Waiting
Traitement de la connexion…

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

Medicine

Minimal Invasive Quer Aortakonstriktion bei Mäusen

Published: March 14, 2017 doi: 10.3791/55293

Summary

Minimal-invasive Quer Aortakonstriktion (MTAC) schont das Wesentliche der regelmäßigen Quer Aortakonstriktion (TAC), während die Verwendung eines Ventilators mit Intubation zu beseitigen. Es erweist sich als ein höchst wünschenswertes Verfahren zur Hochdurchsatz-Untersuchungen an der linksventrikulären Überlastung, vor allem in der translationalen Studien zu sein.

Abstract

Minimal invasive Quer Aortakonstriktion (MTAC) ist ein wünschenswertes Verfahren zur Verengung der Quer Aorta in Mäusen als Standard-Open-chest Quer Aortakonstriktion (TAC). Obwohl transversale Aortakonstriktion eine hochfunktionelle Verfahren zur Induktion von hohem Druck in der linken Herzkammer ist, ist es ein schwieriger und langwieriger Vorgang aufgrund seiner Verwendung von künstlichen Beatmung mit Intubation. TAC ist oft auch weniger überlebens, wie die neuere Methode, MTAC weder erfordert das Schneiden der Rippen und Intercostalmuskeln noch Intubation mit einer Lüftungseinrichtung. In MTAC zu einer Thorakotomie im Gegensatz zu den Brustraum zuzugreifen, wird der Aortenbogen durch einen Mittellinienschnitt in dem vorderen Hals erreicht. Die Schilddrüse gezogen, um den sternalen Kerbe zu offenbaren zurück. Das Brustbein wird anschließend auf der zweiten Rippe Ebene geschnitten, und der Aortenbogen erreicht einfach durch das Bindegewebe und Thymus zu trennen. Vones kann eine Naht geschlossen werden kann, um den Bogen und gebunden mit einem Abstandshalter, und dann wird die sternal Schnitt und die Haut eingewickelt werden. MTAC ist eine viel schnellere und weniger invasive Weise linksventrikulären Hypertonie zu induzieren und ermöglicht die Möglichkeit für Hochdurchsatz-Studien. Der Erfolg der Engstelle kann hochfrequente transthorakale Echokardiographie verifiziert werden unter Verwendung, insbesondere Farb-Doppler und Pulswellen Doppler, die Strömungsgeschwindigkeiten des Aortenbogen und linken und rechten Arteria carotis, um zu bestimmen, die Dimension der Blutgefäße, und die Funktion des linken Ventrikels und Morphologie. Eine erfolgreiche Verengung wird auch erhebliche histopathologischen Veränderungen auslösen, wie zum Beispiel Herzmuskelzelle Hypertrophie mit interstitielle und perivaskuläre Fibrose. Hier wird das Verfahren von MTAC beschrieben, was zeigt, wie die sich ergebende Strömungsänderungen in den Halsschlagadern mit der Echokardiographie, grober Morphologie und histopathologische Veränderungen im Herzen untersucht werden.

Introduction

Der Zweck dieses Artikels ist es zu zeigen, wie quer Aortakonstriktion (TAC) bei Mäusen modifiziert werden können, eine einfachere und zweckmäßige Operation zu erzeugen. TAC wurde zum ersten Mal im Jahr 1991 1 und aktiviert Molekularbiologen eingeführt , um die zellulären und molekularen Mechanismen zu untersuchen, die in den linken Ventrikel zu Hypertrophie führen und zu Herzversagen, vor allem bei Kleintieren mit manipulierten Genome 2, 3, 4, 5, 6. Trotz seiner Wirksamkeit bei der gewünschten Drucküberlastung der Herstellung wird die Technik letztlich durch die Schwierigkeit bei der Durchführung des Verfahrens und der durch seine geringe Überlebensrate begrenzt. Ein Chirurg TAC Durchführung muss in der Lage sein Intubation durchzuführen, Thorakotomie, und verwenden Sie die künstliche Beatmung , um Lungen - Kollaps 1 zu verhindern.

content "> Oft ist eine einfache und weniger invasive Verfahren erwünscht ist. Als Folge minimal invasive Quer Aortakonstriktion (MTAC) wurde 3 entwickelt. Obwohl das Ergebnis (insbesondere der linksventrikulären Hypertrophie) gleich ist, das Verfahren wesentlich weniger Vorrichtungen beinhaltet und weniger Schäden an das Tier. MTAC erweist sich als wünschenswert, Verfahren zu sein, das eine höhere über~~POS=TRUNC hat, über 90%, und hat eine Betriebszeit von nur 15 bis 25 min. die selten Todesfälle nach erfolgreicher Operation kann auch zurückzuführen sein -Straffe Verengung der Aortenbogen, was zu einer enormen linksventrikulären Überlastung und fatal Reduktion der Blutzufuhr zu kritischen Organen wie den Nieren.

Nachdem die Prozedur abgeschlossen ist, kann der Echokardiographie den Erfolg der Streifenbildung und der kardialen Morphologie und Funktion zu bewerten, verwendet werden. Ein Hochfrequenz-Ultraschallsystem kann verwendet werden, um den Durchmesser zu messen und Änderungen fließen in den linken und rechtenKarotiden, den Aortenbogen Einschnürung für Spitzenströmungsgeschwindigkeitsmessungen zu visualisieren und den linken Ventrikel Wandstärke und Funktionsparameter 7, 8 zu bestimmen. Nach Euthanasie, können auch die Organe für histopathologische Studien mit Hämatoxylin und Eosin-Färbung und Färbung Picrosirius Kollagen, wobei letztere besonders nützlich für die Beobachtung von Fibrose gesammelt werden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Das Protokoll folgt den Richtlinien des Ausschusses für die Verwendung lebender Tiere in der Lehre und Forschung (CULATR) an der University of Hong Kong.

1. Betrieb Standortvorbereitung

  1. Desinfizieren Sie die Operationsstelle mit 75% Isopropylalkohol. Stellen Sie die Heizkissen Temperatur auf 37 ° C Änderungen der Herz zu vermeiden und die Atemfrequenz des Subjektes Tier.
  2. Verwendung sterilisiert chirurgische Instrumente in einem Schwerkraftverdrängungs Sterilisator bei 121 ° C für 30 min oder durch andere geeignete Verfahren.
  3. Nehmen 2 bis 4 30-Gauge - Nadeln und die Kurve sie mit einem Nadelhalter, wie in Figur 1 ersichtlich , ein Werkzeug für die Ligation und Gewebetrennung zu machen , und zur Verwendung als ein Retraktor. Montieren Sie das jetzt gekrümmte Nadel auf einem Baumwoll-Applikator für den Einsatz in der Chirurgie.
  4. Blunt eine 27-Gauge-Nadel und die Kurve mit dem Nadelhalter 90º. Glätten Sie die Spitze durch eine harte Oberfläche reiben eine 0,4-mm-Abstandshalter in Ligatur Schritt zu machen.

  1. Anesthetize ein 2-Monats-alt, männlich, 22-25 g C57BL / 6N Maus mit einem geeigneten Ketamin und Xylazin-Gemisch im Verhältnis zum Körpergewicht: 100 mg / kg + 10 mg / kg ip Bestätigen Sie die Betäubung mit dem negativen Schwanz Prise Reflex .
  2. Entfernen Sie die Haare auf dem vorderen Hals und Brust mit einem 2- bis 3-min Anwendung von Enthaarungscreme. Entfernen Sie die Creme mit warmem Wasser und einem Watteträger.
  3. Anwenden ophthalmischen Salbe oder Gel auf die Augen des Tieres das Austrocknen der Hornhaut zu verhindern.
  4. Legen Sie das Tier auf einem Heizkissen in Rückenlage und führen intraoperative Überwachung, wobei Sie bei jedem 15-Minuten-Intervall entsprechende Dokumentation zu halten.
  5. Verwenden Sie chirurgische Papierband, die Glieder zu dem Heizkissen zu sichern, um das Tier in der richtigen Position während der Operation zu halten.
  6. Desinfizieren Sie die Haut abwechselnd mit Alkohol und Povidon-Jod-Lösung dreimal.
  7. Verwenden Sie eine sterile drAffe mit einer exponierten Operationsfeld zu verhindern Kontamination. Verwenden Sie neue sterile Handschuhe für jede Maus und wie nötig.

3. Ligatur Verfahren

  1. Öffnen Sie die Haut der Maus an der Mittellinie Position des Halses und der Brust mit einem Skalpell.
  2. Ziehen Sie die Schilddrüse in Richtung des Kopfes durch leichtes Bindegewebe mit stumpfen Schere trennt.
  3. Trennen Sie die Muskelschicht auf der Luftröhre an der Mittellinie zu beiden Seiten mit den gekrümmten Nadeln.
  4. Unter Verwendung der stumpfen Schere, schneiden Sie das Brustbein zu der zweiten Rippe (ca. 5 mm). Öffnen Sie den Schnitt mit einem Aufroller oder gebogenen Pinzette.
  5. Trennen Sie die Thymus Lappen voneinander und der unteren Brustwand durch das Bindegewebe mit der gekrümmten Nadel zu trennen; die Quer Aortenbogen und zwei Halsschlagadern wird an dieser Stelle deutlich sichtbar sein.
  6. Legen Sie die gebogene Nadel unter dem Bogen und perforieren zwischen der Gefäßwand und Bindegewebe auf der anderen Seite durch EiterHing den gekrümmten Kopf heraus.
  7. Mit der gebogenen Nadel, ziehen Sie den 6-0 Monofilamentnahtmaterial unter dem Aortenbogen.
  8. Setzen Sie den Abstandshalter in der Schleife und befestigen Sie die Naht an Ort und Stelle mit einem Doppelknoten. Entfernen Sie vorsichtig den Spacer.
  9. Bestätigen Sie eine erfolgreiche Verengung mit dem Knoten Position und schneiden Sie die Enden des Fadens.
  10. Schließen Sie die Brustwand mit 6/0 Seidennaht mit einem einfachen Knopfnaht Muster. Schließen Sie die Haut mit einem 6/0 Monofilamentnahtmaterial in einem fortlaufenden Naht Muster.

4. postoperative Pflege

  1. Bewerben Povidon-Jodlösung auf die Nahtstelle und legen Sie das Tier in einem vorgewärmten Käfig für die Verwertung und die postoperative Überwachung.
  2. Injizieren Buprenorphin (0,05 bis 0,1 mg / kg sc alle 12 h), nachdem das Tier das Bewusstsein um Schmerzen zu lindern wiedererlangt hat und geben Sie die Maus mit den entsprechenden weiche Nahrung.
  3. Bringen Sie das Tier in einen 12-h Hell / Dunkel-Zyklus Raum nach vollständiger Genesung.

5.Echokardiographie: Bestätigung der erfolgreichen Ligatur und Messungen

  1. Nach einer Woche anästhesieren die zuvor gebänderten Maus mit 3 bis 5% Isofluran, für die Induktion und 1 bis 1,5%, für Wartung, mit einem 1 L / min Sauerstoffströmungsrate.
  2. Entfernen Sie die Brustbehaarung mit Enthaarungscreme. Gründlich entfernen Sie die Creme mit warmem Wasser und einem Watteträger.
  3. Sichern Sie die Maus in Rückenlage auf das Tier-Handling-Plattform, bei 37 ° C gehalten. Bewerben Elektroden-Gel auf die Pfoten und klebt sie auf das Kissen mit Elektroden.
  4. Bewerben Ultraschall-Gel auf die Maus Brust. Mit einem 40-MHz MS550D Sonde und einem Hochfrequenz-Ultraschallsystem, führen Farbdoppler und gepulste Doppler-Wellenabtastung an der linken und rechten Halsschlagader, sowie auf den Aortenbogen.
  5. Mit B-Modus, suchen Sie den linken Ventrikel. Mit M-Modus kann der systolische und der diastolische Wanddicke gemessen werden. Verwenden Cine Store und Frame-Daten speichern und Bilder zu speichern, wie erforderlich.
  6. UB-Modus, suchen Sie die linke Arteria carotis communis vor dem Verzweigungspunkt singen. Verwenden Sie Pulswelle und Farb-Doppler, um den Fluss zu bewerten. Wiederholen Sie mit der rechten Arteria carotis an einem ähnlichen Punkt. Speichern Sie die Bilder in Cine-Speicher und Bildspeicher-Modi später zu analysieren.
  7. Kippen Sie das Tier-Handling-Plattform zu weit links, so dass die Maus in der linken Dekubitus Position befindet. Platzieren Sie die Sonde auf der Maus, 30 ° versetzt von einer Position parallel zum Kopf an der parasternal Position, und zu manipulieren, X und Y die Aortenbogen zu finden.
  8. Suchen Sie die Verengung. Verwenden Sie Farb-Doppler-Modus, um die Stelle der Verengung besser sichtbar zu machen, wie Blut zwischen dem Punkt, durch einen schmalen Kanal fließen wird, wo die beiden Halsschlagadern aus dem Aortenbogen verzweigen.
  9. Verwenden Sie Pulswelle und Farbdoppler die Spitzenströmungsgeschwindigkeit zu messen. Verwenden Cine Store und Frame-Daten speichern und Bilder zu speichern, wie erforderlich.
  10. Lassen Sie das Tier auf einem Heizkissen in Bauchlage zu erholen.Bringen Sie das Tier auf den ursprünglichen Käfig in einem 12-h Hell / Dunkel-Zyklus Raum nachdem sie vollständig aus der Narkose erholt hat.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

MTAC ermöglicht die Induktion von signifikanten Hypertonie im linken Ventrikel in einer angemessenen Weise.

Wie in Abbildung 1 zu sehen ist , ist die Herstellung der wichtigsten Werkzeuge für das Verfahren einfach und minimal und erfordert nur 2 bis 4 30-Gauge - Nadeln gebogen und mit einem Polyurethan - Rohr an Ort und Stelle gehalten werden. Das chirurgische Verfahren selbst ist auch weniger kompliziert, da zu TAC verglichen und können leicht durchgeführt werden. Sobald der Schilddrüse zurückgezogen wurde, wird das Brustbein geschnitten und der Thymus bewegt wird, um die Ansicht zu löschen. Der Aortenbogen ist leicht lokalisierbar für die Ligation Verfahrens (Abbildung 2).

MTAC produziert zuverlässig linksventrikulären Drucküberlastung in ligierten Mäusen. Figur 3 zeigt dies deutlich, wie eine verengte Quer Aorta kann deutlich in Figur 3C beobachtet werden, wie well als erhöhte Spitzenströmungsgeschwindigkeit durch das Verengungsstelle in 3D. Dies kann auf die scheinoperierten Maus verglichen werden, gesehen in 3A und 3B, die keine Einschnürung mit normalen Spitzenströmungsgeschwindigkeit aufweist. Als Folge der in 4C gesehen Ligation wird die Strömungsgeschwindigkeit in der rechten Arteria carotis deutlich erhöht, und der Druck der aufsteigenden Aorta aufbauen kann und im Herzen linksventrikulären Hypertrophie zu erzeugen. Jedoch als Folge der vorgeschalteten Einschnürung wird die Strömungsgeschwindigkeit in der linken Arteria carotis communis deutlich reduziert, wie in Figur 4D. Auf der anderen Seite, nahezu identische Blutfluß Arteria carotis in der scheinoperierten Maus beobachtet, wie in 4A (rechte Arteria carotis) und 4B (linke Arteria carotis).

Die sich ergebende Hypertrophie bezogenen Parameters und die Überlebenskurve sind in Figur 5, in dem das Herz des MTAC-ligierten Maus kann beobachtet werden, daß deutlich vergrößert und verformt leicht beobachtet. Dies ist nur dann weiter auf zellulärer Ebene zu sehen ist , wie in 6A und 6B gezeigt, die den vergrßerten Herzen des MTAC betriebenen Maus weist im Vergleich zu der scheinoperierten Maus. Was kann weiter beobachtet werden , ist die erhöhte Herzmuskelzellgröße und Fibrose in MTAC Mäusen (6D, 6F und 6H) im Vergleich zu nicht-ligierten Mäusen (6C, 6E und 6G).

Da MTAC kann durch eine Hochfrequenz - Ultraschallsystem überprüft werden, das Versagen der erfolgreich den Aortenbogen einengen wird durch das Fehlen eines sichtbaren Einschnürung der Quer Aorta in der zweidimensionalen Echokardiographie, wie in 3B offenbart werden 3D. Dies kann weiter mit den gepulsten Wellen und Farb - Doppler - Modus überprüft werden, eine erfolgreiche Verengung sollte eine höhere Strömungsgeschwindigkeit in der rechten Arteria carotis und reduzierter Strömungsgeschwindigkeit in der linken Arteria carotis (4C und 4D) demonstrieren.

Abbildung 1
Abbildung 1: Prozess der gewünschten Nadelhaken Forming durch Biegen eines 1-in, 30-Gauge - Nadel - Spitze. A) Das ursprüngliche 1-in, 30-Gauge - Nadel Spitze. B) Fassen Sie die Nadelspitze mit dem Nadelhalter und biegen etwa auf halber Strecke entlang seiner Länge. Biegen, um die Nadel in einer Schleife, den Nadelhalter und die Hände verwenden, wie nötig, um die Schleife in der oberen rechten Seite der Figur im Bild zu bilden. C) Decken Sie die Nadel mit einem Polyurethanschlauch , um das gebogene Segment in Position zu halten. D) Mit derNadelhalter, biegen Sie die Spitze der Schleife in die gewünschte Form. In diesem Fall, mit einer Nadelspitze zwei 45 - 60 ° -Bögen wurde zu Darstellungszwecken gezeigt. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 2
Abbildung 2: Der Prozess des Quer Aortenbogen Ligieren. A) Der Aortenbogen ist deutlich sichtbar. B) Unter Verwendung der oben genannten Häkelnadel, trennen den Aortenbogen aus dem nahe gelegenen Bindegewebe. C) die Hakennadel Verwendung, zur Führung des Fadens unter dem Aortenbogen und mit der Verwendung eines Spacers, eine Einschnürung des gewünschten Durchmessers zu binden. D) abgeschlossen Ligatur. Pl erleichtern klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 3: Farbe und Pulsed-Wave - Doppler - Ultraschall - Bildgebung aus dem Aortenbogen von abgebunden und nicht ligierten Mäuse. A) Farb - Doppler - Bildgebung des Aortenbogen eines nicht-ligierten Maus. Die beiden Halsschlagadern sind deutlich zu erkennen, sowie das Fehlen einer Einschnürung zwischen ihnen. B) Aortic Spitzenströmungsgeschwindigkeit eines nicht-ligierten Maus. C) Farb - Doppler - Bildgebung des Aortenbogen eines ligierten Maus. Die Verengung zwischen den beiden Halsschlagadern auf dem Aortenbogen sichtbar ist (gelb Pfeilspitzen). D) Spitzenströmungsgeschwindigkeit an der Verengungsstelle. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Inhalt "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Abbildung 4
Abbildung 4: Pulsed-Wave - Doppler - Imaging von der linken und rechten Arteria carotis von abgebunden und nicht ligierten Mäuse. A) Pulsed Wellen Doppler - Bildgebung des linken Karotisarterie eines nicht-ligierten Maus. B) Pulsed Doppler-Welle von der rechten Arteria carotis eines nicht-ligierten Maus. Es ist bemerkenswert, dass die Geschwindigkeit des Blutflusses zu der von der linken Arteria carotis nahezu identisch ist. C) Pulsed Doppler-Welle von der rechten Arteria carotis einer Maus mit einer Einschnürung an seinem Aortenbogen. Die Blutgeschwindigkeit wird wesentlich durch die Verengung erhöht stromab der Eintritt in den linken Arteria carotis. D) Pulsed Doppler-Welle der linken Arteria carotis einer Maus mit einer Einschnürung an seinem Aortenbogen. Die Blutflussgeschwindigkeit wird signifikant durch stromaufwärts der Verengung verringert das Eindringen vondie linke Arteria carotis. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 5
Abbildung 5: Herzhypertrophie und verwandte Parameter mit einer Überlebenskurve von 3-Wochen - abgebunden und nicht ligierten Mäuse. A) Das Herz von einem 3-Monate alten Maus ohne Quer Aortakonstriktion. Das Herz ist gesund und einer normalen Form, ohne sofort ersichtlich Pathologien. B) Das Herz eines 3 Monate alten Maus , die MTAC für 3 Wochen unterzog. Beachten Sie die eindeutig unförmig Natur des Herzens aufgrund der linksventrikulären Wand Erweiterung. Die Ligation auf dem Aortenbogen ist ebenfalls sichtbar. C) Ein Querschnitt des Herzens eines 3 Monate alten nicht-ligierten Maus. D) Ein Querschnitt des Herzens eines 3-month alten Maus, die quer Aortakonstriktion für 3 Wochen unterzog. Die Vergrößerung des linken Ventrikels ist deutlich sichtbar. Das Herz in der Regel wird auch durch MTAC aufgrund der linksventrikulären Drucküberlastung verursacht vergrößert. E) Das Herz-zu-Körpergewicht - Verhältnis wird in Mäusen mit einem Band versehene für 3 Wochen signifikant erhöht. F) Das Herz-nach-links Tibiaknochens Längenverhältnis signifikant bei Mäusen erhöht wird für 3 Wochen gebändert (*, p <0,05; ** p <0,01; *** p <0,001). G) Überlebenskurve für einen 3-wöchigen Experiments (MTAC = 12 und SHAM = 12). Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 6
Abbildung 6: Histologische Slides der Maus Herz. A) Ein Querschnitt eines sham betriebene Maus Herz. B) Ein Querschnitt eines Herzens für 3 Wochen-MTAC ligiert, mit einem verdickten linken Ventrikelwand und partielle Fibrose. Die Gesamtherzgröße wird ebenfalls erhöht. C) Längsschnitt von Herzmuskelfasern von einer Sham-Maus. D) Längsschnitt von Herzmuskelfasern von einem MTAC-ligierten Maus. Die Zellen werden deutlich vergrößert, wie durch ihre erhöhten Durchmesser belegt, während der Kern die gleiche Größe geblieben ist. E) Querschnitt der Muskelfasern aus einer Sham-Maus. F) Querschnitt von Herzmuskelfasern von einem MTAC-ligierten Maus. Die Zellen werden vergrößert aufgrund der Druckbelastung infolge des MTAC. G) Die Koronararterien von einer Sham-Maus mit Picrosirius Rot für Kollagen gefärbt. H) Koronararterien von einem MTAC-ligierten Maus. Eine erhebliche Menge an Kollagengewebe beobachtet around die erweiterten Blutgefäß, was auf eine perivaskuläre Fibrose aufgrund der Druckbelastung in den Koronararterien. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Rockman und Kollegen entwickelt, um das erste Verfahren zur aortic banding als Methode Drucküberlastung im Herzen zu untersuchen. Dies ermöglichte Forschung zu beginnen , um die zellulären und molekularen Folgen von Bluthochdruck und Herzinsuffizienz 1 aufzudecken. Ein verbessertes Verfahren, minimal invasive Quer Aortakonstriktion (MTAC), liefert ein zugänglich, zeitabhängigen Verfahren zur Induktion der linksventrikulären Drucküberlastung und Herzinsuffizienz, ohne die Nachteile der herkömmlichen Quer Aortakonstriktion 9. Das Verfahren selbst kann als TAC im Vergleich deutlich leichter und mit einer erhöhten Überlebensraten durchgeführt werden. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens ist, dass es die Leistung des Aortakonstriktion Experiment ermöglicht, aber mit wesentlich weniger Ausrüstung, chirurgische Geschicklichkeit, und die Betriebszeit für das gleiche oder ein besseres Ergebnis.

Die Open-Brust-Methode in der TAC-Verfahren nicht ermöglicht größere Zugriff und einen besseren Blick auf die Gesamtheit des Herzens und der Gefäße. Die potentielle Vorteil ist, dass es leicht mit anderen Verfahren, wie beispielsweise die Leistung der Lungenarterienverengung zur rechten ventrikulären Drucküberlastung oder Koronararterie Ligierung für ischämische Zustände zur gleichen Zeit wie der Aortenbogen banding geschieht in Kombination durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu ist die minimal-invasive Verfahren für irgendetwas nicht geeignet anderen als auf- oder quer Aortenbogen Einschnürung.

Es ist bemerkenswert, dass dieses Verfahren wurde in einer Vielzahl von Weisen angepasst und modifiziert. In einigen Fällen aufgrund der Verwendung von Titan-Clips anstelle einer Naht der Aorta zu verengen ist mehr als angemessen erachtet, dass es sich um eine experimentelle Bedingung ist, die leicht reproduzierbar ist: die Bänder nicht abrutschen können, wie sie in Standard-TAC und MTAC Verfahren können beteiligt 6 Nähten. In dem Fall, dass, wenn er mit dem Hochfrequenz-Ultraschallsystem getestet,eine große Anzahl von Mäusen erfolgreich während des Experiments, das weiterhin die Praxis erforderlich ligiert nicht. Vielleicht ist die Anwendung der oben genannten Titanclips kann die Erfolgsrate des 6 Operation verbessern.

Wenn das Experiment leitet, ist es entscheidend, dass die Naht um die Aorta nicht zu eng ist. Es kann die Aorta oder zu einer schwerwiegenden Reduktion des Blutflusses mit dem Rest des Körpers, einschließlich der kritischen Organen wie Nieren schädigen. Es muss auch sanft sein getroffen werden, wenn die gekrümmte Haken mit der Aorta aus dem umgebenden Bindegewebe und Gefäßen zu trennen, wie es die Lungenvenen und andere Gefäße verletzen können und zu tödlichen Blutverlust führen kann. Die Brusthöhle hat negative und der äußeren Umgebung hat positive Druck. In diesem Verfahren, obwohl wurde die Brustwand vom Brustbein aufgeschnitten und der Aortenbogen wurde gebändert, waren die Brusthöhle und Unterdruckumgebung intakt. Wenn es ACCIDENTAl Beschädigung und der Innenunterdruck geändert wurde, hätte die Lunge kollabiert, und das Tier würde augenblicklich gestorben sind, da würde es keinen Überdruckbeatmung waren. Normalerweise kann das Verfahren sicher innerhalb von 30 Minuten durchgeführt werden, auch bei langsamen Leistung, wenn es keine tödlichen Verletzungen. Die postoperative Betreuung ist auch entscheidend, da kann der Druck reduziert werden, wenn das Tier dehydriert ist, oder das Tier kann aufgrund von Schmerzen verhungern und schwer in die Nahrung gelangen. Leicht verfügbare weiche Nahrung, Analgetika und Rehydrierung sind von wesentlicher Bedeutung für die Verwertung, sowie für ein erfolgreiches Ergebnis.

Die anschließende Verwendung von Ultraschallsysteme, insbesondere der Farbdopplermodus, ermöglicht die Visualisierung des Quer Aortenbogen, die erfolgreiche Einschnürung, und die Auswirkungen von MTAC. Das Ultraschallsystem ermöglicht die Messung der Strömungsgeschwindigkeit in Karotis-Arterien, der Dicke der Arterienwände und der Morphologie des linken Ventrikels.Bemerkenswert ist , sollte das Verhältnis von Strömungsgeschwindigkeiten in normaler oder scheinoperierten Mäusen etwa 1 bis 10 sein. Die Spitzenströmungsgeschwindigkeit in der Verengungsstelle kann den Druckgradienten unter Verwendung von modifizierten Bernoulli-Gleichung (4 x V max 2) für eine zuverlässige Parameter als Karotis - Verhältnis zu berechnen. Es ist erwähnenswert, dass während der Echokardiographie, dass die Körpertemperatur und die Herzfrequenz so nahe wie möglich an dem normalen physiologischen Bereich gehalten werden und sollte zwischen Tieren ähnlich zu 10 vergleichbare Datenpunkte erzeugen.

Unterschiedlich starke Verengung kann aus unterschiedlichen Erfahrungsstufen von Betreibern abgeleitet werden und die erhaltene Morphologie signifikant beeinflussen können. Um konsistente Ergebnisse zu erhalten, erfolgreich Einschnürung mit Druckgradient Ebenen Kontrolle und nur Mäuse, innerhalb bestimmter Grenzen, wie beispielsweise ein Druckgefälle zwischen 40-80 mmHg verwendet wird, ist wichtig. Wann immer möglich, Hochfrequenz echocardiography sollte zur Bestätigung und Tierauswahlkriterien verwendet werden, die Kohärenz der Studie Ergebnisse zu erzielen. Jedoch ist die Echokardiographie nicht notwendig für die MTAC Methode selbst.

Wenn Hochfrequenz Echokardiographie nicht verfügbar ist, kann die erfolgreiche Verengung mit Herzgewicht und relativen Verhältnisse und der histopathologischen Untersuchung am Ende des Experiments überprüft werden. Die erfolgreiche Verengung erhöht mageres Herzgewicht und das relative Verhältnis zum Körpergewicht und linken Tibia Knochenlänge. In ähnlicher Weise kann Herzmuskelzelle Hypertrophie und sowohl interstitielle und perivaskuläre Fibrose auch bei der erfolgreichen ligierten Mäusen beobachtet werden. Dieses 3-einwöchige Experiment soll nur Herzhypertrophie zu induzieren, aber nicht einen Fehler zu verursachen. 8 Wochen später - Die Herzdilatation und Herzinsuffizienz in der Regel nach 6 einsetzte.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Wir möchten die Universität Research Facility in Life Sciences (ULS) der Hong Kong Polytechnic University für die Bereitstellung von Vevo 2100 Ultraschallsystem zu erkennen. Besonderer Dank geht an Dr. Chunyi Wen von der Interdisziplinären Abteilung für Biomedizinische Technik, Hong Kong Polytechnic University, für die Ausbildung und Erleichterung. Diese Arbeit wurde von HK Regierung RGC Grants GRF unterstützt 17127215, 764812 und HKU6 / CRF / 11G Billy KC Chow.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 inch 30 Gauge Needles BD, Franklin Lakes, NJ 07417, USA.  305128 Curved as in the procedure and Figure 1
27 Gauge Needle BD, Franklin Lakes, NJ 07417, USA.  301629 Make blunt and smooth for spacer
6/0 Dafilon B. Braun, 34212 Melsungen, Hessen, Germany. C0933066
6/0 Silkam B. Braun, 34212 Melsungen, Hessen, Germany. C0762067
Sterile gloves A.R. Medicom, Inc (Asia), Hong Kong.
Cotton Applicator Mannings, Quarry Bay, Hong Kong. Local Shopping Center
Depilatory Cream Veet (Hong Kong), Kwun Tong, Kowloon, Hong Kong Local Shopping Center
Lexer-Baby Scissor FST, British Columbia V7H 0A6, Canada. 14078-10
Curved Iris Forcep FST, British Columbia V7H 0A6, Canada. 11065-07
Micro Olsen-Hegar Needle Holder WPI, Sarasota, FL 34240, USA.  501989
Stereo Micrioscope WPI, Sarasota, FL 34240, USA.  PZMIII-BS
GenTeal Eye Gel Novartis, East Hanover, NJ 07936, USA.  Local Pharmacy
Heating Pad Kent Scientific Corporation, Torrington, CT 06790, USA.  DCT-20
Surgical tape Laboratory Animal Unit
Ketamine and Xylazine Laboratory Animal Unit
Betadine Laboratory Animal Unit
Buprenorphine Laboratory Animal Unit

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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. Proc Natl Acad Sci U S A. 88 (18), 8277-8281 (1991).
  2. de Almeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. Transverse aortic constriction in mice. J Vis Exp. (38), (2010).
  3. Hu, P., et al. Minimally invasive aortic banding in mice: effects of altered cardiomyocyte insulin signaling during pressure overload. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 285 (3), H1261-H1269 (2003).
  4. Shimizu, I., et al. Excessive cardiac insulin signaling exacerbates systolic dysfunction induced by pressure overload in rodents. J Clin Invest. 120 (5), 1506-1514 (2010).
  5. Tarnavski, O. Mouse surgical models in cardiovascular research. Methods Mol Biol. 573, 115-137 (2009).
  6. Zhang, X., et al. A modified murine model for the study of reverse cardiac remodelling. Exp Clin Cardiol. 18 (2), e115-e117 (2013).
  7. Hartley, C. J., et al. Doppler estimation of reduced coronary flow reserve in mice with pressure overload cardiac hypertrophy. Ultrasound Med Biol. 34 (6), 892-901 (2008).
  8. Scherrer-Crosbie, M., Thibault, H. B. Echocardiography in translational research: of mice and men. J Am Soc Echocardiogr. 21 (10), 1083-1092 (2008).
  9. Faerber, G., et al. Induction of heart failure by minimally invasive aortic constriction in mice: reduced peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator levels and mitochondrial dysfunction. J Thorac Cardiovasc Surg. 141 (2), 492-500 (2011).
  10. Li, L., et al. Assessment of Cardiac Morphological and Functional Changes in Mouse Model of Transverse Aortic Constriction by Echocardiographic Imaging. J Vis Exp. (112), (2016).

Tags

Medizin Heft 121 Mausmodell minimal quer Aortenbandierung Herzhypertrophie Fibrose Echokardiographie Doppler-Bildgebung
Minimal Invasive Quer Aortakonstriktion bei Mäusen
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Zaw, A. M., Williams, C. M., Law, H. More

Zaw, A. M., Williams, C. M., Law, H. K. W., Chow, B. K. C. Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice. J. Vis. Exp. (121), e55293, doi:10.3791/55293 (2017).

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