Dwars Aorta Vernauwing in Muizen
21 april 2010
Dwars aorta vernauwing (TAC) in de muis is een veel gebruikte experimenteel model om de mechanismen die ten grondslag liggen cardiale hypertrofie en hartfalen ontwikkeling te bestuderen. Hier beschrijven we de procedures aan vernauwen de aorta naar een reproduceerbare mate van cardiale hypertrofie in muizen te creëren.
Deze procedure begint met het verdoven van een muis, het voorbereiden op aseptische chirurgie en het plaatsen in een liggende positie bovenop een verwarmingskussen. Endotracheale intubatie wordt uitgevoerd met behulp van PE 90-buisjes, die vervolgens worden aangesloten op een knaagdierventilator. Vervolgens wordt een gedeeltelijke thoracotomie tot de tweede rib uitgevoerd en het borstbeen teruggetrokken.
De transversale aorta wordt geïdentificeerd en vervolgens gelieerd tussen de innominaat en de linker halsslagader. De ribbenkast wordt gesloten, gevolgd door de huid met een continue hechtnaaldpatroon. Ten slotte wordt de endotracheale buis verwijderd en mag de muis herstellen.
Hallo, ik ben Angela Dal Meda van het laboratorium van Dr.Zander Wars in de afdeling Moleculaire Fysiologie en biofysica aan het Baylor College of Medicine. Vandaag laten we u de procedure zien voor transversale aortaconstrictie bij muizen. We gebruiken deze procedure in ons laboratorium om de mechanismen die ten grondslag liggen aan cardiale hypertrofie en hartfalenontwikkeling te bestuderen.
Dus laten we beginnen. Voordat u begint met transversale aortaconstrictie of tax-chirurgie, desinfecteert u het operatieveld met 75% isopropylalcohol. Schakel het verwarmingskussen in en stel het in op de juiste temperatuur.
Het systeem dat we aanbevelen is een gamer-circulatiewaterpomp verbonden met een warmtetherapiekussen dat op 37 plus of min één graad Celsius wordt gehouden. Steriliseer chirurgische instrumenten in een hete parelsterilisator voordat u begint met de operatie. Voor de tax-chirurgische procedure zijn de volgende chirurgische instrumenten nodig.
Een paar stompe schaar, twee grove gebogen pincetten om 45 graden gebogen pincetten te vinden, een paar schuine veerscharen, een borstkas retractor, en een naaldapparaat. Katoenen applicatoren moeten ook bij de hand zijn in geval van bloeden. Met het voorbereide operatieveld kunnen we doorgaan met het intuberen van de muis.
Ter voorbereiding op het intuberen wordt de muis verdoofd in een inductiekamer en worden harenschaartjes gebruikt om het haar vanaf de neklijn tot op borsthoogte te scheren. Plaats de muis in een liggende positie bovenop het verwarmingskussen. Het is belangrijk om tijdens de operatie de normale lichaamstemperatuur te handhaven om een snelle daling van de hartslag en mogelijk plotselinge dood te voorkomen.
Druk op het muisnagelbed om te bevestigen dat de muis volledig verdoofd is. Plaats een elastiek over de voortanden van het dier om de nek te strekken. Gebruik gebogen pincetten in één hand om voorzichtig de tong naar de zijkant te manipuleren met de andere hand. Breng PE 90-buisjes in de luchtpijp in.
Verbind vervolgens de endotracheale buis met een Harvard volume-cycled knaagdierventilator. De ventilator moet cyclussen met 125 tot 150 ademhalingen per minuut en een ademvolume van 0,1 tot 0,3 milliliter, afhankelijk van het lichaamsgewicht van de muis. Desinfecteer de huid binnen het operatieveld met Betadine-oplossing gevolgd door 70% alcohol. Herhaal deze procedure drie keer om besmetting van het operatieveld tijdens de operatie te voorkomen. Plaats een steriele doek over de muis en laat alleen het operatieveld blootliggen.
We zijn nu klaar om tijdens deze chirurgische procedure de transversale aorta te binden. Anesthesie wordt gehandhaafd op 1,5 tot 2% isofluorine met 0,5 tot één liter per minuut, 100% zuurstof. Controleer het juiste niveau van anesthesie door druk uit te oefenen op het muisnagelbed.
Om de afwezigheid van de tokenreflex te bevestigen. Begin de operatie door een gedeeltelijke thoracotomie uit te voeren. Snijd het borstbeen beginnend bij het craniale uiteinde tot aan het tweede ribniveau.
Gebruik een chirurgische microscoop om het borstbeen terug te trekken met behulp van een borstkas retractor. Gebruik vervolgens fijne 45 graden gebogen pincetten om voorzichtig het thymus en vetweefsel te scheiden van de aortaboog. Nadat de transversale aorta is geïdentificeerd, plaats een klein stukje 6.0 zijden naald tussen de an denominaat en de linker halsslagader.
Bind twee losse knopen rond de transversale aorta en plaats een klein stukje 27 en een halve gauge stompe naald. Parallel aan de transfer aorta. Bind snel de eerste knoop tegen de naald, gevolgd door de tweede knoop, en verwijder vervolgens snel de naald om een constrictie van 0,4 millimeter in diameter te verkrijgen.
Zodra de transversale aorta is gebonden, verwijdert u de borstkas retractor en knijpt u het uitstroom van de ventilator gedurende twee seconden af. Om de longen voorzichtig te herinflateren, sluit u de ribbenkast met een 6.0 proline naald met een onderbroken hechtnaaldpatroon. Ten slotte sluit u de huid met een 6.0 proline naald met een continu hechtnaaldpatroon.
Voor postoperatieve pijnstilling. Injecteer de muis intraperitoneaal met buprenorfine. Als er tekenen van uitdroging zijn na de operatie, wordt 0,3 tot één milliliter steriele zoutoplossing intraperitoneaal toegediend.
Verlaag geleidelijk de anesthesie naar de uit-stand. Wanneer tekenen van spontane ademhaling optreden, verwijdert u de endotracheale buis, vervolgens verplaatst u de muis in de buikligging en laat u deze herstellen op een verwarmingskussen. Een week na transversale aortaconstrictie wordt de muis opnieuw verdoofd om de mate van drukbevlasting te bepalen die wordt geïnduceerd door binding van de transversale aorta.
Anesthesie en lichaamstemperatuur worden gehandhaafd zoals eerder weergegeven. Plaats een 20 megahertz Doppler-sonde op de linker en rechterkant van de nek onder een hoek van 45 graden. Om de snelheid van de halsslagaders te detecteren, gebruiken we een computergebaseerde Doppler-signaalverwerker om Doppler-signalen weer te geven en op te slaan.
Afhankelijk van de mate van drukbevlasting die vereist is voor het experimentele protocol, worden alleen muizen met een rechter of RC-halsslagader of linker of lc-stroomverhouding binnen een bepaald bereik opgenomen voor verdere analyse. Bijvoorbeeld, een matige mate van drukbevlasting leidt tot een verhouding van vi
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel beschrijft de procedure voor het uitvoeren van transversale aortaconstricie (TAC) bij muizen, een model dat wordt gebruikt om cardiale hypertrofie en hartfalen te bestuderen. De methode omvat chirurgische technieken om de aorta te construeeren, wat leidt tot een gecontroleerde mate van cardiale hypertrofie.
Belangrijkste onderdelen van het onderzoek
Wetenschapsgebied
- Cardiologie
- Experimentele chirurgie
- Cardiologie
Achtergrond
- Transversale aortaconstricie is een veelgebruikt model in hartonderzoek.
- Dit model helpt bij het begrijpen van de mechanismen van hartfalen.
- Het maakt de studie van cardiale hypertrofie in een gecontroleerde omgeving mogelijk.
- Muismodellen zijn essentieel voor preklinische studies in cardiovasculair onderzoek.
Doel van het onderzoek
- Om een gedetailleerd protocol te geven voor het uitvoeren van TAC bij muizen.
- Om de procedure te standaardiseren voor reproduceerbaarheid in onderzoek.
- Om de studie van mechanismen van cardiale hypertrofie te vergemakkelijken.
Gebruikte methoden
- Verdoving van de muis voorafgaand aan de operatie.
- Aseptische chirurgische voorbereiding en positionering op een verwarmingskussen.
- Endotracheale intubatie met behulp van PE 90-slangen verbonden met een ventilator.
- Partiale thoracotomie en ligatie van de transversale aorta.
Belangrijkste resultaten
- De procedure induceert met succes cardiale hypertrofie bij muizen.
- Reproduceerbaarheid van het model wordt vastgesteld door gestandaardiseerde technieken.
- Maakt verder onderzoek naar mechanismen van hartfalen mogelijk.
- Biedt een basis voor toekomstig cardiovasculair onderzoek.
Conclusies
- TAC is een effectief model voor het bestuderen van cardiale hypertrofie.
- Gestandaardiseerde procedures verbeteren de reproduceerbaarheid in onderzoek.
- Dit model kan leiden tot inzichten in mechanismen van hartfalen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
The transverse aortic constriction (TAC) model in mice provides a reproducible system for studying pressure overload-induced cardiac hypertrophy and heart failure, enabling mechanistic de-risking of therapeutic targets in cardiovascular drug discovery. By establishing a controlled hemodynamic stress that mimics human pathophysiology, TAC supports target validation and phenotypic screening in preclinical pipelines. This model enhances predictive confidence for lead identification and translational biomarker development in heart failure therapeutics.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses in pressure overload cardiac hypertrophy pathways.
- Operational Value: Supports biological de-risking through functional target validation in a disease-relevant system.
- Scientific Value: Facilitates mechanistic de-risking by elucidating signaling processes involved in maladaptive cardiac remodeling.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a standardized murine model for assay development and compound screening in heart failure models.
- Operational Value: Enables reproducible quantitative assessment of cardiac hypertrophy via Doppler-derived carotid flow velocity ratios.
- Scientific Value: Supports phenotypic screening by generating consistent hypertrophic and dilatative phenotypes over defined time courses.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Offers disease relevance by mimicking human cardiac hypertrophy and heart failure progression timelines.
- Operational Value: Ensures translational continuity from discovery through preclinical validation with measurable hemodynamic endpoints.
- Scientific Value: Enables risk-adjusted advancement decisions by modeling gradual transition from compensated hypertrophy to heart failure.
Pipeline & Workflow Integration
The TAC model integrates into the cardiovascular discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical efficacy studies, supporting go/no-go decisions based on hemodynamic and phenotypic outcomes.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification in cardiac stress response mechanisms.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized surgical induction and Doppler-based pressure overload quantification.
- Analytics: Provides quantitative dependent variable measurements (RC/LC flow velocity ratio) enabling comparison of pressure overload severity across experimental groups.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity via temporal progression from hypertrophy to dilatation, mirroring human heart failure pathophysiology.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform for evaluating multiple therapeutic targets across cardiovascular discovery projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through reproducible induction of pressure overload cardiac hypertrophy.
- Operational Value: Standardization and reproducibility via defined surgical technique and hemodynamic validation using Doppler probe measurements.
- Strategic Value: Improved go/no-go decisions by reducing late-stage biological risk through mechanistic de-risking in a validated preclinical model.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization of compounds based on efficacy in attenuating pressure overload-induced hypertrophy and failure progression.
Implementation Considerations
- Required expertise in murine surgical techniques, anesthesia management, and postoperative care.
- Instrumentation needs include rodent ventilator, Doppler probe with signal processor, microsurgical tools, and heating pad for temperature maintenance.
- Cross-team standardization requires consistent surgical constriction size (0.4 mm) and Doppler ratio thresholds (5-10 for pressure overload) across sites.
- Adaptation considerations include genetic background effects on hypertrophy progression and constriction tightness impact on phenotype severity.
- Practical limitations include surgical mortality (10-20%) and variability in Doppler measurements requiring operator training and protocol adherence.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Title
0:42
Introduction
1:10
Preparing the Operating Field
2:02
Preparing and Intubation of Mice
6:31
Confirmation of Successful Ligation of the Transverse Aorta
3:25
Ligation of the Transverse Aorta
7:32
Results of a Successful Transverse Aortic Constriction
8:02
Conclusion
