げっ歯類における大動脈デベンディングによる左心室逆改造の研究
July 14th, 2021
ここでは、大動脈収縮の確立されたマウスモデルにおける外科的大動脈デベンディングのステップバイステッププロトコルについて説明する。この手順は、左心室逆リモデリングと肥大の回帰の基礎となるメカニズムを研究するだけでなく、心筋回復を加速させる可能性のある新しい治療オプションをテストすることができます。
大動脈デベンディングは、げっ歯類における心筋逆改修を研究し、心筋細胞回帰およびiso lic機能回復のメカニズムに関する新たな洞察を明らかにするのに有用な実験モデルである。これらの金属は、VIVOにおける批評逆モデリングの進化と、疾患進行中の異なる時点におけるインビトロおよび分子研究のための生物学的サンプルの収集を促進する。この技術は、心筋リモデリングの進行と逆改造を模倣し、不完全な心筋回復のメカニズムを探求することを可能にする。
このプロトコルは、眼前装や大動脈狭窄などの慢性圧過負荷関連病理における機構およびライン完全かつ不完全な心筋逆改変に関する洞察を提供する。耳通しの管チューブを人工呼吸器に接続して、機械換気を開始し、1分あたり160回の呼吸と1キログラム当たり10ミリリットルの潮量に換気装置を調整します。バンド手順を開始する前に、6〜8週齢のC57ブラックシックスマウスで痛み反射への応答の欠如を確認し、首のラインからマウスの中間胸部レベルに脱毛クリームを剃り、適用し、動物の目に軟膏を適用します。
直腸プローブと酸素濃度計を設置して、酸素化と心拍数をモニタリングします。マウスを加熱パッドの右横デキュビタスに置き、手足を磁気固定子引き込みシステムにテープで貼り付け、手順中に動物を正しい位置に維持します。次いで、連続した70%アルコールとポビドネヨウ素溶液で胸部を消毒し、その後、大間にバンドを行うために皮膚筋および肋骨を開いて開いた。
処置の最後に、ポビドンヨウ素溶液を皮膚縫合部位に適用し、1日2回2〜3日間鎮痛を投与し、手術中に著しい出血の場合に脱水を防ぎ、完全な回復まで監視して動物をインキュベーターに入れるため、滅菌生理食前皮膜内Leaを注入する。バンディング手術の7週間後、狭窄が見えるまで、組織に対して優しく解剖し、帯状動物の半分で大大間の接着および線維症を解剖する。慎重に大大仏を解剖し、縫合糸を容器から分離し、その後、縫合糸を切断するためにはさみを使用します。
結合中または悪魔の間に斧のインディゴ水の長時間の閉塞は、肺浮腫、炎症性経路の過度の活性化につながる可能性があることに注意してください。可能な最小縫合の数を使用して、単純な中断または連続6つの古いポリプロピレン縫合糸で胸壁を閉じ、連続的な縫合パターンで6 Oシルクポリプロピレン縫合糸で皮膚を閉じ、実証したように術後のケアを行います。手術後2~3週間ごとに、ネックラインから中胸部レベルまで毛皮を取り除き、動物を上の露出した皮膚に置いて、ECG電極を露出した皮膚に置き、良好な心電図痕と心拍数の有無を1分間に300〜350拍の間で確認します。
温度を監視し、胸部領域にエコーゲルを適用します。マウスを背部レカムチーに入れ、わずかに右に曲がり、適切な設定を使用して心エコーを開始します。次に、超音波プローブを胸郭の上に置き、大間全体の圧力勾配を評価する。
バンディングおよびデバンディングの有効性を解剖学的に可視化する上昇大オルタ収縮の有無を示す大オルタの2次元誘導像を記録する。肥大を評価するには、プローブを乳頭筋レベルの左心室短軸に置き、モードトレーシングボタンを押して左心室前壁、左心室径、左心室後壁をジアセチルおよび収縮期に視覚化します。次に収縮関数を評価し、標準プロトコルに従って排出分率と小数短縮を計算します。
拡張期機能を評価するには、僧帽弁リーフレットのすぐ上にある非定型4室ビューを使用して、初期および葉の僧帽流速度のポスト波ドップラーのピークを決定し、ポスト組織ドップラーイメージングと有頂天体4室図を使用して横方向の僧帽環状心筋早期拡張期およびピークシストリック速度を記録する。大動脈収縮の成功は、左心室および収縮期圧の増加によって検証することができる。そして、ドップラー大動脈流速は毎秒2.5メートルを超えています。
シャム作動動物と比較して、左心室肥大の屈曲誘導は、左心室質量の増加と、より高い充填圧および左心室末拡張管圧によって証明される拡張期機能の障害によって実証される。組織学的には、7週間の大動脈バンディングは、重要な心筋細胞肥大および線維症を誘発する。私の場合、大動脈狭窄の除去に成功すると、エコードップラー速度によって検証することができます。
全体的なデベンディングは、LV質量によって評価された後負荷および左心室肥大の有意な減少を促進する。また、拡張期機能の正常化も認められる。血液酸素化が90%を超えることを保証するために、長期的な倫理的癒着を慎重に回避すると、この最小モデルは、病気の進行のさまざまな時点で私の心臓改造と逆改造を研究し、各時点で最も調節不全な経路を目覚めさせることを可能にします。
この手順は、有望な薬物の治療可能性を評価するだけでなく、心筋逆再成形および回復におけるいくつかの共罹患の影響を研究することを可能にする。
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概要
この記事では、大動脈収縮のマウスモデルにおける大動脈デバンディングの外科的プロトコルを提示します。この技術は、左室の逆リモデリングの研究と心筋回復のための新しい治療オプションのテストを容易にします。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 心血管研究
- 心筋リモデリング
- 実験的外科
背景
- 大動脈デバンディングは、心筋の逆リモデリングを研究するためのモデルです。
- 心筋細胞の退行メカニズムに関する洞察を提供します。
- この技術により、様々な病気の進行段階での生物学的サンプルの収集が可能になります。
- 慢性圧過負荷条件下での心筋リモデリングの進行を模倣します。
研究目的
- 不完全な心筋回復のメカニズムを探求すること。
- 慢性圧過負荷が心機能に与える影響を調査すること。
- 心筋回復のための新しい治療オプションをテストすること。
使用された方法
- マウスのための機械的換気セットアップ。
- 麻酔と疼痛反射の欠如の確認。
- マウスの外科的部位の準備。
- 大動脈デバンディング手順の実行。
主要な結果
- 心筋の逆リモデリングのメカニズムに関する洞察。
- 心筋細胞の退行プロセスの理解。
- 心筋回復のための治療介入の評価。
- インビトロおよび分子研究のためのデータ収集。
結論
- 大動脈デバンディングは心臓研究の価値あるモデルです。
- このプロトコルは心筋回復メカニズムの理解を助けます。
- 新しい治療戦略の開発をサポートします。
よくある質問
Executive Industry Relevance
The aortic banding/debanding model enables mechanistic de-risking of therapeutic strategies targeting myocardial reverse remodeling in pressure overload conditions. By recapitulating clinical scenarios of afterload reduction, such as aortic valve replacement, the model supports target validation and predictive confidence in early discovery. It provides a disease-relevant system to assess regression of hypertrophy and recovery of diastolic function, informing portfolio triage and lead identification.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to cardiomyocyte regression and functional recovery mechanisms.
- Operational Value: Provides a reproducible rodent model to de-risk targets involved in ventricular hypertrophy and fibrosis pathways.
- Scientific Value: Supports assessment of target engagement through quantifiable reductions in LV mass (~20%) and fibrosis (~26%) post-debanding.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates validated biological systems with measurable hemodynamic and echocardiographic outputs for compound screening.
- Operational Value: Standardizes diastolic dysfunction assessment via normalization of E/e' and LVEDP, enabling reliable compound evaluation.
- Scientific Value: Facilitates collection of tissue samples at defined time points for biomarker alignment and mechanistic profiling.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Models clinical diversity in reverse remodeling extent, supporting risk-adjusted advancement decisions.
- Operational Value: Ensures translational continuity from discovery through preclinical validation via serial echocardiography and terminal hemodynamics.
- Scientific Value: Enables evaluation of co-morbidities and therapeutic potential in myocardial recovery, enhancing predictive confidence.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, supported by longitudinal functional and structural assessments.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of pathways driving hypertrophy regression and diastolic recovery via controlled afterload manipulation.
- Screening: Delivers assay readiness through reproducible surgical outcomes and quantitative LV mass and pressure gradient measurements.
- Analytics: Provides ejection fraction, fractional shortening, E/e', and LVEDP as quantitative readouts to compare therapeutic conditions.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity through histological validation of fibrosis and cardiomyocyte cross-sectional area changes.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for chronic pressure overload models, reducing redundant model development across projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through mechanistic insight into reverse remodeling processes.
- Operational Value: Standardization and reproducibility via defined surgical survival rates (70-80%) and timed debanding protocols.
- Strategic Value: Improved go/no-go decisions by reducing late-stage biological risk in heart failure indications.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization based on degree of myocardial recovery variability across subjects.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent cardiac surgery, anesthesia, and postoperative care.
- Dependent on echocardiography systems with Doppler capability for gradient and functional assessment.
- Necessitates cross-team standardization between surgery, imaging, and histology teams for longitudinal data consistency.
- Adaptation considerations include model suitability for comorbid conditions and strain-specific remodeling responses.
- Practical limitations include variability in reverse remodeling extent, necessitating adequate group sizes for statistical power.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:07
Aortic Banding Preparation and Post-Operative Care
2:40
Aortic Debanding
3:36
Echocardiography (ECG)
5:26
Results: Representative Echocardiographic, Pressure Volume, and Histological Assessments of Cardiac Structure and Function
6:38
Conclusion
