Waiting
Procesando inicio de sesión ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

En pulmonale stammen Banding Model af pres overbelastning induceret højre ventrikel hypertrofi og fiasko

Published: November 29, 2018 doi: 10.3791/58050

Summary

Vi præsenterer en kirurgisk metode til at fremkalde højre ventrikel hypertrofi og svigt i rotter.

Abstract

Højre ventrikel (RV) manglende induceret af vedvarende pres overbelastning er en stor bidragyder til sygelighed og dødelighed i flere kardiopulmonale lidelser. Pålidelig og reproducerbar dyremodeller for RV fiasko er derfor berettiget at undersøge sygdomsmekanismer og virkningerne af potentielle terapeutiske strategier. Banding af den pulmonale stammen er en fælles metode til at fremkalde isolerede RV hypertrofi, men generelt, tidligere beskrevne modeller har ikke formået at skabe en stabil model af RV hypertrofi og fiasko.

Vi præsenterer en rotte model af pres overbelastning induceret RV hypertrofi forårsaget af pulmonale stammen banding (PTB) som giver mulighed for forskellige fænotyper af RV hypertrofi med og uden RV svigt. Vi bruger en modificeret ligating klip udførende til at komprimere en titanium klip omkring den pulmonale stammen en forudindstillet indvendige diameter. Vi bruger forskellige klip diametre for at fremkalde forskellige stadier af sygdomsprogression fra mild RV hypertrofi til decompensated RV fiasko.

RV hypertrofi udvikler konsekvent i rotter udsat for proceduren for PTB og afhængigt af diameteren af den anvendte banding klip, vi kan nøjagtigt gengive forskellige sygdom alvorsgrader spænder fra kompenseret hypertrofi til svær decompensated RV fiasko med ekstra kardiale manifestationer.

Modellen præsenteres PTB er en gyldig og robust model af pres overbelastning induceret RV hypertrofi og fejl, der har flere fordele sammenlignet med andre banding modeller herunder høj reproducerbarhed og mulighed for at fremkalde alvorlige og decompensated RV fiasko.

Introduction

Højre ventrikel (RV) kan tilpasse sig til et vedvarende pres overbelastning. I gang, men adaptive mekanismer undlader at opretholde hjertets minutvolumen, RV dilaterer og RV mislykkes til sidst. RV funktion er den vigtigste prognostiske faktor af flere kardiopulmonale lidelser herunder pulmonal arteriel hypertension (PAH), tromboemboliske pulmonal hypertension (CTEPH) og forskellige former for medfødte hjertesygdomme med et pres (eller volumen) overbelastning af RV. Trods intense behandling er RV fiasko en fremherskende dødsårsag i disse betingelser.

Som følge af den unikke egenskaber1,2 og embryologiske udvikling3 af RV, kan viden stammer fra venstre hjertesvigt ikke blot ekstrapoleres til højre hjerteinsufficiens. Dyremodeller for højre hjerteinsufficiens er derfor nødvendige for at efterforske mekanismerne af RV fejl og mulige farmakologiske behandling strategier.

Der er eksperimentelle modeller af pulmonal hypertension induceres ved SU5416 kombineret med hypoxi (SuHx)4 eller monocrotaline (MCT)5, som inducerer RV manglende sekundære til sygdom i pulmonal Vaskulaturen. Disse modeller bruges til at evaluere terapeutiske virkninger af narkotika at target for pulmonal Vaskulaturen. Både SuHx og MCT model er ikke-fast afterload modeller af RV fiasko. Derfor er det ikke muligt at konkludere, hvis en forbedring i RV funktion efter et indgreb er sekundære til afterload reduktion pulmonal vaskulær effekter, eller hvis det er forårsaget af direkte virkninger på RV. Derudover har MCT model flere ekstra hjerte effekter.

I eksperimentelle pulmonale stammen banding modeller, er afterload af RV fast på grund af en mekanisk konstriktion af den pulmonale stammen. Dette giver mulighed for undersøgelse af direkte hjertets virkninger af en intervention på RV uafhængigt af enhver pulmonal vaskulær effekter6,7,8,9. Normalt, er den banding udført ved at placere en nål langs den pulmonale trunk. Derefter en ligatur er placeret omkring nålen og pulmonale stammen og bundet med en knude, og nålen fjernes forlader sutur omkring den pulmonale trunk. Afhængigt af sporvidde af nålen, forskellige grader af forsnævringer kan anvendes, men trods denne fremgangsmåde anvendes bredt, det har nogle ulemper. Først, diameteren af den banding er ikke præcis det samme som den udvendige diameter af nålen som ligature bundet omkring nålen og pulmonale stammen. For det andet kan der være betydelig variation til hvordan stramt knuden er bundet gør det svært at reproducere en vis grad af anvendelse af værdiområde. Dette vil føre til en variation i banding diameter og dermed en større spredning. Endelig, knuden kan komme løs over tid.

En undersøgelse gælder et halvt lukkede tantal klip omkring den pulmonale trunk10. De komprimerede klip omkring den pulmonale trunk til et indre areal på 1,10 mm2 og sammenlignet det med rotter udsat for banding med en sutur ved hjælp af en 18 G nål. Samlet set var banding med klippet forbundet med mindre peri-kirurgiske komplikationer og data varians.

Baseret på de principper, der er beskrevet af Schou et al.11, vi yderligere udviklet og præget af pulmonale stammen banding (PTB) model af RV hypertrofi og manglende. Her præsenterer vi vores erfaring med at bruge denne model baseret på resultater fra tidligere undersøgelser12,13. For denne model, er en titanium klip komprimeret omkring den pulmonale stammen en præcis forudindstillet indvendige diameter, som kan justeres for at fremkalde tydelig RV fiasko fænotyper.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle rotter blev behandlet efter danske nationale retningslinjer beskrevet i den danske lov om dyreforsøg og Ministeriel bekendtgørelse på dyreforsøg. Alle eksperimenter blev godkendt af det institutionelle etik Review Board og gennemføres i overensstemmelse med dansk lovgivning for dyreforsøg (godkendelsesnummer 2012-15-2934-00384, danske justitsministerium).

1. tilpasning af den Ligating klip udførende

Bemærk: Striber af den pulmonale stammen er udført med en modificeret åben ligating klip udførende med en vinklet kæbe. Udførende er ændret med en justerbar stop mekanisme til at stoppe komprimeringen, når kæberne nå en nøjagtige afstand fra hinanden. Når en lille titanium ligating klip er komprimeret med den modificerede udførende, fortsætter en lumen mellem benene på klip med en bestemt diameter ud justering af stop-mekanisme (figur 1).

  1. Vælg diameteren af den ønskede banding, fx, 0,6 mm.
  2. Juster den ligating klip udførende, indtil afstanden mellem kæberne er 1,0 mm når fuldt komprimeret. Dette efterlader en lumen af 0,6 mm som to klip benene har en tykkelse på 0,2 mm.

Figure 1
Figur 1: The PTB procedure. (A) den kirurgiske instrumenter anvendes til PTB proceduren herunder den ligating klip udførende (blå pil). (B) det indstillelige stop mekanisme af den ligating klippe udførende. Dreje tandhjul (blå pil) vil justere placeringen af stiften (gul pil), som stopper lukningen af udførende, når kæberne nå en vis afstand fra hinanden. Afstanden svarer til to gange tykkelsen af benene på klippet plus den indvendige diameter af klippet, når klippet er komprimeret, og kan kalibreres ved hjælp af for eksempel en nål med en kendt ydre diameter. (C) udførende komprimerer en titanium klip en nøjagtig indvendige diameter forud angivet ved justering af udførende. (D) indvendige diameter af den komprimerede klip kan justeres for at fremkalde forskellige alvorsgrader af RV hypertrofi og fiasko. De præsenterede data en indre diameter 1.0 mm blev brugt til at fremkalde mild RV hypertrofi, en indre diameter på 0,6 mm blev brugt til at fremkalde moderat RV fiasko og en indre diameter på 0,5 mm blev brugt til at fremkalde alvorlige RV fiasko. (E) klip efter ansøgning omkring den pulmonale trunk. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

2. forberedelse af rotte

Bemærk: Andre regimer af analgetika kan anvendes.

  1. Bruge Wistar rotter fedekalve vejer ca 100-120 g. For at opretholde kropstemperaturen under operationen, bruge en overdækket varmepude.
  2. For kirurgi, bruge en mekanisk ventilator indstillet til en tidal volume på cirka 1,75 mL og respirationsfrekvens 75 pr. min.
  3. Anaesthetize rat med Sevofluran (7% mix i 1,5 L O2) i en induktion kammer i 5 minutter. Intubate rotte ved hjælp af en 17 G IV kanyle, hvor den distale 2 mm af nålen har været afskåret for at bløde kateteret skal dække spidsen. Fjern nålen og tilsluttes ventilator kanylen.
  4. Placere rotten på ryggen på en varmepude. Sørg for at intubation er korrekte ved at observere bevægelser af thorax. Disse bør være uden side forskelle og i trit med ventilator.
    Bemærk: Fravær af bevægelser af thorax, abdominal sammentrækninger og inflation i maven i den øverste venstre del af maven er tegn på en fejlplaceret tube. Fjerne kanylen, sætte rotten tilbage i salen, induktion og re intubate.
  5. Efter korrekt intubation, reducere Sevofluran vedligeholdelse koncentration (3,5% mix i O2, 1,5 L/min) og lave poter af rat til den hede afrivningsblok.
  6. Bekræfte prober anesthetization ved at kontrollere tilbagetrækningen reflekser af ekstremiteterne bruger en pincet til at klemme poter af rotten.
  7. Injicere rotter med buprenorphin (0,1 mg/kg subkutant (s.c.)) og carprofene (5 mg/kg s.c.) at lindre post-operative smerter.
  8. Barbere brystet og desinficere med klorhexidin.

3. isolering af den pulmonale stammen

  1. Med en saks, lave en 2 cm snit i huden langs den midterste del af brystbenet. Identificere den store brystmusklen og skære fastgøring brystbenet. Identificere de 2nd, 3rdog 4th costa nedenfor.
  2. Valgfrit, grab 2nd costa med en fiksering pincet, sætte en sutur (4-0, multifilament, resorberbare) omkring 2nd costa fra den 1st interkostale rum til den lavere mediale del af 2nd interkostale rum. Binde en fast knude for at ligate den forreste thorax arterie.
    Bemærk: Dette kan være nyttigt, hvis blødning fra den forreste thorax arterie er et tilbagevendende problem.
  3. Skære 4th, 3rdog 2nd costa tæt på brystbenet med en saks og omhyggeligt dissekere den interkostale muskulatur, indtil en komplet venstre torakotomi er blevet udført. Hvis der opstår en blødning fra den forreste thorax arterie, komprimere med en europæisk og ligate arterie.
  4. Indsæt en retractor mellem brystbenet og costae og åbne det for at få en god drift felt. På toppen af feltet er thymus dækker aorta og pulmonal stammen. Forsigtigt løfte thymus ved hjælp af en europæisk og vend det opad for at afsløre aorta og pulmonal stammen nedenfor.
  5. Guide spidsen af en lille kirurgisk hooklet med en 85° vinkel gennem tværgående perikardial sinus placeret bag den venstre atriale vedhæng. Trække det halvvejs tilbage gennem sinus og guide spidsen af ørekrog opad indtil det vises mellem opstigende aorta og pulmonal stammen.
    1. Fjern eventuelle bindevæv, der dækker spidsen med en iris saks for at adskille den pulmonale trunk fra den opstigende aorta.
    2. Gentag trin med større krog (valgfrit).
  6. Guide en vinklet muskel pincet omkring den pulmonale trunk gennem passagen lavet med hook(s). Få fat i slutningen af en ca. 10 cm ligatur (4-0, multifilament) og trække halvdelen af ligature tilbage gennem passagen. Nu den pulmonale stammen er adskilt fra den opstigende aorta og kan styres af ligatur omkring den.

4. anvendelse af klippet

  1. Indlæse den justerede ligating klip udførende med et klip. Omhyggeligt guide en af kæberne og det ene ben af klippet selv passage omkring den pulmonale trunk. Bruge ligature forsigtigt trække den pulmonale trunk opad og ind i gaffel af klippet.
  2. Når den pulmonale stammen er i gaffel af klippet og klippet benene to tips er fri for enhver bindevæv, komprimere klippet med den udførende gælde den banding.
  3. Observere, hvordan RV straks udvider som reaktion på den banding og fjerne ligatur.

5. lukning af Thorax

  1. Fjerne europæiske fra thymus og flytte thymus til sin naturlige position. Fjerne retractoren.
  2. Luk brystkassen i tre lag: den interkostale lag, den store brystmusklen og huden med sutur (4-0, multifilament, resorberbare). Injicere 2 mL saltvand s.c. at erstatte væske mistet under kirurgi.
  3. Slukke Sevofluran og og holde rotte på ventilator (1,5 L i O2) indtil det begynder at trække vejret spontant. Derefter, extubate rat.
  4. Behandle rotter med buprenorphin i drikkevand for de følgende tre dage14 eller anvende en lignende smertestillende protokol. Efter tre dage, rotter har genvundet og er uden ubehag.
  5. I de følgende uger, bør rotter og mulige bivirkninger velfærd vurderes på daglig basis. Heling af sår fra torakotomi bør modtage særlig opmærksomhed under den første uge for at opdage eventuelle tegn på infektion eller insufficiens af cicatrices. Hvis rotter viser tegn på manglende trivsel herunder strittende pels, nedsat mobilitet, luftvejsproblemer og vægttab, de bør overvåges nøje og aflives hvis de mister mere end 20% af deres kropsvægt eller udvikle fulminant respiratorisk insufficiens.

6. sham operation

  1. Udføre en sham operation ved at følge alle trin ovenfor med undtagelse af anvendelsen af klippet (trin 4).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ved hjælp af proceduren beskrevet PTB i tidligere undersøgelser fra vores gruppe12,13, induceret vi RV hypertrofi (PTB mild) af banding med en 1,0 mm klip, en moderat grad af RV fiasko (PTB moderat) af banding med en 0,6 mm klip og en alvorlig grad af RV fiasko (PTB svær) af banding med en 0,5 mm klip. Rotter udsat for de alvorlige banding udviklede ekstra kardiale manifestationer af RV fiasko herunder leversvigt og ascites (figur 5E). Alle rotter blev evalueret syv uger efter PTB og sham rotter undergik den samme procedure kun uden anvendelse af klippet. Perioperative dødelighed var mindre end 1 ud af 6. Syv uger overlevelsesrate var 80% for rotter udsat for alvorlige banding og næsten 100% i rotter udsat for milde eller moderate banding eller sham operation.

For evaluering af virkningerne af PTB procedure brugte vi ekkokardiografi hjerte magnetisk resonans imaging (MR) at vurdere RV diskenheder og minutvolumen. Tricuspid ringformede flyet systolisk udflugt (TAPSE) blev målt som afstanden af tricuspid ringformede flyet med RV sammentrækning i visningen apikale fire-kammer. Et gennemsnit af tre cyklusser respiration blev brugt som en repræsentativ værdi. RV ende-diastoliske volumen (EDV) og ende-systolisk volumen (ESV) blev vurderet ved at trække i endokardiet i en række korte akse billeder gennem RV opnås ved Mr for hver rotte og RV uddrivningsfraktion (UDDRIVNINGSFRAKTION) beregnes som EF = (EDV-ESV) / EDV. Minutvolumen blev målt mellem pulmonal ventiler og klippet ved hjælp af et fasekontrast Mr sekvens. Digitale optagelser af RV pres blev indhentet af en mikro tip kateter installeret i RV før aktiv dødshjælp. Yderligere oplysninger om metoderne, der er blevet beskrevet tidligere12. RV hypertrofi blev evalueret som forholdet mellem RV vægten divideret med vægten af venstre ventrikel (LV) plus septum og som vægten af RV divideret med længden af skinnebenet at korrigere for størrelsen af rotten. Alle metoder blev anvendt som tidligere beskrevet12.

I en uge, havde forhøjet RV pres og RV dysfunktion tydeligt ved et fald i hjertets minutvolumen og TAPSE udviklet i PTB rotter sammenlignet med humbug drives rotter. Derfor kan interventioner eller farmakologiske behandlinger iværksættes allerede på dette tidspunkt hvis man har til formål at undersøge virkningerne på etablerede RV fiasko. Efter yderligere seks uger, var RV pres yderligere steget. Forskelle i moderat vs svær RV fiasko fænotype blev endnu mere udtalt, vist ved en trinvis fald i hjertets minutvolumen og TAPSE med øget sværhedsgraden af banding (figur 2 og figur 3). Detaljerede hæmodynamiske forskelle mellem PTB mild rotter og PTB svær rotter 4 uger efter operationen er blevet offentliggjort af vores gruppe previousely15.

Proceduren PTB skyldes også en stigning i både RV EDV og RV ESV i moderat PTB rotter sammenlignet med humbug drives rotter og svær PTB rotter sammenlignet med både moderat PTB og sham RV dilatation indlysende. En gradvis nedgang i RV EF blev også set (figur 4).

Udviklingen af RV hypertrofi var forbundet til omfanget af pres overbelastning anvendes af klippet. Forholdet mellem RV over LV plus septum vægten øges trinvis fra rotter med en mild banding med et klip af 1.0 mm over rotter stribede med et moderat 0,6 mm klip til rotter stribede med en svær 0,5 mm klip. Tilsvarende resultater blev set for RV vægten korrigeret for størrelsen af rotten ved at dividere med længden af skinnebenet. Hypertrofi blev også betragtet som en stigning i cardiomyocyte tværsnitsareal i PTB rotter sammenlignet med humbug drives rotter. Bortset fra hypertrofi af cardiomyocytes induceret pres overbelastning også andre morfologiske ændringer af RV forbundet med RV fiasko herunder RV fibrose. Hos rotter udsat for alvorlige banding, blev decompensated RV fiasko induceret. Denne fænotype var kendetegnet ved tegn af tilbagestående fejl herunder leverens trafikpropper ses som en mørk misfarvning af leveren. Leverens trafikpropper var som regel ledsaget af ascites (figur 5).

Figure 2
Figur 2: effekter af PTB én uge og syv uger efter indgrebet. (A) højre ventrikel (RV) systolisk blodtryk (B) minutvolumen og (C) tricuspid ringformede flyet systolisk udflugt (TAPSE) måles en uge efter sham eller PTB drift med en moderat eller en svær banding henholdsvis. (D, E og F) De samme foranstaltninger syv uger efter de procedurer og videreudvikling af RV fiasko12. Data præsenteres som betyder ± SEM. One-way ANAVA med post hoc Bonferroni analyse. ** p < 0,01, *** p < 0,001, og *** p < 0,0001 PTB vs humbug og PTB svær vs PTB moderat. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: virkningerne af PTB proceduren vurderet ved ekkokardiografi. (A) A repræsentant fire kammer Se og (B) målinger af velocity time integral (VTI) i det pulmonale stammen (øverste panel) og tricuspid ringformede flyet systolisk udflugt (TAPSE) (nederste panel) i en fingeret drives rotte. (C og D) lignende billeder til PTB rotte underkastes moderat banding. Alle billeder er syv uger efter sham operation eller banding. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: magnetisk resonans af PTB rotter. Hjerte magnetisk resonans imaging (MR) af PTB og sham drives rotter. (A) repræsentative fire kammer billeder (øverste panel) og korte akse visninger (nederste panel) sham rotter (venstre) og PTB rotter med en moderat grad af RV fiasko (til højre). I PTB rotte forårsaget de høje RV pres septum svulmende (blå stjerne). (B) den PTB procedure induceret RV dilatation tydeligt af en stigning i både RV ende diastoliske volumen (EDV) og RV ende systolisk volumen (ESV). (C) RV uddrivningsfraktion (UDDRIVNINGSFRAKTION) faldt12. Data præsenteres som gennemsnit ± SEM. en-vejs ANOVA med post hoc Bonferroni analyse. * p < 0,05, ** p < 0,01, og *** p < 0,0001 PTB vs humbug og PTB svær vs PTB moderat. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5: anatomisk data og histologi. RV hypertrofi målt som (A) RV divideret med LV plus septum og (B) RV vægten divideret med tibia længde fra rotter med mild RV hypertrofi, moderat RV fejl og alvorlige RV manglende syv uger efter proceduren PTB. (C) repræsentative billeder af histologiske sektioner farves med hematoxyline eosine til måling af cardiomyocyte krydse tværsnitsareal og (D) picrosirius røde analyseret under polariseret lys for fibrose fra sham rotter (venstre) og PTB rotter med moderat RV fiasko (til højre). (E) A sund leveren (venstre) og en misfarvet leveren med overbelastning (til højre) fra en PTB rotte med svær RV fiasko12,13. Data præsenteres som betyder ± SEM. One-way ANAVA med post hoc Bonferroni analyse. ** p < 0,01 og *** p < 0,0001 PTB vs sham, PTB moderat vs PTB mild og PTB svær vs PTB moderat. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi beskriver en tilgængelig og meget reproducerbar metode af pulmonale stammen banding ved hjælp af en modificeret ligating klip udførende til at komprimere en titanium klip omkring den pulmonale trunk. Ved at justere den udførende for at komprimere klip til forskellige indre diameter, kan forskellige fænotyper af RV hypertrofi og fiasko induceres herunder svær RV fiasko med ekstra hjerte manifestation af dekompensation.

Selv simple, indeholder protokollen et par kritiske trin. Vigtigere, kan ikke rotter være for stor, når de underkastes PTB proceduren. Vores erfaring er Wistar rotter fedekalve vejer 100-120 g egnet til proceduren. I større rotter, kan anvendelse af en svær banding føre til akut RV svigt og død. Andre undersøgelser6,7,8,9,10,16 har hovedsageligt brugt større rotter (160 – 260 g) men også større diameter af deres respektive bandings (1,27-1,65 mm).

Anvendelsen af striber af mindre sværhedsgraden kan også forklare den relative beskedne stigninger i RV pres rapporteret af andre grupper. Banding med en 18 G fører nåle (1,27 mm) til RV systolisk pres i rækken af 70 – 90 mmHg6,7,8,9. I et studie6var dette ikke tilstrækkeligt til at forårsage RV fibrose eller reducere minutvolumen. Her rapporterer vi RV pres fra ca 90 mmHg for en moderat banding og 110 mmHg for en svær banding. Med en svær banding, har vi også været i stand til at oprette en fænotype decompensated RV fiasko med ekstra kardiale manifestationer herunder leverens trafikpropper og ascites12. Pulmonale stammen banding af ligatur ved hjælp af en 20G nål (0.902 mm) forårsaget leverfibrose, muskatnød-lignende leveren overbelastning og ascites i Sprague Dawley rotter16 trods den relativt milde konstriktion i forhold til vores undersøgelse. Dette kan forklares ved forskellige rotte stammer reagerer forskelligt på de banding. Der er væsentlige forskelle med hensyn til metabolisme17, adrenerge tone og puls18 mellem rotte stammer. Selv inden for samme rat stamme, kan forskellige egenskaber, herunder vækst sats variere med forskellige leverandører19. Dette bør altid tages i betragtning. For den specifikke rat stamme bruges, er det derfor kritisk at veltilrettelagt pilot studier udføres for at afgøre den banding diameter og den opfølgende tid for den ønskede RV fiasko fænotype at udvikle. Klip model kan potentielt bruges i rotte nyfødte i modsætning til de ligating tidligere anvendte teknik20, men vi har ingen erfaring med dette og de samme overvejelser som nævnt ovenfor gælder før indlede en undersøgelse.

PTB-model har nogle begrænsninger. For det første repræsenterer den meget proksimal okklusion af klip omkring den pulmonale trunk betingelser af pulmonic stenose eller CTEPH mere end den distale indsnævring af de mindre pulmonale arterier set i PAH. Tilpasning af RV til en øget afterload kan variere alt efter placeringen af obstruction(s)21. For det andet, anvendelsen af klippet under operation forårsager en meget pludselige stigning i RV afterload adskiller sig fra den gradvise stigning i pulmonal vaskulær modstand i PAH. Proceduren udføres dog i rotte fedekalve (100-120 g) giver anledning til en gradvis øget RV afterload i forhold til kropsvægt med vækst af dyrene. I perioden syv uger efter operationen kropsvægt af rotter øger ca firedoblet og dermed relative RV afterload øger proportionalt inducere en progressiv sygdom udvikling6.

Bruger en modificeret ligating klip udførende og en titanium klip til banding af den pulmonale stammen, var vi i stand til at fremkalde RV fiasko. Metoden har flere fordele, herunder høj reproducerbarhed og muligheden for at skabe forskellige sygdom alvorsgrader fra mild RV hypertrofi til decompensated RV fiasko ved at justere diameter af banding klippet. Ændre diameteren af 0,1 mm resulterede i særskilte RV fiasko fænotyper spænder fra moderat og kompenseret RV manglende svær og decompensated RV fiasko demonstrere rigtigheden af denne pulmonale stammen banding metode.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at videregive

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af det danske råd for uafhængige forskning [11e108410], Hjerteforeningen [12e04-R90-A3852 og 12e04-R90-A3907] og The Novo Nordisk Foundation [NNF16OC0023244].

Materials

Name Company Catalog Number Comments
17 G IV Venflon Cannula Becton Dickinson, US 393228 Distal 2 mm of the needle have been cut off
1 mL syringe + 26 G needle Becton Dickinson, US 303172 & 303800
4-0 absorbable multifilament suture Covidien, US GL-46-MG Polysorb, violet, 5x18"
4-0 multifilament ligature Covidien, US LL-221 Polysorb, violet, 98"
Buprenorphine Indivior UK Limited Local procurement, Temgesic 0.3 mg/mL
Carprofene ScanVet, DK 27693 Norodyl 50 mg/mL
Chlorhexidine Faaborg Pharma, DK Local procurement
Contractor Aesculap, Germany BV010R Blunt, self retaining, 70 mm
Ear Hooklet Lawton, Germany 66-0261 Small, 14 cm, tip modified to an angle of 85°
Eye gel Decra, UK Lubrithal, Local procurement
Forceps, Delicate Tissue Lawton, Germany 09-0020
Forceps, Dissecting Lawton, Germany 09-0013 1 regular, 1 with tip modified to an angle of 100°
Gas Anesthesia System Penlon Limited, UK SD0217SL Sigma Delta Vaporizer
Hair trimmer Oster 76998-320-051
Horizon Open Ligating Clip Applier Teleflex, US 137085 Modified with adjustable stop mechanism
Horizon Titanium Clips Teleflex, US 001200 Small
Induction chamber N/A
Iris Scissor Lawton, Germany 05-1450
Iris Scissor Aesculap, Germany BC060R
Mechanical ventilator Ugo Basile, Italy 7025
Microscissor Lawton, Germany 63-1406
Microscope Carl Zeiss, Germany 303294-9903
Needle Holder Lawton, Germany 08-0011 TITEGRIP
Pean Lawton, Germany 06-0100 Halsted-Mosquito, straight
Pro-Optha Lohmann & Rauscher, Germany 16515 Tampon
Saline 9 mg/mL Fresenius Kabi, DK 209319
Sevoflurane AbbVie, US Sevorane, Local procurement
Surgical hook Lawton, Germany 51-0665 Cushing, 19 cm, tip modified to an angle of 90°
Surgical Tape 3M, US 1530-0 Micropore
Temperature Controller CMA Microdialysis; Sweden 8003760 CMA 450
Weighing machine VWR, US
Wistar rat weanlings Janvier Labs, France RjHan:WI, 100-120 g

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kaufman, B. D., et al. Genomic profiling of left and right ventricular hypertrophy in congenital heart disease. Journal of Cardiac Failure. 14 (9), 760-767 (2008).
  2. Zungu-Edmondson, M., Suzuki, Y. J. Differential stress response mechanisms in right and left ventricles. Journal of Rare Diseases Research & Treatment. 1 (2), 39-45 (2016).
  3. Zaffran, S., Kelly, R. G., Meilhac, S. M., Buckingham, M. E., Brown, N. A. Right ventricular myocardium derives from the anterior heart field. Circulation Research. 95 (3), 261-268 (2004).
  4. de Raaf, M. A., et al. SuHx rat model: partly reversible pulmonary hypertension and progressive intima obstruction. The European Respiratory Journal. 44 (1), 160-168 (2014).
  5. Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 302 (4), L363-L369 (2012).
  6. Bogaard, H. J., et al. Chronic pulmonary artery pressure elevation is insufficient to explain right heart failure. Circulation. 120 (20), 1951-1960 (2009).
  7. Borgdorff, M. A., et al. Sildenafil enhances systolic adaptation, but does not prevent diastolic dysfunction, in the pressure-loaded right ventricle. European Journal of Heart Failure. 14 (9), 1067-1074 (2012).
  8. Mendes-Ferreira, P., et al. Distinct right ventricle remodeling in response to pressure overload in the rat. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 311 (1), H85-H95 (2016).
  9. Piao, L., et al. The inhibition of pyruvate dehydrogenase kinase improves impaired cardiac function and electrical remodeling in two models of right ventricular hypertrophy: resuscitating the hibernating right ventricle. Journal of Molecular Medicine. 88 (1), 47-60 (2010).
  10. Hirata, M., et al. Novel Model of Pulmonary Artery Banding Leading to Right Heart Failure in Rats. BioMed Research International. 2015, 753210 (2015).
  11. Schou, U. K., Peters, C. D., Kim, S. W., Frøkiær, J., Nielsen, S. Characterization of a rat model of right-sided heart failure induced by pulmonary trunk banding. Journal of Experimental Animal Science. 43 (4), 237 (2007).
  12. Andersen, S., et al. Effects of bisoprolol and losartan treatment in the hypertrophic and failing right heart. Journal of Cardiac Failure. 20 (11), 864-873 (2014).
  13. Holmboe, S., et al. Inotropic Effects of Prostacyclins on the Right Ventricle Are Abolished in Isolated Rat Hearts With Right-Ventricular Hypertrophy and Failure. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 69 (1), 1-12 (2017).
  14. Jessen, L., Christensen, S., Bjerrum, O. J. The antinociceptive efficacy of buprenorphine administered through the drinking water of rats. Lab Anim. 41 (2), 185-196 (2007).
  15. Andersen, A., Povlsen, J. A., Botker, H. E., Nielsen-Kudsk, J. E. Right ventricular hypertrophy and failure abolish cardioprotection by ischaemic pre-conditioning. European Journal of Heart Failure. 15 (11), 1208-1214 (2013).
  16. Fujimoto, Y., et al. Low Cardiac Output Leads Hepatic Fibrosis in Right Heart Failure Model Rats. PloS one. 11 (2), e0148666 (2016).
  17. Marques, C., et al. High-fat diet-induced obesity Rat model: a comparison between Wistar and Sprague-Dawley Rat. Adipocyte. 5 (1), 11-21 (2016).
  18. Osadchii, O., Norton, G., Deftereos, D., Woodiwiss, A. Rat strain-related differences in myocardial adrenergic tone and the impact on cardiac fibrosis, adrenergic responsiveness and myocardial structure and function. Pharmacological Research. 55 (4), 287-294 (2007).
  19. Brower, M., Grace, M., Kotz, C. M., Koya, V. Comparative analysis of growth characteristics of Sprague Dawley rats obtained from different sources. Laboratory Animal Research. 31 (4), 166-173 (2015).
  20. Wang, S., et al. A neonatal rat model of increased right ventricular afterload by pulmonary artery banding. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 154 (5), 1734-1739 (2017).
  21. Borgdorff, M. A., et al. Distinct loading conditions reveal various patterns of right ventricular adaptation. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 305 (3), H354-H364 (2013).

Tags

Medicin sag 141 dyremodel rotter højre ventrikel hypertrofi højre ventrikel svigt pulmonale stammen Banding Pulmonal Hypertension medfødt hjertesygdom
En pulmonale stammen Banding Model af pres overbelastning induceret højre ventrikel hypertrofi og fiasko
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Andersen, S., Schultz, J. G.,More

Andersen, S., Schultz, J. G., Holmboe, S., Axelsen, J. B., Hansen, M. S., Lyhne, M. D., Nielsen-Kudsk, J. E., Andersen, A. A Pulmonary Trunk Banding Model of Pressure Overload Induced Right Ventricular Hypertrophy and Failure. J. Vis. Exp. (141), e58050, doi:10.3791/58050 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter