Name: Ein chirurgisches Modell der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion bei tibetischen Minischweinen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-18T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: Erfahren Sie die chirurgische Erstellung eines HFpEF-Modells bei tibetischen Minischweinen durch Aortenkonstriktion. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung von Herzhypertrophie und Funktionsveränderungen mittels Echokardiografie.

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Diese Arbeit wurde vom Guangdong Science and Technology Program (2008A08003, 2016A020216019, 2019A030317014), dem Guangzhou Science and Technology Program (201804010206), der National Natural Science Foundation of China (31672376, 81941002) und dem Guangdong Provincial Key Laboratory of Laboratory of Laboratory Animals (2017B030314171) unterstützt.

Alle Tierversuche wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee des Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute genehmigt (Zulassungs-Nr. IACUC2017009). Alle Tierversuche wurden nach dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren (8. Aufl., 2011, The National Academies, USA) durchgeführt. Die Tiere wurden in einer AAALAC-akkreditierten Einrichtung des Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute untergebracht (Lizenz-Nr. SYXK (YUE) 2016-0122, China). Sechs männliche tibetische Minischweine (n = je 3 für die Scheingruppe und die DAC-Gruppe, 25-30 kg Gewicht) wurden verwendet, um das HFpEF-Modell zu entwickeln.
1. Vorbereitung von Tieren und Instrumenten
<ol><li>Akklimatisieren Sie die Tiere vor der Operation 14 Tage lang in der Einrichtung.</li>
	<li>Führen Sie vor der Operation Gesundheitsuntersuchungen durch, einschließlich biochemischer Tests und Echokardiographie. Schließen Sie die Tiere mit kardialen Anomalien in der Struktur (Ventrikeldilatation oder Hypertrophie) und Funktion (EF <50%) gemäß den T/CALAS85-2020 Laboratory animals - Guidelines for the health assessment of major organs, like heart, liver, kidney, and brain of large laboratory animals (Chinese Association for Laboratory Animal Sciences, China) aus.</li>
	<li>Fasten Sie die Tiere mehr als 12 Stunden vor der Narkose, indem Sie am Tag der Operation nicht füttern.</li>
	<li>Bereiten Sie den Operationssaal und die Geräte vor (Abbildung 2). Überprüfen Sie die Beatmungsstation, die Veterinär- und Patientenmonitore, das veterinärmedizinische Ultraschallsystem, den Aspirator und andere chirurgische Geräte. Autoklavieren Sie die Schere, die Pinzette, die Retraktoren, die Skalpellgriffe, den Absaugkopf, die chirurgischen Nadeln usw. (siehe Materialtabelle).</li>
</ol>2. Sedierung, tracheale Intubation und Venenkanülierung
<ol><li>Wiegen Sie die Tiere und berechnen Sie die Narkosemittel. Die Minischweine werden mit 1 mg/kg Zoletil-Injektion (Tiletamin und Zolazepam zur Injektion) und 0,5 mg/kg Xylazinhydrochlorid-Injektion sediert (siehe Materialtabelle).</li>
	<li>Fixieren Sie die Minipigs und legen Sie sie in die richtige seitliche Liegeposition auf den OP-Tisch. Schalten Sie die Heizung ein, um die Körpertemperatur der Tiere aufrechtzuerhalten.</li>
	<li>Führen Sie die Echokardiographie (Schritt 5) durch und entnehmen Sie 2 ml Blutproben.</li>
	<li>Intubieren Sie die Minipigs mit einem Endotrachealtubus, der an eine Beatmungsstation für veterinärmedizinische Anästhesie angeschlossen ist (Abbildung 3A) (siehe Materialtabelle).</li>
	<li>Initiieren Sie die Beatmung mit einem Atemzugvolumen von 8 ml/kg und 30 Atemzügen/min. Pflegen Sie die Tiere während des chirurgischen Eingriffs mit 1,5%-2,5% Isofluran.</li>
	<li>Die intravenöse Kanülierung erfolgt mit einem peripheren intravenösen Katheter (26 G) (siehe Materialtabelle) aus einer Ohrvene (in der Regel die marginale Ohrvene, Abbildung 3B).</li>
	<li>Schließen Sie das Tier an einen tierärztlichen Monitor an.</li>
</ol>3. Chirurgischer Ablauf
<ol><li>Rasieren Sie den linken Brustbereich. Tragen Sie 0,7 % Jod und 75 % Alkohol auf, um die Haut vom Schulterblatt bis zum Zwerchfell aseptisch vorzubereiten (Abbildung 3C).</li>
	<li>Legen Sie sterile Abdecktücher über den Operationsbereich.</li>
	<li>Verabreichen Sie Propofol (5 mg/kg) (siehe Materialtabelle) durch intravenöse Injektion, um die Vollnarkose aufrechtzuerhalten.</li>
	<li>Markieren Sie den Schnitt (~15 cm lang) entlang des 4. Zwischenrippenraums vor dem Hautschnitt mit Elektrokauter.</li>
	<li>Öffnen Sie den Brustkorb mit einer Kombination aus Kauter und stumpfer Dissektion des Muskels und des Bindegewebes. Verwenden Sie einen Absauger, um während der Operation Blut zu entfernen.</li>
	<li>Verwenden Sie einen Rippenaufroller, um die Rippen zu spreizen (Abbildung 3D).</li>
	<li>Lokalisieren Sie das thorakale absteigende Aortasegment und bestimmen Sie die Verengungsstelle (Abbildung 3E). Verwenden Sie zwei chirurgische 3-0-Nähte, um das Segment zweimal zu umschlingen (Abbildung 3F). Legen Sie drei Schichten medizinische Gaze zwischen die Naht und die Aorta, um Gewebeschäden durch Nähte zu vermeiden.</li>
	<li>Richten Sie Druckmesseinheiten ein, um den Grad der Verengung zu bestimmen (Abbildung 3F-H). HINWEIS: Das Gerät enthält einen Katheter, der die Gefäßwand durchsticht, einen Verbindungsschlauch, einen Druckwandler und einen Patientenmonitor.</li>
	<li>Ziehen Sie die chirurgische Naht um das absteigende Aortensegment allmählich an, um den gewünschten Verengungsgrad zu erreichen. Lassen Sie die Druckwerte 20 Minuten lang stabilisieren und ziehen Sie die chirurgischen Knoten dauerhaft fest.</li>
	<li>Verwenden Sie einen Drainageschlauch, um die Luft und überschüssige Flüssigkeiten in der Brusthöhle zu evakuieren.</li>
	<li>Schließen Sie die Brustwand in Schichten, nähern Sie sich den Rippen und geteilten Muskeln mit resorbierbaren Nähten wieder an.</li>
	<li>Prüfen Sie, ob Blutungen vorliegen und stellen Sie eine gute Blutstillung sicher.</li>
	<li>Tragen Sie nach der Operation eine Flasche Benzylpenicillin (800.000 Einheiten) (siehe Materialtabelle) auf den Operationsbereich auf.</li>
	<li>Überwachen Sie das Blinzeln der Augen und die Bewegung der Gliedmaßen des Tieres. Trennen Sie das Beatmungsgerät, aber lassen Sie den Endotrachealtubus stehen. Überwachen Sie das Vorhandensein von spontaner Atmung.</li>
	<li>Bringen Sie das Tier in seinen Stallraum zurück und lassen Sie es automatisch aufwachen.</li>
</ol>4. Nachsorge
<ol><li>Benzylpenicillin 1 Woche lang täglich anwenden (20.000 U/kg).</li>
	<li>1 Woche lang täglich 1 mg/kg Flunixin-Meglumin (siehe Materialtabelle) auftragen. HINWEIS: Opioid- und NSAR-Analgetika sollten intra- und postoperativ verabreicht werden.</li>
</ol>5. Transthorakale Echokardiographie
<ol><li>Betäuben Sie das Tier mit 1 mg/kg Zoletil und beruhigen Sie es.</li>
	<li>Legen Sie das Tier in eine mobile Rückhalteeinheit mit einer Planenabdeckung. HINWEIS: Die mobile Rückhalteeinheit (siehe Materialtabelle) verfügt über vier Öffnungen, die dazu bestimmt sind, die Vorder- und Hintergliedmaßen des Tieres zu verlängern.</li>
	<li>Rasieren Sie die linke Brust des Tieres.</li>
	<li>Legen Sie die Finger auf die linke Mitte der Brust, um den apikalen Puls zu fühlen. Tragen Sie das Ultraschallgel auf die Umgebung auf.</li>
	<li>Platzieren Sie den Phased-Array-Schallkopf des Ultraschallsystems (3-8 Hz) im dritten Interkostalraum. Bewegen Sie den Schallkopf in eine vordere oder hintere Richtung und stellen Sie den Kerbwinkel ein.</li>
	<li>Identifiziere die Vorhöfe, Ventrikel und Aorta. Nehmen Sie die Bilder der parasternalen Längsachse im B- und M-Modus auf. HINWEIS: Das B-Mode-Bild stellt den Querschnitt des linken Ventrikels auf der Ebene des Papillarmuskels dar, und das M-Mode-Bild zeigt die Bewegung des linken Ventrikels im Laufe der Zeit.</li>
	<li>Drehen Sie den Schallkopfkopf um 90° im Uhrzeigersinn, um die parasternale Kurzachsenansicht zu erhalten. Identifiziere die linke Herzkammer, die rechte Herzkammer und den Papillarmuskel. Nehmen Sie die Bilder im B- und M-Modus auf.</li>
	<li>Verwenden Sie die vom Hersteller des Ultraschallsystems zur Verfügung gestellte Workstation, um die Struktur und Funktion des Herzens zu beurteilen.</li>
</ol>

<ol><li>Dunlay, S. M., Roger, V. L., Redfield, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of heart failure with preserved ejection fraction.</a> Nature Reviews Cardiology. 14 (10), 591-602 (2017).</li>
<li>Redfield, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Heart failure with preserved ejection fraction.</a> New England Journal of Medicine. 375 (19), 1868-1877 (2016).</li>
<li>Lam, C. S. P., Voors, A. A., de Boer, R. A., Solomon, S. D., van Veldhuisen, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%3A+From+mechanisms+to+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">Heart failure with preserved ejection fraction: From mechanisms to therapies.</a> European Heart Journal. 39 (30), 2780-2792 (2018).</li>
<li>Solomon, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angiotensin+receptor+neprilysin+inhibition+in+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%3A+Rationale+and+design+of+the+PARAGON-HF+trial%5BTitle%5D)+AND+%22JACC-Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">Angiotensin receptor neprilysin inhibition in heart failure with preserved ejection fraction: Rationale and design of the PARAGON-HF trial.</a> JACC-Heart Failure. 5 (7), 471-482 (2017).</li>
<li>Cunningham, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+sacubitril%2Fvalsartan+on+biomarkers+of+extracellular+matrix+regulation+in+patients+with+HFpEF%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Effect of sacubitril/valsartan on biomarkers of extracellular matrix regulation in patients with HFpEF.</a> Journal of the American College of Cardiology. 76 (5), 503-514 (2020).</li>
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<li>Reiter, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early-stage+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+in+the+pig%3A+A+cardiovascular+magnetic+resonance+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">Early-stage heart failure with preserved ejection fraction in the pig: A cardiovascular magnetic resonance study.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 18 (1), 63(2016).</li>
<li>Silva, K. A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-specific+small+heat+shock+protein+20+activation+is+not+associated+with+traditional+autophagy+markers+in+Ossabaw+swine+with+cardiometabolic+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Tissue-specific small heat shock protein 20 activation is not associated with traditional autophagy markers in Ossabaw swine with cardiometabolic heart failure.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 319 (5), 1036-1043 (2020).</li>
<li>Ponikowski, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2016+ESC+Guidelines+for+the+diagnosis+and+treatment+of+acute+and+chronic+heart+failure%3A+The+Task+Force+for+the+diagnosis+and+treatment+of+acute+and+chronic+heart+failure+of+the+European+Society+of+Cardiology+%28ESC%29Developed+with+the+special+contribution+of+the+Heart+Failure+Association+%28HFA%29+of+the+ESC%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC)Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC.</a> European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).</li>
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<li>Yousefi, K., Dunkley, J. C., Shehadeh, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+preclinical+model+for+phenogroup+3+HFpEF%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+%28Albany+NY%29%22%5BJournal%5D)">A preclinical model for phenogroup 3 HFpEF.</a> Aging (Albany NY). 11 (13), 4305-4307 (2019).</li>
<li>Zheng, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aged+monkeys+fed+a+high-fat%2Fhigh-sugar+diet+recapitulate+metabolic+disorders+and+cardiac+contractile+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Translational+Research%22%5BJournal%5D)">Aged monkeys fed a high-fat/high-sugar diet recapitulate metabolic disorders and cardiac contractile dysfunction.</a> Journal of Cardiovascular Translational Research. 14 (5), 799-815 (2021).</li>
<li>Shirakabe, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drp1-dependent+mitochondrial+autophagy+plays+a+protective+role+against+pressure+overload-induced+mitochondrial+dysfunction+and+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Drp1-dependent mitochondrial autophagy plays a protective role against pressure overload-induced mitochondrial dysfunction and heart failure.</a> Circulation. 133 (13), 1249-1263 (2016).</li>
<li>Zhabyeyev, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure-overload-induced+heart+failure+induces+a+selective+reduction+in+glucose+oxidation+at+physiological+afterload%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">Pressure-overload-induced heart failure induces a selective reduction in glucose oxidation at physiological afterload.</a> Cardiovascular Research. 97 (4), 676-685 (2013).</li>
<li>Tan, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+porcine+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+induced+by+chronic+pressure+overload+characterized+by+cardiac+fibrosis+and+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">A porcine model of heart failure with preserved ejection fraction induced by chronic pressure overload characterized by cardiac fibrosis and remodeling.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 677727(2021).</li>
<li>Beznak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+heart+weight+and+blood+pressure+following+aortic+constriction+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Biochemistry+and+Physiology%22%5BJournal%5D)">Changes in heart weight and blood pressure following aortic constriction in rats.</a> Canadian Journal of Biochemistry and Physiology. 33 (6), 995-1002 (1955).</li>
<li>Bikou, O., Miyashita, S., Ishikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pig+model+of+increased+cardiac+afterload+induced+by+ascending+aortic+banding%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Pig model of increased cardiac afterload induced by ascending aortic banding.</a> Methods in Molecular Biology. 1816, 337-342 (2018).</li>
<li>Hiemstra, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+low-intensity+exercise+attenuates+cardiomyocyte+contractile+dysfunction+and+impaired+adrenergic+responsiveness+in+aortic-banded+mini-swine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Chronic low-intensity exercise attenuates cardiomyocyte contractile dysfunction and impaired adrenergic responsiveness in aortic-banded mini-swine.</a> Journal of Applied Physiology. 124 (4), 1034-1044 (2018).</li>
<li>Massie, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+high-energy+phosphate+and+substrate+metabolism+in+swine+with+moderate+left+ventricular+hypertrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Myocardial high-energy phosphate and substrate metabolism in swine with moderate left ventricular hypertrophy.</a> Circulation. 91 (6), 1814-1823 (1995).</li>
<li>Melleby, A. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+method+for+high+precision+aortic+constriction+that+allows+for+generation+of+specific+cardiac+phenotypes+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">A novel method for high precision aortic constriction that allows for generation of specific cardiac phenotypes in mice.</a> Cardiovascular Research. 114 (12), 1680-1690 (2018).</li>
<li>Charles, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+porcine+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%3A+magnetic+resonance+imaging+and+metabolic+energetics%5BTitle%5D)+AND+%22ESC+Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">A porcine model of heart failure with preserved ejection fraction: magnetic resonance imaging and metabolic energetics.</a> ESC Heart Failure. 7 (1), 92-102 (2020).</li>
<li>Olver, T. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Western%2C+diet-fed%2C+aortic-banded+ossabaw+swine%3A+A+Preclinical+model+of+cardio-metabolic+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22JACC+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Western, diet-fed, aortic-banded ossabaw swine: A Preclinical model of cardio-metabolic heart failure.</a> JACC Basic to Translational Science. 4 (3), 404-421 (2019).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

In dieser Studie wurden DAC-Techniken verwendet, um ein HFpEF-Modell für tibetische Minischweine zu entwickeln. Hier wird ein Schritt-für-Schritt-Protokoll zur Vorbereitung von Tieren und Instrumenten vorgestellt, einschließlich Sedierung, trachealer Intubation, Venenkanülierung, chirurgischem Eingriff und postoperativer Versorgung. Die Aufnahmetechniken für echokardiographische B-Mode- und M-Mode-Herzbilder werden ebenfalls vorgestellt. Nach der DAC erlitt das Herz in den Wochen 4 und 6 eine linksventrikuläre Hypertroph...

Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (HFpEF) macht mehr als die Hälfte der Herzinsuffizienzfälle aus und ist zu einemweltweiten Problem der öffentlichen Gesundheit geworden1. Klinische Beobachtungen haben auf mehrere kritische Merkmale der HFpEF hingewiesen: (1) ventrikuläre diastolische Dysfunktion, begleitet von erhöhter systolischer Steifigkeit, (2) normale Ejektionsfraktion in Ruhe mit beeinträchtigter Trainingsleistung und (3) kardiales Remodeling2. Zu den vorgeschlagenen Mechanismen gehören hormonelle Dysregulation, systemische mikrovaskuläre Entzündungen, Stoffwechselstörungen und Anomalien in sarkomeren und extrazellulären Matrixproteinen3. Experimentelle Studien haben jedoch gezeigt, dass eine Herzinsuffizienz mit reduzierter Ejektionsfraktion (HFrEF) diese Veränderungen verursacht. Klinische Studien haben die therapeutischen Wirkungen von Angiotensinrezeptor-Inhibitoren und Medikamenten zur Behandlung von HFrEF bei HFpEF 4,5 untersucht. Es sind jedoch einzigartige Therapieansätze für HFpEF erforderlich. Verglichen mit dem Verständnis der klinischen Symptome sind die Veränderungen in der Pathologie, Biochemie und Molekularbiologie der HFpEF nach wie vor schlecht definiert.
Tiermodelle der HFpEF wurden entwickelt, um die Mechanismen, diagnostischen Marker und therapeutischen Ansätze zu erforschen. Labortiere, einschließlich Schweine, Hunde, Ratten und Mäuse, können HFpEF entwickeln, und verschiedene Risikofaktoren, einschließlich Bluthochdruck, Diabetes mellitus und Alterung, wurden als Induktionsfaktoren ausgewählt 6,7. Zum Beispiel induziert Desoxycorticosteronacetat allein oder in Kombination mit einer fett-/zuckerreichen Ernährung HFpEF bei Schweinen 8,9. Die ventrikuläre Drucküberlastung ist eine weitere Technik, die zur Entwicklung von HFpEF in Groß- und Kleintiermodellen verwendet wird10. Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren auf allen Kontinenten spezifische EF-Cut-off-Werte zur Definition von HFpEF eingeführt, wie in den Leitlinien der European Society of Cardiology, der American College of Cardiology Foundation/American Heart Association11, der Japanese Circulation Society/der Japanese Heart Failure Society12 zu sehen ist. Daher können viele bereits etablierte Modelle für HFpEF-Studien geeignet werden, wenn die klinischen Kriterien übernommen werden. Youselfi et al. behaupteten beispielsweise, dass ein genetisch veränderter Mausstamm, Col4a3-/-, ein wirksames HFpEF-Modell sei. Dieser Stamm entwickelte typische HFpEF-Herzsymptome, wie diastolische Dysfunktion, mitochondriale Dysfunktion und kardiales Remodeling13. In einer früheren Studie wurde eine energiereiche Diät verwendet, um bei Affen im Alter von14 Jahren einen kardialen Umbau mit einem mittleren EF-Bereich zu induzieren, der durch eine Stoffwechselstörung, Fibrose und reduzierte Aktomyosin-MgATPase im Myokard gekennzeichnet ist. Die transversale Aortenkonstriktion (TAC) der Maus ist eines der am weitesten verbreiteten Modelle zur Nachahmung der Hypertonie-induzierten ventrikulären Kardiomyopathie. Der linke Ventrikel verläuft von einer konzentrischen Hypertrophie mit erhöhter EF zu einem dilatativen Remodeling mit reduzierter EF15,16. Die Übergangsphänotypen zwischen diesen beiden typischen Stadien deuten darauf hin, dass die Aortenkonstriktionstechnik zur Untersuchung der HFpEF verwendet werden kann.
Die pathologischen Merkmale, die zelluläre Signalübertragung und die mRNA-Profile eines porcinen HFpEF-Modells wurden bereits veröffentlicht17. Hier wird ein Schritt-für-Schritt-Protokoll zur Etablierung dieses Modells und die Ansätze zur Bewertung der Phänotypen dieses Modells vorgestellt. Das Verfahren ist in Abbildung 1 dargestellt. Kurz gesagt, der Operationsplan wurde gemeinsam vom leitenden Prüfarzt, Chirurgen, Labortechnikern und Tierpflegern erstellt. Die Minischweine wurden Gesundheitsuntersuchungen unterzogen, einschließlich biochemischer Tests und Echokardiographie. Nach der Operation wurden entzündungshemmende und schmerzstillende Eingriffe durchgeführt. Zur Beurteilung der Phänotypen wurden Echokardiographie, histologische Untersuchung und Biomarker eingesetzt.

<table><tbody><tr><td>Resorbierbares chirurgisches Nahtmaterial</td><td>Putong Jinhua Medical Co. Ltd, China</td><td>4-0</td><td></td></tr><tr><td>Aesthesia Beatmungsstation</td><td>Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd, China</td><td>WATO EX-35vet</td><td></td></tr><tr><td>Aspirator</td><td>Shanghai Baojia Medical Apparatus Co., Ltd, China</td><td>YX930D</td><td></td></tr><tr><td>Benzylpenicillin</td><td>Sichuan Pharmaceutical. INC, China</td><td>H5021738</td><td></td></tr><tr><td>Entsorgung Endotrachealtubus mit Manschette</td><td>Shenzhen Verybio Co., Ltd, China</td><td>20 cm, ID 0,9</td><td></td></tr><tr><td>Entsorgung Schallkopf</td><td>Guangdong Baihe Medical Technology Co., Ltd, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dissektionsklinge</td><td>Shanghai&nbsp; Medizin&nbsp; Instruments (Gruppe)&nbsp;Co., Ltd, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elektrokautery</td><td>Shanghai&nbsp; Hutong Medical Instruments (Gruppe) &nbsp;Co., Ltd, China</td><td>GD350-B</td><td></td></tr><tr><td>Enzyme-linked Immunosorbent Assay ELISA Kit</td><td>Cusabio Biotech Co., Ltd, China</td><td>CSB-E08594r</td><td></td></tr><tr><td>Eosin</td><td>Sigma-Aldrich Corp.</td><td>E4009</td><td></td></tr><tr><td>Flunixin-Megluminin</td><td>Shanghai Tongren Pharmaceutical Co., Ltd., China</td><td>Shouyaozi (2012)-090242103</td><td></td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>Shanghai &nbsp; Medizin&nbsp; Instrumente (Gruppe)&nbsp;Co., Ltd.,China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hämatoxylin</td><td>Sigma-Aldrich Corp.</td><td>H3136</td><td></td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>RWD Life Science Co., Ltd, China</td><td>Veteasy für Tiere</td><td></td></tr><tr><td>Laryngoskop</td><td>Taixing Simeite Medical Apparatus and Instruments Limited Co., Ltd, China</td><td>Für Erwachsene</td><td></td></tr><tr><td>LED-OP-Leuchten</td><td>Mingtai Medical Group, China</td><td>ZF700</td><td></td></tr><tr><td>Mikroplatten-Reader</td><td>Thermo Fisher Scientific, USA</td><td>Multiskan FC</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop</td><td>Leica, Deutschland</td><td>DM2500</td><td></td></tr><tr><td>Mobile Rückhalteeinheit</td><td>Kundenspezifisch</td><td>N / A</td><td>Eine mobile Rückhalteeinheit, hergestellt aus Metallrahmen und Rädern, mit einer Leinwandabdeckung</td></tr><tr><td>Sauerstoff</td><td>Lokale Lieferanten, Guangzhou, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyd</td><td>Sigma-Aldrich Corp.</td><td></td><td></td>V900894</tr><tr><td>Patientenmonitor</td><td>Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Company, China</td><td>Beneview T5</td><td></td></tr><tr><td>Peripherer intravenöser (IV) Katheter</td><td>Shenzhen Yima Pet Industry Development Co., Ltd., China</td><td>26G X 16 mm</td><td></td></tr><tr><td>Propofol</td><td>Guangdong Jiabo Phamaceutical Co., Ltd.</td><td></td><td></td>H20051842</tr><tr><td>Rippenaufroller</td><td>Shanghai&nbsp; Medizin&nbsp; Instruments (Gruppe)&nbsp;Co., Ltd.,China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ruler</td><td>Deli&nbsp; Fertigung&nbsp; Unternehmen, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Scalpel kümmert sich um</td><td>Shanghai&nbsp; Medizin&nbsp; Instruments (Gruppe)&nbsp;Co., Ltd.,China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Scissors (g)</td><td>Shanghai&nbsp; Medizin&nbsp; Instrumente (Gruppe)&nbsp;Co., Ltd.,China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Naht</td><td>Medtronic-Coviden Corp.</td><td>3-0, 4-0</td><td></td></tr><tr><td>Ultraschallgel</td><td>Tianjin Xiyuansi Produktionsinstitut, China</td><td>TM-100</td><td></td></tr><tr><td>Veterinärmonitor</td><td>Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Company, China</td><td>ePM12M Tierarzt</td><td></td></tr><tr><td>Veterinäres Ultraschallsystem</td><td>Esatoe, Italien</td><td>MyLab30</td><td>Ausgestattet mit Phased-Array-Schallkopf (3-8 Hz)</td></tr> <tr><td>Xylazinhydrochlorid-Injektion</td><td>Shenda Tier Phamarceutical Co., Ltd., China</td><td>Shouyaozi (2016)-07003</td><td></td></tr><tr><td>Zoletil-Injektion</td><td>Virbac, Frankreich</td><td>Zoletil 50</td><td>Tiletamin und Zolazepam zur Injektion</td></tr></tbody></table>

ein chirurgisches modell der herzinsuffizienz mit erhaltener ejektionsfraktion bei tibetischen minischweinen

A Surgical Model of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction in Tibetan Minipigs

Mehr als die Hälfte der Fälle von Herzinsuffizienz (HF) werden weltweit als Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion (HFpEF) klassifiziert. Großtiermodelle sind nur begrenzt geeignet, um die grundlegenden Mechanismen der HFpEF zu untersuchen und potenzielle therapeutische Ziele zu identifizieren. Diese Arbeit bietet eine detaillierte Beschreibung des chirurgischen Vorgehens der absteigenden Aortenkonstriktion (DAC) bei tibetischen Minischweinen, um ein Großtiermodell der HFpEF zu etablieren. Dieses Modell nutzte eine präzise kontrollierte Verengung der absteigenden Aorta, um eine chronische Drucküberlastung in der linken Herzkammer zu induzieren. Mittels Echokardiographie wurden die morphologischen und funktionellen Veränderungen des Herzens beurteilt. Nach 12 Wochen DAC-Stress war das Ventrikelseptum hypertroph, aber die Dicke der Hinterwand war signifikant reduziert, begleitet von einer Dilatation des linken Ventrikels. Die LV-Ejektionsfraktion der Modellherzen wurde jedoch während des 12-wöchigen Zeitraums bei >50 % gehalten. Darüber hinaus zeigte das DAC-Modell Herzschäden, einschließlich Fibrose, Entzündung und Kardiomyozytenhypertrophie. Die Markerwerte für Herzinsuffizienz waren in der DAC-Gruppe signifikant erhöht. Diese DAC-induzierte HFpEF bei Minischweinen ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Untersuchung molekularer Mechanismen dieser Krankheit und für präklinische Tests.

Echokardiographie Die Herzstruktur und -funktion wurden in den Wochen 0, 2, 4, 6, 8, 10 und 12 bewertet. Die B-Mode- und M-Mode-Aufzeichnungen der parasternalen Kurzachsenansicht sind in Abbildung 4A dargestellt. Die echokardiographische Messung umfasste die Dicke des Ventrikelseptums (VST), die Dicke der hinteren Wand (PWT) und die linksventrikuläre Innendimension (LVID). Die VST an der Enddiastole nahm in den DAC-Herzen zu, während die PWT an der Enddiastole während des...

Das vorliegende Protokoll beschreibt ein schrittweises Verfahren zur Etablierung eines Minipig-Modells der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion unter Verwendung absteigender Aortenkonstriktion. Die Methoden zur Beurteilung der Herzmorphologie, Histologie und Funktion dieses Krankheitsmodells werden ebenfalls vorgestellt.

Ein chirurgisches Modell der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion bei tibetischen Minischweinen

More than half of heart failure (HF) cases are classified as heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) worldwide. Large animal models are ...

Mehr als die Hälfte der Herzinsuffizienzfälle weltweit werden als Herzinsuffizienz mit erhaltener Blutejektionsfraktion oder HFpEF klassifiziert. In diesem Video wird ein schrittweises Verfahren zur Modellierung von HFpEF-Minischweinen sowie Echokardiographie-Techniken zur Beurteilung der Herzfunktion vorgestellt. Dieses Modell verfügt über einen einzelnen prädisponierenden Filter.Es liegt eine Aortenverengung vor, eine induzierte Drucküberlastung. Daher ist das Modell hilfreich für die Untersuchung einer bestimmten Art von HFpEF. Neben der Operationstechnik pro Operationsplanung sind die Qualitätskontrolle der Tiere und die Versorgung der Tiere nach der Operation entscheidende Schritte.Die biochemischen Tests und die Elektrokardiographie helfen bei der Überwachung der Gesundheit des Tieres und der Veränderungen seiner Struktur und Funktion. Xiaohui Li, ein klinischer Herzchirurg. Weijiang Tan, ausgebildeter Tierchirurg.Xiang Li, ein ausgebildeter Anästhesist für diese Operation. Shuang Chen, eine ausgebildete OP-Krankenschwester. Und Honghua Chen, eine ausgebildete OP-Krankenschwester, wird das Verfahren vorführen.Beginnen Sie mit der Akklimatisierung der Tiere für 14 Tage vor der Operation. Bereiten Sie den Operationssaal und die Geräte vor. Halten Sie das Minischwein fest und legen Sie es in die richtige seitliche Liegeposition auf den OP-Tisch.Schalten Sie die Heizung ein, um die Körpertemperatur des Tieres aufrechtzuerhalten. Führen Sie die Echokardiographie durch und entnehmen Sie eine Blutprobe von zwei Millilitern. Initiieren Sie die Beatmung mit acht Millilitern pro Kilogramm Atemzugvolumen und 30 Atemzügen pro Minute.Legen Sie eine intravenöse Kanülierung mit einem peripheren intravenösen Katheter aus einer Ohrvene an. Schließen Sie das Tier dann an einen tierärztlichen Monitor an. Rasieren Sie den linken Brustbereich.Tragen Sie 0,7 % Jod und 75 % Alkohol auf, um die Haut vom Schulterblatt bis zum Zwerchfell aseptisch vorzubereiten. Legen Sie sterile Abdecktücher über den Operationsbereich. Markieren Sie einen etwa 15 Zentimeter langen Schnitt entlang des vierten Zwischenrippenraums.Machen Sie dann den Hautschnitt mit Elektrokauter. Öffnen Sie den Brustkorb mit einer Kombination aus Kauter und stumpfer Dissektion des Muskels und des Bindegewebes. Verwenden Sie einen Rippenaufroller, um die Rippen zu spreizen.Lokalisieren Sie das thorakale absteigende Aortasegment und bestimmen Sie die Verengungsstelle und verwenden Sie zwei chirurgische OTT-Nähte, um das Segment zweimal zu umschlingen. Richten Sie Druckmesseinheiten ein. Um den Grad der Verengung zu bestimmen, ziehen Sie die chirurgische Naht um das absteigende Aortensegment allmählich an, um den gewünschten Verengungsgrad zu erreichen.Lassen Sie die Druckwerte 20 Minuten lang stabilisieren und ziehen Sie die chirurgischen Knoten dauerhaft fest. Verwenden Sie einen Drainageschlauch, um die Luft und überschüssige Flüssigkeiten in der Brusthöhle zu evakuieren. Überwachen Sie das Blinzeln der Augen und die Bewegung der Gliedmaßen des Tieres.Trennen Sie das Beatmungsgerät, aber verlassen Sie den Endotrachealtubus und überwachen Sie das Vorhandensein von Spontanatmung. Legen Sie das Tier in eine mobile Rückhalteeinheit mit einer Planenabdeckung. Rasieren Sie die linke Brust des Tieres.Legen Sie die Finger auf die linke Mitte der Brust, um den epischen Puls zu fühlen. Tragen Sie das Ultraschallgel auf die Umgebung auf. Platzieren Sie den Phased-Array-Schallkopf des Ultraschallsystems im dritten Interkostalraum.Bewegen Sie den Schallkopf in eine vordere oder hintere Richtung und stellen Sie den Kerbwinkel ein. Identifizieren Sie die Vorhöfe, Ventrikel und Aorta und nehmen Sie die Bilder der perasteralen Längsachse im B- und M-Modus auf. Identifizieren Sie als Nächstes in der parasternalen Kurzachsenansicht das interventrikuläre Septum, die linksventrikuläre Hinterwand und den Papillarmuskel und zeichnen Sie die Bilder des B- und M-Modus auf.Verwenden Sie die vom Hersteller des Ultraschallsystems zur Verfügung gestellte Workstation, um die Struktur und Funktion des Herzens zu beurteilen. Die kardiale Struktur- und Funktionsauswertung zeigte die angezeigten B-Mode- und M-Mode-Aufnahmen der perasteralen Kurzachse. Die Dicke des Ventrikelseptums nahm in den absteigenden Aortenkonstriktionsherzen zu, während die hintere Wanddicke während des Beobachtungszeitraums zu- und wieder abnahm, was auf den hypertrophen Umbau im linken Ventrikel der absteigenden Aortenkonstriktionsminischweine hindeutet.Die linksventrikuläre innere Dimension am Ende der Diastole nahm in der vierten und sechsten Woche ab und nahm dann nach der achten Woche allmählich zu, was darauf hindeutet, dass die Ventrikel vor der Dilatation eine konzentrische Hypertrophie durchliefen. Die linksventrikuläre Ejektionsfraktion der Modellherzen wurde während der 12 Wochen bei mehr als 50% gehalten. Im Vergleich zu Scheinherzen wurde eine Vergrößerung der absteigenden Aortenkonstriktionsherzen beobachtet.Der Herzinsuffizienzmarker, das kardiale Troponin I, war in den Wochen 4, 8 und 12 in der absteigenden Aortenkonstriktionsgruppe signifikant höher als in der Scheingruppe zu den entsprechenden Zeitpunkten. Kardiomyozyten in den Vorhöfen, dem ventrikulären Septum und den Ventrikeln zeigten eine Hypertrophie mit Pignose. Die Muskelschichten in der Endometriumklappe waren reduziert und in der Aorta wurde eine vaskuläre endotheliale Hyperplasie beobachtet.Darüber hinaus induzierte die absteigende Aortenkonstriktion eine ausgedehnte Fibrose im Myokard der Minischweine, begleitet von einer Infiltration von Entzündungszellen in den linken Ventrikeln, dem rechten Vorhof und den Aortenwänden. Dieses Modell ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Untersuchung von Gewebeschäden, Fibrose, Entzündungen und konzentrischer Dysfunktion bei drucküberlastungsinduzierter HFpEF.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Dieses Protokoll beschreibt die Schweine-Myokardinfarkt (MI)-Modell unter Verwendung eines 90 min geschlossener Brust koronare Ballon Okklusion der linken vorderen absteigenden Arterie (LAD), gefolgt von der Reperfusion. Außerdem wird das Protokoll für mehrere Zielgrößen, wie Herzfunktion, Hämodynamik, mikrovaskuläre Widerstand und der Infarktgröße, sind ebenfalls dargestellt.

Myokardinfarkt und Functional Outcome Assessment in Schweine

Dieses Protokoll stellt eine chirurgische große Tiermodell der chronischen, einzelne Schiff Ischämie, die regionale Anomalien führt aber schafft kein Infarkt, bekannt als Winterschlaf Myokard. Nach Einrichtung der chronische Ischämie werden die Tiere mit off-Pump LIMA-LAD koronare Bypass Graft-Operation zur ischämische Gewebe Revaskularisierung behandelt.

Chirurgische Schweine Modell der chronischen kardialen Ischämie von Off Pump Coronary Artery Bypass Graft-Chirurgie behandelt

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die Induktion der linken Herzkammer Cryoinjury gefolgt von der Implantation eines Herzmuskels Patches, Menschliche iPS-Zellen Herzzellen in einem Meerschweinchen-Modell abgeleitet.

Implantation von HiPSC abgeleitete Herzmuskel Patches nach Myokard-Schädigung in einem Meerschweinchen-Modell

Die chronische Verabreichung von Isoproterenol über eine implantierte osmotische Pumpe wurde weit verbreitet verwendet, um fortgeschrittene Herzinsuffizienz bei Mäusen zu imitieren. Hier beschreiben wir detaillierte Methoden der chirurgischen Mini-Pump-Implantation für die kontinuierliche Isoproterenol-Verabreichung über 3 Wochen sowie die echokardiographische Beurteilung der erfolgreichen Modellerstellung.

Implantation einer Isoproterenol Mini-Pumpe zur Induzieren von Herzinsuffizienz bei Mäusen

Wir versuchten, ein Schweinemodell für Herzinsuffizienz zu etablieren, das durch linke Zirkumflexarterienverstopfung und schnelles Tempo verursacht wurde, um die Wirkung und Sicherheit der intramyokardialen Verabreichung von Stammzellen für zellbasierte Therapien zu testen.

Erstellung eines Schweinemodells für postmyokarde Infarkt-Herzinsuffizienz für die Stammzellbehandlung

Das übergeordnete Ziel der aktuellen Studie ist es, die Techniken der Induktion von Myokardinfarkt (MI) und Post-Myokardinfarkt Herzinsuffizienz (post-MI HF) in geschlossenen Brust, erwachsenen Göttinger Minischweinen und die Charakterisierung des Post-MI HF-Modells in Göttinger Minischweinen im Vergleich zu Landrasseschweinen zu präsentieren.

Postmyokardinfarkt Herzinsuffizienz in geschlossener Koronierung/Reperfusion Modell in Göttingen Minischweine und Landrasse Schweine

Wir beschreiben ein steriles Perikarditis-Modell bei Minischweinen, um Vorhofmyopathie und Vorhofflimmern (AF) zu untersuchen. Wir präsentieren chirurgische und anästhetische Techniken, Strategien für den Gefäßzugang und ein Protokoll zur Untersuchung der Induktibilität von Vorhofflimmern.

Sterile Perikarditis bei Aachener Minipigs als Modell für Vorhofmyopathie und Vorhofflimmern

Es wird ein einfaches Wagenkonstrukt beschrieben, das für die Durchführung von Forschungsechokardiographien bei wachen Minischweinen gebaut wurde, zusammen mit Bauüberlegungen, Trainingstechniken und repräsentativen Ultraschallbildern.

Echokardiographie-Aufnahme bei wachen Miniaturschweinen

Dieses Protokoll beschreibt ein minimal-invasives chirurgisches Verfahren zur aufsteigenden Aortenbänder beim Schwein.

Ein minimal-invasives Modell der Aortenstenose beim Schwein

In dieser Studie wird ein präklinisches orthotopes Herztransplantationsmodell bei Bama-Miniaturschweinen unter Verwendung der biatrialen Technik vorgeschlagen. Das Modell ist für die Transplantationsimmunologie, die Arzneimittelbewertung und die Optimierung von Operationstechniken anwendbar und bietet Unterstützung für klinische Herztransplantationsanwendungen.

Ein präklinisches Modell der orthotopen Herztransplantation bei Bama-Miniaturschweinen mit Hilfe der biatrialen Technik

Erfahren Sie die chirurgische Erstellung eines HFpEF-Modells bei tibetischen Minischweinen durch Aortenkonstriktion. Diese Methode ermöglicht die Untersuchung von Herzhypertrophie und Funktionsveränderungen mittels Echokardiografie.

Ein chirurgisches Modell der Herzinsuffizienz mit erhaltener Ejektionsfraktion bei tibetischen Minischweinen

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