Model przebudowy serca poprzez zwężenie aorty brzusznej u szczurów
2 grudnia 2016
Opisany jest szczurzy model zwężenia aorty brzusznej, który wywołuje przerost i przebudowę mięśnia sercowego. Skuteczna, wysoce powtarzalna i minimalnie inwazyjna metoda jest stosowana w celu zapewnienia prostej, ale użytecznej platformy do badań nad przerostem i dysfunkcją mięśnia sercowego.
Ogólnym celem zabiegu chirurgicznego jest zapewnienie prostej platformy do badania przerostu, przebudowy i dysfunkcji mięśnia sercowego. Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie układu sercowo-naczyniowego, takie jak sygnalizacja obejmująca hipertrofię sercowo-naczyniową i przebudowę. A także odkrycie nowych celów terapeutycznych w nadciśnieniowej chorobie serca.
Główną zaletą tej techniki jest to, że jest to metoda małoinwazyjna, która wymaga bardzo prostych technik chirurgicznych, a mimo to wyniki są wysoce powtarzalne. Implikacje tych technik rozciągają się na naszą terapię nadciśnieniowej choroby serca. Ponieważ zwężenie aorty brzusznej wywołuje przeciążenie ciśnieniem i ostatecznie prowadzi do przerostu krążenia, przebudowy i niewydolności serca.
Aby rozpocząć, przygotuj igłę strzykawki o rozmiarze 22, używając kamienia do honowania, aby stępić końcówkę. Następnie za pomocą szczypiec nabij igłę pod kątem prostym. Przygotuj wymagane materiały chirurgiczne, w tym klatkę rekonwalescencyjną i autoklaw narzędzi chirurgicznych.
Utrzymuj szczury w wadze około 200 gramów i utrzymuj je w 12-godzinnych cyklach jasno-ciemnych w kontrolowanej temperaturze ze swobodnym dostępem do pożywienia i wody. Umieść szczura w pozycji leżącej na plecach na platformie operacyjnej z poduszką grzewczą, aby utrzymać temperaturę ciała. Całkowicie ogolić obszar chirurgiczny, aby uniknąć zanieczyszczenia rany w wyniku kontaktu z sierścią.
Następnie za pomocą betadyny lub innego odczynnika oczyszczającego wyszoruj gładko ogolony brzuch. Następnie za pomocą skalpela wykonaj dwucentymetrowe nacięcie wzdłuż linii środkowej brzucha. Następnie, używając soli fizjologicznej, zwilż narządy jamy brzusznej i utrzymuj narządy wilgotne podczas operacji.
Za pomocą wacików ostrożnie przesuń narządy trawienne na bok, aby odsłonić żyłę główną dolną i tylną część otrzewnej. Następnie zidentyfikuj aortę brzuszną, która leży naprzeciwko i zwykle po lewej stronie żyły głównej dolnej. Teraz kleszczami przebij otrzewną, aby odsłonić naczynia pod spodem.
Delikatnie odizoluj aortę brzuszną przylegającą do tętnic nerkowych i przełóż ośmiocentymetrowy jedwabny szew 4/0 pod naczyniem między początkiem prawej i lewej tętnicy nerkowej. Wykonaj luźny podwójny węzeł ze szwem i pozostaw pętlę o średnicy trzech milimetrów. Następnie umieść i wygiętą igłę o rozmiarze 22 wewnątrz pętli.
Zaciśnij węzeł wokół aorty i igły, a następnie natychmiast wyjmij igłę, aby uzyskać zwężenie o średnicy 0,7 milimetra. Szwy 6/0 zamykają jamę brzuszną. Następnie użyj prostych szwów przerywanych, aby zamknąć nacięcia mięśni i skóry.
Użyj nalewki jodowej do wyszorowania miejsca operowanego, aby zapobiec infekcji. Aby zapobiec bólowi pooperacyjnemu, należy potraktować zwierzę paracetamolem i uważnie obserwować zwierzę, dopóki nie odzyska wystarczającej świadomości, na co wskazuje swobodny ruch i przyjmowanie pokarmu, oraz utrzyma pozycję leżącą mostka. W 10 tygodni po operacji zważ szczura.
Po znieczuleniu zwierzęcia i potwierdzeniu głębokości znieczulenia umieść szczura na metalowej tacy. Teraz wykonaj pięciocentymetrowe nacięcie w okolicy klatki piersiowej wokół linii środkowej wyrostka mieczykowatego. Za pomocą ostrych kleszczy przebij przeponę.
Następnie nożyczkami odetnij i usuń klatkę piersiową wzdłuż linii środkowej obojczyka po obu stronach, aby odsłonić serce. Ostrożnie wytnij serce wzdłuż granic serca i naczyń krwionośnych. Następnie delikatnie wyjmij serce, nie chwytając za tkankę.
Zamontuj serce na zmodyfikowanym aparacie perfuzyjnym Langendorffa, przywiązując pień aorty do igły perfuzyjnej. Następnie użyj buforu Krebsa, aby przebić serce i wypłukać krew. Zważ serce i oblicz stosunek masy serca do masy ciała.
Następnie, nosząc maskę, umieść narząd w 4% paraformaldehydzie i przymocuj go na noc do lodu. Po utrwaleniu tkanki serca umieść ją na urządzeniu do cięcia tkanek, pokrój ją na plastry o grubości dwóch milimetrów i umieść skrawki w kasecie do zatapiania. Po zatopieniu parafiny i dodatkowym podziale zgodnie z protokołem tekstowym, należy odparafinować szkiełka, umieszczając je w zbiorniku z ksylenem na 30 minut.
Następnie ponownie nawodnij tkankę w kolejno rozcieńczonej serii alkoholowej, a następnie w wodzie destylowanej. Następnie użyj odpowiedniego roztworu czerwieni Picrosirius, aby całkowicie pokryć skrawki tkanki i inkubować przez godzinę. Następnie użyj 0,5% roztworu kwasu octowego, aby dwukrotnie przepłukać szkiełka.
I przepłukać próbki dwukrotnie w alkoholu bezwodnym. Wysuszyć próbki na powietrzu i umieścić je w żywicy syntetycznej z szkiełkiem nakrywkowym. Następnie użyj światła widzialnego pod mikroskopem przy 200-krotnym powiększeniu, aby zobrazować szkiełka.
Na koniec oblicz procent czerwonej strefy dodatniej Picrosiriusa na całkowitej powierzchni, która wskazuje na zakres zwłóknienia. Jak pokazano tutaj, objętość serca zwiększyła się po operacji zwężenia aorty brzusznej. Świadczy o tym wyższy stosunek masy serca do masy ciała, który jest wskaźnikiem przerostu mięśnia sercowego.
Dzięki zastosowaniu czerwonego barwienia picrosiriusa można odróżnić zwłóknienie mięśnia sercowego o zwiększonej zawartości kolagenu od normalnych obszarów. Jak wykazano w tych barwionych próbkach, zwłóknienie serca było zwiększone po operacji zwężenia aorty brzusznej w porównaniu z grupą kontrolną. Po opanowaniu operacji można ją wykonać w ciągu 30 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo.
Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak echokardiografia, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące funkcji serca. Po jej opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się nadciśnieniową chorobą serca do zbadania mechanizmów związanych z hipertrofią, przebudową i niewydolnością krążenia. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wykonać zwężenie aorty brzusznej, aby wywołać przerost serca i przebudowę mięśnia sercowego u szczurów.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł opisuje model szczurzy zwężenia aorty brzusznej, który indukuje przerost i przebudowę serca. Metoda ta jest małoinwazyjna, wysoce powtarzalna i stanowi użyteczną platformę do badań nad przerostem i dysfunkcją mięśnia sercowego.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Badania sercowo-naczyniowe
- Hipertrofia mięśnia sercowego
- Mechanizmy niewydolności serca
Wstęp
- Procedura chirurgiczna ma na celu badanie przerostu i remodelingu mięśnia sercowego.
- Odnosi się ona do kluczowych kwestii w sygnalizacji sercowo-naczyniowej związanej z przerostem.
- Technika ta została opracowana tak, aby była prosta i skuteczna.
- Ma ona znaczenie dla terapii celujących w nadciśnieniową chorobę serca.
Cel badania
- Zapewnienie platformy do badania przerostu i dysfunkcji serca.
- Zbadanie szlaków sygnalizacyjnych zaangażowanych w przebudowę serca.
- Identyfikacja nowych celów terapeutycznych w leczeniu nadciśnieniowej choroby serca.
Zastosowane metody
- Chirurgiczny model zwężenia aorty brzusznej.
- Małoinwazyjne techniki chirurgiczne.
- Ocena przerostu i przebudowy serca.
- Ocena wpływu przeciążenia ciśnieniowego na serce.
Główne wyniki
- Metoda ta jest wysoce powtarzalna i skuteczna.
- Indukuje ona przeciążenie ciśnieniowe, prowadzące do przerostu serca.
- Wyniki mogą stanowić podstawę do opracowania strategii terapeutycznych w chorobach serca.
- Zaobserwowano istotne wyniki związane z przebudową serca.
Wnioski
- Model zwężenia aorty brzusznej jest cennym narzędziem badawczym.
- Umożliwia on lepsze zrozumienie mechanizmów przerostu serca.
- Ma on potencjalne znaczenie dla leczenia nadciśnieniowej choroby serca.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Przebudowa serca indukowana przeciążeniem ciśnieniowym jest krytycznym punktem zwrotnym w odkrywaniu leków sercowo-naczyniowych, bezpośrednio wpływając na walidację celu oraz wybór modelu translacyjnego. Model zwężenia aorty brzusznej u szczura oferuje powtarzalną, małoinwazyjną platformę do badania mechanizmów przerostu i włóknienia mięśnia sercowego. Postępujący przebieg patologii oraz dane ilościowe zapewniają wiarygodność predykcyjną podczas wczesnych etapów testowania hipotez terapeutycznych i selekcji projektów w portfolio.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia mechanistyczną analizę szlaków sygnalizacyjnych napędzających przerost i przebudowę serca.
- Wspiera funkcjonalną walidację celów terapeutycznych dla interwencji w nadciśnieniowej chorobie serca.
- Ułatwia biologiczną redukcję ryzyka poprzez modelowanie stopniowej progresji choroby istotnej dla patologii ludzkiej.
- Stanowi platformę do identyfikacji i priorytetyzacji nowych celów terapeutycznych.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Zapewnia zwalidowany system in vivo do późniejszych testów skuteczności związków.
- Standaryzuje punkty końcowe analizy ilościowej, takie jak stosunek masy serca do masy ciała oraz obszar włóknienia.
- Umożliwia powtarzalną ocenę przebudowy serca w celu przesiewowej analizy cząsteczek kandydackich.
- Wspiera skalowalność i porównywalność między badaniami dzięki spójnym protokołom chirurgicznym i analitycznym.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodne z mechanizmami związanymi z chorobą, obserwowanymi u pacjentów z nadciśnieniową niewydolnością serca.
- Zapewnia ciągłość od etapu odkrywania po przedkliniczną walidację środków przeciwfibrotycznych lub przeciwprzerostowych.
- Umożliwia podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju projektu z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o ilościowe wskaźniki przebudowy i włóknienia.
- Ułatwia odkrywanie i walidację biomarkerów w kontekście istotnym klinicznie.
Integracja potoków i przepływów pracy
Model ten stanowi pomost pomiędzy wczesną fazą odkryć a walidacją przedkliniczną, wspierając testowanie hipotez, identyfikację związków wiodących oraz badania translacyjne w obszarze schorzeń układu sercowo-naczyniowego.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotezy zerowej w zakresie zaangażowania celu w przebudowę i przerost serca.
- Przesiewanie: Zapewnia powtarzalne, ilościowe odczyty do oceny związków i opracowywania testów.
- Analityka: Umożliwia pomiar stosunku masy serca do masy ciała oraz powierzchni włóknienia w celu przeprowadzenia analizy porównawczej.
- Badania translacyjne: Modeluje postępującą patologię serca istotną dla nadciśnieniowej choroby serca u ludzi.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje zestandaryzowaną, skalowalną platformę do wielokrotnego zastosowania w programach B+R w dziedzinie układu sercowo-naczyniowego.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celu.
- Wartość operacyjna: Zapewnia zestandaryzowane, powtarzalne i skalowalne modelowanie in vivo.
- Wartość strategiczna: Poprawia jakość decyzji go/no-go oraz efektywność kapitałową poprzez umożliwienie solidnej, wczesnej redukcji ryzyka.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój aktywów w obszarze sercowo-naczyniowym.
Kwestie wdrożeniowe
- Wymaga doświadczenia w zakresie chirurgii oraz spójnych protokołów postępowania ze zwierzętami.
- Wymaga dostępu do infrastruktury do barwienia histologicznego, obrazowania oraz analizy ilościowej.
- Wymaga standaryzacji międzyzespołowej w celu zapewnienia powtarzalności i porównywalności danych.
- Adaptacja do innych modeli gryzoni może wymagać optymalizacji protokołu.
- Ograniczenia obejmują specyficzność modelu dla przeciążenia ciśnieniowego oraz konieczność monitorowania podłużnego.
