Summary
Sağ ve sol ventriküller arasında birkaç fark vardır. Ancak sağ ventrikül enfarktüsünün (RVI) patofizyolojisi aydınlatılamamıştır. Mevcut protokolde, RVI fare modeli üretimi için RVI'nın mekanizmasını açıklamak için bir araç sağlayabilecek tekrarlanabilir bir yöntem tanıtılmıştır.
Abstract
Sağ ventrikül enfarktüsü (RVI) klinik pratikte sık görülen bir prezentasyondur. Şiddetli RVI ölümcül hemodinamik disfonksiyon ve aritmilere yol açabilir. Sol koroner arter ligasyonu tarafından üretilen yaygın olarak kullanılan fare miyokard enfarktüsü (MI) modelinin aksine, RVI fare modeli, model oluşturma ile ilişkili zorluk nedeniyle nadiren kullanılmaktadır. RVI kaynaklı RV yeniden şekillenmesi ve disfonksiyonunun mekanizmaları ve tedavisi üzerine yapılan araştırmalar, hayvan modellerinin hastalarda RVI patofizyolojisini taklit etmesini gerektirmektedir. Bu çalışma, C57BL / 6J farelerde RVI modeli üretimi için uygulanabilir bir prosedür sunmaktadır. Ayrıca, bu model aşağıdakilere dayanarak karakterize edildi: MI'den 24 saat sonra enfarktüs boyutu değerlendirmesi, ekokardiyografi ile kardiyak yeniden şekillenme ve fonksiyonun değerlendirilmesi, RV hemodinamik değerlendirmesi ve RVI'dan 4 hafta sonra enfarktüs bölgesinin histolojisi. Ek olarak, RV'de koroner arteriyel düzenlemeyi gözlemlemek için koroner vaskülatür alçısı yapıldı. RVI'nın bu fare modeli, sağ kalp yetmezliğinin mekanizmaları üzerine araştırmayı kolaylaştıracak ve RV yeniden şekillenmesinin yeni terapötik hedeflerini arayacaktır.
Introduction
Uzun zamandır pulmoner artere bağlı basit bir tüp olduğu düşünülen sağ ventrikül (RV), uzun yıllardır yanlış bir şekilde ihmal edilmiştir1. Bununla birlikte, hemodinamik bozukluklarda önemli bir rol oynadığıiçin son zamanlarda RV fonksiyonuna artan bir ilgi olmuştur 2,3 ve kardiyovasküler hastalığın bağımsız bir risk belirleyicisi olarak hizmet edebilir 4,5,6,7. RV hastalıkları arasında RV enfarktüsü (RVI), pulmoner arter hipertansiyonu ve kapak hastalığı8 bulunur. Pulmoner arter hipertansiyonuna olan yoğun ilginin aksine, RVIihmal edilmiş 7,9 kalmıştır.
Genellikle inferior-posterior miyokard enfarktüsü10,11 eşlik eden RVI, sağ koroner arter (RCA) tıkanıklığından kaynaklanır. Klinik araştırmalara göre, şiddetli RVI muhtemelen daha yüksek hastane morbiditesi ve mortalitesi ile ilişkili hipotansiyon, bradikardi ve atriyoventriküler blok gibi hemodinamik bozukluklara ve aritmilere neden olur12,13,14. RV fonksiyonu, reperfüzyon15,16 yokluğunda bile bir dereceye kadar kendiliğinden iyileşebilir. Sol ventrikül (AG) ve RV17 arasında çeşitli morfolojik ve fonksiyonel farklılıklar vardır. RV'nin, kısmen RVI'dan sonra daha geniş kollateral dolaşım oluşumu nedeniyle, iskemiye LV8'den daha dirençli olduğuna inanılmaktadır. LV enfarktüsü (LVI) ve RVI arasındaki farkların açıklığa kavuşturulması ve altta yatan mekanizmaların belirlenmesi, kardiyak rejenerasyon ve iskemik kalp yetmezliği için yeni terapötik hedefler sağlayacaktır. Bununla birlikte, RVI fare modeli üretimi ile ilişkili zorluk nedeniyle, RVI ile ilgili temel araştırmalar esas olarak sınırlıdır.
RVI'nın büyük bir hayvan modeli, RCA'nın domuz18'de bağlanmasıyla üretilmiştir, bu da görünür RCA nedeniyle kullanımı daha kolaydır. Büyük hayvan modeliyle karşılaştırıldığında, fare modeli aşağıdaki avantajlara sahiptir: gen manipülasyonunda daha fazla erişilebilirlik, daha düşük ekonomik maliyet ve daha kısa deney süresi19,20. RVI'nın AG fonksiyonu üzerindeki etkisine odaklanan bir fare RVI modeli daha önce bildirilmiş olmasına rağmen, prosedürün ayrıntılı adımları, çalışmanın zorlukları ve kilit noktaları ve hemodinamik değişiklikler gibi model özellikleri tam olarak tanıtılmamıştır 9,21.
Bu makalede, RVI'nın fare modelini oluşturmak için ayrıntılı cerrahi prosedürler sağlanmaktadır. Ayrıca bu model ekokardiyografik ölçüm, invaziv hemodinamik değerlendirme ve histolojik analiz ile karakterize edildi. Ayrıca RV'de koroner arteriyel düzenlemeyi gözlemlemek için koroner vaskülatür alçı yapıldı. Bu makalede tanıtılan teknik, yeni başlayanların kabul edilebilir operasyon mortalitesi ve güvenilir değerlendirme yaklaşımları ile fare RVI modelinin neslini hızlı bir şekilde kavramalarına yardımcı olacaktır. RVI'nın fare modeli, sağ kalp yetmezliğinin mekanizmalarını araştırmaya ve RV yeniden modellemesinin yeni terapötik hedeflerini aramaya yardımcı olacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm prosedürler, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na (NIH Yayın No. 85-23, 1996'da revize edilmiştir) göre gerçekleştirilmiş ve Nanfang Hastanesi, Güney Tıp Üniversitesi (Guangzhou, Çin) Hayvan Etiği Komitesi tarafından onaylanmıştır. Sağlıklı erkek C57BL / 6J fareler (8-10 haftalık; vücut ağırlığı, 25-30 g) Güney Tıp Üniversitesi Hayvan Merkezi'nden elde edildi. Dişi fareler de kullanılabilir, ancak cinsiyet farklılıklarının potansiyel etkileri nedeniyle her iki cinsiyetin de karıştırılması önerilmez. Varıştan sonra, fareler ad libitum yiyecek ve su ile 12 saat / 12 saat karanlık / ışık döngüsü (kafes başına 3-4 fare) altında barındırıldı.
1. Ameliyata hazırlık
- Ameliyattan önce otoklavlama yaparak cerrahi aletleri sterilize edin. Isıtma yastığını 37 °C'ye ayarlayın.
- Cerrahi ağrıyı hafifletmek için fareleri 50 mg / kg pentobarbital intraperitoneal enjeksiyonla anestezi altına alın (bakınız Malzeme Tablosu). Anestezi indüksiyonu için fareleri ayrı kutulara yerleştirin. Ayak parmağı çekilme yanıtının yokluğunda anestezi derinliğini sağlayın.
NOT: Ayrıca inhalasyon anestezisi için% 1.5 izofluran kullanılması önerilir, çünkü analjezi için daha iyidir. - Fareleri, kesici dişlerini bir dikişle sabitleyerek ve uzuvlarını yapışkan bantla hareketsiz hale getirerek sırtüstü yatağa yerleştirin. Refleksi kontrol ederek anestezi derinliğini tekrar sağlayın.
- Tüyleri tüy dökücü bir kremle boyundan ksifoide çıkarın. Cerrahi bölgeyi alternatif antiseptik ovma ve% 75 alkol ile 3 kez dezenfekte edin ve ardından cerrahi alanı örtün.
- Aşağıdaki adımları izleyerek entübasyon yapın.
- Mini vantilatör ile hayvanın solunum frekansını ( Malzeme Tablosuna bakınız) 150/dk'ya ve gelgit hacmini 300 μL'ye ayarlayın.
NOT: Pozitif ekspiratuar basınç modunun kullanılması gereksizdir. - Dili cımbızla hafifçe çekin, glottis'i açığa çıkarmak için mandibulayı bir dil depresörüyle kaldırın ve glottisin içine 22 G'lik bir kanül yerleştirerek trakea içi entübasyon yapın.
- Mini ventilatörü açın ve trakea kanülünü ventilatöre bağlayın. Torasik dalgalanmanın ventilatör frekansına eşit hale gelmesi entübasyonun başarılı olduğunu gösterir. Operasyon sırasında kaymayı önlemek için kanülü bantla sabitleyin.
- Mini vantilatör ile hayvanın solunum frekansını ( Malzeme Tablosuna bakınız) 150/dk'ya ve gelgit hacmini 300 μL'ye ayarlayın.
2. Sağ koroner arterin kalıcı ligasyonu
- Elektrokardiyografi (EKG) elektrotlarını (bkz. Malzeme Tablosu) fare uzuvlarına doğru şekilde bağlayın ve EKG'yi kaydedin.
NOT: II, III veya AVF uçlarından biri izleme kablosu olarak seçilir; Kurşun III daha uygundur. - Göğsü açın.
- Oftalmik makasla üçüncü sağ kaburgaya paralel olarak deride 1 cm uzunluğunda bir kesi yapın. Üçüncü interkostalı tekrar belirleyin ve sternum açısına göre yeterli alan sağlayın.
NOT: Cilt insizyonunun yönü sternum açısından sağ ön aksiller çizgiye doğru yapılır. - Pektoralis majör ve pektoralis minör kaslarını üçüncü interkostal boşluğun üzerinde makas ve mikro forseps ile ayırın ve kesin. Bundan sonra, cerrahi alanı ortaya çıkarmak için interkostal kası dirsek forseps ile açıkça ayırın.
NOT: Göğüs kaslarının sadece küçük bir kısmının kesilmesi gerekir ve daha sonra kalbi açığa çıkarmak için künt bir ayrım önerilir. - Perikardın kesilmesi. Sağ atriyumu steril pamukla kaldırın ve RCA'yı steril bir 8-0 ile yaslandırın 3-5 mm ligasyon aralığına sahip naylon iplik. RCA'yı bağladıktan sonra, izleme EKG'si (kurşun III) ST-segment yüksekliğini gösterir.
NOT: Fare RCA'sı görünmez olduğundan, anatomik konumu dikkatlice doğrulanmalıdır. RV'nin miyokard, LV'ninkinden çok daha incedir. Bu nedenle, yerleştirilen iğnenin derinliğini kavramak zordur. Yerleştirilen iğnenin derinliği çok derinse ve ligasyon aralığı çok büyükse, sinüs bradikardisini ve atriyoventriküler bloğu indüklemek kolaydır.
- Oftalmik makasla üçüncü sağ kaburgaya paralel olarak deride 1 cm uzunluğunda bir kesi yapın. Üçüncü interkostalı tekrar belirleyin ve sternum açısına göre yeterli alan sağlayın.
- İnterkostal insizyonu kapatmak için steril pamuk ve dikiş kaslarını ve cildi steril 5-0 naylon iplikle çıkarın. Cildi %75 alkol ile tekrar dezenfekte edin ve ameliyattan sonra fareyi tek haneye yerleştirin.
NOT: İyi dikilmiş kas, aerotorakstan kaçınmak için önemlidir. Göğüs kapanmasının tamamlanmasına kadar göğüs boşluğuna steril bir drenaj tüpü yerleştirilir ve daha sonra göğüs boşluğu, drenaj tüpünü bağlayan bir enjeksiyon şırıngası ile boşaltılır.
NOT: Ameliyattan sonra, fareler bir ısıtma yastığına yerleştirilir. Ameliyattan sonra hayvanların ağrısını azaltmak için buprenorfin (0.1 mg / kg vücut ağırlığı, deri altı enjeksiyonu) gibi analjezikler gereklidir. Beklenen komplikasyonlar sinüs bradikardisi ve atriyoventriküler bloktur ve ameliyat sonrası mortalite oranı %10-20'dir.
3. Ameliyat sonrası RV fonksiyonunun ekokardiyografik değerlendirmesi
NOT: Ekokardiyografi için, yüksek çözünürlüklü ultrason görüntüleme sistemine bağlı, merkez frekansı 30 MHz olan bir MS400D probu kullanın (bkz. Ekokardiyografi incelemesi ameliyattan 4 hafta sonra yapılır.
- Fareyi inhalasyon yoluyla % 3 izofluran ile uyuşturun.
- Hayvan fiksasyonu ve ultrasonik çalışma için fareyi ultrasonik bir platformda sırtüstü konuma getirin. Ultrasonik makineye bağlı bir sistem aracılığıyla EKG kaydı elde etmek için pençelerini elektroda bantlayın.
- EKG yoluyla kalp atış hızını izleyin ve anestezik konsantrasyonu% 1.5 ila% 3 arasında ayarlayarak 450-550 atım / dak arasında tutun.
- Saçları farenin göğsünden tüy dökücü bir kremle çıkarın ve ultrason jelini göğsün cildine uygulayın.
- Platformu yatay konuma ayarlayın. Transdüseri sol bacağa paralel olarak yönlendirin ve sol ventrikül uzun eksenli görüntüsünü elde edin. AG kısa eksenli görünümünü elde etmek için probu saat yönünde 90° döndürün. Görüntüleri kaydetmek için Cine store düğmesine basın.
NOT: Platformun sol üst kısmı en alçak noktaya eğilir. Transdüserin AG kısa eksenli dönüş açısı korunurken, dönüştürücü farenin sağ omzuna doğru yönlendirilir. - Dönüştürücüyü dikey olarak aşağı doğru hareket ettirin, üst karın üzerindeki konumunu ve B modu altında farenin diyaframının altındaki konumunu koruyun. RV, sağ atriyum (RA), sol atriyum (LA) ve LV ekranda açıkça görülene kadar x ve y eksenlerini döndürerek platform konumunu hafifçe ayarlayın. Cine store veya Frame store düğmesine basarak apikal dört odacıklı görüntüleri kaydedin.
NOT: B modu, kalbin iki boyutlu (2B) görünümünü göstermek için kullanılır. - M moduna basın; 2x gösterge çizgisi göründükten sonra, triküspid dairesel düzlemin hareketini elde etmek için triküspid valf deliğindeki gösterge çizgisini bulun. Verileri ve görüntüleri kaydetmek için Cine deposu veya Çerçeve deposu düğmesine basın.
NOT: M-modu, kalbin veya damarın hareketini eğri şeklinde ortaya çıkaran hareket modu anlamına gelir. - Ölçüm moduna girmek için Ölçü düğmesine basın. RV ve LV'ye bölge oluşturmak için Alan ölçüm düğmesine tıklayın. RV ve AG'nin alan oranını elde etmek için RV ve LV alanını hesaplayın.
- Zaman Çizelgesi düğmesine tıklayın ve sistolik ve diyastolik dönemlerde triküspid dairesel düzlemin hareket aralığını tanımlamak için iki taban çizgisi yapın. Mesafe düğmesine tıklayın ve triküspid dairesel düzlem sistolik gezisi (TAPSE) elde etmek için iki taban çizgisi arasındaki mesafeyi ölçün.
- Platformun sol tarafını en alçak noktaya eğin. Probu, sağ ön aksiller çizgi boyunca yatay eksene 30° açıyla tutun. RV'yi görüntülemek için platformun x ve y eksenlerini döndürün.
- M modu düğmesine basın ve RV arayüzünün M-mode görüntüsünü elde etmek için septumun hiperekoik noktasındaki gösterge çizgisini bulun. Resmi kaydetmek için Cine store düğmesine basın.
- RV arayüzünün M modu görüntüsünü açın, ölçüm moduna girmek için Ölçüm düğmesine basın. Ekokardiyografik sistemin dahili ölçüm aracını kullanarak diyastol (RVIDd), RV ejeksiyon fraksiyonu (RVEF) ve RV fraksiyonu kısalma (RVFS) ucundaki RV iç mesafesini ölçün.
- İzofluran uygulamasını bırakın ve bilincini geri kazanana kadar fareyi 3-5 dakika boyunca ısıtma yastığının üzerine yerleştirin. Bundan sonra, fareyi 12 saat açık / karanlık döngüsüyle kafesine geri getirin.
4. RV hemodinamiğinin invaziv ölçümleri
NOT: RV hemodinamiği, RVI'dan 4 hafta sonra sağ kalp kateterizasyonu ile değerlendirilir. İzleme sistemi ile birlikte 1.0 F kateter uygulanır.
- Fareyi 50 mg / kg sodyum pentobarbital intraperitoneal enjeksiyonla anestezi altına alın (bkz.
- Pedal çekilme refleksinin kaybolduğunu doğruladıktan sonra, fareyi sırtüstü pozisyonda tutun ve yapışkan bantla hareketsiz hale getirin.
- Göğüs kıllarını sternal açıdan ksifoide tıraş edin. Çalışma alanını% 75 alkol ile dezenfekte edin.
- Trakeal entübasyon yapın ve hayvan ventilatörünün parametresini adım 1.5.2-1.5.3'te açıklandığı gibi ayarlayın.
- Ksifoid işlemin üzerindeki cilt üzerinde 1 cm'lik iki taraflı bir kesi yapın ve kalbi açığa çıkarmak için diyaframı ve kaburgayı oftalmik makasla transekte edin.
- Sağ ventrikülsüz duvarı 32 G iğne ile delin. İğneyi çıkarın ve kanamayı durdurmak için yarayı pamukla bastırın.
- Kateterin ucunu ponksiyon bölgesinden sağ ventriküle yerleştirin ve kateteri yavaşça ileri doğru itin. Bir monitörde ve kayıt sisteminde gösterilen tipik bir RV basıncı dalga formu elde etmek için ucun konumunu ayarlayın.
NOT: Sağ juguler ven de hemodinamik ölçüm için uygun bir yoldur. - 10 dakikalık stabilizasyondan sonra, RV sistolik kan basıncı (RVSBP), RV diyastolik sonu basıncı (RVEDP) ve RV dP / dt verilerini kaydedin. Hesaplama için kardiyak siklusları seçmek için Seç düğmesine tıklayın ve ardından seçilen döngülerin ortalama değerlerini hesaplamak için Analiz Et düğmesine tıklayın.
- Kaydın tamamlanmasından sonra kateteri çıkarın ve ardından normal tuzlu su çözeltisinin içine yerleştirin.
- Fareyi aşırı dozda pentobarbital sodyum (150 mg / kg) intraperitoneal enjeksiyonu ile ötenazi yapın ve daha sonra servikal çıkık ile feda edin.
- Histolojik analiz için kalbi ve tibiayı toplayın.
5. Vasküler döküm ajanı kullanılarak koroner vasküler alçı
- Fareyi, 2000 IU / kg'da 200 IU / mL heparin sodyum intraperitoneal enjeksiyonu ile heparinize edin (bkz.
- Fareyi 50 mg / kg sodyum pentobarbital intraperitoneal enjeksiyonla uyuşturun.
- Hayvanı sırtüstü yastığı ped üzerine yerleştirin ve 1.5.2-1.5.3 adımlarını izleyerek yapay havalandırma için entübe edin.
- Göğsü adım 4.5'te açıklandığı gibi cerrahi makasla açın ve kalbi açığa çıkarın.
- Sağ atriyumda oftalmik makasla 3 mm'lik bir çentik yapın ve kalbi bir enjektör ile kardiyak tepe noktasından 5 mL normal salin ile perfüze edin.
- Aorttan gelen kanı bir aort kelepçesi ile bloke edin ve koroner arteri genişletmek için bir enjektör ile kardiyak tepe noktasından 0.1 mL nitrogliserin (1 mg / mL) perfüze edin.
- Kitteki malzemeleri üreticinin talimatlarına göre karıştırarak dökme reaktifi hazırlayın (bkz.
NOT: Mikrovasküler kapanmayı önlemek için dökme reaktifin ve perfüzyonun normal salin ve nitrogliserin ile aynı anda hazırlanması önerilir. - Kalbi kardiyak tepe noktasından 1 mL dökme reaktif ile perfüze edin ve 2-3 saat bekleyin.
- Kalbi 2-3 gün boyunca% 50 sodyum hidroksit ile aşındırın ve normal salin ile durulayarak kas dokusunu veya bağ dokusunu çıkarın.
- Bir kameranın altında fotoğraf çekin.
DİKKAT: Dökme reaktif gözlere, cilde ve solunum yollarına zararlıdır. Sodyum hidroksit aşındırıcıdır. Koruyucu eldiven, gözlük ve laboratuvar önlüğü giymek gerekir. Dökme reaktif bir duman davlumbazında hazırlanmalıdır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bu çalışmada, fareler rastgele RVI (n = 11) veya sahte operasyon (n = 11) grubuna atandı. 2 normal fare kalbindeki koroner döküm Şekil 1A'da gösterilmiştir. RCA ligasyonuna yanıt olarak EKG'nin kurşun III'ünde ST-segment yükselmesi görüldü (Şekil 1B). Ayrıca, 2,3,5-triphenil tetrazolyum klorür (TTC) boyaması, enfarktüs alanının postoperatif 24 saatte RV serbest duvarının %45'ini oluşturduğunu göstermiştir (Şekil 1C,D). Yukarıdaki veriler, RVI fare modelinin başarılı bir şekilde oluşturulduğunu gösterdi.
AG kısa ekseninde 4 odacıklı tepe görünümü (Şekil 2A) ve 2 odacıklı görünüm ve buna karşılık gelen M-mod ekokardiyografi (Şekil 2B) ölçümlerinin kayıtları, RV yeniden şekillenmesini ve fonksiyonunu değerlendirmek için ameliyattan 4 hafta sonra gerçekleştirildi. Sahte gruptakilerle karşılaştırıldığında, diyastol (RVIDd) sonundaki RV iç boyutu RVI grubunda artmıştır (Şekil 2C) ve sahte grupta 2 kattan fazla artmıştır (Şekil 2A). RV ejeksiyon fraksiyonu (RVEF), RV fraksiyonu kısalması (RVFS) ve triküspid dairesel düzlem sistolik gezisi (TAPSE), RVI grubunda sahte gruba göre anlamlı derecede daha küçüktü (Şekil 2D-F). RV/AG alan oranı, sahte gruba göre yaklaşık %50 oranında artmıştır (Şekil 2G).
Fareler ameliyattan 4 hafta sonra RV hemodinamik ölçümüne tabi tutuldu. RVI grubunda RVSBP, dp/dt max, dp/dt min ve RV kontraktilitesi anlamlı derecede daha küçüktü. Aynı zamanda, RVEDP ve τ (tau) indeksi sahte gruptakilerden çok daha önemliydi (Şekil 3A-E).
Ameliyattan dört hafta sonra, fareler kurban edildi. Enfarktüs edilen bölgede RV anevrizması görüldü (Şekil 4A). RVI grubundaki kalp ağırlığının vücut ağırlığına (HW / BW) oranı ve kalp ağırlığının tibia uzunluğuna (HW / TL) oranı, sahte gruptakilerden biraz daha büyüktü (istatistiksel anlamlılık olmadan) (Şekil 4B, C). Masson boyama22 , RV'siz duvarda belirgin fibrozis olduğunu ve RVI grubundaki septumda nadiren fibrozis meydana geldiğini gösterdi (Şekil 4D, E). Buna karşılık, hayatta kalan birkaç kardiyomiyosit enfarktüs bölgesindeydi (Şekil 4F).
Şekil 1: Elektrokardiyografi (EKG) ve sağ koroner arter (RCA) ligasyonundan sonra enfarktüs boyutunda değişiklikler. (A) Fare koroner vasküler dökümünün temsili görüntüleri. Ölçek çubuğu = 4 mm. (B) RCA ligasyonuna yanıt olarak Lead III EKG değişimi. (C) 2,3,5-trifenil tetrazolyum klorür (TTC) boyamasının temsili resimleri (beyaz enfarktüs alanını, kırmızı canlı dokuyu gösterir). Ölçek çubuğu = 4 mm. (D) RVI farelerinin miyokard enfarktüs boyutunun kantitasyonu. Veriler ortalama SEM ± sunulmuştur, *P < 0.01 ve karşılaştırıldığında. sahte grup, n = grup başına 6 (iki bağımsız örneklem t-testi). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: RCA ligasyonuna tabi tutulan farelerde sağ ventrikül (RV) yeniden şekillenmesi ve fonksiyonunun ekokardiyografi ile değerlendirilmesi. (A) RCA ligasyonundan 4 hafta sonra dört odacıklı görünümde temsili B-mod görüntüler; ölçek çubuğu = 2 mm. (B) Sağ ventrikül arayüzünde (üstte) B-Mode'un tipik resimleri ve RCA ligasyonundan 4 hafta sonra hem LV hem de RV'yi gösteren karşılık gelen M-Mode'un (altta); ölçek çubuğu = 2 mm. (C) diyastol ucundaki RV iç boyutu (RVIDd). (D) RV fraksiyonu kısalması (RVFS). (E) RV ejeksiyon fraksiyonu (RVEF). (F) Triküspid dairesel düzlem sistolik gezisi (TAPSE). (G) RV/AG alan oranı. Veriler ortalama SEM ± olarak sunulmuştur. *P < 0,01 ve sahte grup, n = grup başına 6 (iki bağımsız örneklem t-testi). LV, sol ventrikül; RVI, sağ ventrikül enfarktüsü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Sağ koroner arter ligasyonundan 4 hafta sonra sağ ventrikül (RV) hemodinamiği. (A) Basınç kateteri ile temsili basınç eğrileri elde edildi. (B) Sağ ventrikül sistolik kan basıncı (RVSBP) ve sağ ventrikül diyastolik sonu basıncı (RVEDP). (C) RV basıncının maksimum ve minimum yükselme hızı (dp / dt maks, dp / dt min). (D) RV kontraktilitesi. (E) RV gevşemesinin üstel zaman sabiti (τ). *P < 0,01'e kıyasla. sahte grup, n = grup başına 6 (iki bağımsız örneklem t-testi). Veriler ortalama ± SEM. RVI, sağ ventrikül enfarktüsü; RVP, sağ ventrikül basıncı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: RVI'dan 4 hafta sonra histolojik sonuçlar. (A) Sahte ve RVI grubundan tüm temsili kalbin resimleri (kırmızı daire enfarktüs duvarını gösterir; ölçek çubuğu = 3 mm). (B) Kalp ağırlığının vücut ağırlığına oranı (HW / BW), P = RVI ve sahte grup arasında 0.0536. (C) HW-tibia uzunluk oranı (HW/TL), P = RVI ve sahte grup arasında 0,1682. (D) Hematoksilin-eozin boyama ve kalp kesitlerinin Masson boyama resimlerini temsil eder (ölçek çubuğu = 3 mm). (E) Miyokard fibrozisinin kantitatif sonuçları. (F) Enfarktüs bölgesinde sağkalım kardiyomiyositlerini gösteren temsili Masson boyama resimleri (sağ resim (ölçek çubuğu = 100 μm), sol kutudaki dokunun genişlemesidir (ölçek çubuğu = 1 mm). *P < 0.01 vs. sahte grup, grup başına n = 6 (iki bağımsız örnek t-testi). Veriler ortalama ± SEM. RVI, sağ ventrikül enfarktüsü olarak sunulmuştur. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Fransa'dan Sicard ve meslektaşları ilk olarak 2019'da cerrahi süreci tanımlayan ve RVI 9'dan sonra LV ile RV arasındaki etkileşime odaklanan bir fareRVI modelini bildirdiler. Bununla birlikte, bugüne kadar, daha ileri çalışmalar için bu modeli kullanan hiçbir çalışma bildirilmemiştir. Daha ayrıntılı bir prosedür, araştırmacıların araştırma için RVI'nın fare modelini kullanmaları için yararlı olacaktır. Sicard ve ark.9'un raporunun aksine, model üretimi ve kalite kontrol stratejisi için adım adım bilgi sağladık ve RCA, RV hemodinamiği anatomik dağılımını ve enfarktüs bölgesinde kardiyomiyositlerin sağkalımını daha da değerlendirdik. Yakın tarihli bir rapor, enfarktüs bölgesindeki kardiyomiyositlerin miyokard rejenerasyonunda önemli bir rol oynadığını göstermiştir23. RVI'lı hastalarda RV fonksiyonu 3-12 ay içinde, reperfüzyon olmadan bile kendiliğinden iyileşir16,24. Bu bulgular, fare RVI modelinin sağ kalp yetmezliği veya kardiyak rejenerasyon için potansiyel terapötik hedeflerin araştırılmasına yardımcı olacağını düşündürmektedir. Bu nedenle, modeli popülerleştirmek gerekir.
RCA'nın görünmezliği ve RCA dağılımının değişkenliği nedeniyle, genç operatörlerin kararlı enfarktüs boyutlarına sahip RVI modelleri üretmeleri zor olacaktır. Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için EKG'nin II veya III derivasyonunda ligasyon seviyesinin ve aralığının kontrol edilmesi ve ST-segmentinin yeterli yükselmesinin sağlanması önerilir. Bir fare RVI modelini başarılı bir şekilde oluşturmak için en kritik adım, RCA'nın anatomik yapısını bulmaktır. Şekil 1A'da gösterildiği gibi, fare RCA'sı birincil veya birkaç paralel arter içerebilir; Bu nedenle, enfarktüs boyutu kaç arterin tıkandığına bağlıdır. Bu nedenle, intraoperatif olarak, RCA'nın pozisyonu, komşu sağ atriyumun ve görünür venin anatomik özelliklerine göre doğrulanabilir. RVI fareleri genellikle RV'nin serbest duvarında miyokard enfarktüsü sergiler. Yine de, septal arter Şekil 4D'de gösterildiği gibi RCA'dan kaynaklanıyorsa, septum nadiren dahil olabilir. Septum, farelerde kendi septal koroner arter dalı25 veya RCA veya LCA 26,27'nin bir dalı ile sulanabilir. RCA'yı bağladıktan sonra, EEG derivasyonları II veya III derivasyonlarında ST-segment elevasyonunun klasik EKG değişimi, RVI'nın başarısını değerlendirmek için altın standarttır.
RCA ligasyonu ile indüklenen RV dilatasyonu intraperikardiyal basıncı artıracağından ve daha sonra kardiyak dolguyu kısıtlayacağından ve bu da hemodinamik bozukluğun şiddetlenmesine neden olacağından 9,10, operasyon sırasında perikard parçalanmalıdır. LCA ligasyonu olan farelerde yüksek kardiyak rüptür insidansının aksine, RVI farelerde kardiyak rüptür gözlenmedi. Bununla birlikte, kanama ve atriyoventriküler bloğa bağlı cerrahi mortalite yeni başlayanlar için% 50'ye kadar çıkabilir, bu da iğne dikişinin delici derinliğini ve miyokard dikiş aralığını azaltarak, ligasyon pozisyonunu düşürerek ve nazik manipülasyonla önlenebilir. Laboratuvarımızdaki deneyimli teknisyenler, önemli enfarktüs boyutuna sahip farelerin hayatta kalma oranına göre hesaplanan% 80-90'lık bir başarı oranıyla yaklaşık 30 dakika içinde bir RVI fare modelinin oluşturulmasını tamamlayabilir. Ameliyat başarısı, RCA ligasyonu sonrası EKG'nin Lead II veya III'ünde ST-segmentinin anında yükselmesi, ameliyattan sonraki 1. 24 saatte miyokardın TTC negatif boyanması ve ameliyattan 3 gün veya 1 hafta sonra ekokardiyografi ile ölçülen RV dilatasyonu ile değerlendirildi. İnferior duvarın EKG derivasyonlarında ST yükselmesi ve ameliyattan 3 gün sonra RV'nin ekokardiyografik dilatasyonu, fare RVI modelini kullanan çalışmalarda dahil edilme kriteri olarak kullanılabilir.
4 haftalık takip süresi boyunca, RVI farelerinin enfarktüs bölgesinde, rejeneratif araştırmalar için makul bir temel olabilecek oldukça az sayıda hayatta kalan kardiyomiyosit gözlenmiştir. Bu modelde RVI'dan sonra 4 haftada RV yeniden şekillenmesi ve disfonksiyon iyileşmesi kaydedilmemiştir, bu da bu modelin sağ kalp yeniden şekillenmesi ve başarısızlığı ile ilgili temel araştırmalar için de uygun olduğunu düşündürmektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.
Acknowledgments
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82073851 to Sun) ve Ulusal Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı (2021M690074 to Lin) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride | Sigma | T8877 | For TTC staining |
| Animal Mini Ventilator | Havard | Type 845 | For artificial ventilation |
| Animal ultrasound system VEVO2100 | Visual Sonic | VEVO2100 | Measurement for Doppler flow velocity and AS plaque |
| Batson’s #17 Anatomical Corrosion Kit | Polyscience Inc | 7349 | For vasculature casting |
| buprenorphine | Isoreag | 1134630-70-8 | For reduce the pain of mice after surgery |
| C57BL/6J mice + D29A1A2:D27 | Animal Center of South Medical University | - | For the generation of mouse RVI model |
| Camera | Sangnond | For taking photograph | |
| Cold light illuminator | Olympus | ILD-2 | Light for operation |
| electrocardiograph | ADI Instrument | ADAS1000 | For recording electrocardiogram |
| hair removal cream | Reckitt Benchiser | RQ/B 33 Type 2 | Remove mouse hair |
| Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1) | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-HTP-S1 | Heating |
| Hematoxylin-eosin dye | Leagene | DH0003 | Hematoxylin-eosin staining |
| Heparin sodium salt | Macklin | H837056 | For heparization |
| Isoflurane | RWD life science | R510-22 | Inhalant anaesthesia |
| Lab made spatula | Work as a laryngoscope | ||
| Lab made tracheal cannula | For intubation | ||
| Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer | Midmark Corporation | VIP 3000 | Anesthetization |
| Medical nylon suture (5-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 5-0 | For chest close |
| Microsurgical elbow tweezers | RWD life science | F11021-11 | For surgery |
| Microsurgical scissors | NAPOX | MB-54-1 | For arteriotomy |
| Millar Catheter | AD Instruments, Shanghai | 1.0F | Measurement of pressure gradient |
| MS400D ultrasonic probe | Visual Sonic | MS400D | Measurement for Doppler flow velocity and AS plaque |
| needle forceps | Visual Sonic | F31006-12 | For surgery |
| nitroglycerin | BEIJING YIMIN MEDICINE Co | For dilating coronary artery | |
| Ophthalmic scissors | RWD life science | S11022-14 | For surgery |
| Pentobarbital sodium salt | Merck | 25MG | Anesthetization |
| PowerLab Multi-Directional Physiological Recording System | AD Instruments, Shanghai | 4/35 | Pressure recording |
| Precision electronic balance | Denver Instrument | TB-114 | Weighing scale |
| Silk suture (8-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 6-0 | coronary artery ligation |
| Small animal microsurgery equipment | Napox | MA-65 | Surgical instruments |
| tissue forceps | Visual Sonic | F-12007-10 | For surgery |
| tissue scissor | Visual Sonic | S13052-12 | Open chest for hemodynamic measurement |
| Transmission Gel | Guang Gong pai | 250ML | preparation for Echocardiography measurement |
| Vascular Clamps | Visual Sonic | R31005-06 | For blocking blood from aorta |
References
- Rallidis, L. S., Makavos, G., Nihoyannopoulos, P. Right ventricular involvement in coronary artery disease: role of echocardiography for diagnosis and prognosis. Journal of the American Society of Echocardiography: Official Publication of the American Society of Echocardiography. 27 (3), 223-229 (2014).
- Frangogiannis, N. G. Fibroblasts and the extracellular matrix in right ventricular disease. Cardiovascular Research. 113 (12), 1453-1464 (2017).
- Ondrus, T., et al. Right ventricular myocardial infarction: From pathophysiology to prognosis. Experimental & Clinical Cardiology. 18 (1), 27-30 (2013).
- Badagliacca, R., et al. Right ventricular concentric hypertrophy and clinical worsening in idiopathic pulmonary arterial hypertension. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (11), 1321-1329 (2016).
- Verhaert, D., et al. Right ventricular response to intensive medical therapy in advanced decompensated heart failure. Circulation: Heart Failure. 3 (3), 340-346 (2010).
- Chen, K., et al. RNA interactions in right ventricular dysfunction induced type II cardiorenal syndrome. Aging (Albany NY). 13 (3), 4215-4241 (2021).
- Wang, Q., et al. Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice. Journal of Visualized Experiments. (147), e59431 (2019).
- Harjola, V. P., et al. Contemporary management of acute right ventricular failure: A statement from the heart failure association and the working group on pulmonary circulation and right ventricular function of the European society of cardiology. European Journal of Heart Failure. 18 (3), 226-241 (2016).
- Sicard, P., et al. Right coronary artery ligation in mice: a novel method to investigate right ventricular dysfunction and biventricular interaction. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 316 (3), 684-692 (2019).
- Goldstein, J. A. Pathophysiology and management of right heart ischemia. Journal of the American College of Cardiology. 40 (5), 841-853 (2002).
- Stiermaier, T., et al. Frequency and prognostic impact of right ventricular involvement in acute myocardial infarction. Heart. 0, 1-8 (2020).
- Zehender, M., et al. Right ventricular infarction as an independent predictor of prognosis after acute inferior myocardial infarction. The New England Journal of Medicine. 328 (14), 981-988 (1993).
- Brodie, B. R., et al. Comparison of late survival in patients with cardiogenic shock due to right ventricular infarction versus left ventricular pump failure following primary percutaneous coronary intervention for ST-elevation acute myocardial infarction. The American Journal of Cardiology. 99 (4), 431-435 (2007).
- Konstam, M. A., et al. Evaluation and management of right-sided heart failure: A scientific statement from the american heart association. Circulation. 137 (20), 578-622 (2018).
- Leferovich, J. M., et al. Heart regeneration in adult MRL mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (17), 9830-9835 (2001).
- Dell'Italia, L. J., et al. Hemodynamically important right ventricular infarction: Follow-up evaluation of right ventricular systolic function at rest and during exercise with radionuclide ventriculography and respiratory gas exchange. Circulation. 75 (5), 996-1003 (1987).
- Friedberg, M. K., Redington, A. N. Right versus left ventricular failure: differences, similarities, and interactions. Circulation. 129 (9), 1033-1044 (2014).
- Haraldsen, P., Lindstedt, S., Metzsch, C., Algotsson, L., Ingemansson, R. A porcine model for acute ischaemic right ventricular dysfunction. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 18 (1), 43-48 (2014).
- Ren, L., Colafella, K. M. M., Bovée, D. M., Uijl, E., Danser, A. H. J. Targeting angiotensinogen with RNA-based therapeutics. Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 29 (2), 180-189 (2020).
- Hacker, T. A. Animal models and cardiac extracellular matrix research. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1098, 45-58 (2018).
- Chien, T. M., et al. Double right coronary artery and its clinical implications. Cardiology in the Young. 24 (1), 5-12 (2014).
- Zhu, Y., et al. Characterizing a long-term chronic heart failure model by transcriptomic alterations and monitoring of cardiac remodeling. Aging (Albany NY). 13 (10), 13585-13614 (2021).
- Cui, M., et al. Nrf1 promotes heart regeneration and repair by regulating proteostasis and redox balance. Nature Communications. 12 (1), 5270 (2021).
- Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
- Dunmore-Buyze, P. J., et al. Three-dimensional imaging of the mouse heart and vasculature using micro-CT and whole-body perfusion of iodine or phosphotungstic acid. Contrast Media & Molecular Imaging. 9 (5), 383-390 (2014).
- Fernández, B., et al. The coronary arteries of the C57BL/6 mouse strains: Implications for comparison with mutant models. Journal of Anatomy. 212 (1), 12-18 (2008).
- Zhang, H., Faber, J. E. De-novo collateral formation following acute myocardial infarction: Dependence on CCR2+ bone marrow cells. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 87, 4-16 (2015).
