eine einfache, aber nützliche Plattform für die Erforschung von Myokardhypertrophie und -dysfunktion bereitzustellen.
Das übergeordnete Ziel des chirurgischen Eingriffs ist es, eine einfache Plattform für die Untersuchung von Myokardhypertrophie, Umbau und Dysfunktion bereitzustellen. Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen im kardiovaskulären Bereich zu beantworten, wie z. B. die Signalübertragung bei Kardiohypertrophie und Remodeling. Sowie die Entdeckung neuartiger therapeutischer Ziele bei hypertensiven Herzkrankheiten.
Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass es sich um eine minimalinvasive Methode handelt, die sehr einfache Operationstechniken erfordert und dennoch die Ergebnisse sehr gut reproduzierbar sind. Die Implikationen dieser Techniken erstrecken sich auf unsere Therapie von hypertensiven Herzkrankheiten. Da die Verengung der Bauchschlagader zu einer Drucküberlastung führt und schließlich zu Kardiohypertrophie, Umbau und Herzinsuffizienz führt.
Bereiten Sie zunächst eine 22-Gauge-Spritzennadel vor, indem Sie die Spitze mit einem Abziehstein abstumpfen. Dann mit einer Zange die Nadel im rechten Winkel zwicken. Bereiten Sie das erforderliche chirurgische Material einschließlich des Bergekäfigs vor und autoklavieren Sie die chirurgischen Instrumente.
Halten Sie die Ratten auf etwa 200 Gramm und halten Sie sie unter 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklen bei kontrollierter Temperatur mit freiem Zugang zu Futter und Wasser. Legen Sie die Ratte in Rückenlage auf eine Operationsplattform mit einem Heizkissen, um die Körpertemperatur zu halten. Rasieren Sie den Operationsbereich vollständig, um eine Kontamination der Wunde durch Kontakt mit dem Fell zu vermeiden.
Schrubben Sie dann mit Betadin oder einem anderen ansprechenden Reagenz den sauber rasierten Bauch. Machen Sie dann mit einem Skalpell einen zwei Zentimeter langen Schnitt entlang der Mittellinie des Bauches. Befeuchten Sie dann mit normaler Kochsalzlösung die Bauchorgane und halten Sie die Organe während der Operation feucht.
Mit Wattebällchen die Verdauungsorgane vorsichtig zur Seite verschieben, um die untere Hohlvene und die hintere Bauchfellregion freizulegen. Identifizieren Sie dann die Bauchschlagader, die neben und in der Regel links von der Vena cava inferior liegt. Stechen Sie nun mit einer Pinzette in das Bauchfell, um die darunter liegenden Gefäße freizulegen.
Isolieren Sie vorsichtig die an die Nierenarterien angrenzende Bauchschlagader und führen Sie eine acht Zentimeter lange 4/0-Seidennaht unter dem Gefäß zwischen den Ursprüngen der rechten und linken Nierenarterie hindurch. Machen Sie mit der Naht einen lockeren Doppelknoten und lassen Sie eine Schlaufe mit einem Durchmesser von drei Millimetern übrig. Setze dann die abgestumpfte und gebogene 22-Gauge-Nadel in die Schlaufe ein.
Ziehen Sie den Knoten um die Aorta und die Nadel fest und entfernen Sie dann sofort die Nadel, um eine Einschnürung mit einem Durchmesser von 0,7 Millimetern zu erreichen. Mit 6/0 Nähten schließen Sie die Bauchhöhle. Verwenden Sie dann einfache unterbrochene Nähte, um die Muskel- und Hautschnitte zu verschließen.
Verwenden Sie Jodtinktur, um die Operationsstelle zu schrubben, um eine Infektion zu vermeiden. Um postoperative Schmerzen zu vermeiden, behandeln Sie das Tier mit Paracetamol und beobachten Sie das Tier genau, bis es wieder ein ausreichendes Bewusstsein erlangt, wie es durch freie Bewegung und Nahrungsaufnahme angezeigt wird, und die sternale Liege beibehält. 10 Wochen nach der Operation wiegen Sie die Ratte.
Nachdem Sie das Tier betäubt und die Narkosetiefe bestätigt haben, legen Sie die Ratte auf ein Metalltablett. Machen Sie nun einen fünf Zentimeter langen Schnitt im Thoraxbereich um die Mittellinie des Xiphoid-Processus. Mit einer scharfen Pinzette das Zwerchfell durchstechen.
Schneiden Sie dann mit einer Schere den Brustkorb entlang der Mittelklavikularlinien auf beiden Seiten ab und entfernen Sie ihn, um das Herz freizulegen. Exzitieren Sie das Herz vorsichtig entlang der Herz- und Gefäßgrenzen. Entfernen Sie dann vorsichtig das Herz, ohne das Taschentuch zu greifen.
Montieren Sie das Herz an einem modifizierten Langendorff-Perfusionsapparat, indem Sie den Aortenstamm an die Perfusionsnadel binden. Verwenden Sie dann Krebspuffer, um das Herz zu perfundieren und das Blut auszuwaschen. Wiegen Sie das Herz und berechnen Sie das Verhältnis von Herzgewicht zu Körpergewicht.
Legen Sie dann das Organ mit einer Maske in 4%iges Paraformaldehyd und fixieren Sie es über Nacht auf Eis. Nachdem Sie das Herzgewebe fixiert haben, legen Sie es auf ein Gewebetrenngerät, schneiden Sie es in zwei Millimeter dicke Scheiben und legen Sie die Schnitte in eine Einbettkassette. Nach dem Einbetten von Paraffin und dem zusätzlichen Schneiden gemäß dem Textprotokoll entparaffinisieren Sie die Objektträger, indem Sie sie 30 Minuten lang in einen Tank mit Xylol legen.
Rehydrieren Sie dann das Gewebe in einer nacheinander verdünnten Alkoholserie, gefolgt von destilliertem Wasser. Verwenden Sie anschließend eine adäquate picrosiriusrote Lösung, um die Gewebeschnitte vollständig zu bedecken, und inkubieren Sie eine Stunde lang. Verwenden Sie dann eine 0,5%ige Essigsäurelösung, um die Objektträger zweimal zu spülen.
Und spülen Sie die Proben zweimal in absolutem Alkohol aus. Trocknen Sie die Proben an der Luft und montieren Sie sie mit einem Deckglas in Kunstharz. Verwenden Sie dann sichtbares Licht unter einem Mikroskop mit 200-facher Vergrößerung, um die Objektträger abzubilden.
Berechnen Sie schließlich den Prozentsatz der positiven Zone Picrosiriusrot über die Gesamtfläche, der das Ausmaß der Fibrose angibt. Wie hier gezeigt, nahm das Herzvolumen nach einer Bauchaortenverengung zu. Dies zeigt sich in einem höheren Verhältnis von Herzgewicht zu Körpergewicht, das ein Indikator für Herzhypertrophie ist.
Durch die Verwendung der Picrosirius-Rot-Färbung kann fibrotisches Myokard mit erhöhtem Kollagengehalt von normalen Bereichen unterschieden werden. Wie in diesen gefärbten Proben gezeigt wurde, war die Herzfibrose nach einer Bauchaortenverengung im Vergleich zu den Kontrollen erhöht. Sobald die Operation gemeistert ist, kann sie in 30 Minuten durchgeführt werden, wenn sie richtig durchgeführt wird.
Im Anschluss an dieses Verfahren können weitere Methoden wie die Echokardiographie durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zur Herzfunktion zu beantworten. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der hypertensiven Herzkrankheit, um die Mechanismen zu erforschen, die Kardiohypertrophie, Umbau und Versagen betreffen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie eine Bauchaortenverengung durchgeführt wird, um Kardiohypertrophie und Myokardumbau bei Ratten zu induzieren.
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Übersicht
Dieser Artikel beschreibt ein Rattenmodell der abdominalen Aortenstenose, das eine kardiale Hypertrophie und Umstrukturierung hervorruft. Die Methode ist minimalinvasiv, hochgradig reproduzierbar und bietet eine nützliche Plattform für die Forschung zur myokardialen Hypertrophie und Dysfunktion.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Kardiovaskuläre Forschung
- Myokardiale Hypertrophie
- Herzversagensmechanismen
Hintergrund
- Das chirurgische Verfahren zielt darauf ab, die myokardiale Hypertrophie und das Remodeling zu untersuchen.
- Es befasst sich mit zentralen Fragestellungen der kardiovaskulären Signalübertragung im Zusammenhang mit der Hypertrophie.
- Die Technik ist einfach und effektiv konzipiert.
- Sie hat Auswirkungen auf Therapien, die auf die hypertensive Herzkrankheit abzielen.
Zweck der Studie
- Eine Plattform zur Untersuchung der kardialen Hypertrophie und Dysfunktion bereitstellen.
- Signalwege erforschen, die an der kardialen Remodelung beteiligt sind.
- Neue therapeutische Zielstrukturen für die hypertensive Herzerkrankung identifizieren.
Verwendete Methoden
- Chirurgisches Modell der abdominalen Aortenstenose.
- Minimalinvasive chirurgische Techniken.
- Beurteilung von kardialer Hypertrophie und Umbauvorgängen.
- Untersuchung der Auswirkungen einer Drucküberlastung auf das Herz.
Hauptergebnisse
- Die Methode ist hochgradig reproduzierbar und wirksam.
- Sie induziert eine Drucküberlastung, die zu einer kardialen Hypertrophie führt.
- Die Ergebnisse können therapeutische Strategien bei Herzerkrankungen beeinflussen.
- Es wurden signifikante Befunde in Bezug auf die kardiale Remodeling beobachtet.
Schlussfolgerungen
- Das Modell der abdominalen Aortenstenose ist ein wertvolles Forschungsinstrument.
- Es vertieft das Verständnis der Mechanismen der kardialen Hypertrophie.
- Es hat potenzielle Implikationen für die Behandlung der hypertensiven Herzerkrankung.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die durch Drucküberlastung verursachte kardiale Remodelung stellt einen entscheidenden Wendepunkt in der kardiovaskulären Wirkstoffforschung dar und beeinflusst direkt die Zielvalidierung sowie die Auswahl translationaler Modelle. Das Modell der abdominalen Aortenkonstriktion an der Ratte bietet eine reproduzierbare, minimalinvasive Plattform zur Untersuchung der Mechanismen der myokardialen Hypertrophie und Fibrose. Die fortschreitende Pathologie und quantitativen Ausgangsparameter ermöglichen eine vorhersagbare Aussagekraft für die Testung therapeutischer Hypothesen in frühen Entwicklungsstadien sowie die Priorisierung von Wirkstoffkandidaten.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die mechanistische Untersuchung von Signalwegen, die die kardiale Hypertrophie und Remodelung antreiben.
- Unterstützt die funktionelle Validierung von Zielstrukturen für Interventionen bei hypertensiver Herzkrankheit.
- Erleichtert die biologische Risikominimierung durch Modellierung des schleichenden Krankheitsverlaufs, der für die menschliche Pathologie relevant ist.
- Bietet eine Plattform zur Identifizierung und Priorisierung neuartiger therapeutischer Zielstrukturen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Liefert ein validiertes In-vivo-System für die Wirksamkeitsprüfung von Wirkstoffen in nachgeschalteten Analysen.
- Standardisiert quantitative Endpunkte wie das Verhältnis von Herzgewicht zu Körpergewicht und die fibrotische Fläche.
- Ermöglicht eine reproduzierbare Beurteilung der kardialen Remodeling-Prozesse zur Auswahl von Kandidatenmolekülen.
- Unterstützt Skalierbarkeit und Vergleichbarkeit zwischen Studien durch konsistente chirurgische und analytische Protokolle.
Translationale und präklinische Forschung
- Entspricht krankheitsrelevanten Mechanismen, die bei Patienten mit hypertensivem Herzversagen beobachtet werden.
- Ermöglicht einen nahtlosen Übergang von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung von anti-fibrotischen oder anti-hypertrophen Wirkstoffen.
- Ermöglicht risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung basierend auf quantitativen Parametern der Umstrukturierung und Fibrose.
- Erleichtert die Entdeckung und Validierung von Biomarkern in einem klinisch relevanten Kontext.
Pipeline- und Workflow-Integration
Dieses Modell schließt die Lücke zwischen früher Entdeckung und präklinischer Validierung und unterstützt die Hypothesenprüfung, die Identifizierung von Leitstrukturen sowie translationsorientierte Forschung in kardiovaskulären Forschungsportfolios.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Überprüfung der Nullhypothese hinsichtlich der Beteiligung eines Zielmoleküls an der kardialen Umbildung und Hypertrophie.
- Screening: Bietet reproduzierbare, quantitative Messgrößen zur Beurteilung von Wirkstoffen und zur Entwicklung von Assays.
- Analytik: Ermöglicht die Bestimmung des Herzgewicht-Körpergewicht-Verhältnisses und der fibrotischen Fläche für vergleichende Analysen.
- Translationale Forschung: Modelliert einen fortschreitenden kardialen Krankheitsverlauf, der der humanen hypertensiven Herzerkrankung entspricht.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine standardisierte, skalierbare Plattform, die in kardiovaskulären Forschungs- und Entwicklungsprogrammen wiederholt eingesetzt werden kann.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten bei der Zielvalidierung.
- Operationaler Wert: Ermöglicht standardisierte, reproduzierbare und skalierbare in-vivo-Modelle.
- Strategischer Wert: Verbessert die Qualität von Go/No-Go-Entscheidungen und die Kapitalnutzungseffizienz, indem eine robuste frühe Risikominderung ermöglicht wird.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung kardiovaskulärer Assets.
Durchlegungsaspekte
- Setzt chirurgische Expertise und konsistente Verfahren zur Tierhaltung voraus.
- Benötigt Zugang zu histologischen Färbemethoden, bildgebenden Verfahren und quantitativer Analyseinfrastruktur.
- Erfordert eine standardisierte Vorgehensweise über mehrere Arbeitsgruppen hinweg, um Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Daten zu gewährleisten.
- Die Übertragung auf andere Nagetiermodelle kann eine Optimierung des Protokolls erfordern.
- Zu den Einschränkungen gehören die Spezifität des Modells für Drucküberlastung sowie die Notwendigkeit einer longitudinalen Überwachung.
