右心不全(RHF)は、右側の心臓の拡張と肥大を特徴とし、心室および心房の機能不全を引き起こします。RHFに関連する心肺疾患は、心不整脈のリスクの増加を伴います。この記事では、心室および心房性不整脈形成の亢進に関連する肺動脈バンディング誘発性RHFの標準化されたモデルについて説明します。
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右心不全(RHF)は、右側の心臓の拡張と肥大を特徴とし、心室および心房の機能不全を引き起こします。RHFに関連する心肺疾患は、心不整脈のリスクの増加を伴います。この記事では、心室および心房性不整脈形成の亢進に関連する肺動脈バンディング誘発性RHFの標準化されたモデルについて説明します。
慢性閉塞性肺疾患や肺動脈性肺高血圧症(PAH)などの臨床症状は、慢性的な右心室圧過負荷や進行性右心不全(RHF)につながる可能性があります。RHF は、RV と右心房 (RA) に影響を与える異常な心筋機能に関連する右側心肥大と拡張によって特定できます。私たちは最近、重度のRHFが心房の炎症、心房線維症、および心房不整脈(CA)の最も一般的なタイプである心房細動(AF)のリスクの増加を伴うことを示しました。最近の研究では、RVおよびRAの炎症が、AFを含むCAの不整脈形成に重要な役割を果たしていることが示されています。しかし、RHFにおけるCAおよびAFの発症における炎症の影響については、十分に説明されていません。
RHFの実験モデルは、右側心筋の炎症とCAとの関連をよりよく理解するために必要です。モノクロタリン(MCT)誘発性肺高血圧症(PH)のラットモデルは、RHFを誘発することが十分に確立されています。しかし、MCTは重度の肺毒性と肺の炎症を引き起こします。したがって、MCT誘発性RHFは、その後の心筋炎症がRHF自体に由来するのか、それとも損傷した肺から分泌される循環炎症シグナルに由来するのかを区別するのに役立ちません。
この記事では、肺動脈幹バンディング(PAB)を含む機械的方法を使用して、右側の心不整脈を誘発しました。PAB は、肺動脈幹の永久縫合を 3 週間行うことで構成されます。このようなアプローチでは、右側の圧力過負荷が増加します。PAB 後の D21 では、縫合糸により、肥大、拡張、および炎症を起こした RV と RA が生じます。PAB 誘発性 RHF は、心房細動を含む心室性および心房性不整脈に対する脆弱性も伴います。
右心不全(RHF)は、右心室(RV)および心房(RA)の肥大と拡張を特徴とし、肺動脈(PA)の狭窄による慢性的なRV圧力過負荷に反応して右側心不全を引き起こします1。したがって、PAの狭窄を誘発する条件は、RHF 1,2,3,4のリスク増加の原因となる可能性があります。臨床データから、RHFがPA高血圧症(PAH)患者の入院の主な原因(56%)であることが明らかになりました2。臨床研究では、血栓塞栓性肺高血圧症(PH)や特発性PAHなどのPAHの原因とは無関係に、患者はRHFにしばしば影響を受け、上室性頻脈性不整脈や心房細動(AF)2,5,6などの心不整脈を発症しやすくなることが示されています。
PAHとRHFとの関連をよりよく理解するために、モノクロタリン(MCT)の単回投与モデルを含む動物実験を使用して、重度の肺炎症とRHF7,8を誘発しています。最近、MCT誘発性RHFがRA炎症およびAF9と関連していることが観察されました。しかし、MCT誘発性肺炎症および循環サイトカインの重要性のために、MCT誘発性RA炎症がRHFのみの結果であるかどうかを説明することは困難であった9。したがって、RHF 誘発性心不整脈の新しいモデルが必要でした RA 炎症状態を研究するために。
PAトランクバンディング(PAB)実験モデルは、閉塞性PA疾患を模倣し、心臓の右側に影響を与える関連する病理学的心臓リモデリングを研究するために、さまざまな動物種で使用されてきました10。PAB は、RV 過負荷 10,11,12,13,14,15,16 を模倣したさまざまな研究で、右 RV の機能不全と失敗を誘発する効果的な方法として報告されています。技術的には、PABはPA体幹に永久縫合糸を留置することであり、PA体幹の直径10の機械的減少を引き起こす。PABは、RV10への圧力過負荷を増加させます。まず、RV後負荷の急激な増加に対する代償的適応として、RV腔が拡張し、慢性的なRV肥大10,13を引き起こします。RVの拡張と肥大は三尖弁に影響を及ぼし、三尖弁は漏れやすくなります13。より正確には、RVの顕著な拡張と高いRV後負荷の組み合わせは、RVとRA13,17の間に位置する三尖弁輪を伸ばす効果があります。弁の不完全な閉塞により、収縮期にRVから排出される血液の一部は、RA腔17に向けられます。三尖弁の漏出は心エコー検査で観察でき、三尖弁逆流と呼ばれます17。その後、RAは不適切に高血圧になり、RAの拡張と肥大の増加に寄与します13。慢性的なRVおよびRAリモデリングは、RVおよびRA線維症および機能の喪失につながる局所的な心筋炎症反応を伴います9,13。心臓線維症は、収縮性が低く、心室細動やAFなどの心不整脈の発症に関与する伝導ブロックおよび再突入回路を誘発しやすい低電圧ゾーンの発達を特徴としています18,19。
この論文の独創性は、PAB 誘発性の右側心臓リモデリングの標準化された方法を利用して、PAB 後 3 週間で心不整脈の誘発性を誘発および研究することにあります。この外科的アプローチの主な利点は、i) PA体幹径の減少に対する直接的な制御、および ii) 肺の炎症を回避してRHFに焦点を当てた 心筋不整脈、AFを含む心不整脈を研究するための炎症。
ここで説明するアプローチには、PAB を作成するための精密な顕微手術、RV 後負荷の増加の評価、PAB 誘発性心筋の構造的および機能的リモデリングを観察するための心エコー検査、および AF を含む心不整脈に対する脆弱性を評価するための電気生理学的研究が含まれます。
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以下に説明するすべての手順は、モントリオール心臓研究所の倫理委員会(プロトコル番号:2021-2938-2021-47-01および2024-3412-2024-48-01)によって承認され、カナダ動物管理評議会(CCAC)のガイドラインに厳密に従いました。6〜8週齢の雄のWistarラット(225〜275 g)を手順に使用しました。すべての動物はモントリオール心臓研究所の動物管理施設に収容され、水と食物に無料でアクセスできました。
1. 術前準備
2.麻酔の導入と動物の準備
注:分析は、6〜8週齢の雄のWistarラット(225〜275 g)で行われました。.次の手順のすべてのステップで加熱パッドを使用して、動物の体温を約37°Cに保ちます。 直腸プローブを適用して体温を監視します。
3. 挿管
注:挿管は、前述のように行われました20。

図1:PABの顕微手術の準備に必要な主要な器具 (A)PAB後のPA体幹の直径1mmを得るためのリードとして使用される修正された19G針。(B)ラットの気管内ツールの使用または挿管の成功。 1. ヘラは、麻酔をかけたラットの舌圧子として使用され、気管を露出させます。 2. 16Gカテーテルは、スタイラスの先端を鈍らせた後、気管内チューブとして機能します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
4. PAB手術(図2)
注:すべての手順は、厳格な無菌手術技術に従って実行する必要があります。

図2:PABの手順と5.0シルク縫合糸と金属クリップの検証。 PAトランクの段階的な単離と結紮の写真、(A)PAトランクの露出と単離、(B)PAトランクの周りの縫合糸(5.0シルク)の位置、(C)PA(PAB)の結紮(リードとして19G針を使用)を示しています。(D)PABに続く心臓の動きとPAルートおよびRV過負荷の検証。(E)シルク縫合糸と金属クリップで行われたPABの比較。(F)PABの絹縫合糸の選択の検証により、PA体幹の周囲に1mmのより再現性のある直径を作り出すこと。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
5. 術後の回復
6. 経胸壁心エコー検査
注:この論文は、ラットが経胸壁心エコー検査を受けた手術後21日目に得られたデータを示しています。ただし、研究目的と研究デザインの要件に応じて、研究者はPAB経胸壁心エコー検査の前後に他の時点を定義できます。
7. 電気生理学的研究(図3)

図3:安静時の心拍の図と in vivo 電気生理学的研究のための経食道カテーテルの適切な位置 (A)P波、PR間隔、QRS群、QT間隔、およびR-R間隔を示す安静時の2つの連続した心拍の代表的な心電図。(B)心臓(1)の縦断面と食道(2)の概略図で、四極カテーテル(3)が導入されて心房心電図を刺激し、獲得します。(C)表面心電図(上側トレース)からの心房信号(赤線)がカテーテル心電図(下側トレース)の心房信号と一致する場合の経食道カテーテルの好ましい位置を示す代表的な心電図信号。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
8. 心電図解析
注:ECGの記録と刺激は、ECG取得ソフトウェアを使用して行われました。解析は、ECG解析ソフトウェアを用いて行いました(図3A)。
9. 組織学的解析
10. 統計分析
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手術中のPA体幹の適切な結紮の視覚的確認
PAB処置中、縫合糸の良好な位置決めの指標は、血圧の即時増加とRVとRVとの接合部でのPA体幹の根元の迅速な拡張です。縫合糸は、3週間にわたって一定かつ恒久的な圧力過負荷を確保するために動かしてはなりません。この研究では、5-0 Silkの使用が金属製のクリップよりも安定していることが確認されました(図2E、F)。5-0 Silkは、特定の研究デザインで必要な場合、縫合糸を取り外す可能性も可能にします。
この研究で得られた重要な観察結果は、金属クリップの適用により、19Gリードの周りの自由直径がランダムな形状になり、これがばらつきの重要な原因となっているということでした。この研究では、1mmの安定した直径が必要でした。さらに、金属製のクリップを取り外すと、PA体幹が裂けることがよくあり、これは、正常圧の回復を評価するために縫合糸を取り外す必要がある研究デザインでは受け入れられません(
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PABの正常なパフォーマンスは、このプロトコルの最も重要な部分です。大動脈とPA体幹を適切に区別することが重要です。PAの分離は、処置中の裂傷、出血、死亡を避けるために細心の注意を払って行う必要があります。19Gリードの周りの縫合糸の適用は、リードの存在によるPAの「完全な閉塞」が長すぎるのを避けるために、迅速に行い、その後すぐにリードを取り外す必要があります。
調査の要件に従って、5-0 SilkはPAB10,13を実行するために金属クリップよりも安定していると判断しました。さらに、5-0 Silkは取り外しを可能にしましたが、クリップはPAを引き裂くリスクを引き起こしました。PABを実施する研究者は、研究目的10に従って縫合材料(シルク、金属、プラスチッククリップ)の選択を適応させる必要があります。
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著者は何も開示していません。
著者らは、経胸壁心エコー検査の技術的性能についてColombe Roy氏、YanFen Shi氏、Sandra Querry氏、Josiane Deslandes氏に感謝し、PAB法の標準化における予備的な技術支援を提供してくれたNathalie L'Heureux氏に感謝しています。モントリオール心臓研究所の動物ケア施設のメンバーに感謝しています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.9%ナトリウム塩素注射USB(100 ml) | バクスター | JB1302P 薬(鎮痛剤および抗炎症剤)の希釈に使用され、手術後に動物を再水和するための生理食塩水シリンジを準備する | |
| 19 G x 1 1/2 PrecisionGlide ニードル | BD | 305187 | ニードルは、肺幹の部分的な狭窄のためにスペーサーとして使用するために修正(曲げられ、鈍く) |
| 2インチ x 2インチ 不織布非滅菌リトメガーゼスポンジ、 4プライ | AMD-Ritmed | A2101-CH | ガーゼスポンジは、傷口から血液を吸収したり、臓器(胸腺など)を優しく脇に押したりするために使用されます。 |
| 4インチ x 4インチ 不織布 非滅菌リトメド ガーゼ スポンジ、4 プライ (x200) | AMD-Ritmed | A2100-CH | ガーゼ スポンジは、傷口から血液を吸収したり、臓器 (例: 胸腺) を脇にそっと押したりするために使用されます。 |
| 5-0 Vicryl Violet Suture RB-1 1/2 Circle Needle 17mm 27" | Ethicon | J303H | 筋肉や皮膚の傷の閉鎖に使用されるテーパーポイント針付きの合成吸収性滅菌外科用縫合糸です。 |
| アナフェン(100 mg/mL) | Merial Canada, Inc. | 1938126 | 非ステロイド性抗炎症薬、鎮痛薬、解熱薬として投与されたケトプロフェンの希釈注射液。. |
| オートクリップ システム | FST | 12020-00 | 皮膚の傷を閉じるために使用することができます。クリップアプライヤー、巻き取りクリップ(9mm)、クリップリムーバーが含まれています。 |
| デュモン#5/45鉗子 | FST | 11251-35 | デュモクセル鉗子、先端が45°Cに角度が付けられています。肺幹に配置されたスペーサーの周りの結び目を締めるために使用します。 |
| ファインハサミ - シャープ | FST | 14060-10 | 肋間筋の切開と縫合糸の切断に特化したステンレス製の虹彩はさみ。 |
| フォラン (イソフルラン) 100 mL | バクスター カナダ | BAXCA2L9100 | PAB 手術中にげっ歯類に使用される吸入麻酔薬。 |
| IVカテーテル 16 G x 1.77 " (ストレート) | BD Insyte | 381257 | 金属製のスタイレットを鈍くした気管内チューブとして使用するカテーテルです。 |
| ライト LED 130 F - DrMach | Eickemeyer | M130300 | LED壁掛けライト。 |
| 磁気固定具引き込みシステム:ベースプレート | FST | 18200-50 | 関連する固定具が取り付けられている金属プレート。加熱プレートの周りに配置されます。 |
| 磁気固定具の引き込みシステム:エラストマー(2 mロール) | FST | 18200-07 | リトラクターを固定具に取り付けるために使用されます。 |
| 磁気固定具引き込みシステム: 固定具 | FST | 18200-02 | ベースプレートに配置できる可動アンカー。 |
| 磁気固定具の引き込みシステム: リトラクター | FST | 18200-11 | 望ましい開始の外科傷を維持することを可能にするリトラクター |
| Metzenbaumはさみ (曲がった) | FST | 14017-14 | ステンレス鋼の鈍いはさみは、皮膚と筋肉の鈍い解剖に使用されます。 |
| マイクロアドソン鉗子 | FST | 11018-12 | 皮膚やその他の組織をつかむために使用されるステンレス鋼の鋸歯状の鉗子。 |
| オスターゴールデンA5 2スピードクリッパー | オスタープロフェッショナル | 34264416949 | ペットグルーミングクリッパーで、手術野の準備に使用されます。大型動物に使用することを前提としているため、ネズミには注意が必要です。 |
| げっ歯類の加熱プレートまたは加温システム | カスタムメイド | のN/A | プレートは、直腸プローブによって検出された温度と目標温度を表示するLEDスクリーンを備えたユニットに接続されています。 |
| げっ歯類の人工呼吸器 モデル683 | ハーバード装置 | 74240-2 | 小さな実験動物(最大5kg)に使用される機械式人工呼吸器。 |
| セレーション付きセムケン鉗子(湾曲) | FST | 11009-13 | 組織解剖に使用されるステンレス製鉗子。 |
| セレーション付きセムケン鉗子(ストレート) | FST | 11008-13 | 組織解剖に使用されるステンレス製鉗子。 |
| シルキーフレッシュ脱毛クリーム | ヴィート | 62200825036 | シェービング後の手術部位の準備に使用される脱毛製品。 |
| ソルプレップ | 3M | 103.26 | 2% クロルヘキシジンと 70% アルコール 225 mL で着色したボトル入り消毒液。 |
| ステンレス製のヘラ 195 mm | ヒースロー・サイエンティフィック | ・HS15907ヘ | ラ ラット挿管時の舌圧子として使用されます。 |
| 実体顕微鏡システム SZ61TR | オリンパス | 88-126 | 双眼鏡とカメラを内蔵した顕微鏡で、動画撮影が可能です。 |
| 滅菌塩化ナトリウム0.9%灌漑ボトル(60mL) | 生理食塩水H2O | 25-6048SA-L | は、手術中ずっと傷口を湿らせておくために使用されます。 |
| 外科用ハサミ - シャープ ブラント (ストレート) | FST | 14001-12 | 最初の皮膚切開を行うために使用されるステンレス鋼のハサミ。 |
| 縫合糸 5-0 シルク ノーニードル | ヘンリー・シャイン | 102-6344 | 肺幹の収縮に使用される絹糸 |
| シスタン軟膏 | アルコン | 2444062 | 手術中の目の乾燥による灼熱感や刺激を一時的に緩和するアイズ潤滑剤。 |
| SZ2-STU2 実体顕微鏡スタンド | オリンパス | N1198900 ベースに取り付けられたアームは、顕微鏡ヘッドに大きな動きの自由度を提供します。 | |
| 組織鉗子 - 1X2 歯 | FST | 11021-15 | 組織(皮膚や筋肉)をつかみ、保持し、操作することを可能にするステンレス製の鉗子。 |
| トランスポアサージカルテープ | 3M | 1527-1 | ラットの前肢と後肢を固定するために使用される医療用テープです。 |
| Vetbond Tissue Adhesive (3 mL) | 3M | 1469SB | 皮膚に少量塗布できる外科用接着剤 皮下縫合糸の補完物として使用できます。 |
| 獣医学 複数回投与 (0.3 mg/mL) 10 mL | セバ カナダ | 2342510 | 鎮痛薬として投与されたブプレノルフィンの希釈注射液。 |
| 獣医用麻酔蒸発器 Tec 4 | Dispomed | 34001 Iso | イソフルランの気化と0°ndashでの濃度を可能にします。5%です。 |
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