マウスにおける横行大動脈狭窄の修正技術
August 18th, 2022
本プロトコルは、自作リトラクターを用いた低侵襲横断大動脈狭窄(TAC)手順を伴う修正され単純化された技術を記述する。この手順は人工呼吸器や顕微鏡なしで行うことができ、圧力過負荷を引き起こし、最終的には心肥大または心不全につながります。
このプロトコルは、TAC手術を行うための迅速な外科的外傷を制限し、複雑でなく、安価な質量を提供します。このモデルは、自作のリトラクターを使用して大動脈弓にアプローチし、顕微手術スケールや機械的換気を必要としないため、外科的外傷を大幅に制限します。はじめに、5ミリリットルの注射器を用意します。
次に、針ホルダーで先端をつまんで針を鈍くします。ニードルホルダーで鈍らせた27ゲージの針を用意し、その先端を90度に曲げます。市販の鉄線を使用し、針に巻き付けます。
針の鈍い先端に小さなスネアまたはループを形成します。オートクレーブ滅菌により、手術前にすべての手術器具を滅菌します。麻酔下での乾燥を防ぐために、つま先をつまんで麻酔の深さを確認します。
眼科用軟膏を両眼に塗ります。次に、マウスを滅菌ドレープで覆われた加熱パッドの上に仰臥位で置き、頭をオペレーターに向けます。四肢を粘着テープで固定し、切歯を4-0縫合糸で固定します。
次に、直腸プローブを挿入して、手術中の体温を監視します。滅菌した眼科用ハサミを使用して、新しい使い捨ての滅菌ドレープに穴を開けます。滅菌ドレープをマウスの上に置き、髪の毛のない操作フィールドが穴から見えることを確認します。
切開を行った後、皮膚と表在筋膜を分離し、気管と近位胸骨を露出させます。次に、上端から胸骨角度まで胸骨に3〜4ミリメートルの縦正中線を慎重に切開し、鉗子で胸骨を静かに持ち上げます。まっすぐな鉗子を使用して、標的血管とその周囲の組織を鈍く解剖します。
次に、以前に自作したリトラクターを右手にワイヤースネアで持ちます。左総頸動脈と右分母動脈の起点の間の大動脈の下のリトラクターのスネアを慎重に通過させます。リトラクターを左手に渡します。
顕微鏡ピンセットを右手に持ち、最後に7-0シルク縫合糸をスネアループに通します。リトラクターを引き出します。27ゲージの針を大動脈と平行に置き、縫合糸を針と大動脈の周りに結びます。
次に、眼科用鉗子で27ゲージの針を持ち、別の鉗子で27ゲージの針と大動脈に結び付けられた結び目を持ちます。27ゲージの針を結紮からすばやく、しかし静かに引き抜きます。中断された縫合パターンで4-0合成モノフィラメント縫合糸で皮膚を縫合します。
マウスを暖かいパッドの上に置き、復活するのを待ちます。一般的に、マウスは約60分で復活します。4週間の手術後。
駆出率および分数短縮は、偽マウスと比較して横行大動脈狭窄マウスにおいて有意に減少した。しかし、左室腫瘤および左室内径は横行大動脈狭窄マウスにおいて有意に上昇した。この粒子の最も重要なステップは、大動脈弓の下に縫合糸を通過させることです。
すべての映画は、動脈への不必要な牽引を減らすために穏やかでなければなりません。この手順に従って、研究者は、心肥大または心不全の患者に対する潜在的な治療標的を調査するために、動物モデルに治療を適用することができます。
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概要
このプロトコルは、圧力過負荷を誘発し、心肥大や心不全を研究するために設計された、自作のリトラクタを使用した低侵襲的な横断性大動脈収縮（TAC）手順を概説しています。この手順は簡単で、機械的換気や高度な顕微鏡検査を必要としません。
主要な研究要素
研究分野
- 心臓病学
- 心臓病の動物モデル
- 外科技術
背景
- TACモデルは、心肥大と心不全の研究に不可欠です。
- 外科的外傷を最小限に抑えることは、回復と実験結果を向上させるために重要です。
- 従来のTAC方法は、しばしば複雑な機器を必要としますが、このプロトコルはそれを簡素化することを目的としています。
使用された方法
- TACを実行するために、自作のリトラクタと鈍針が使用されました。
- 使用される生物学的システムは、マウスモデルです。
- 主要な技術には、基本的な外科用具が含まれ、顕微手術の要件は限られています。
主な結果
- TAC手順の後に、心肥大のモデルで4週間後に左心室質量と駆出率の顕著な変化が認められました。
- 結果は、手順に反応して心臓のストレスと肥大の成功的な誘発を確認しています。
- これは、さらなる治療法の研究にこのモデルの有用性を検証しています。
結論
- この研究は、マウスの心臓過負荷をシミュレートする簡素化された方法を成功裏に提示しています。
- この技術は、心臓病と潜在的な治療法を研究する研究者にとって関連性があります。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Transverse aortic constriction (TAC) in mice is a foundational preclinical model for studying cardiac hypertrophy and heart failure under pressure overload. This modified, minimally invasive TAC technique reduces surgical trauma and operational complexity, enabling more reproducible and scalable disease modeling for early-stage cardiovascular drug discovery. The approach supports rapid recovery and physiological relevance, enhancing predictive confidence for translational research and therapeutic target evaluation.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables robust modeling of pressure overload-induced cardiac hypertrophy for mechanistic studies.
- Facilitates functional validation of cardiovascular targets in a controlled in vivo system.
- Supports hypothesis-driven interrogation of cardiac stress pathways relevant to human disease.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized, reproducible platform for evaluating candidate interventions in vivo.
- Reduces procedural variability, supporting consistent quantitative readouts such as ejection fraction and ventricular mass.
- Streamlines model preparation, increasing throughput for preclinical screening campaigns.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints for translational biomarker development in heart failure research.
- Enables continuity from early discovery through preclinical efficacy assessment of novel therapeutics.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by modeling clinically relevant cardiac phenotypes.
Pipeline & Workflow Integration
This minimally invasive TAC model integrates into the cardiovascular discovery pipeline from early mechanistic studies to preclinical lead evaluation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification in cardiac overload models.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative cardiac function measurements for compound evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of cardiac parameters across experimental groups.
- Translational Research: Provides a bridge to clinical relevance by modeling key heart failure phenotypes.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, standardized platform for repeated use across cardiovascular R&D programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac target validation.
- Operational Value: Minimizes surgical complexity, standardizes procedures, and accelerates recovery timelines.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency by reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of cardiovascular assets based on robust preclinical data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and cardiovascular physiology.
- Needs basic surgical instrumentation and a self-made retractor for vessel manipulation.
- Demands cross-team standardization of surgical and post-operative monitoring protocols.
- Adaptable to various mouse strains but may require optimization for specific genetic backgrounds.
- Potential limitations include technical variability in vessel constriction and endpoint measurement.
