Apical resectie muismodel naar Early Mammalian Hart Regeneration Studie
23 januari 2016
Een stapsgewijs videoprotocol van apicale resectie wordt in deze studie gedemonstreerd. Apicale resectie is een recent gehighlighte chirurgische aanpak in onderzoek naar regeneratie van het zoogdierhart. Deze studie kan de toepassing van apicale resectie bevorderen als een standaardmethodologie in onderzoek naar de mechanismen die ten grondslag liggen aan hartregeneratie.
Het algemene doel van deze procedure is om apicale resectie bij pasgeboren muizen te gebruiken om vroege hartregeneratie bij zoogdieren te bestuderen. Dit kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het vakgebied van hartregeneratie, zoals welke moleculaire en cellulaire mechanismen ten grondslag liggen aan vroege cardiale regeneratie bij zoogdieren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het muismodel voor apicale resectie een relatief eenvoudige en directe benadering biedt voor het bestuderen van vroege hartregeneratie bij zoogdieren.
Voordat u met de procedure begint, verplaatst u alle C57 black six pups van postnatal dag één van hun zogende moeder naar een schone muizenkooi met verse strooisel en nestmateriaal. Verplaats vervolgens voor elke neonatus op beurt de pup van een ijsbed naar het chirurgische gebied en immobiliseer de armen, poten en staart in rugligging. Desinfecteer de borst met betadine, gevolgd door een voorzichtige reiniging met een 70% alcohol prep pad.
Maak nu een huidincisie voor de overdracht langs het vierde binnenste costale gebied van de borgholte. Gebruik veerschaaren om een incisie in de apex van het hart te maken. Om toegang te krijgen tot het hart, gebruikt u veerschaaren om een incisie in de apex van het hart te maken, gevolgd door een botte dissectie van de binnenste costale spieren.
Gebruik steriele 6-0 hechtingen om de ribben en spieren te sluiten. Gebruik huidlijm om de huidincisie zorgvuldig te sluiten en laat de neonaat ongeveer drie minuten herstellen onder een warmtelamp. Gebruik vervolgens een 70% alcohol-gaasje om alle bloed- en lijmresten van de pup te verwijderen en plaats het dier terug bij de nestgenootjes.
Nadat alle operaties zijn uitgevoerd, mengt u de pups met de nestmateriaal en uitwerpselen van de moeder voordat u de neonaten terugplaatst in het nest van de moeder. Eén dag na de operatie telt u het aantal sham- en geopereerde pups om het overlevingspercentage binnen elke groep te bepalen. Op het juiste tijdstip na de operatie reinigt u voor elk dier achtereen de borstkas met 70% ethanol en maakt u een incisie in de huid en spieren langs de middellijn van de borstkas.
Verwijder het gehele hart uit de borgholte en fixeer het weefsel gedurende een nacht bij kamertemperatuur in vier procent paraformaldehyde met een laagte van vijf millimeter. Breng de monsters de volgende dag over naar 70% ethanol voor maximaal één week vóór het inbedden in paraffine. Nadat er paraffinecoupes van vijf micrometer dikte over het gehele ventrikel zijn verkregen, worden de monsters gekleurd met hematoxyline, eosine en Masson's trichroom om respectievelijk de spiervervanging en de fibrotische reacties in de geresecteerde harten te onderzoeken.
Verkrijg handmatig met een slidescanner ten minste drie brandpunten per monster. Analyseer vervolgens de monsterbeelden bij een 40X vergroting volgens de instructies van de fabrikant, gebruikmakend van de standaardparameters van de scanner. Bij een succesvolle apicale resectie wordt binnen één dag na de apicale resectie effectief een bloedstolsel gevormd om de linker ventrikel af te sluiten.
Een progressieve resorptie van het bloedstolsel en vroege cardiacfibrose worden vervolgens waargenomen, met een geleidelijke vervanging door myocardiaal weefsel tot de volledige regeneratie van het myocard 21 dagen na de resectie. Inderdaad zijn er drie weken na de operatie door morfologische analyse geen verschillen meer zichtbaar tussen de geresecteerde en sham-geopereerde harten. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om steriele omstandigheden te handhaven.
Na deze procedure kunnen andere maatregelen, zoals labeling en de lineaire meting, worden uitgevoerd om aanvullende vragen over de proliferatie van cardiomyocyten en apicale resectie te beantwoorden. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u apicale resectie bij pasgeboren muizen uitvoert.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een stapsgewijs videoprotocol voor apicale resectie, een chirurgische benadering in onderzoek naar regeneratie van het hart bij zoogdieren. De techniek is erop gericht het begrip van de mechanismen die ten grondslag liggen aan hartregeneratie te vergroten.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Cardiale regeneratie
- Chirurgische technieken bij neonatale muizen
- Moleculaire mechanismen van hartreparatie
Achtergrond
- Hartregeneratie is een cruciaal onderzoeksgebied binnen de cardiologie.
- Apicale resectie is een nieuwe techniek voor het bestuderen van cardiaal herstel.
- Inzicht in vroege regeneratie kan bijdragen aan therapeutische strategieën.
- Deze studie maakt gebruik van neonatale muizen als modelorganisme.
Doel van de studie
- Om de cellulaire en moleculaire mechanismen van hartregeneratie te onderzoeken.
- Om apicale resectie te vestigen als een standaardmethodologie in onderzoek.
- Om een eenvoudige aanpak te bieden voor het bestuderen van cardiale regeneratie.
Gebruikte methoden
- Overdracht van C57 black six pups van postnatale dag één naar een schone kooi.
- Immobilisatie van neonaten voor chirurgische procedures.
- Desinfectie van het borstgebied voorafgaand aan de operatie.
- Uitvoering van apicale resectie om hartregeneratie te bestuderen.
Belangrijkste Resultaten
- Demonstratie van de techniek voor apicale resectie bij pasgeboren muizen.
- Het verstrekken van een duidelijk protocol voor toekomstige onderzoekstoepassingen.
- Inzichten in de vroege stadia van cardiale regeneratie.
- Potentieel om methodologieën in hartregeneratiestudies te standaardiseren.
Conclusies
- Apicale resectie is een waardevolle techniek voor het bestuderen van hartregeneratie.
- Deze studie kan verder onderzoek naar mechanismen van cardiaal herstel faciliteren.
- Standaardisatie van deze methode zou de reproduceerbaarheid in onderzoek kunnen verbeteren.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Management
Het vaststellen van reproduceerbare modellen voor vroege regeneratie van het hart bij zoogdieren vult een kritiek gat in cardiovasculair R&D, waar een beperkt regeneratief vermogen de therapeutische ontwikkeling belemmert. Het muismodel voor apicale resectie maakt mechanistische risicoreductie van cardiale herstelpaden mogelijk tijdens preklinische targetvalidatie. Dit ondersteunt het voorspellend vertrouwen bij het identificeren van modulatoren van cardiomyocytenproliferatie en de resolutie van fibrose.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen met betrekking tot cardiomyocytenproliferatie en littekenvorming te onderzoeken.
- Operationele waarde: Biedt een direct in vivo systeem voor functionele targetvalidatie van regeneratie-geassocieerde pathways.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt de portfolio-triage door verbindingen te onderscheiden die echte myocardiale regeneratie bevorderen ten opzichte van fibrose.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert kwantificeerbare histologische eindpunten (bijv. myocardiale dikte, fibrose-oppervlakte) voor het screenen van verbindingen.
- Operationele waarde: Een gestandaardiseerde chirurgische procedure waarborgt de reproduceerbaarheid tussen laboratoria en tijdspunten.
- Schaalbaarheid: Vergemakkelijkt de bereiding van gevalideerde weefselcoupes voor high-content imaging en analyse-workflows.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Modelleert het vroege postnatale regeneratieve venster dat relevant is voor de ontwikkelingscardiologie en strategieën voor congenitale herstelbehandelingen.
- Operationele waarde: Maakt longitudinale beoordeling van weefselherstel mogelijk, van stolselresolutie tot myocardiaal herstel binnen 21 dagen.
- Translationele afstemming: Ondersteunt de ontdekking van biomarkers (bijv. dynamiek van de extracellulaire matrix) die toepasbaar zijn op menselijke modellen van cardiaal letsel.
Integratie van Pipeline & Workflow
Het apicale resectiemodel past binnen het ontdekkingscontinuüm van het testen van doelhypothesen tot de preklinische beoordeling van de werkzaamheid, waardoor een ziekterelevant systeem wordt geboden voor mechanistische risicoreductie.
- Ontdekkingsbiologie: Test padspecifieke effecten op de turnover van cardiomyocyten en de fibrotische respons na letsel.
- Screening: Levert kwantitatieve histologische resultaten die dosis-responsprofielen en temporele profilering van regeneratieve verbindingen mogelijk maken.
- Analytiek: Genereert morfometrische en op kleuring gebaseerde outputs (H&E, Masson’s trichroom) voor objectieve vergelijking tussen condities.
- Translationeel onderzoek: Verbindt vroege regeneratiemechanismen met preklinische validatie via gedefinieerde temporele en morfologische mijlpalen.
- Bedrijfsmatige hergebruik: Vestigt een gestandaardiseerd, herbruikbaar chirurgisch platform voor cardiovasculaire targetvalidatie over meerdere projecten heen.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert mechanistische ambiguïteit in studies naar hartregeneratie door gedefinieerde tijdlijnen voor letsel en herstel.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid via gestandaardiseerde protocollen voor anesthesie, chirurgie en postoperatieve zorg.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen door te verduidelijken of kandidaten regeneratie stimuleren of enkel fibrose onderdrukken.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van targets mogelijk op basis van het regeneratieve potentieel in een zoogdiersysteem.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in de omgang met neonatale muizen en microsurgische technieken.
- Afhankelijk van steriele chirurgische instrumenten, hechtingen en infrastructuur voor weefselverwerking.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor anesthesie, postoperatieve zorg en histologische analyse.
- Aanpassing aan andere modellen moet rekening houden met soortspecifiek regeneratief vermogen en chirurgische haalbaarheid.
- Praktische beperkingen omvatten variabiliteit tussen neonatale pups en de afhankelijkheid van het overlevingspercentage van de consistentie van de procedure.
