הפרוטוקול הנוכחי מתאר טכניקה חדשה של פסים באבי העורקים בעכברים כדי לגרום לעומס יתר על הלחץ היפרטרופיה לבבית. עבור להקות, טבעת גומי עם קוטר פנימי קבוע משמש. טכניקה חדשה זו מבטיחה פחות שונות ויותר נתונים הניתנים לשחזור עבור ניסויים עתידיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול הנוכחי מתאר טכניקה חדשה של פסים באבי העורקים בעכברים כדי לגרום לעומס יתר על הלחץ היפרטרופיה לבבית. עבור להקות, טבעת גומי עם קוטר פנימי קבוע משמש. טכניקה חדשה זו מבטיחה פחות שונות ויותר נתונים הניתנים לשחזור עבור ניסויים עתידיים.
פסים באבי העורקים בעכברים הם אחד המודלים הניסיוניים הנפוצים ביותר להיפרטרופיה לבבית הנגרמת על ידי עומס יתר בלחץ לב והשראת אי ספיקת לב. הטכניקה ששימשה בעבר מבוססת על תפר מושחל סביב קשת אבי העורקים הקשורה מעל מחט קהה של 27 G כדי ליצור היצרות. שיטה זו תלויה במנתח הידוק ידני של החוט, ובכך מוביל לשונות גבוהה בגודל הקוטר. שיטה חדשה ומעודנת שתוארה על ידי Melleby et al. מבטיחה פחות שונות ויותר שכפול לאחר הניתוח. הטכניקה החדשה, o-ring- aortic banding (ORAB), משתמשת בטבעת גומי מונעת החלקה במקום בתפר עם חוט, וכתוצאה מכך מופחתת השונות בעומס הלחץ ובפנוטיפים הניתנים לשחזור של היפרטרופיה לבבית. במהלך הניתוח, o-ring ממוקם בין העורקים brachiocephalic ו שמאל הצוואר. התכווצות מוצלחת מאושרת על ידי אקוקרדיוגרפיה. לאחר יום אחד, מיקום נכון של הטבעת גורם למהירות זרימה מוגברת באבי העורקים הרוחבי על פני היצרות הנגרמת על ידי o-ring. לאחר שבועיים, תפקוד לב לקוי מוכח על ידי ירידה בחלק הפליטה ועובי דופן מוגבר. חשוב לציין כי מלבד שונות פחותה בגודל הקוטר, ORAB קשור לשיעורי תמותה תוך-ניתוחיים ופוסט-ניתוחיים נמוכים יותר בהשוואה להתכווצות אבי העורקים הרוחבי (TAC). לפיכך, ORAB מייצג שיטה עדיפה על ניתוח TAC הנפוץ, וכתוצאה מכך תוצאות ניתנות לשחזור יותר והפחתה אפשרית במספר בעלי החיים הדרושים.
בעוד שניתן לצפות בהיפרטרופיה לבבית פיזיולוגית במהלך ההתפתחות, הפעילות הגופנית וההריון, היפרטרופיה לבבית פתולוגית מגיבה למצבי עקה המודינמיים כמו יתר לחץ דם עורקי, מחלת לב ערכית או מוטציות גנטיות. בתחילה, הלב עובר שיפוץ המאופיין בגודל קרדיומיוציטים מוגבר ועיבוי של קירות החדר כדי לשמור על תפקוד הלב 1,2. מאידך גיסא, שיפוץ לב פתולוגי קשור לסיכון מוגבר להפרעות קצב, מוות פתאומי ותמותה גבוהה. לבסוף, עם הזמן, זה גורם להתרחבות חדרית, ירידה חזקה בתפקוד ההתכווצות, ובסופו של דבר התקדמות לאי ספיקת לב (HF), אשר קשורה תחלואה גבוהה, תמותה, ועלויות חברתיות3. לכן, יש צורך דחוף להבין את הרקע המולקולרי על מנת לפתח אסטרטגיות טיפוליות חדשות4.
פסים באבי העורקים הם מודל המחקה היפרטרופיה של עומס יתר על החדר השמאלי (LV) ואי ספיקת לב בעכברים5. בשיטה זו, ניתן לבחון את הפתומנגינות של שיפוץ לב הנגרם על ידי עומס יתר בלחץ in vivo. הליך הפסים הראשון של אבי העורקים בעכברים דווח על ידי Rockman et al.6. עומס יתר בלחץ נגרם על ידי קשירה מבוססת תפר חוט סביב אבי העורקים (בין עורק הצוואר הברכיוצפלי לעורק הצוואר המשותף השמאלי). כדי ליצור היצרות בקוטר 0.4 מ"מ, תפר ממוקם סביב מחט 27 גרם ואת אבי העורקים. לאחר קשירה, המחט מוסרת 6,7.
למרות שקוטר המחט קבוע, הידוק החוט תלוי מאוד במנתח, ולכן משפיע על הפנוטיפ המושרה של היפרטרופיה לבבית. בנוסף, בשיטה מבוססת חוט/תפר, קיימת דרגת היצרות משתנה לאחר הניתוח, הקשורה לשונות גבוהה בתמותה 8,9. יתר על כן, אימון בשיטה זו הוא מאתגר, במיוחד לגבי מציאת הרמה הנכונה ועקביות בהידוק החוט. לבסוף, בתחילת האימון מתרחשת תמותה תוך-ניתוחית גבוהה ופוסט-ניתוחית עקב הפרעה באבי העורקים או פגיעה ברקמות אחרות, כמו גם שונות גבוהה במידת ההיצרות אצל בעלי החיים ששרדו.
לאחרונה, הליך אופטימלי של פסים אבי העורקים תואר על ידי Melleby et al.10. הם הציגו את שיטת ORAB (פסים אאורטליים של o-ring) עם פחות שונות בהיצרות ורמות שכפולות מאוד של עומס לחץ על ידי שימוש בטבעת o גומי מונעת החלקה עם קוטר פנימי קבוע של 0.71 מ"מ, 0.66 מ"מ ו-0.61 מ"מ. בקיצור, טבעת ה- o נחתכת, מונחת סביב הקשת העולה, ונסגרת שוב על ידי חוטים. מדענים אחרים שהשתמשו בטבעות O אלה דיווחו על שונות פחותה בהיפרטרופיה לבבית9. הם גם צפו בתמותה תוך-ניתוחית ואחריה, כמו גם בשחזור טוב יותר ובשונות פחותה בפנוטיפ ההיפרטרופיהמושרה 9,11. המאמר הנוכחי מתאר את ההליך של אסטרטגיה ייחודית זו בפרוטוקול שלב אחר שלב. המומחיות המשותפת בדו"ח זה תסייע למדענים אחרים לשפר את הטכניקות שלהם בתחום זה.
כדי לגרום להיפרטרופיה לבבית וכתוצאה מכך לאי ספיקת לב לאחר 6 שבועות, עכברים זכרים C57BL/6N בני 12 שבועות מומלצים לניתוח. השוואה של שבועיים לאחר פסים של אבי העורקים בין תת-הזנים של העכברים C57BL/6N ו-C57BL/6J הראתה תפקוד לב חמור ותמותה מוגברת נלווית בעכברים C57BL/6N. לכן, אלה מתאימים יותר עבור מודלים של אי ספיקת לב12. עכברים זכרים ונקבות בני 12 שבועות הם בעלי גודל אופטימלי לחשיפה של אבי העורקים ומיקום ה- o-ring עם מכשירים מיוחדים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניסויים בבעלי חיים בוצעו על פי עקרונות הוועדה האזורית (Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein, מספר הרשאה: V242-21249/2020 [38-4/20]). העכברים ששימשו למחקר הנוכחי התקבלו ממקור מסחרי (ראו טבלת חומרים). בעלי החיים הוחזקו בתנאים סטנדרטיים עם מחזור אור של 12 שעות, 12 שעות לילה; מים ומזון הוצעו ad libitum.
1. טיפול בבעלי חיים
2. הכנת ה-o-ring
הערה: טבעת O בקוטר קבוע של 0.4 מ"מ מומלצת כדי לגרום להיפרטרופיה לבבית לאחר שבועיים. היקף וחומרת הפנוטיפ הלבבי המושרה תלויים בגודל קוטר הטבעת o.

איור 1: ביצוע הכנת טבעת ה-o לקשירה . (A) טבעת O בקוטר קבוע נחתכת במספריים או באזמל בצד אחד. (B) תמונה של טבעת o. (C) כל צד o-ring מנוקב עם 8-0 חוט פרולין. (D) טבעת O מנוקבת בשני חוטים. (E) החוטים של צד טבעת אחד של טבעת ה-o נמשכים דרך החור של עזר הקשירה. (F) מיקום סופי לפני המיקום: החוטים של צד אחד מונחים דרך החור של עזר הקשירה, בעוד החוטים של הצד השני נשמרים רופפים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
3. טיפול מקדים של העכברים והכנת שדה הניתוח
4. אינטובציה של העכברים

איור 2: אינטובציה של העכבר. (A) מכשירי אינטובציה: (1) צינורית 22 G i.v. משמשת כצינורית אנדוטרכאלית (ללא מנדרינית); (2) מלקחיים; (3) לרינגוסקופ בעבודת יד (צינורית מעוותת/שטוחה מודבקת עם מקלות עץ וסרט הדבקה). (B) ביצוע אינטובציה על כרית החימום הממוקמת. (C) עכבר אינטובציה המחובר למכונת הנשמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
5. ניתוח והכנה למיקום הטבעת
הערה: השתמש בחומרים ובמכשירים סטריליים כדי למנוע זיהומים.
6. קשירת אבי העורקים הרוחבי עם טבעת ה- o

איור 3: ביצוע השתלת o-ring . (A) קשת אבי העורקים נחשפת על ידי שלושה רטרקטורים של 1.0-2.5 מ"מ. שני החוטים הארוכים של צד טבעת אחד מועברים מתחת לאבי העורקים. (B) טבעת ה-o תוצב על ידי דחיפה עדינה של הטבעת ומשיכת החוטים. (C) טבעת ה-o נמצאת במיקום הנכון, וחוט גולגולתי אחד קשור בחוט קאודאלי בכל צד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
7. תפר והתאוששות לאחר הניתוח
8. אישור התכווצות מוצלחת ומיקום נכון של הטבעת

איור 4: אישור קשירת אבי העורקים הרוחבית באמצעות מדידת מהירות דופלר של גל דופק בעורקי הצוואר. (A) אותות מהירות דופלר גל פועם מייצגים של עורק הצוואר הימני. (B) ההיצרות גורמת למהירות זרימה גבוהה יותר בעורק הצוואר הימני מאשר בעורקי הצוואר השמאלי. (C) ההיצרות הנגרמת על ידי התכווצות גורמת למהירות זרימה באבי העורקים היורד של יותר מ-2,400 מ"מ לשנייה. עכברי שאם מראים מהירות זרימה של 600-900 מ"מ לשנייה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באופן כללי, פסים אבי העורקים מחקים היצרות אבי העורקים האנושי וגורמים להיפרטרופיה לבבית בעכברים. הליך מוצלח מאופיין בשיפוץ רקמת הלב המשתקף על ידי היפרטרופיה לבבית וירידה בתפקוד הלב 5,6.
ישירות 1 יום לאחר הניתוח, את ההשפעה של התכווצות o-ring של אבי העורקים רוחבי ניתן לקבוע in vivo על ידי אקוקרדיוגרפיה13. אינדוקציה מוצלחת של היצרות אבי העורקים מוצגת על ידי מהירות זרימת דם מוגברת על פני ההיצרות באבי העורקים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פסים אאורטליים מבוססי חוט/תפר משמשים כבר שנים רבות כדי לגרום להיפרטרופיה לבבית של עומס יתר בעכברים. זוהי שיטה מבוססת לחקור את הפתומנגמניזמים של שיפוץ לב והתקדמות המחלה in vivo. המגבלות הן השונות הגבוהה יחסית במידת ההיצרות וכתוצאה מכך השיפוץ. טכניקת ORAB שהוצגה לאחרונה ותוארה לראשונה על ידי Melleby et al.10 מייעלת את השיטה הקונבנציונלית על ידי שימוש בטבעת o-ring מגומי.
היתרון החשוב ביותר של טכניקה זו הוא הקוטר הקבוע של o-ring, מה שמוביל פחות השתנות במידת ההיצרו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי ה-Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ל-L.L., N.F., ו-O.J.M. (IVOLADMT-HF; FKZ 01KC2006A).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1 x מקבעים ארוכים, 6 ס"מ | 18200-01 | ||
| 2 x מחזירים קהים, רוחב 5 מ"מ | 18200-11 | ||
| 2 x מקבעים קצרים, 3 ס"מ | 18200-02 | ||
| 2 x קצה דק 45° מלקחיים זוויתיים | FST (כלי תחושה עדינים) | 11160-10 | |
| 3 x מחזירים קהים, רוחב 2.5 מ"מ | 18200-10 | ||
| 3 x חוטי מפסק | 18200-05 | ||
| 4-0 תפר נספג (ויקריל) | ETHICON | SABBKLT0 | משמש לתפירת עור |
| 6-0 תפר (פרולן), גודל מחט: 13 מ"מ | ETHICON | JDP879 | משמש לתפירת שריר החזה |
| 8-0 תפר (פרולן), גודל מחט: 6.5 מ"מ | ETHICON | RHBECH | משמש לצום הטבעת |
| קופסת הרדמה, מכשיר הווארד קטן | 50-0108 | ||
| C57BL / 6N עכברים | צ'ארלס נהר | ||
| Fluosorber מיכל פחם פעיל מסנן | Havard מכשיר | 34-0415 | משמש להשראת ושמירה על הרדמה |
| גרון בעבודת יד | אינטובציותעזרו | ||
| למכשירי הרדמה של הרווארד מכשירי אידוי | Havard | משמש להשראת ותחזוקה של הרדמה | |
| כרית חימום + בדיקה רקטלית (LSI Letica מכשירים מדעיים: יחידת בקרת טמפרטורה HB 101/2) | מכשיר Panlab / Havard | משמש לשליטה ושמירה על טמפרטורת הגוף | |
| i.v. צינורית כחולה 22-gauge (Vasofix Braunü le 0.9 x 25 מ"מ) | B/Braunsharing מומחיות | 4268091B | אינטובציה |
| איזופלורן | בקסטר | הרדמה | |
| קודאן (תמיסת בטדין) | Schü lke | 20003960-A | זיהום |
| עזר קשירה | FST (כלי סיאנס עדינים) | 18062-12 | משמש לביצוע קשירה עם O-ring |
| תאורת מיקרוסקופ: סט Schott VisiLED MC1500 / S80-55 (+ בקר) | מיקרוסקופ SCHOTT | Ligth | |
| מצלמה (Leica IC80 HD) | Leica | משמש לשדה הפעלה ויזואלי | |
| מערכות הרדמה מלאות של MiniVac למכרסמים קטנים | מכשירי Havard | 75-0233 | משמש להשראת ותחזוקה של הרדמה |
| מאוורר עכבר MiniVent סוג 845 | מכשיר Havard | 73-0044 | משמש להנשמה במהלך ניתוח |
| מחזיק מחט | FST (כלי סיאנס עדינים) | TE-10804 | |
| טבעת O, גומי מונע החלקה (0.0018 מ"מ x 0.020 מ"מ) | מוצרי גומי של Apple | קשירה של קשת אבי העורקים | |
| מספריים | FST (כלי סיאנס עדינים) | 14040-09 | משמש לחיתוך העור והחוטים |
| מערכת נסיגה לבעלי חיים קטנים (ערכה לבעלי חיים עד 200 גרם) | FST (כלי תחיבה עדינים) | 18200-20 | |
| פלטת בסיס קטנה, 20 x 30 ס"מ | 18200-03 | ||
| שולחן משולב עם כרית חימום + בדיקה רקטלית + א.ק.ג ו חצובה מתמר | FujiFilm Visual Sonics מערכת | אקו לב | |
| Temgesic (Buprenorphin) | Indivior UK Limited | 997.00.00 | כאב לפני תרופות |
| זין עצירה תלת-כיווני (כחול) | |||
| Tramal (Tamadol) | Grü כאב ננטלי | לאחר תרופות | |
| בדיקת מתמר MS400 (Visual Sonics) | הדמיה FujiFilm Visual Sonics | אקו לב | |
| מערכת אולטרסאונד עם חבילת קרדיוליגה | הדמיה FujiFilm Visual Sonics | אקו לב | |
| Vannas מספריים קפיצים - 2.5 מ"מ קצה חיתוך | FST (כלי עיצוב עדינים) | 15000-08 | משמש לחיתוך שרירי חזה בין-צלעיים |
| משחה וטרינרית | Bepanten | משמש למניעת התייבשות העיניים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.