マウスにおける心筋梗塞の誘導のための改良簡便法
2021年12月3日
適切な麻酔下で、マウスの心臓を肋間腔から外在化し、ほとんどの検査室で容易に入手できる材料を使用して左前下行動脈(LAD)を結紮することにより、心筋梗塞の誘発に成功しました。
本報告では、マウスにおける心筋梗塞の誘発に関する独自のアプローチを提示する。現在の方法は簡単で時間を節約でき、ほとんどの検査室ですぐに見られる手術用チューブと機器を使用します。心筋梗塞モデルの確立は、心筋梗塞後のリモデリングの過去のメカニズムと新規治療法のバリエーションを調査するための前提を提供します。
脱毛クリームをマウスの胸に塗り、1分間待ちます。次に、脱毛クリームと髪を濡れたガーゼでやさしく拭き取ります。マウスを手術台に仰臥位で固定します。
本文に記載されているように手術部位を消毒します。次に、消毒された領域の周囲に滅菌ドレープを置きます。剣状突起と脇の下をつなぐ線に沿って0.5センチの皮膚を切り、鉗子を使って大胸筋と小胸筋を鈍く分離します。
マイクロモスキート止血剤を使用して4番目の肋間スペースを開きます。左手の人差し指で心臓を第4肋間腔に押し込むことで、心臓を外在化します。左手で心臓を固定し、左前下行枝をその起点から3mmの6/0縫合糸で結紮します。
心臓を胸腔にすばやく戻します。胸腔を軽く押して、胸腔から空気を排出します。術後の疼痛管理のために、術後最大72時間、4〜6時間ごとにブプレノルフィンを皮下注射します。.
マウスを加熱パッドの上に置いて、麻酔から回復します。安楽死させたマウスを手術台に仰臥位で固定します。上腹部を約3〜4センチ切開します。
胸腔の両側から肋骨を切り取り、横隔膜を取り除きます。脳室内注射により、10ミリリットルの低温4°C1X PBSで心臓を灌流します。次に、大動脈根を切り落として心臓を採取し、すぐに摂氏マイナス80度で保管します。
凍った心臓を氷の上でカミソリの刃を使って厚さ1ミリの部分にスライスします。調製したハートスライスを、1X PBS1本に溶解した1%TTC溶液中で、摂氏37度で10〜15分間インキュベートします。次に、デジタルカメラを使用してスライスを撮影します。
冠動脈結紮術後、TTC染色解析により、心筋梗塞の誘発に成功し、心筋梗塞後の瘢痕サイズの経時的変化が示されました。生存解析の結果、雄および雌のC57BL/6Jマウスにおいて心筋梗塞後7日以内の明白な死亡率が示された。心室破裂は、心筋梗塞後の死亡の一般的な理由であった。
心筋梗塞後の心エコー検査評価では、収縮機能障害と心室リモデリングの誘導が成功したことが示されました。心臓を外在化しようとするときは、まず胸腔を押さえず、抵抗に追従して、加重された賞賛に対して方向を調整する必要があることを示します。この手順に続いて、ウイルスベクターまたは細胞の心筋内注射を実施して、心臓病の問題における遺伝子治療または細胞療法の有効性を試験することができる。
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概要
本記事では、入手しやすい手術器具を用いてマウスに心筋梗塞を誘発する方法を紹介します。この手法により、心筋梗塞後のリモデリングの研究や、新規治療薬の評価が可能になります。
研究の主要構成要素
科学分野
- 心血管研究
- 心筋梗塞モデル
- 動物研究における手術手技
背景
- 心筋梗塞は、心血管研究における極めて重要な研究領域です。
- 心筋梗塞後のリモデリングを理解することは、新しい治療法を開発する上で不可欠です。
- 既存の手法は複雑であるか、あるいは特殊な装置を必要とする場合があります。
- 本研究は、一般的な実験室資材を用いて、このプロセスを簡略化することを目的としています。
研究目的
- マウスにおいて信頼性の高い心筋梗塞モデルを確立すること。
- 心筋梗塞後の心臓リモデリングに関する研究を促進すること。
- 心疾患に対する遺伝子治療および細胞治療の試験を可能にすること。
使用した手法
- 外科的処置に向けた除毛クリームの塗布。
- 肋間腔を通じた心臓の体外露出。
- 左前下行枝の結紮。
- 術後ケアおよび心筋梗塞の評価。
主な結果
- TTC染色により、心筋梗塞の誘導が成功したことを確認した。
- MI後7日以内の死亡率を観察した。
- 収縮機能不全および心室リモデリングを記録した。
- 本手法により、その後の治療的介入が可能となる。
結論
- 記述された方法は、マウスにおいて心筋梗塞（MI）を誘発させるための効率的かつ再現性の高い手法である。
- 本手法は、心疾患治療に関するさらなる研究のためのプラットフォームを提供する。
- 今後の研究において、このモデルを基にさまざまな介入策を探索することが可能である。
よくある質問
産業界における重要性
強固なin vivo心筋梗塞（MI）モデルは、心疾患治療薬の前臨床評価やMI後のリモデリングに関するメカニズム研究において不可欠です。この効率化された冠動脈結紮プロトコールにより、マウスにおいて再現性の高いMI誘導が可能となり、トランスレーショナルリサーチや初期段階の治療仮説の検証を支援します。本手法の簡便さと効率性は、創薬および前臨床R&Dポートフォリオにおける幅広い導入を促進します。
バイオ医薬品R&Dにおける戦略的応用
初期発見および標的バリデーション
- 心損傷経路および心筋梗塞（MI）後のリモデリングメカニズムの解析を可能にします。
- 疾患に関連するin vivoのコンテキストにおいて、治療標的の機能的検証をサポートします。
- 心機能回復を標的とする候補介入策の機序的なリスク低減を促進します。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 心筋梗塞（MI）後の遺伝子治療または細胞治療の有効性を評価するための標準化されたプラットフォームを提供します。
- 定量的な評価を可能にする、再現性のある梗塞サイズおよび収縮機能不全を実現します。
- イメージングや組織学的アッセイとのダウンストリームへの統合が可能であり、堅牢なリードアウトが得られます。
トランスレーショナルおよび前臨床研究
- 心室リモデリングや生存解析など、疾患に関連するエンドポイントと整合します。
- メカニズムの解明から前臨床的な治療妥当性の検証まで、一貫したアプローチを支援します。
- 介入のタイミングおよび心筋梗塞後の転帰への影響を評価することが可能です。
パイプラインおよびワークフローの統合
この心筋梗塞（MI）誘発プロトコルは、初期探索と前臨床検証の接点に位置し、生理学的に適切なモデルにおける仮説駆動型の研究および候補物質のスクリーニングを可能にします。
- 探索生物学： 心臓の損傷および修復メカニズムに関する仮説検証を促進します。
- スクリーニング： 比較有効性試験のための、再現性のある梗塞誘発を可能にします。
- 分析： 梗塞サイズ、収縮機能、および生存率の定量的な測定をサポートします。
- トランスレーショナルリサーチ： メカニズム的な知見を、in vivoでの前臨床治療評価へと橋渡しします。
- エンタープライズ再利用： 多様な心臓研究プログラムに適用可能な、スケーラブルでアクセシブルなモデルを提供します。
運用および企業への影響
- 科学的価値：標的バリデーションおよびメカニズム研究における予測の信頼性を向上させる。
- 運用の価値：MI誘導を標準化し、技術的なばらつきとトレーニングの負担を軽減する。
- 戦略的価値：心疾患治療候補薬のGo/No-go決定を加速させる。
- ポートフォリオへの影響：MI後のリモデリングを標的とする介入策について、リスク調整後の優先順位付けを可能にする。
実施上の留意点
- 外科的な習熟度およびマウスの心臓解剖学に関する知識が必要である。
- 基本的な手術器具および術後ケアのための設備へのアクセスが必要である。
- 多施設共同研究における再現性を確保するため、チーム間での標準化が求められる。
- 介入研究において、結紮後の遺伝子治療または細胞治療の導入に適応可能である。
- データの完全性を維持するため、死亡率および技術的なばらつきをモニタリングし、報告しなければならない。
