הפרוטוקול הנוכחי מתאר הליך שלב אחר שלב לביסוס מודל מיני-חזיר של אי ספיקת לב עם מקטע פליטה שמור באמצעות התכווצות אבי העורקים היורדת. כמו כן מוצגות השיטות להערכת מורפולוגיה לבבית, היסטולוגיה ותפקוד של מודל מחלה זה.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הפרוטוקול הנוכחי מתאר הליך שלב אחר שלב לביסוס מודל מיני-חזיר של אי ספיקת לב עם מקטע פליטה שמור באמצעות התכווצות אבי העורקים היורדת. כמו כן מוצגות השיטות להערכת מורפולוגיה לבבית, היסטולוגיה ותפקוד של מודל מחלה זה.
יותר ממחצית ממקרי אי ספיקת לב (HF) מסווגים כאי ספיקת לב עם מקטע פליטה שמור (HFpEF) ברחבי העולם. מודלים גדולים של בעלי חיים מוגבלים לחקר המנגנונים הבסיסיים של HFpEF ולזיהוי מטרות טיפוליות פוטנציאליות. עבודה זו מספקת תיאור מפורט של ההליך הכירורגי של התכווצות אבי העורקים היורד (DAC) במיני-חזירים טיבטיים כדי לבסס מודל של בעלי חיים גדולים של HFpEF. מודל זה השתמש בהתכווצות מבוקרת מדויקת של אבי העורקים היורד כדי לגרום לעומס לחץ כרוני בחדר השמאלי. אקוקרדיוגרפיה שימשה להערכת השינויים המורפולוגיים והתפקודיים בלב. לאחר 12 שבועות של לחץ DAC, מחיצת החדר הייתה היפרטרופית, אך עובי הדופן האחורית הופחת משמעותית, מלווה בהתרחבות החדר השמאלי. עם זאת, מקטע פליטת LV של לבבות הדגם נשמר על >50% במהלך תקופה של 12 שבועות. יתר על כן, מודל DAC הראה נזק לבבי, כולל פיברוזיס, דלקת והיפרטרופיה קרדיומיוציטים. רמות סמן אי ספיקת לב היו גבוהות באופן משמעותי בקבוצת DAC. HFpEF זה המושרה על ידי DAC במיניחזירים הוא כלי רב עוצמה לחקר מנגנונים מולקולריים של מחלה זו ולבדיקות פרה-קליניות.
אי ספיקת לב עם מקטע פליטה משומר (HFpEF) מהווה יותר ממחצית ממקרי אי ספיקת הלב והפכה לבעיה עולמית בבריאות הציבור1. תצפיות קליניות הצביעו על מספר מאפיינים קריטיים של HFpEF: (1) תפקוד דיאסטולי חדרי, מלווה בנוקשות סיסטולית מוגברת, (2) מקטע פליטה רגיל במנוחה עם ביצועי פעילות גופנית לקויים, ו (3) שיפוץ לב2. המנגנונים המוצעים כוללים חוסר ויסות הורמונלי, דלקת כלי דם מערכתית, הפרעות מטבוליות והפרעות בחלבוני מטריצה סרקומרית וחוץ-תאית3. עם זאת, מחקרים ניסיוניים הראו כי אי ספיקת לב עם מקטע פליטה מופחת (HFrEF) גורמת לשינויים אלה. מחקרים קליניים בחנו את ההשפעות הטיפוליות של מעכבי קולטן אנגיוטנסין ותרופות לטיפול ב- HFrEF ב- HFpEF 4,5. עם זאת, יש צורך בגישות טיפוליות ייחודיות עבור HFpEF. בהשוואה להבנת הסימפטומים הקליניים, השינויים בפתולוגיה, ביוכימיה וביולוגיה מולקולרית של HFpEF נותרו מוגדרים בצורה גרועה.
מודלים של בעלי חיים של HFpEF פותחו כדי לחקור את המנגנונים, סמני האבחון והגישות הטיפוליות. חיות מעבדה, כולל חזירים, כלבים, חולדות ועכברים, יכולות לפתח HFpEF, וגורמי סיכון מגוונים, כולל יתר לחץ דם, סוכרת והזדקנות, נבחרו כגורמי אינדוקציה 6,7. לדוגמה, deoxycorticosterone אצטט לבד או בשילוב עם דיאטה עתירת שומן/סוכר משרה HFpEF בחזירים 8,9. עומס יתר של לחץ חדרי הוא טכניקה נוספת המשמשת לפיתוח HFpEF במודלים של בעלי חיים גדולים וקטנים10. בנוסף, ערכי חיתוך EF ספציפיים להגדרת HFpEF אומצו על פני יבשות בשנים האחרונות, כפי שניתן לראות בהנחיות האגודה האירופית לקרדיולוגיה, הקולג 'האמריקאי לקרדיולוגיה הקרן / איגוד הלב האמריקאי11, החברה היפנית למחזור הדם / החברה היפנית לאי ספיקת לב12. לפיכך, מודלים רבים שהוקמו בעבר עשויים להתאים למחקרי HFpEF אם יאומצו הקריטריונים הקליניים. לדוגמה, Youselfi et al. טענו כי זן עכבר מהונדס גנטית, Col4a3-/-, הוא מודל HFpEF יעיל. זן זה פיתח תסמינים לבביים אופייניים של HFpEF, כגון תפקוד לקוי של דיאסטול, תפקוד לקוי של המיטוכונדריה ועיצוב מחדש של הלב13. מחקר קודם השתמש בתזונה עתירת אנרגיה כדי לגרום לעיצוב מחדש של הלב עם טווח ביניים של EF בקופים בגיל14, המאופיינים בהפרעה מטבולית, פיברוזיס וירידה באקטומיוזין MgATPase בשריר הלב. התכווצות אבי העורקים הרוחבית של העכבר (TAC) היא אחד המודלים הנפוצים ביותר לחיקוי קרדיומיופתיה חדרית הנגרמת על ידי יתר לחץ דם. החדר השמאלי מתקדם מהיפרטרופיה קונצנטרית עם EF מוגבר לשיפוץ מורחב עם EFמופחת 15,16. פנוטיפים המעבר בין שני שלבים טיפוסיים אלה מציעים כי טכניקת התכווצות אבי העורקים יכולה לשמש לחקר HFpEF.
התכונות הפתולוגיות, איתות סלולרי ופרופילי mRNA של מודל HFpEF חזירי פורסמו בעבר17. כאן, פרוטוקול שלב אחר שלב מוצג כדי לבסס את המודל הזה ואת הגישות להעריך את הפנוטיפים של מודל זה. התהליך מומחש באיור 1. בקצרה, התוכנית הכירורגית הוכנה במשותף על ידי החוקר הראשי, מנתחים, טכנאי מעבדה וצוות טיפול בבעלי חיים. המיני-חזירים עברו בדיקות בריאות, כולל בדיקות ביוכימיות ואקו קרדיוגרפיה. לאחר הניתוח בוצעו הליכים אנטי דלקתיים ומשככי כאבים. אקוקרדיוגרפיה, בדיקה היסטולוגית וסמנים ביולוגיים שימשו להערכת הפנוטיפים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל המחקרים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של המכון לניטור בעלי חיים במעבדה גואנגדונג (אישור מס. IACUC2017009). כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו בהתאם למדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (מהדורה 8, 2011, האקדמיה הלאומית, ארה"ב). בעלי החיים שוכנו במתקן מוכר AAALAC במכון לניטור בעלי חיים במעבדה גואנגדונג (רישיון מספר. SYXK (YUE) 2016-0122, סין). שישה מיני-חזירים טיבטיים זכרים (n = 3 כל אחד עבור קבוצת הדמה וקבוצת DAC, 25-30 ק"ג במשקל) שימשו לפיתוח מודל HFpEF.
1. הכנת בעלי חיים ומכשירים
2. טשטוש, אינטובציה בקנה הנשימה וקנולציה של ורידים
3. הליך כירורגי
4. טיפול לאחר הניתוח
5. אקוקרדיוגרפיה טרנס-חזה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אקוקרדיוגרפיה
מבנה הלב ותפקודו הוערכו בשבועות 0, 2, 4, 6, 8, 10 ו-12. ההקלטות במצב B ובמצב M של תצוגת הציר הקצר של עצם החזה מוצגות באיור 4A. המדידה האקוקרדיוגרפית כללה את עובי מחיצת החדר (VST), עובי הדופן האחורית (PWT) והממד הפנימי של החדר השמאלי (LVID). ה-VST ב-end-diastole גדל בלבבות DAC, בעוד שה-PWT ב-end-diastole עלה ואז ירד במהלך תקופת התצפית, מה שמרמז על כך ש-hypertrophic remodeling היה נוכח בחדר השמאלי של המיני-חזירים של DAC (איור 4B,C<...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה השתמש בטכניקות DAC כדי לפתח מודל HFpEF עבור מיני-חזירים טיבטיים. פרוטוקול הכנה שלב אחר שלב של בעלי חיים ומכשירים מוצג כאן, כולל טשטוש, אינטובציה בקנה הנשימה, קנולציה של ורידים, הליך כירורגי וטיפול לאחר ניתוח. טכניקות ההקלטה עבור אקוקרדיוגרפיה B מצב ו M מצב לב מוצגים גם. לאחר DAC, הלב עבר היפרטרופיה של החדר השמאלי במהלך שבועות 4 ו -6 והתרחבות לאחר שבוע 8. LVEF נשמר במהלך 12 השבועות. פיברוזיס ודלקת נצפו בלבבות DAC.
השילוב של ניתוח חזה פתוח והתכווצות אבי העורקים שימש לפיתוח מודלים לאי ספ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית המדע והטכנולוגיה של גואנגדונג (2008A08003, 2016A020216019, 2019A030317014), תוכנית המדע והטכנולוגיה של גואנגז'ו (201804010206), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (31672376, 81941002), ומעבדת המפתח המחוזית של גואנגדונג לחיות מעבדה (2017B030314171).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תפר כירורגי נספג | Putong Jinhua Medical Co., Ltd, סין | 4-0 | |
| Aesthesia מכונת הנשמה | שנזן Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd, סין | WATO EX-35vet | |
| Aspirator | שנחאי Baojia Medical Apparatus Co., Ltd, סין | YX930D | |
| Benzylpenicillin | סצ'ואן פרמצבטיקה. INC, סין | H5021738 | |
| סילוק צינור אנדוטרכאלי עם שרוול | שנזן Verybio ושות', בע"מ, סין | 20 ס"מ, מזהה 0.9 | |
| מתמר סילוק | גואנגדונג Baihe טכנולוגיה רפואית ושות', בע"מ, סין | ||
| להב דיסקציה | שנחאי רפואי מכשירים (קבוצה) Co., Ltd, סין | ||
| Electrocautery | שנחאי Hutong Medical Instruments (Group) Co., Ltd, סין | GD350-B | |
| בדיקת אימונוסורבנט מקושרת לאנזים ELISA ערכת | Cusabio Biotech Co., Ltd, סין | CSB-E08594R | |
| Eosin | Sigma-Aldrich Corp. | E4009 | |
| Flunixin meglumine | שנחאי Tongren פרמצבטיקה ושות', בע"מ, סין | Shouyaozi (2012)-090242103 | |
| מלקחיים | שנחאי רפואי מכשירים (קבוצה) Co., Ltd., סין | ||
| Hematoxylin | Sigma-Aldrich Corp. | H3136 | |
| Isoflurane | RWD מדעי החיים ושות', בע"מ, סין | Veteasy לבעלי חיים | |
| לרינגוסקופ | Taixing Simeite מכשירים רפואיים ומכשירים בע"מ ושות', בע"מ, סין | למבוגרים | |
| נורות LED כירורגיות | Mingtai Medical Group, סין | ZF700 | |
| קורא Microplate | Thermo Fisher Scientific, ארה"ב | Multiskan FC | |
| מיקרוסקופ | לייקה, גרמניה | DM2500 | |
| יחידת ריסון ניידת | מותאמת אישית | N/A | יחידת ריסון ניידת, המיוצרת על ידי מסגרת מתכת וגלגלים, עם כיסוי בד |
| חמצן | ספקים מקומיים, גואנגג'ואו, סין | ||
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich Corp. | ||
| V900894 צג מטופל | שנזן Mindray ביו-רפואית אלקטרוניקה חברה, סין | Beneview T5 | |
| היקפי תוך ורידי (IV) קטטר | שנזן Yima Pet Industry Development Co., Ltd., סין | 26G X 16 מ"מ | |
| פרופופול | גואנגדונג Jiabo Phamaceutical Co., Ltd. | ||
| מפסק צלעות | שנחאי רפואי מכשירים (קבוצה) ושות', בע"מ,מעדניית שליט סין | ||
| ייצור חברה, סין | |||
| אזמל מטפלת | בשנחאי רפואי מכשירים (קבוצה) Co., Ltd., סין | ||
| מספריים (g) | שנחאי רפואי מכשירים (קבוצה) Co., Ltd., China | ||
| Suture | Medtronic-Coviden Corp. | 3-0, 4-0 | |
| ג'ל אולטרסאונד | טיאנג'ין Xiyuansi מכון הייצור, סין | TM-100 | |
| מוניטור וטרינרי | שנזן Mindray חברת אלקטרוניקה ביו-רפואית, סין | ePM12M מערכת אולטרסאונד וטרינרית וטרינרית | |
| Esatoe, איטליה | MyLab30 | מצויד במתמר מערך שלבים (3-8 הרץ) | |
| הזרקת קסילזין הידרוכלוריד | שנדה חיה Phamarceutical Co., Ltd., סין | Shouyaozi (2016)-07003 | |
| הזרקת Zoletil | Virbac, צרפת | Zoletil 50 | טילטמין וזולאזפאם להזרקה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה