Summary
يصف البروتوكول الحالي تقنية جديدة لربط الأبهر في الفئران للحث على تضخم القلب الزائد بالضغط. للربط ، يتم استخدام حلقة مطاطية ذات قطر داخلي ثابت. تعد هذه التقنية الجديدة بتباين أقل وبيانات أكثر قابلية للتكرار للتجارب المستقبلية.
Abstract
يعد ربط الأبهر في الفئران أحد النماذج التجريبية الأكثر استخداما لتضخم القلب الناجم عن الحمل الزائد لضغط القلب وتحريض قصور القلب. تعتمد التقنية المستخدمة سابقا على خياطة ملولبة حول قوس الأبهر مربوطة بإبرة حادة 27 جم لإحداث تضيق. تعتمد هذه الطريقة على قيام الجراح بتشديد الخيط يدويا ، وبالتالي يؤدي إلى تباين كبير في حجم القطر. طريقة محسنة حديثا وصفها Melleby et al. تعد بتباين أقل وقابلية أكبر للتكاثر بعد الجراحة. تستخدم التقنية الجديدة ، o-ring- aortic banding (ORAB) ، حلقة مطاطية غير قابلة للانزلاق بدلا من خياطة بخيط ، مما يؤدي إلى تقليل التباين في الضغط الزائد والأنماط الظاهرية القابلة للتكرار لتضخم القلب. أثناء الجراحة ، يتم وضع الحلقة o بين الشرايين السباتية العضدية والشرايين السباتية اليسرى. يتم تأكيد انقباض ناجح عن طريق تخطيط صدى القلب. بعد 1 يوم ، يؤدي الموضع الصحيح للحلقة إلى زيادة سرعة التدفق في الشريان الأورطي المستعرض على التضيق الناجم عن الحلقة o. بعد 2 أسابيع ، ثبت ضعف وظيفة القلب من خلال انخفاض جزء القذف وزيادة سمك الجدار. الأهم من ذلك ، إلى جانب التباين الأقل في حجم القطر ، يرتبط ORAB بانخفاض معدلات الوفيات أثناء وبعد الجراحة مقارنة بانقباض الأبهر المستعرض (TAC). وبالتالي ، يمثل ORAB طريقة متفوقة على جراحة TAC شائعة الاستخدام ، مما يؤدي إلى نتائج أكثر قابلية للتكرار وتقليل محتمل في عدد الحيوانات المطلوبة.
Introduction
بينما يمكن ملاحظة تضخم القلب الفسيولوجي أثناء النمو والتمرين والحمل ، فإن تضخم القلب المرضي يستجيب لظروف إجهاد الدورة الدموية مثل ارتفاع ضغط الدم الشرياني أو أمراض صمامات القلب أو الطفرات الجينية. في البداية ، يخضع القلب لعملية إعادة تشكيل تتميز بزيادة حجم عضلة القلب وسماكة جدران البطين للحفاظ على وظيفة القلب 1,2. من ناحية أخرى ، يرتبط إعادة تشكيل القلب المرضي بزيادة خطر عدم انتظام ضربات القلب والموت المفاجئ وارتفاع معدل الوفيات. أخيرا ، مع مرور الوقت ، يؤدي إلى تمدد البطين ، وانخفاض قوي في وظيفة الانقباض ، والتقدم النهائي إلى قصور القلب (HF) ، والذي يرتبط بارتفاع معدلات المراضة والوفيات والتكاليف المجتمعية3. لذلك ، هناك حاجة ملحة لفهم الخلفية الجزيئية من أجل تطوير استراتيجيات علاجية جديدة4.
ربط الأبهر هو نموذج يحاكي تضخم البطين الأيسر الناجم عن الضغط الزائد (LV) وفشل القلب في الفئران5. باستخدام هذه الطريقة ، من الممكن فحص الآليات المرضية لإعادة تشكيل القلب الناجم عن الضغط الزائد في الجسم الحي. تم الإبلاغ عن أول إجراء لربط الأبهر في الفئران بواسطة Rockman et al.6. يحدث الحمل الزائد للضغط عن طريق ربط قائم على خياطة الخيط حول الشريان الأورطي (بين الشريان السباتي العضدي والشريان السباتي الأيسر المشترك). لإنشاء تضيق قطره 0.4 مم ، يتم وضع خياطة حول إبرة 27 G والشريان الأورطي. بعد الربط ، تتم إزالة الإبرة 6,7.
على الرغم من أن قطر الإبرة ثابت ، إلا أن ضيق الخيط يعتمد بشكل كبير على الجراح ، وبالتالي يؤثر على النمط الظاهري المستحث لتضخم القلب. بالإضافة إلى ذلك ، في الطريقة القائمة على الخيط / الخيط ، هناك درجة متغيرة من قطر التضيق بعد الجراحة ، مرتبطة بتباين كبير في معدل الوفيات 8,9. علاوة على ذلك ، فإن تدريب هذه الطريقة يمثل تحديا ، خاصة فيما يتعلق بإيجاد المستوى المناسب والاتساق في شد الخيط. أخيرا ، في بداية التدريب ، يحدث ارتفاع معدل الوفيات أثناء وبعد الجراحة بسبب اضطراب الشريان الأورطي أو إصابة الأنسجة الأخرى ، بالإضافة إلى تباين كبير في مدى التضيق في الحيوانات الباقية على قيد الحياة.
في الآونة الأخيرة ، تم وصف إجراء محسن لربط الأبهر بواسطة Melleby et al.10. قدموا طريقة ORAB (ربط الأبهر الدائري) مع تباين أقل في التضيق ومستويات عالية التكرار من الضغط الزائد باستخدام حلقة مطاطية غير قابلة للانزلاق بقطر داخلي ثابت يبلغ 0.71 مم و 0.66 مم و 0.61 مم. باختصار ، يتم قطع الحلقة o مفتوحة ، وتوضع حول القوس الصاعد ، وتغلق مرة أخرى بواسطة خيوط. أبلغ علماء آخرون يستخدمون هذه الحلقات o عن تباين أقل في تضخم القلب المستحث9. كما لاحظوا الوفيات أثناء وبعد الجراحة ، بالإضافة إلى قابلية أفضل للتكاثر وتباين أقل في النمط الظاهري الضخاميالمستحث 9,11. توضح هذه المقالة إجراء هذه الاستراتيجية الفريدة في بروتوكول خطوة بخطوة. ستساعد الخبرة المشتركة في هذا التقرير العلماء الآخرين على تحسين تقنياتهم في هذا المجال.
للحث على تضخم القلب الذي يؤدي إلى قصور القلب بعد 6 أسابيع ، يوصى بإجراء عملية جراحية للفئران الذكور C57BL / 6N البالغة من العمر 12 أسبوعا. أظهرت مقارنة بعد أسبوعين من ربط الأبهر بين سلالات الفئران C57BL / 6N و C57BL / 6J اختلال وظيفي حاد في القلب وما يرتبط به من زيادة في معدل الوفيات في الفئران C57BL / 6N. لذلك ، هذه هي الأنسب لنماذج قصور القلب12. الفئران الذكور والإناث البالغة من العمر اثني عشر أسبوعا لها حجم مثالي لتعرض الشريان الأورطي ووضع الحلقة o بأدوات خاصة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
أجريت التجارب على الحيوانات وفقا لمبادئ اللجنة الإقليمية (وزارة الطاقة ، Landwirtschaft ، Umwelt ، Natur und Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein ، رقم الإذن: V242-21249 / 2020 [38-4 / 20]). تم الحصول على الفئران المستخدمة في هذه الدراسة من مصدر تجاري (انظر جدول المواد). تم الاحتفاظ بالحيوانات في ظل ظروف قياسية مع ضوء 12 ساعة ، دورة ليلية 12 ساعة. تم تقديم الماء والغذاء حسب الطلب.
1. رعاية الحيوان
- ضع الفئران في أقفاص متخصصة بها فراش ومواد تعشيش ومكان للاختباء والوصول المناسب إلى مياه الشرب والطعام.
- إبقاء الحيوانات تحت الرقابة والعلاج البيطري المتخصص المستمر.
ملاحظة: بالنسبة للفئران التي طلبها موردون خارجيون ، يرجى التأكد من 7 أيام من التأقلم قبل بدء الإجراء.
2. تحضير الحلقة o
ملاحظة: يوصى باستخدام حلقة o بقطر ثابت يبلغ 0.4 مم للحث على تضخم القلب بعد 2 أسابيع. يعتمد مدى وشدة النمط الظاهري القلبي المستحث على حجم قطر الحلقة o.
- أولا ، قم بإجراء قطع واحد من الحلقة o (انظر جدول المواد) تحت المجهر باستخدام مقص أو مشرط لتمكين وضعه حول الشريان الأورطي (الشكل 1 أ ، ب).
- اثقب كل جانب حلقة بالقرب من القطع بإبرة متصلة ب 8-0 خياطة غير قابلة للامتصاص وسحب الخيط. قطع وترك 2-3 سم على جانب واحد و 2 سم على الجانب الآخر لربط الحلقة o حول الشريان الأورطي في الخطوة الأخيرة (الشكل 1C ، D).
- قبل الجراحة ، خذ أداة الربط (أداة الأنواع ، انظر جدول المواد) واسحب نهاية الخيط (الذي يتم الاحتفاظ به لفترة أطول) من جانب حلقة واحد من خلال فتحة الانقباض (الشكل 1E ، F). ضع أداة الربط المساعدة مع الحلقة o المرفقة جانبا لوضعها في الخطوة التالية (الخطوة 6).
- لتطهير الحلقة بالخيوط ، ضع الحلقة في محلول كحولي لمدة نصف ساعة. بعد ذلك ، ضعه على السليلوز حتى يجف. احتفظ بالحلقة المجففة في حوض أو علبة مغلقة حتى الاستخدام. أثناء الجراحة ، بعد سحب الخيط من خلال أداة الربط ، ضع الحلقة على سطح نظيف حتى الاستخدام.
الشكل 1: تحضير الحلقة o للربط . (أ) تقطع الحلقة o ذات القطر الثابت بمقص أو مشرط على جانب واحد. ب: صورة حلقة o. (ج) كل جانب من جوانب الحلقة o مثقوب ب 8-0 خيط البرولين. (د) حلقة O مثقوبة بخيطين. (ه) تسحب خيوط أحد جانبي الحلقة من الحلقة o عبر فتحة أداة الربط المساعدة. (و) الموضع النهائي قبل التنسيب: يتم وضع خيوط جانب واحد من خلال فتحة أداة مساعدة الربط ، بينما يتم الاحتفاظ بخيوط الجانب الآخر فضفاضة. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
3. تخدير الفئران وإعداد مجال التشغيل
- للحصول على تسكين كاف أثناء الجراحة ، قم بحقن البوبرينورفين المسكن (0.1 مجم / كجم ، انظر جدول المواد) داخل الصفاق قبل 20 دقيقة من الشروع في الجراحة.
ملاحظة: بالنسبة للدراسة الحالية ، تم استخدام مسكنات الألم وفقا لتوصيات جمعية علوم المختبر (GV-SOLAS). - بعد التخدير ، قم بتخدير الفأر في غرفة الحث مع 2٪ -4٪ إيزوفلوران ممزوج ب 0.5-1.0 لتر / دقيقة من 100٪ O2.
- حلق الفراء على الجانب الأيسر من الصدر من الفأر المخدر. بعد الحلاقة ، ضع الماوس مرة أخرى في الغرفة المملوءة بالإيزوفلوران وانتظر التخدير الكافي قبل تنبيب الحيوان.
ملاحظة: تظهر النقطة الزمنية المناسبة للتخدير بطء التنفس ولكنها تتجنب التنفس المفاجئ. اعتمادا على إعداد غاز الأيزوفلوران ، يستغرق الأمر 2-3 دقائق لتحقيق المستوى الصحيح من التخدير. - قم بتشغيل وسادة التدفئة قبل الجراحة للحفاظ على درجة حرارة جسم الحيوان (37 درجة مئوية). قم بتوصيل وسادة التدفئة بمسبار المستقيم (انظر جدول المواد) للحفاظ على درجة حرارة جسم الماوس تلقائيا.
4. التنبيب من الفئران
- قم بإعداد الأدوات المطلوبة (الشكل 2 أ). تطهير منظار الحنجرة قبل الجراحة عن طريق وضعه في الكحول لمدة 1-3 دقائق ثم الاحتفاظ به ليجف طوال الليل.
- قم بتمديد شريط مطاطي حول وسادة التدفئة لإصلاح الماوس بالأسنان الأمامية على اللوحة. ضع الماوس المخدر على وسادة التدفئة في وضع ضعيف.
- ضع الشريط المطاطي فوق الأسنان الأمامية للحيوان لتمديد الرقبة على اللوحة.
- ركز مصدر الضوء على الحلق للحصول على رؤية جيدة لفتح القصبة الهوائية للتنبيب الرغامي (الشكل 2 ب).
- افتح الفم برفق بيد واحدة لوضع أداة مساعدة للتنبيب (منظار الحنجرة المصنوع يدويا ، انظر جدول المواد) (الشكل 2 أ [3]).
- من ناحية أخرى وملقط صغير ، حرك اللسان برفق لمسح فتحة القصبة الهوائية.
- استخدم هذه اليد أيضا لإدخال الأنبوب الرغامي في القصبة الهوائية. من ناحية أخرى ، لا تزال تحمل مساعدات التنبيب. للتنبيب ، استخدم قنية 22 جم (انظر جدول المواد) (الشكل 2 أ [1]).
- قم بتوصيل موضع الأنبوب الرغامي عبر محبس ثلاثي الاتجاهات بجهاز التنفس الصناعي (انظر جدول المواد) للفئران لتأكيد موضع الأنبوب الرغامي الصحيح (القصبة الهوائية).
- راقب التهوية المناسبة وفقا لتعليمات الشركة المصنعة (حجم المد والجزر 200 ميكرولتر ومعدل التنفس بين 100-150 نفسا / دقيقة) (الشكل 2C).
- تأكد من عمق التخدير الكافي عن طريق فحص منعكس قرصة إصبع القدم (لا توجد استجابة منعكسة).
- قم بتحويل إعداد التخدير إلى 2٪ إيزوفلوران ممزوج ب 0.5-1.0 لتر / دقيقة 100٪ O2.
- ضع مرهم العيون على العينين لتجنب الجفاف أثناء الجراحة.
- باستخدام قطعة قطن ، قم بتطهير منطقة الجراحة 3 مرات بمحلول مطهر متاح تجاريا (انظر جدول المواد).
الشكل 2: تنبيب الماوس. (أ) أدوات التنبيب: (1) تستخدم قنية IV 22 G كأنبوب قصبة هوائية (بدون الماندرين) ؛ (2) ملقط؛ (3) منظار الحنجرة المصنوع يدويا (قنية مشوهة / مسطحة ملتصقة بعصي خشبية وشريط لاصق). ب: إجراء التنبيب على وسادة التدفئة الموضوعة. (ج) فأر متنبيب متصل بجهاز التنفس الصناعي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
5. الجراحة والتحضير لوضع الحلقة
ملاحظة: استخدم مواد وأدوات معقمة لتجنب العدوى.
- استخدم المقص لعمل شق جلدي بطول 0.5-1 سم في منتصف الخط الفاصل بين عملية xyphoid والإبط الأيسر. استخدم الملقط لفصل طبقة العضلات عن الضلوع الأساسية ووضع اثنين من المبعدات (بطول 5 مم ، انظر جدول المواد) في الشق لكشف القفص الصدري.
- لبدء بضع الصدر الأيسر ، قم بإجراء شق صغير (~ 1-2 مم) في العضلات الوربية بين الضلع الثاني والثالث باستخدام مقص الربيع الصغير. افتح التجويف الصدري وانشر الشق بملقط بزاوية 45 درجة.
- ضع ثلاثة مبعدات للصدر (بطول 1.0-2.5 مم) في الشق لفتح التجويف الصدري لتحسين التصور.
- لكشف قوس الأبهر ، حاول رفع وفصل الغدة الصعترية والأنسجة الدهنية برفق عن القوس باستخدام ملقط بزاوية 45 درجة.
6. ربط الشريان الأورطي المستعرض بالحلقة o
- كشف قوس الأبهر مع ملقط بزاوية 45 درجة في يد واحدة. ضع ، من ناحية أخرى ، الحلقة o المتصلة بمساعد الربط عبر خيوط جانب واحد (الخطوة 2).
- مرر الخيوط باستخدام أداة الربط تحت قوس الأبهر من الجانب الذيلي إلى الجانب القحفي من الشريان الأورطي المستعرض بين الشرايين السباتية العضدية الرأسية والشرايين السباتية اليسرى الشائعة (الشكل 3 أ).
- خذ كلا الخيطين بين مساعد الربط وقوس الأبهر بالملقط بعناية. اسحب أداة الربط وقم بإزالتها وضع الحلقة o برفق حول القوس عن طريق سحب الخيوط على كل جانب (الشكل 3 ب).
- بعد تحديد المواقع بنجاح ، قم بإصلاح الحلقة o بالخيوط والعقدة الجراحية. اصنع واحدة إضافية لتجنب فتح العقدة على كل جانب (الشكل 3 ج).
الشكل 3: إجراء عملية زرع الحلقة o . (أ) يتعرض قوس الأبهر لثلاثة مبعدات من 1.0-2.5 مم. يتم تمرير كل من الخيوط الطويلة من جانب حلقة واحدة تحت الشريان الأورطي. (ب) سيتم وضع الحلقة o عن طريق دفع الحلقة برفق وسحب الخيوط. (ج) الحلقة o في الموضع الصحيح ، وخيط الجمجمة واحد معقود بخيط ذيلي على كل جانب. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
7. خياطة والانتعاش بعد الجراحة
- قم بإزالة مبعدات الصدر الثلاثة (بطول 2.5 مم) من الشق.
- إذا لزم الأمر ، تخلص من الهواء المتبقي من الصدر عن طريق ملئه بمحلول ملح متساوي التوتر دافئ بنسبة 0.9٪.
- لكشف شق الصدر للخياطة ، خذ اثنين من المبعدات (بطول 5 مم) مرة أخرى لتثبيت الجلد على الجانب.
- أغلق الصدر باثنين أو ثلاثة خيوط 6-0 غير قابلة للامتصاص (انظر جدول المواد) واضغط على تدفق جهاز التنفس الصناعي لمدة 2 ثانية لإعادة نفخ الرئتين.
- قم بإزالة المبعدين وأغلق الجلد بثلاثة إلى خمسة خيوط قابلة للامتصاص 4-0.
- قم بإيقاف تشغيل الأيزوفلوران والشاشة. عندما يبدأ الحيوان في التنفس الذاتي ، تتحرك الشعيرات ، ويمكن تشغيل ردود الفعل قرصة إصبع القدم ، وإخراج الماوس. ضع الماوس على الجانب الأيسر تحت مصباح الحرارة في وحدة العناية الخاصة به وراقبه حتى يستيقظ تماما.
- لا تترك حيوانا دون مراقبة حتى يستعيد وعيه الكافي.
ملاحظة: يجب أن يحصل الحيوان الذي خضع لعملية جراحية على وحدة رعاية خاصة به (قفص) لتحسين التعافي. - إجراء إدارة الألم مع ترامادول (1 ملغ / مل) في مياه الشرب لمدة 7 أيام والبوبرينورفين (0.1 ملغ / كغ ، 3 مرات يوميا) عن طريق الحقن داخل الصفاق لمدة 3 أيام بعد الجراحة إذا لزم الأمر.
ملاحظة: اتبع توصيات لجنة أخلاقيات الحيوان المحلية لتسكين ما بعد الجراحة. - تحقق من الدواء عن طريق وزن زجاجات المياه يوميا ومشاهدة سلوك الحيوان.
8. تأكيد الانقباض الناجح والموضع الصحيح للحلقة
- بعد يوم واحد من الجراحة ، تحقق من التضيق باستخدام الموجات فوق الصوتية عن طريق قياس سرعة التدفق القصوى على التضيق.
- للقياسات ، استخدم تخطيط صدى القلب مع نظام الموجات فوق الصوتية ومسبار محول الطاقة بتردد 30 ميجاهرتز (انظر جدول المواد).
- كما هو موضح أعلاه ، حافظ على التخدير باستخدام قناع بنسبة 1.5٪ -2٪ إيزوفلوران مع 0.5-1.0 لتر / دقيقة من 100٪ O2.
- ضع الحيوان المخدر على وسادة التدفئة في وضع ضعيف. قم بتوصيل وسادة التدفئة بمسبار المستقيم للحفاظ على درجة حرارة الجسم عند 37 درجة مئوية ± 1 درجة مئوية ، ومراقبة معدل ضربات القلب باستخدام مخطط كهربية القلب باستخدام أربعة مستشعرات مخلب الماوس (انظر جدول المواد).
- للحصول على تصور أفضل ، استخدم كريم إزالة الشعر.
- ينتج عن ORAB الذي تم إجراؤه بنجاح زيادة سرعة التدفق على التضيق كما تم قياسه بواسطة الموجات فوق الصوتية (~ 2400 مم / ثانية) (الشكل 4C). لهذا القياس ، ضع رأس محول الطاقة بشكل شبه خارجي على الجانب الصدري الأيمن لتوطين قوس الأبهر عن طريق التصوير ثنائي الأبعاد (2D) ("B-mode").
- استخدم دوبلر الملون لتصور تدفق الدم في الشريان الأورطي والقياس باستخدام الموجة النبضية دوبلر سرعة تدفق الدم على التضيق.
ملاحظة: تظهر الفئران التي تعمل بالشام (جراحة التحكم بدون انقباض) سرعة تدفق الدم ~ 600-900 مم / ثانية. بالإضافة إلى ذلك ، ينتج عن ORAB الناجح أيضا زيادة نسبة تدفق السرعة بين السباتي الأيمن (~ 150 مم / ثانية) (RC ، الشكل 4A) والسباتي الأيسر (~ 300 مم / ثانية) LC ، الشكل 4B) في الماوس.
- استخدم دوبلر الملون لتصور تدفق الدم في الشريان الأورطي والقياس باستخدام الموجة النبضية دوبلر سرعة تدفق الدم على التضيق.
- تصور الشريان السباتي الداخلي الأيمن والأيسر عن طريق التصوير ثنائي الأبعاد (2D) (B-mode). ضع رأس محول الطاقة أفقيا على الجانبين الأيسر والأيمن من الرقبة بزاوية 45 درجة واستخدم دوبلر الموجة النبضية لتحديد سرعة تدفق الدم.
ملاحظة: في الفئران التي تعمل بالوهمية ، يكون تدفق السرعة في كلا الشريانين متشابها.
الشكل 4: تأكيد ربط الشريان الأورطي المستعرض باستخدام قياس سرعة دوبلر بالموجات النبضية في الشرايين السباتية. أ: إشارات سرعة دوبلر ذات الموجة النبضية التمثيلية للشريان السباتي الأيمن. (ب) ينتج عن التضيق سرعة تدفق أعلى في الشريان السباتي الأيمن منها في الشريان السباتي الأيسر. (ج) ينتج عن التضيق الناجم عن الانقباض سرعة تدفق في الشريان الأورطي الهابط تزيد عن 2400 مم / ثانية. تظهر الفئران الشامية سرعة تدفق تبلغ 600-900 مم / ثانية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
بشكل عام ، يحاكي ربط الأبهر تضيق الأبهر البشري ويحفز تضخم القلب في الفئران. يتميز الإجراء الناجح بإعادة تشكيل أنسجة القلب التي تنعكس في تضخم القلب وانخفاض وظائف القلب 5,6.
مباشرة بعد يوم واحد من العملية ، يمكن تحديد تأثير انقباض الحلقة o للشريان الأورطي المستعرض في الجسم الحي عن طريق تخطيط صدى القلب13. يظهر التحريض الناجح لتضيق الأبهر من خلال زيادة سرعة تدفق الدم على التضيق في الشريان الأورطي الذي تم قياسه بواسطة الموجات النبضية بالموجات فوق الصوتية دوبلر (الشكل 4C). بالإضافة إلى ذلك ، كما هو موضح أعلاه ، نحدد نسبة سرعة تدفق الدم بين الشرايين السباتية الداخلية اليمنى واليسرى كعلامة وظيفية ل ORAB (الشكل 4 أ ، ب).
بعد أسبوعين من وضع الحلقة 0.4 مم ، يمكن تحديد الحث الناجح لتضخم القلب عن طريق تخطيط صدى القلب. يعرض وضع الحركة الزمنية ثنائي الأبعاد (2D) (M-mode) الهياكل القلبية المرئية أثناء تغيرها خلال الدورة القلبية. بعد أسبوعين من الجراحة ، يمكن ملاحظة زيادة أقطار الجدار الخلفي للبطين الأيسر (LVPW) والحاجز بين البطينين (IVS) في الانبساط (الشكل 5 ب). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن توثيق التدهور التدريجي لوظيفة القلب عن طريق قياس انخفاض جزء طرد البطين الأيسر (LVEF).
الشكل 5: تأكيد تضخم القلب المستحث بعد 2 أسابيع بعد الجراحة عن طريق تخطيط صدى القلب . (أ) صورة تمثيلية في الوضع M لفأر يعمل بالوهمية بعد 2 أسابيع من الجراحة. (ب) التصوير بالوضع M لفأر يعمل بنظام ORAB بعد أسبوعين من الجراحة مع زيادة أقطار الجدار الخلفي للبطين الأيسر (LVPW) وأقطار الحاجز بين البطينين (IVS) في الانبساط. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
تم استخدام ربط الأبهر القائم على الخيط / الخيط لسنوات عديدة للحث على تضخم القلب الزائد بالضغط في الفئران. إنها طريقة راسخة للتحقيق في الآليات المرضية لإعادة تشكيل القلب وتطور المرض في الجسم الحي. القيود هي التباين المرتفع نسبيا في درجة التضيق ، وبالتالي إعادة البناء. تعمل تقنية ORAB التي تم تقديمها مؤخرا والتي وصفها Melleby et al.10 لأول مرة على تحسين الطريقة التقليدية باستخدام حلقة مطاطية.
الفائدة الأكثر قيمة لهذه التقنية هي القطر الثابت للحلقة o ، مما يؤدي إلى تباين أقل في درجة التضيق ، وبالتالي إلى أنماط ظاهرية أكثر قابلية للتكرار لتضخم القلب بعد الجراحة. ميزة أخرى هي التعلم الأسرع والتنسيب الأسهل في هذه الطريقة. مع العملية القائمة على الخيط / الخيط ، عادة ما يستغرق العثور على الدرجة الصحيحة من الربط حول الشريان الأورطي وقتا وخبرة. في المقابل ، هذا ليس ضروريا بنفس القدر مع نهج الحلقة o بسبب القطر الثابت أو الحلقة o.
جراحة الصدر المفتوح هي نقطة حرجة في تقنية ORAB ، وهي مؤلمة للحيوان ولكنها ضرورية لربط الحلقة o. من أجل تحقيق انتعاش أفضل وتجنب حدوث انخماص ، من المهم منع إصابة الرئة ومراقبة التهوية من خلال جهاز التنفس الصناعي. بالنسبة للطريقة القائمة على الخيط / الخيط ، هناك فرصة لتقنية طفيفة التوغل. في هذا الإجراء ، ينتشر النسيج بزوج واحد من الملقط فقط لوضع الخيط حول الشريان الأورطي 7,13. ومع ذلك ، فإن عيب هذا الإجراء لا يزال هو الإصابة المحتملة للشريان الأورطي بسبب الربط.
في الآونة الأخيرة ، أبلغ Nakao et al.9 عن تقنية مماثلة لنهج ORAB. يتم إجراء ما يسمى بانقباض الأبهر المستعرض الناجم عن الحلقة (OTAC) باستخدام بضع مجسمة مصغر بدون تنبيب. على غرار الدراسة الحالية ، تظهر النتائج قابلية عالية للتكاثر. ومع ذلك ، قد يكون بضع القص في الفئران أكثر إيلاما للحيوانات من نشر الأنسجة مع المبعدات.
تقنية ORAB الفريدة هي تحسين للتقنية القائمة على الخيط / الخياطة. مع القطر الثابت للحلقة o ، يكون تباين التضيق وتضخم القلب اللاحق أقل ، مما يؤدي إلى نتائج أكثر قابلية للتكرار. علاوة على ذلك ، يتطلب التدريب على الإجراء عددا أقل من الفئران. يشير معدل الوفيات المنخفض لهذه الطريقة إلى أنها بديل أفضل محتمل لنموذج TAC بالخيط / الخياطة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
Acknowledgments
وحظي هذا العمل بدعم من الوزارة الاتحادية للسياسات والشؤون الخارجية (BMBF) إلى L.L.، N.F.، وO.J.M. (IVOLADMT-HF; FKZ 01KC2006A).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1 x long Fixators, 6 cm | 18200-01 | ||
| 2 x Blunt Retractors, 5 mm wide | 18200-11 | ||
| 2 x Short Fixators, 3 cm | 18200-02 | ||
| 2 x fine tip 45° angled forceps | FST (fine sience tools) | 11160-10 | |
| 3 x Blunt Retractors, 2.5 mm wide | 18200-10 | ||
| 3 x Retractor Wires | 18200-05 | ||
| 4-0 absorbable suture (Vicryl) | ETHICON | SABBKLT0 | Used to suture skin |
| 6-0 suture (Prolene), needle size:13 mm | ETHICON | JDP879 | Used to suture chest muscle |
| 8-0 suture (Prolene), needle size: 6.5 mm | ETHICON | RHBECH | Used to fast the Ring |
| Anesthetizing Box, Small | Havard apparatus | 50-0108 | |
| C57BL/6N mice | Charles River | ||
| Fluosorber Activated Charcoal Filter Canister | Havard apparatus | 34-0415 | Used to induce and maintain anesthesia |
| Handmade laryngsopcope | Intubationshelp | ||
| Harvard Apparatus Anesthetic Vaporizer | Havard apparatus | Used to induce and maintain anesthesia | |
| Heating pad + rectal probe (LSI Letica Scientific Instruments:Temperature control unit HB 101/2 ) | Panlab/ Havard apparatus | Used to control and maintain body temperature | |
| i.v. cannula blue 22-gauge (Vasofix Braunüle 0.9 x 25 mm) | B/Braunsharing Expertise | 4268091B | intubation |
| isofluran | Baxter | Anesthesia | |
| Kodan (betadine solution) | Schülke | 20003960-A | Desinfection |
| ligation aid | FST (fine sience tools) | 18062-12 | Used to perform liagtion with O-ring |
| Microscope Lighting: Schott VisiLED Set MC1500/S80-55 (+ controller) | SCHOTT | Ligth | |
| Microscope camera (Leica IC80 HD) | Leica | Used for visualiation operating field | |
| MiniVac Complete Anesthesia Systems for small rodents | Havard apparatus | 75-0233 | Used to induce and maintain anesthesia |
| Mouse Ventilator MiniVent Type 845 | Havard Apparatus | 73-0044 | Used to ventilation during surgery |
| Needle holder | FST (fine sience tools) | TE-10804 | |
| O-ring, non-slip rubber (0.0018 mm x 0.020 mm) | Apple Rubber Products | Liagtion of the aortic arch | |
| Scissors | FST (fine sience tools) | 14040-09 | Used to cut the skin and threads |
| Small Animal Retraction System (Kit for Animals up to 200 g) | FST (fine sience tools) | 18200-20 | |
| Small Base Plate, 20 x 30 cm | 18200-03 | ||
| Table intgerated with heating pad + rectal probe + ECG and transducer tripod | FujiFilm Visual Sonics Imaging System | Echocardiography | |
| Temgesic (Buprenorphin) | Indivior UK Limited | 997.00.00 | Pain pre-medication |
| three-way stop cock (blue) | |||
| Tramal (Tamadol) | Grünental | Pain post-medication | |
| transducer probe MS400 (Visual Sonics) | FujiFilm Visual Sonics Imaging System | Echocardiography | |
| Ultrasound system with cardioligy package | FujiFilm Visual Sonics Imaging System | Echocardiography | |
| Vannas Spring Scissors - 2.5 mm Cutting Edge | FST (fine sience tools) | 15000-08 | Used to cut intercostal chest muscle |
| vet ointment | Bepanten | Used to prevent eyes from drying out |
References
- Frey, N., Olson, E. N. Cardiac hypertrophy: The good, the bad, and the ugly. Annual Review of Physiology. 65, 45-79 (2003).
- Bui, A. L., Horwich, T. B., Fonarow, G. C. Epidemiology and risk profile of heart failure. Nature Reviews Cardiology. 8 (1), 30-41 (2011).
- Bolli, R. New initiatives to improve the rigor and reproducibility of articles published in Circulation Research. Circulation Research. 121 (5), 472-479 (2017).
- Dunlay, S. M., Weston, S. A., Jacobsen, S. J., Roger, V. L. Risk factors for heart failure: A population-based case-control study. The American Journal of Medicine. 122 (11), 1023-1028 (2009).
- Riehle, C., Bauersachs, J. Small animal models of heart failure. Circulation Research. 115 (13), 1838-1849 (2019).
- Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 88 (18), 8277-8281 (1991).
- Hu, P., et al. Minimally invasive aortic banding in mice: effects of altered cardiomyocyte insulin signaling during pressure overload. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 285 (3), 1261-1269 (2003).
- Mohammed, S. F., et al. Variable phenotype in murine transverse aortic constriction. Cardiovascular Pathology. 21 (3), 188-198 (2012).
- Nakao, Y., et al. O-ring-induced transverse aortic constriction (OTAC) is a new simple method to develop cardiac hypertrophy and heart failure in mice. Scientific Reports. 12, 85 (2022).
- Melleby, A. O., et al. A novel method for high precision aortic constriction that allows for generation of specific cardiac phenotypes in mice. Cardiovascular Research. 114 (12), 1680-1690 (2018).
- Lindsey, M. L., Kassiri, Z., Virag, J. A. I., de Castro Bras, L. E., Scherrer-Crosbie, M. Guidelines for measuring cardiac physiology in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 314 (4), 733-752 (2018).
- Garcia-Menendez, L., Karamanlidis, G., Kolwicz, S., Tian, R. Substrain specific response to cardiac pressure overload in C57BL/6 mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 305 (3), 397-402 (2013).
- deAlmeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H.
