組み合わせてモノクロまたは Sugen 肺高血圧ラットのモデルとして左肺全摘
March 8th, 2019
齧歯動物左肺全摘術は、肺高血圧症研究の貴重な手法です。ここでは、ラット肺全摘術の手順と最小限の罹患率と死亡率を確保するため術後のケアについて説明するためのプロトコルを提案する.
それは肺動脈性高血圧のための最良のモデルを生成するので、このプロトコルは重要です。他のモデルは、ヒトPAH患者に見られる神経叢病変を産生しない。主な利点は、右肺と肺動脈の血液の流れを2倍にし、内皮損傷を引き起こし、肺が2倍の硬い働きを強いられることです。
我々のグループは、治療を開発するために肺動脈性高血圧症の非常に効率的なモデルを開発しました。肺動脈高血圧症に加えて、この方法は再生医療に役立ち、先天性心不全や肺切除後の患者のような肺流れの増加を伴う他の疾患に関する洞察を与えることができる。このテクニックを一度も行ったことがない人にとって、私のアドバイスは、プロトコルに正確に従い、外科医が彼らが何をしているのかを正確に見ることができるようにすることです。
ラットを4%イオブルランで麻酔した後、動物は気管を照らす光ファイバーグースライトを使用して挿管されます。16ゲージのカテーテルを喉頭に挿入し、冷たい鏡を使用してカテーテルからの息を吐き出して、挿管を確認します。ラットを人工呼吸器に接続し、ラットを顕微鏡下の37°Cの加熱パッドの右の褥瘡の位置に置きます。
前肢をテープで固定し、クリッパーを使用して前脚の後ろから胸部の端まで左胸部を剃ります。3つの連続した10%ポビドンヨウ素溶液と70%エタノールワイプで露出した皮膚をきれいにし、ラットの足にパルスオキシメーターを置き、手術中の心拍数と酸素飽和度を監視します。さて、顕微鏡を調整し、焦点に外科ビューをもたらします。
次に、ラットの体と計器トレイの上に滅菌ドレープを置き、滅菌環境を作り出します。そして最後に、滅菌器具を滅菌器トレイに置きます。左肺切開術を行う場合は、クーリー・メイヨー・ハサミとジェラルド組織鉗子を使用して外科用ドレープの穴を2~3センチカットし、外科用ブレードを使用して左胸郭に2センチの横切開を行います。
クーリーメイヨーは、肋骨と肋間筋が露出するまで組織の各層を切断するために使用します。蚊を使って、第3肋間空間の筋肉に穴を開けます。ダブルエンドプローブを使用して、肺を動かして肺動脈を視覚化し、マクファーソン・ヴァンナスアイリスはさみを使用して肋間筋を約1〜2センチメートルの幅に開きます。
小さな自己保持レトラクターを左胸膜に入れ、肋骨と筋肉を開いたままにし、左肺を腹部の下に動かして肺動脈と気管支へのアクセスを可能にする。左主気管支および肺動脈の結紮のために、まず、中程度のヘモクリップを合字クリップアプリケーターにロードし、ワンゲンスティーンの外傷性鉗子を使用して、左肺の上部を慎重に持ち上げて肺動脈を露出させる。左アジゴス静脈を閉じたり破裂させたりしないように注意して、動脈の周りのクリップとアプリケーターを閉じます。
扁桃を使用して切開をさらに開き、筋線維を分離する。別の媒体ヘモクリップを合字クリップアプリケーターにロードした後、非外傷性鉗子と標準的な組織鉗子を使用して、左の主気管支および左肺静脈が視覚化されるまで、肺の下部を切開から持ち上げる。左側の主気管支と肺静脈を第2のヘモクリップと一緒に慎重にリゲートし、はさみを使用してクリップを切断または引き裂くことなく肺を取り除きます。
次に、任意の血液を吸収し、任意の出血を止めるために滅菌ガーゼの小片を使用しています。針ホルダーと4-0のプロレン縫合糸を使用して、肋骨と肋間筋を閉じます。肋間筋を閉じる前に、外科的切開から離れた胸腔に16ゲージのカテーテルを挿入し、第7肋間空間に挿入し、すぐに針を取り除き、カテーテルを所定の位置に残します。
胸管が取り除かれると穴が閉じ、縫合糸を結んで肋骨を閉じるように、5-0縫合糸を皮膚と胸管の周りに置きます。5-0縫合糸で皮膚と皮下空間を閉じ、3ミリリットルの注射器を使用して胸郭の正常な負圧を回復させるために、胸膜腔を通して胸膜腔から空気を避難させます。針ホルダーを使用して、空気が胸腔に戻るのを防ぐために、カテーテルをすぐにクランプします。
カテーテルを取り外し、縫合糸を結んで穴を閉じます。肺炎切除術および単crotaline群では、重度の肺高血圧症は、未処理の恥動物を制御するのと比較して平均肺動脈圧の増加によって証明されるように、21日目までに発症する。肺切除とSugen群では、平均肺動脈圧は対照群の3倍高い。
右心室収縮期圧は、対照群と比較して、モノクロータリンおよびスゲン処理動物の両方ではるかに高い。ヘマトキシリンとエオシン染色された正常ラット肺組織切片では、肺胞と肺胞構造の間の空間が明らかであり、血管は明確で正常な厚さである。肺動脈性高血圧肺には、改造、血管壁の肥厚、血管の重度の収縮、炎症および焦点肺動脈炎の証拠がある。
動物は肺を失うことを補う必要があるので、回復期間中に忍耐することが重要です。バイタルサインを監視し、必要に応じて追加の酸素または肺の体積を与えます。Sugenは、肺動脈性高血圧の臨床的関連徴候である内皮アポトーシスを作成します。
げっ歯類の左肺切除術モデルは、科学者が流れの異常を研究し、肺動脈性高血圧の新しい治療法を開発する道を開いた。このモデルでは、イオブルラン、スーゲン、および/またはMCTを使用しているため、個人用保護具は常に着用する必要があります。
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
概要
齧歯類の左肺切除術は、肺高血圧症研究において重要な技術です。このプロトコルは、合併症と死亡率を最小限に抑えるためにラットの肺切除手順と術後ケアを概説しています。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 肺高血圧症
- 再生医療
- 心血管疾患
背景
- 齧歯類の左肺切除モデルは、肺動脈性高血圧症（PAH）の研究に重要です。
- このモデルは、人間のPAH患者で観察される網状病変を再現します。
- 右肺と肺動脈の血流を増加させ、内皮損傷につながります。
- この技術は、PAHおよび関連疾患の治療法開発に有益です。
研究の目的
- 肺動脈性高血圧症を研究するための信頼できるモデルを確立すること。
- PAHの潜在的な治療介入を探索すること。
- 肺血流増加を伴う他の疾患についての洞察を提供すること。
使用された方法
- ラットにおける左肺切除手順。
- 合併症を減らすための術後ケア。
- 肺機能と血管変化のモニタリング。
- 開発されたモデルにおける治療効果の評価。
主な結果
- このモデルは効果的に肺動脈性高血圧症を誘発します。
- 人間の患者と同様の網状病変が観察されます。
- 内皮損傷メカニズムの理解が深まります。
- 再生医療および先天性心疾患などの潜在的な応用があります。
結論
- 左肺切除モデルはPAH研究のための貴重なツールです。
- プロトコルの厳守が成功に不可欠です。
- この方法は様々な肺疾患に関する洞察を提供する可能性があります。
よくある質問
Executive Industry Relevance
This model addresses the critical need for physiologically relevant preclinical systems that replicate human pulmonary arterial hypertension pathology, including plexiform lesions. By combining hemodynamic stress with endothelial injury, it enables mechanistic de-risking of therapeutic candidates targeting vascular remodeling. The model supports target validation and lead identification efforts in cardiovascular discovery programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to angioproliferation and vascular remodeling pathways.
- Operational Value: Provides a disease-relevant system for assessing target engagement and functional validation in vivo.
- Scientific Value: Supports predictive confidence by modeling human-like plexiform lesion formation absent in other rodent PAH models.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable hemodynamic and histological endpoints for compound screening and dose-response analysis.
- Operational Value: Standardized surgical procedure supports assay reproducibility across discovery and preclinical teams.
- Scientific Value: Facilitates preparation of validated biological systems for downstream evaluation of regenerative or anti-remodeling therapeutics.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Models disease continuity from initiation to severe pulmonary vascular remodeling, supporting translational biomarker alignment.
- Operational Value: Enables risk-adjusted advancement decisions through measurable outcomes like mean pulmonary artery pressure and right ventricular systolic pressure.
- Scientific Value: Offers mechanistic insight into endothelial dysfunction and apoptosis, relevant to clinical PAH phenotypes.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery continuum from target validation through lead optimization to preclinical efficacy testing, particularly for pulmonary vascular disorders.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of flow-mediated injury and endothelial damage mechanisms in PAH pathogenesis.
- Screening: Delivers reproducible quantitative outputs including pressure measurements and vascular histology for compound evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of hemodynamic and structural changes across treatment groups to inform go/no-go decisions.
- Translational Research: Connects to preclinical validation through replication of human-like lesion morphology and vascular thickening.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable preclinical platform for studying pulmonary flow abnormalities beyond PAH, including congenital heart defects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence through replication of human PAH histopathological features, reducing mechanistic ambiguity.
- Operational Value: Delivers a standardized, scalable surgical model with defined postoperative care to ensure consistency across sites.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early de-risking of candidates likely to fail due to lack of vascular efficacy.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of compounds demonstrating reversal of vascular remodeling and pressure normalization.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent microsurgery and vascular ligation techniques.
- Dependent on sterile surgical instrumentation, ventilator support, and hemodynamic monitoring equipment.
- Necessitates cross-team standardization of surgical timing, second-hit dosing, and endpoint assessment.
- Adaptation considerations include sex-specific responses and strain variability in pulmonary vascular reactivity.
- Practical limitation: survival rates and model fidelity depend on surgeon skill and postoperative monitoring rigor.
