Waiting
Traitement de la connexion…

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

Medicine

En pulmonell stammen Banding modell av trycket överbelastning inducerad höger vänsterkammarhypertrofi och misslyckande

Published: November 29, 2018 doi: 10.3791/58050

Summary

Vi presenterar en kirurgisk metod för att framkalla rätt vänsterkammarhypertrofi och misslyckande i råttor.

Abstract

(RV) högerkammarsvikt induceras av ihållande tryck överbelastning är en stor bidragsgivare till sjuklighet och dödlighet i flera hjärt sjukdomar. Tillförlitliga och reproducerbara djurmodeller av RV misslyckande är därför påkallad för att undersöka sjukdomsmekanismer och effekter av potentiella terapeutiska strategier. Bandning av pulmonell stammen är en vanlig metod att inducera isolerade RV hypertrofi men i allmänhet tidigare beskrivna modeller inte har lyckats skapa en stabil modell av RV hypertrofi och misslyckande.

Vi presenterar en råtta modell av trycket överbelastning inducerad RV hypertrofi orsakas av pulmonell stammen banding (PTB) som gör att olika fenotyper av RV hypertrofi med och utan RV misslyckande. Vi använder en modifierad ligating klipp appliceringspistolen för att komprimera ett Titan klipp runt pulmonell stammen en förinställda innerdiameter. Vi använder olika klipp diametrar för att framkalla olika stadier av progression av sjukdomen från mild RV hypertrofi till dekompenserad RV misslyckande.

RV hypertrofi utvecklar konsekvent i råttor utsätts det PTB-förfarandet och beroende på tillämpad banding klippet diameter, vi kan exakt återge olika sjukdomen allvarlighetsgrader alltifrån kompenserad hypertrofi till svår dekompenserad RV misslyckande med extra hjärt manifestationer.

Den presenterade PTB-modellen är en giltig och robust modell av trycket överbelastning inducerad RV hypertrofi och misslyckande som har flera fördelar till andra banding modeller inklusive hög reproducerbarhet och möjligheten att inducera allvarliga och dekompenserad RV misslyckande.

Introduction

Höger kammare (RV) kan anpassa sig till en ihållande tryck överbelastning. I tid, dock adaptiva mekanismer misslyckas att upprätthålla hjärtminutvolym, RV vidgar och så småningom RV misslyckas. RV funktion är den viktigaste prognostiska faktorn för flera hjärt sjukdomar inklusive pulmonell arteriell hypertension (PAH), tromboembolisk pulmonell hypertension (CTEPH) och olika former av kongenital hjärtsjukdom med ett tryck (eller volym) överbelastning i RV. Trots intensiv behandling förblir RV misslyckande en dominerande dödsorsak i dessa villkor.

Till följd av den unika egenskaper1,2 och embryologiska utveckling3 av RV, kan kunskap som härrör från vänster hjärtsvikt inte helt enkelt extrapoleras till högersidig hjärtsvikt. Djurmodeller av högersidig hjärtsvikt krävs därför för att undersöka mekanismerna bakom RV misslyckande och potentiella farmakologiska behandlingsstrategier.

Det finns experimentella modeller av pulmonell hypertension inducerad av SU5416 kombinerat med hypoxi (SuHx)4 eller monocrotaline (MCT)5, som framkalla RV misslyckande sekundärt till sjukdom i den pulmonell kärlsystemet. Dessa modeller används för att utvärdera terapeutiska effekterna av droger som mål den pulmonell kärlsystemet. Både SuHx och MCT modellen är icke-fasta afterload modeller av RV misslyckande. Det är följaktligen inte möjligt att dra slutsatsen om en förbättring av RV funktion efter ett ingripande är sekundär till afterload minska pulmonell vaskulär effekterna eller om det orsakas av direkta effekter på RV. Den MCT-modellen har dessutom flera extra hjärteffekter.

I experimentella pulmonell stammen banding modeller, är afterload av RV fast på grund av en mekanisk förträngning av pulmonell stammen. Detta tillåter för utredning av direkta kardiella effekter av en intervention på RV oberoende från alla pulmonella vaskulära effekter6,7,8,9. Vanligtvis, utförs banding genom att placera en nål längs pulmonell stammen. Sedan en ligatur är placerade runt nålen och pulmonell stammen och bundna med en knut, och nålen avlägsnas lämnar suturen runt pulmonell stammen. Beroende på mätaren nålen, olika grader av förträngningar kan tillämpas, men trots detta tillvägagångssätt används allmänt, det har vissa nackdelar. Först, diameter banding är inte exakt samma som den yttre diametern av nålen som ligatur är knuten runt både nålen och pulmonell stammen. För det andra kan det finnas betydande variation till hur tätt knuten är knuten vilket gör det svårt att återskapa en viss grad av ränder. Detta kommer att leda till en variation i banding diameter och därmed en större spridning. Slutligen kan knuten lossna med tiden.

En studie gäller ett halvslutna tantal klipp runt den pulmonella stammen10. De komprimerade klippet runt pulmonell stammen till ett inre område för 1,10 mm2 och jämförde den med råttor som utsätts för ränder med en sutur med hjälp av en 18 G nål. Sammantaget var ränder med klippet associerade med mindre peri-kirurgiska komplikationer och data varians.

Baserat på de principer som beskrivs av Schou et al.11, vi vidareutvecklas och karakteriseras pulmonell stammen banding (PTB) modell av RV hypertrofi och misslyckande. Här presenterar vi vår erfarenhet av att använda denna modell baserat på resultat från tidigare studier12,13. För denna modell komprimeras en Titan klipp runt pulmonell stammen till en exakt förinställd inre diameter, som kan justeras för att framkalla distinkta RV misslyckande fenotyper.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla råttor behandlades enligt danska nationella riktlinjer som beskrivs i den danska lagen om djurförsök och ministerdekret om djurförsök. Alla experiment godkändes av den institutionella etikprövningsnämnden och utförs i enlighet med den danska lagen för djurförsök (tillståndsnummer 2012-15-2934-00384, danska justitieministeriet).

1. justering av den Ligating klipp appliceringspistolen

Obs: Ränder av pulmonell stammen utförs med en modifierad öppen ligating klipp appliceringspistolen med en vinklad käken. Appliceringspistolen är modifierad med en justerbar stopp mekanism för att stoppa komprimering när käftarna når ett exakt avstånd från varandra. När en liten Titan ligating klipp komprimeras med den modifierade appliceringspistolen, kvarstår en lumen mellan benen på klippet med en viss diameter enligt justeringen av mekanismen för stopp (figur 1).

  1. Välj diameter av önskad banding, e.g., 0.6 mm.
  2. Justera den ligating klipp appliceringspistolen tills avståndet mellan käftarna är 1,0 mm när fullt komprimerade. Detta lämnar en lumen av 0.6 mm som två klipp benen har en tjocklek av 0,2 mm varje.

Figure 1
Figur 1: The PTB förfarande. (A) den kirurgiska instrument som används för PTB förfarandet även den ligating klipp appliceringspistolen (blå pil). (B), hållplatsen Justerbar mekanism av den ligating clip applier. Att vrida kugghjulet (blå pil) kommer att justera positionen för PIN-koden (gul pil), som stannar stängning av appliceringspistolen när käftarna når ett visst avstånd från varandra. Avståndet motsvarar två gånger tjockleken på benen på klippet plus den inre diametern av klippet när klippet är komprimerade och kan kalibreras med hjälp av till exempel en nål med en känd yttre diameter. (C) appliceringspistolen komprimerar ett Titan klipp en exakta innerdiameter förspecificerad genom justering av applier. (D), inre diametern av komprimerade klippet kan justeras för att framkalla olika svårighetsgrader av RV hypertrofi och misslyckande. För de data som presenteras, en inre diameter på 1,0 mm användes för att inducera mild RV hypertrofi, en inre diameter av 0,6 mm användes för att inducera måttlig RV misslyckande och en inre diameter 0,5 mm användes för att framkalla allvarlig RV misslyckande. (E) klippet efter applicering runt pulmonell stammen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

2. beredning av råtta

Obs: Andra regimer av analgetika kan tillämpas.

  1. Använd Wistar råtta avvanda väger cirka 100 – 120 g. För att upprätthålla kroppstemperaturen under operationen, Använd en täckt värmedyna.
  2. För kirurgi, använda en mekanisk ventilator som anges till en tidal volume av ungefärligt 1.75 mL och andningsfrekvens på 75 per min.
  3. Bedöva råtta med sevofluran (7% mix i 1,5 L O2) i en induktion kammare i 5 minuter. Intubation råtta med en 17 G IV kanyl, där den distala 2 mm av nålen har varit avskuren för mjuk katetern att täcka spetsen. Ta bort nålen och Anslut kanylen till ventilatorn.
  4. Placera råtta på ryggen på en värmedyna. Kontrollera att intubation är korrekt genom att observera förehavanden av bröstkorgen. Dessa bör vara utan sida skillnader och i takt med respiratorn.
    Obs: Avsaknad av förehavanden av thorax, buk sammandragningar och inflationen av magen i övre vänstra delen av buken är tecken på en missriktad tube. Ta bort kanylen, sätta råtta tillbaka i induktion kammaren och åter intubation.
  5. Efter korrekt intubation, minska sevofluran underhåll koncentrationen (3,5% blandning i O2, 1,5 L/min) och fixa tassarna av råttan att värmedyna.
  6. Bekräfta prober anesthetization genom att kontrollera uttag reflexer i armar och ben med hjälp av en pincett klämma tassar av råtta.
  7. Injicera råttorna med buprenorfin (0,1 mg/kg subkutant (s.c.)) och carprofene (5 mg/kg s.c.) att lindra smärta.
  8. Raka bröstet och desinficera med klorhexidin.

3. isolering av pulmonell stammen

  1. Med en sax, göra en 2 cm snitt i huden längs den mellersta delen av bröstbenet. Identifiera stora bröstmuskeln och skär dess sternala fastsättning. Identifiera 2nd, 3rdoch 4th costa nedan.
  2. Alternativt, ta de 2nd costa med en fixering pincett, sätta en sutur (4-0, multifilament, resorberbara) runt på 2nd costa från de 1st interkostalrummet till nedre mediala delen av de 2nd interkostalrummet. Knyt en fast Knut för att ligera främre bröstkorg artär.
    Obs: Detta kan vara användbart om blödning från den främre bröstkorg artären är ett återkommande problem.
  3. Skär 4th, 3rd, och 2nd costa nära bröstbenet med en sax och noggrant dissekera muskulaturen tills en komplett vänster torakotomi har utförts. Om någon blödning från den främre bröstkorg artären uppstår, komprimera med en iska och ligera artären.
  4. Infoga ett upprullningsdon mellan bröstbenet och costae och öppna den för att få ett bra fungerande fält. Överst i fältet är bräss täcker aorta och pulmonell stammen. Lyft bräss använder en pean försiktigt och vänder den uppåt för att exponera aorta och pulmonell stammen nedan.
  5. Guide spetsen på en liten kirurgisk hooklet med en 85°-vinkel genom tvärgående perikardiell sinus ligger bakom den vänstra förmak bihang. Dra det halvvägs tillbaka genom sinus och vägleda spetsen av öronkroken uppåt tills det visas mellan aorta ascendens och pulmonell stammen.
    1. Ta bort eventuella bindväv som täcker spetsen med en iris sax för att separera pulmonell stammen från aorta ascendens.
    2. Upprepa steg med en större krok (valfritt).
  6. Guide en vinklad muskel tången runt pulmonell stammen genom passage med hook(s). Ta tag i slutet av en ca 10 cm ligatur (4-0 multifilament) och dra tillbaka hälften av ligatur genom passagen. Nu pulmonell stammen är skild från aorta ascendens och kan styras av ligatur runt den.

4. tillämpning av klippet

  1. Ladda den justerade ligating klipp appliceringspistolen med ett klipp. Noggrant vägleda en av käftarna och ena benet av klippet dock passagen runt pulmonell stammen. Använd ligatur för att dra pulmonell stammen försiktigt uppåt och in i gaffeln på klippet.
  2. När pulmonell stammen är i gaffeln på klippet och två tips på klipp benen är fria från eventuella bindväv, komprimera klippet med den appliceringspistolen gälla banding.
  3. Observera hur RV vidgar omedelbart svar på banding och ta bort ligatur.

5. avslutande av bröstkorgen

  1. Ta bort pean från brässen och flytta bräss till sin naturliga position. Ta bort upprullaren.
  2. Nära bröstkorgen i tre lager: interkostal lagret, stora bröstmuskeln och huden med sutur (4-0 multifilament, resorberbara). Injicera 2 mL koksaltlösning s.c. att ersätta vätskan som förloras under kirurgi.
  3. Inaktivera sevofluran och och hålla råttan på ventilatorn (1,5 L O2) tills det börjar andas spontant. Sedan extubate råtta.
  4. Behandla råttorna med buprenorfin i dricksvattnet för följande tre dagar14 eller tillämpa ett liknande smärtstillande protokoll. Efter tre dagar, råttorna har återhämtat sig och utan obehag.
  5. Under de följande veckorna, bör wellen-being av råttor och möjliga biverkningar utvärderas på en daglig basis. Läkning av såret från torakotomi bör få särskild uppmärksamhet under den första veckan för att upptäcka eventuella tecken på infektion eller insufficiens av cicatrices. Om råttorna visar tecken på underlåtenhet att blomstra inklusive borstig päls, nedsatt rörlighet, andningsproblem och viktminskning, de bör övervakas noggrant och avlivas om de förlora mer än 20% av sin kroppsvikt eller utveckla fulminant respiratoriska insufficiens.

6. sham kirurgi

  1. Utföra en bluff operation genom att följa alla stegen ovan med undantag för tillämpningen av klippet (steg 4).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Proceduren beskrivs PTB i tidigare studier från vår grupp12,13, inducerad vi RV hypertrofi (PTB mild) av ränder med en 1,0 mm klipp, en måttlig grad av RV underlåtenhet (PTB måttlig) ränder med en 0,6 mm klipp och en allvarlig grad av RV underlåtenhet (PTB svår) ränder med en 0,5 mm klipp. De råttor som utsätts för svår banding utvecklade extra hjärt manifestationer av RV funktionsbortfallet inklusive leversvikt och ascites (figur 5E). Alla råttor utvärderades sju veckor efter PTB och sham råttor genomgick samma förfarande endast utan tillämpning av klippet. Perioperativ mortalitet var mindre än 1 i 6. Sju veckor överlevnaden var 80% för råttor utsätts till svår banding och nära 100% hos råttor som utsätts för mild till måttlig ränder eller sham kirurgi.

För utvärdering av effekterna av förfarandet PTB använde vi ekokardiografi samt hjärt magnetisk resonanstomografi (MRT) för att bedöma RV volymer och hjärtminutvolym. Tricuspid ringformig planet systoliskt utflykt (TAPSE) mättes som avståndet mellan tricuspid ringformig planet med RV sammandragning i vyn apikala fyra kammare. Genomsnitt tre cykler utanför respiration användes som ett representativt värde. RV slutet-diastoliskt (EDV) och slutet-systoliskt volym (ESV) bedömdes genom att rita av endocardium i en serie korta axeln bilder via RV erhålls genom MRI för varje råtta och RV ejektionsfraktion (EF) beräknat som EF = (EDV-ESV) / EDV. Hjärtminutvolym mättes mellan pulmonell ventilerna och klippet med en faskontrast Mr-sekvens. Digitala inspelningar av RV tryck erhölls genom en micro spets kateter installerad i RV innan eutanasi. Ytterligare uppgifter om metoderna har tidigare beskrivits12. RV hypertrofi utvärderades som förhållandet mellan RV vikt dividerat med vikten av vänster kammare (LV) plus septum och vikten av RV dividerat med längden på tibia att korrigera för storleken på råtta. Alla metoder tillämpades som tidigare beskrivits12.

I en vecka, hade förhöjda RV trycket och RV dysfunktion uppenbart av en minskad hjärtminutvolym och TAPSE utvecklats i PTB råttor jämfört med sham manövrerade råttor. Följaktligen kan interventioner eller farmakologiska behandlingar initieras redan vid denna tidpunkt om man syftar till att undersöka effekter på etablerade RV misslyckande. Efter ytterligare sex veckor, hade RV trycket ökat ytterligare. Skillnaderna av måttlig vs allvarlig RV misslyckande fenotypen var ännu mer uttalad visas genom en stegvis minskning av både hjärtminutvolym och TAPSE med ökad svårighetsgrad av banding (figur 2 och figur 3). Detaljerade hemodynamiska skillnader mellan PTB mild råttor och PTB svår råttor 4 veckor efter operationen har publicerats av vår grupp previousely15.

PTB förfarandet också orsakas RV dilatation uppenbart av en ökning i både RV EDV och RV ESV i måttlig PTB råttor jämfört med sham manövrerade råttor och i svår PTB råttor jämfört med både måttlig PTB och sham. En stegvis minskning av RV EF var också sett (figur 4).

Utvecklingen av RV hypertrofi var associerade till omfattningen av trycket överbelastning tillämpas av klippet. Förhållandet mellan RV över LV plus septum vikt ökade stegvis från råttor med en mild randning med ett klipp av 1,0 mm över råttor Bandad med en måttlig 0.6 mm klipp till råttor Bandad med en svår 0,5 mm klipp. Liknande resultat sågs för RV vikt korrigerad för storleken på råttan genom att dividera med längden på skenbenet. Hypertrofi sågs också som en ökning i hjärtmuskelcellen tvärsnittsarea i PTB råttor jämfört med sham manövrerade råttor. Frånsett hypertrofi av hjärtmuskelcellerna inducerad trycket överbelastning också andra morfologiska förändringar av RV associerade med RV funktionsbortfallet inklusive RV fibros. Hos råttor som utsätts för svår banding, förmåddes dekompenserad RV misslyckande. Denna fenotyp präglades av tecken på bakåt fel inklusive nedsatt överbelastning ses som en mörk missfärgning av levern. Nedsatt trafikstockningar var brukar åtföljas av ascites (figur 5).

Figure 2
Figur 2: effekter av PTB en vecka och sju veckor efter ingreppet. (A) höger kammare (RV) systoliskt blodtryck (B) hjärtminutvolym och (C) tricuspid ringformig planet systoliskt utflykt (TAPSE) mätt en vecka efter sham eller PTB drift med en måttlig eller en svår randning respektive. (D, E och F) Samma åtgärder sju veckor efter de förfaranden och vidareutveckling av RV underlåtenhet12. Data presenteras som menar ± SEM. envägsavgift ANOVA med post hoc-Bonferroni analys. ** p < 0,01, *** p < 0,001, och *** p < 0,0001 PTB vs sham och PTB svår vs PTB måttlig. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: effekter av förfarandet PTB utvärderas med ekokardiografi. (A) A representant fyra kammare Visa och (B) mätningar av velocity tidsintegralen (VTI) i pulmonell stammen (övre panelen) och tricuspid ringformig planet systoliskt utflykt (TAPSE) (nedre panel) i en simulerad drivs på råtta. (C och D) liknande bilder för en PTB råtta utsätts för måttlig banding. Alla bilder är sju veckor efter bluff operation eller ränder. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: magnetisk resonanstomografi av PTB råttor. Hjärt magnetisk resonanstomografi (MRT) av PTB och sham drivs råttor. (A), representativa fyra kammare bilder (övre panelen) och kort axel visningar (nedre panelen) bluff råttor (vänster) och PTB råttor med en måttlig grad av RV misslyckande (höger). I PTB råtta orsakade hög RV trycket septum utbuktande (blå asterisk). (B), The PTB förfarande inducerad RV dilatation framgår av en ökning av både RV slutet diastoliskt (EDV) och RV slutet systoliskt volym (ESV). (C), RV ejektionsfraktion (EF) minskade12. Data presenteras som medelvärde ± SEM. One-way ANOVA med post hoc Bonferroni analys. * p < 0,05, ** p < 0,01, och *** p < 0,0001 PTB vs sham och PTB svår vs PTB måttlig. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: anatomiska data och histologi. RV hypertrofi mätt som (A) RV dividerat med LV plus septum och (B) RV vikt dividerat med tibia längd från råttor med mild RV hypertrofi, måttlig RV misslyckande och allvarlig RV misslyckande sju veckor efter förfarandet PTB. (C) representativa bilder av histologiska sektioner färgas med hematoxyline eosine för mätning av hjärtmuskelcellen cross sectional område och (D) picrosirius röda analyseras under polariserat ljus för fibros från sham råttor (vänster) och PTB råttor med måttlig RV misslyckande (höger). (E) A frisk lever (vänster) och en missfärgad lever överbelastning (höger) från en PTB råtta med allvarlig RV underlåtenhet12,13. Data presenteras som menar ± SEM. envägsavgift ANOVA med post hoc-Bonferroni analys. ** p < 0,01 och *** p < 0,0001 PTB vs sham, PTB måttlig vs PTB mild och PTB svår vs PTB måttlig. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi beskriver en lättillgänglig och mycket reproducerbar metod för pulmonell stammen banding använder en modifierad ligating klipp appliceringspistolen för att komprimera ett Titan klipp runt pulmonell stammen. Genom att justera den appliceringspistolen för att komprimera klippet till olika inre diametrar, kan distinkta fenotyper av RV hypertrofi och misslyckande induceras inklusive allvarlig RV underlåtenhet med extra hjärt manifestation av dekompensation.

Även om det är enkelt, innehåller protokollet några kritiska steg. Ännu viktigare, får inte råttorna vara för stor när de genomgår PTB förfarandet. Vår erfarenhet är Wistar råtta avvanda väger 100 – 120 g lämpliga för förfarandet. I större råttor, kan tillämpning av en svår randning leda till akut RV misslyckande och död. Andra studier6,7,8,9,10,16 har främst använt större råttor (160 – 260 g) men även större diametrar av deras respektive bandings (1,27 – 1,65 mm).

Tillämpningen av banding mindre svårighetsgrad kan också förklara relativt blygsamma ökningar av RV tryck rapporterats av andra grupper. Ränder med en 18 G leder nål (1,27 mm) till RV systoliska tryck mellan 70-90 mmHg6,7,8,9. I en studie6var detta inte tillräckligt för att orsaka RV fibros eller minska hjärtminutvolym. Vi rapporterar här, RV trycket från cirka 90 mmHg för en måttlig randning och 110 mmHg för en svår randning. Med en svår randning, har vi också kunnat skapa en fenotyp av dekompenserad RV misslyckande med extra hjärt manifestationer inklusive nedsatt trängsel och ascites12. Pulmonell stammen ränder av ligering med en 20G nål (0.902 mm) orsakade leverfibros, muskot-liknande lever trafikstockningar och ascites i Sprague Dawley råttor16 trots relativt milda constrictionen jämfört med vår studie. Detta kan förklaras av olika råtta stammar svara annorlunda på banding. Det finns betydande skillnader när det gäller ämnesomsättningen17, adrenerga ton och puls18 mellan råtta stammar. Även inom samma råtta stam, kan olika egenskaper inklusive tillväxttakten variera med olika leverantörer19. Detta bör alltid beaktas. För specifika råtta stam används, är därför det kritiskt att väl utformade pilot studier utförs för att fastställa banding diametern och den uppföljande tid som behövs för den önska RV misslyckande fenotypen att utveckla. Klipp modellen kan potentiellt användas hos råtta nyfödda i motsats till den ligating teknik som tidigare används20, men vi har ingen erfarenhet av detta och samma överväganden som nämnts ovan gäller innan du initierar en studie.

PTB modellen har några begränsningar. För det första representerar mycket proximal ocklusion av klippet runt pulmonell stammen villkoren i pulmonalisklaffen stenos eller CTEPH mer än distala förträngning av mindre lungartärerna sett i PAH. Anpassning av RV till den ökad afterload kan variera beroende på var den obstruction(s)21. För det andra, tillämpningen av klippet under kirurgi orsakar en mycket plötslig ökning i RV afterload skiljer sig från den gradvisa höjningen i pulmonell vaskulär resistens vid PAH. Förfarandet, dock utförs i råtta avvanda (100 – 120 g) ger upphov till en successivt ökad RV afterload i förhållande till kroppsvikt med tillväxt av djuren. Under de sju veckor efter kirurgi, råttorna kroppsvikt ökar cirka fyrfaldigt och därmed relativ RV afterload ökar proportionellt inducera en progressiv sjukdom utveckling6.

Använda en modifierad ligating klipp appliceringspistolen och ett Titan klipp för bandning av pulmonell stammen, kunde vi inducera RV misslyckande. Metoden har flera fördelar inklusive hög reproducerbarhet och möjligheten att skapa olika sjukdomen svårighetsgrad från mild RV hypertrofi till dekompenserad RV misslyckande genom att justera diametern på banding klippet. Ändrar diametern av 0,1 mm resulterade i distinkta RV misslyckande fenotyper alltifrån måttlig och kompenserade RV underlåtenhet att svår och dekompenserad RV misslyckande visar riktigheten av denna pulmonell stammen värdeområdesmetod.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har ingenting att avslöja

Acknowledgments

Detta arbete stöds av danska rådet för oberoende forskning [11e108410], danska hjärtat Foundation [12e04-R90-A3852 och 12e04-R90-A3907] och 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 fråga 141 djurmodell råttor höger vänsterkammarhypertrofi rätt ventrikulära misslyckande pulmonell stammen ränder Pulmonell Hypertension kongenital hjärtsjukdom
En pulmonell stammen Banding modell av trycket överbelastning inducerad höger vänsterkammarhypertrofi och misslyckande
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