Name: 肺動脈バンディングを用いた右側心臓リモデリングと不整脈のラットモデル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-08-30T13:20:00.000+00:00
Duration: 10 min 39 s
Description: 学ぶ 肺動脈バンディング法によるラット右心不全モデルの作成と炎症性不整脈発症機構の評価方法。右心リモデリングと心房細動の関連性を解析する実験手技を解説します。

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<meta charset="utf8"></head><body>一貫した右心不全誘発のための肺動脈バンディングの最適化

<ol><li>Cassady, S. J., Ramani, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Right+heart+failure+in+pulmonary+hypertension%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiol+Clin%22%5BJournal%5D)">Right heart failure in pulmonary hypertension.</a> Cardiol Clin. 38 (2), 243-255 (2020).</li>
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<li>Hiram, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resolution-promoting+autacoids+demonstrate+promising+cardioprotective+effects+against+heart+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Biol+Rep%22%5BJournal%5D)">Resolution-promoting autacoids demonstrate promising cardioprotective effects against heart diseases.</a> Mol Biol Rep. 49 (6), 5179-5197 (2022).</li>
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</ol>

<table><tbody><tr><td>0.9%ナトリウム塩素注射USB(100 ml)&nbsp;</td><td>バクスター</td><td></td><td>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</td></tr>ための溶液 <tr><td>19 G x 1 1/2 PrecisionGlide ニードル</td><td>BD</td><td>305187</td><td>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)</td></tr>されます <tr><td>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</td><td>AMD-Ritmed</td><td>A2101-CH</td><td>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。</td></tr><tr><td>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)</td> <td>AMD-Ritmed</td><td>A2100-CH</td><td>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。</td></tr><tr><td>5-0 Vicryl Violet Suture RB-1 1/2 Circle Needle 17mm 27"</td><td>Ethicon</td><td>J303H</td><td>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。</td></tr><tr><td>アナフェン(100 mg/mL)</td><td>Merial Canada, Inc.</td><td>1938126</td><td>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。.</td></tr><tr><td>オートクリップ&nbsp;システム</td><td>FST</td><td>12020-00</td><td>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。</td></tr><tr><td>デュモン#5/45鉗子</td><td>FST</td><td>11251-35</td><td>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。</td></tr><tr><td>ファインハサミ - シャープ</td><td>FST</td><td>14060-10</td><td>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。</td></tr><tr><td>フォラン (イソフルラン) 100 mL</td><td>バクスター カナダ</td><td>BAXCA2L9100</td><td>PAB 手術中にげっ歯類に使用される吸入麻酔薬。</td></tr><tr><td>IVカテーテル 16 G x 1.77 " (ストレート)</td><td>BD Insyte</td><td>381257</td><td>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。</td></tr><tr><td>ライト&nbsp;LED 130 F - DrMach</td><td>Eickemeyer</td><td>M130300</td><td>LED壁掛けライト。</td></tr><tr><td>磁気固定具引き込みシステム:ベースプレート</td><td>FST</td><td>18200-50</td><td>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。</td></tr><tr><td>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)</td><td>FST</td><td>18200-07</td><td>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。</td></tr><tr><td>磁気固定具引き込みシステム: 固定具</td><td>FST</td><td>18200-02</td><td>ベースプレートに配置できる可動アンカー。</td></tr><tr><td>磁気固定具の引き込みシステム: リトラクター</td><td>FST</td><td>18200-11</td><td>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</td></tr><tr><td>Metzenbaumはさみ (曲がった)</td><td>FST</td><td>14017-14</td><td>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。</td></tr><tr><td>マイクロアドソン鉗子</td><td>FST</td><td>11018-12</td><td>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。</td></tr><tr><td>オスターゴールデンA5 2スピードクリッパー</td><td>オスタープロフェッショナル</td><td>34264416949</td><td>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。</td></tr><tr><td>げっ歯類の加熱プレートまたは加温システム</td><td>カスタムメイド</td><td>のN/A</td><td>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。</td></tr><tr><td>げっ歯類の人工呼吸器 モデル683</td><td>ハーバード装置</td><td>74240-2</td><td>小さな実験動物(最大5kg)に使用される機械式人工呼吸器。</td></tr><tr><td>セレーション付きセムケン鉗子(湾曲)</td><td>FST</td><td>11009-13</td><td>組織解剖に使用されるステンレス製鉗子。</td></tr><tr><td>セレーション付きセムケン鉗子(ストレート)</td><td>FST</td><td>11008-13</td><td>組織解剖に使用されるステンレス製鉗子。</td></tr><tr><td>シルキーフレッシュ脱毛クリーム</td><td>ヴィート</td><td>62200825036</td><td>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。</td></tr><tr><td>ソルプレップ&nbsp;</td><td>3M</td><td>103.26</td><td>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。</td></tr><tr><td>ステンレス製のヘラ 195 mm</td><td>ヒースロー・サイエンティフィック</td><td>・HS15907ヘ</td><td>ラ ラット挿管時の舌圧子として使用されます。</td></tr><tr><td>実体顕微鏡システム SZ61TR</td><td>オリンパス</td><td>88-126</td><td>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。</td></tr><tr><td>滅菌塩化ナトリウム0.9%灌漑ボトル(60mL)</td><td>生理食塩水H2O</td><td>25-6048SA-L</td><td>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。</td></tr><tr><td>外科用ハサミ - シャープ ブラント (ストレート)</td> <td>FST</td><td>14001-12</td><td>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。</td></tr><tr><td>縫合糸 5-0 シルク ノーニードル</td><td>ヘンリー・シャイン</td><td>102-6344</td><td>肺幹の収縮に使用される絹糸</td></tr><tr><td>シスタン軟膏</td><td>アルコン</td><td>2444062</td><td>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。</td></tr><tr><td>SZ2-STU2 実体顕微鏡スタンド</td><td>オリンパス</td><td></td><td>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。</td></tr><tr><td>組織鉗子 - 1X2 歯</td><td>FST</td><td>11021-15</td><td>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。</td></tr><tr><td>トランスポアサージカルテープ</td><td>3M</td><td>1527-1</td><td>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。</td></tr><tr><td>Vetbond Tissue Adhesive (3 mL)</td><td>3M</td><td>1469SB</td><td>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。</td></tr><tr><td>獣医学 複数回投与 (0.3 mg/mL) 10 mL</td><td>セバ カナダ</td><td>2342510</td><td>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。</td></tr><tr><td>獣医用麻酔蒸発器 Tec 4</td><td>Dispomed</td><td>34001 Iso</td><td>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。</td></tr></tbody></table>

肺動脈バンディングを用いた右側心臓リモデリングと不整脈のラットモデル

Rat Model of Right-Sided Cardiac Remodeling and Arrhythmia Using Pulmonary Artery Banding

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(図2E、F)。
PAB誘発性右側心室圧過負荷の確認と測定(図4 および 図5) PAB後の圧力上昇の理想的な確認は、前述のように静脈内および心臓内カテーテルによる圧力の血行動態測定です9。心臓の長期保存と非侵襲的アプローチを必要とするプロトコルの場合、上記の心エコー法は、CWドップラーを使用して縫合糸周囲の血流速度と圧力勾配の増加を評価するのに役立ちました(図4A、C)。この非侵襲的な方法により、結紮の視覚化と、PABによる動脈径の狭窄によって引き起こされる血流の混乱さえ可能にしました(図4B、C)。これは、PAB 後の D21 で得られた心エコー検査データを示していますが、この方法を適用する研究者は、特定の調査および研究目的の要件に応じて、PAB 前後のさまざまな時点でこのような非侵襲的な経胸壁心エコー検査を実行できます。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67001/67001fig04.jpg"> 
図4:PAB後のPA体幹結紮の評価。 2D傍胸骨短軸ビューの継続波ドップラーを使用して、偽ラットと比較してPABのPAトランクを横切る流れパターンを視覚化しました。(A)RVからPA体幹を通って排出される血流速度の偽ラット(左パネル)とPABラット(右パネル)の測定。(B)偽のPAトランク(左パネル)とPABラット(右パネル)のカラーフローマッピング。通常はRVから排出され、層流で心臓から遠ざかる血液は青色で、固定RV流出閉塞によるPAB後の乱流血流は赤色と黄色で現れます。PA体幹の部分的な結紮は、シルク縫合糸の不透明度により、右側のパネルで認識できます。(C)PAB後のD21での偽物と比較したPABのPAピーク速度(cm/s)をcm/sで表したもの。(D)PAB後のD21での偽物と比較した、PABのmmHgで表される圧力のPA平均勾配の定量化。(統計分析:データは、Shapiro-Wilk検定によって評価されたとおりに正規分布しました。データの比較は、学生のt検定を使用して実行されました。n = グループあたり 6 匹のラット。結果は平均±S.E.M.)で表されます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67001/67001fig04large.jpg" target="_blank">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。</a>
心臓の右側では、PABは、PAB後のD21の心エコー検査で観察されたように、RVの厚さの増加と心筋機能不全を伴うRA拡張によって確認された重度のRHFを誘発しました。RV機能に関しては、RV収縮期血圧はPABラットで偽と比較して有意に上昇し、in vivo心エコー検査でもPABでは偽と比較して収縮率(Sr)が減少したことが明らかになりました(図5A-C)。偽ラットと比較して、拡張末期のRV寸法(RVDd)と拡張末期のRV前壁の厚さ(RVAWd)は有意に増加しました。これらの心エコー検査の観察は、安楽死とPABラットの心臓横断面の組織学的分析と偽と比較した後に確認されました(図5D)。後負荷の上昇に応答してRVの体積容量が増加すると、心室中隔がLVに向かって押し出され、LVの相対的な圧縮が発生しました(図5A、D)。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67001/67001fig05.jpg"> 
図5:PAB後のD21でのPAB誘発性右心室リモデリングの確認 (A)4つの心室の2D頂端4チャンバービューは、PABラット(右パネル)と偽(左パネル)の比較でRAとRVの拡張を強調しています。組織ドップラーイメージングは、(B)PABラットのmmHgで表される収縮期血圧の定量化と偽ラットの比較、および(C)PABラットのcm/sで表されるRV側壁収縮性(Sr)の測定に使用されました。(D)偽物(左パネル)とPABラット(右パネル)の心臓横断部の組織学的画像により、PABが偽物と比較してRVの有意な拡大を誘発したことが確認されました。スケールバー:5 mm(統計分析:データは、Shapiro-Wilk検定によって評価されたとおりに正規分布しました。データの比較は、学生のt検定を使用して実行されました。n = グループあたり 6 匹のラット。結果は平均±S.E.M.)で表されます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67001/67001fig05large.jpg" target="_blank">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。</a>
PAB誘発性右側心房拡張と三尖弁逆流の評価(図6) PAB後のD21で実施された in vivo 心エコー検査では、PABによって心臓の右側に圧力が一定に増加するため、LADは変化しなかったがRADは有意に増加したことが確認されました(図5A、 図6A、B)。PAB による持続的な右側圧力過負荷は、三尖弁輪の変形を伴いました。PAB による三尖弁の機能不全は、PAB 後の D21 で実施された in vivo 心エコー検査によって、収縮期の RA への血液漏出を特徴とする三尖弁逆流の観察によって評価されました (図 6C-E)。
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67001/67001fig06.jpg"> 
図6:PAB後のD21でのRAおよび三尖弁のPAB誘発リモデリングの評価(A)2D頂端4チャンバービューで測定された偽ラットおよびPABラットの収縮末期(RAD)でのRA寸法の定量化。(B)偽ラットおよびPABラットにおける収縮末期(LAD)でのLA次元の定量化。(C) 2D 頂端 4 チャンバー ビューでのカラー マッピングを記録し、偽 (左パネル) の三尖弁の正常な閉鎖を観察しました PAB 誘発性右翼弁輪の伸張と変形に応答して、RV から PAB ラット (右パネル) への血液漏出を特徴とする三尖弁逆流。(D)頂端4チャンバービューのMモード心エコー検査は、PABラットの三尖弁輪面収縮期エクスカーション(TAPSE)の定量化に使用されました。(E)パルス波ドップラーは、PABラットの三尖弁輪移動速度の定量化に使用されました。(統計分析:データは、Shapiro-Wilk検定によって評価されたとおりに正規分布しました。データの比較は、スチューデントのt検定で行われました。n = グループあたり 6 匹のラット。結果は平均±S.E.M.)で表されます。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67001/67001fig06large.jpg" target="_blank">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。</a>
PAB誘発性心不整脈形成の評価(図7 および 図8) AB誘発性心臓リモデリングは、PAB後のD21の電気生理学的分析によって観察できました。R-R間隔、P波持続時間、QT間隔などのECGパラメータは、PABラットで偽ラットと比較して有意に増加しました(図3A)。これらの変化により、心拍数、心房伝導、および心室収縮性がPABの影響を受けていることが明らかになりました(図7)。
さらに、PABラットは、シャムと比較して、電気刺激に反応してAFを含む心不整脈に対して有意に脆弱でした(図8)。
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67001/67001fig07.jpg"> 
図7:心電図分析。 (A)R-R間隔、(B)P波持続時間、(C)P-Rセグメント、(D)QRS群、(E)QT間隔などのECGパラメータ(ms単位)を測定しました。(統計分析:データは、Shapiro-Wilk検定によって評価されたとおりに正規分布しました。比較はスチューデントのT検定によって行われました。各ポイントは個々の動物を表します。n = グループあたり 6 匹のラット。結果は平均± S.E.M.)で表されます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67001/67001fig07large.jpg" target="_blank">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。</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67001/67001fig08.jpg"> 
図8:AFを含むPAB誘発性心不整脈。 (A)電気生理学的研究中に偽ラット(上パネル)およびPABラット(下パネル)で観察された代表的な表面心電図は、洞調律(SR)、3秒間のバーストペーシング(刺激)、およびそれに続くAFまたは/およびSRの回復を示しています。(B)AFおよび心房粗動(AFl)を含む心房性頻脈性不整脈に対するPAB誘発性脆弱性の定量化。(C)誘導性偽ラットおよびPABラットにおけるAFの持続時間。(統計分析:(B)フィッシャーの正確なテキスト。(C) nは偽物では短すぎて比較検定を実行できなかった。n = グループあたり 6 匹のラット。結果は平均±S.E.M.)で表されます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67001/67001fig08large.jpg" target="_blank">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。</a>
死亡率(図9) D0 での縫合糸の配置は、手術後の D3 までの数分間で、PAB の死亡率が 30% であるのに対し、偽ラットの死亡率は 0% でした。手術後最初の3日間生存したラットは、最終実験の日(D21)まで生存しました。D21後、PABラットの死亡率は、右側リモデリングとRHFの重症度により、PABラットで有意に増加しました(60%対偽0%)。
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67001/67001fig09.jpg"> 
図9:死亡率。 D0とD3、D4とD21の間、および手術後のD21後の偽ラットとPABラットの死亡率はパーセント(%)で表されます。. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67001/67001fig09large.jpg" target="_blank">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。</a>

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