Generowanie i charakterystyka zawału mięśnia sercowego prawej komory serca wywołanego trwałym podwiązaniem prawej tętnicy wieńcowej u myszy
1 lutego 2022
Istnieje kilka różnic między prawą i lewą komorą. Patofizjologia zawału prawej komory (RVI) nie została jednak wyjaśniona. W niniejszym protokole przedstawiono powtarzalną metodę generowania mysiego modelu RVI, która może dostarczyć środków do wyjaśnienia mechanizmu RVI.
Prawa komora jest bardziej odporna na niedokrwienie niż lewa. Wprowadziliśmy technikę generowania modelu infekcji prawej komory, który może wyjaśnić mechanizm patofizjologiczny podczas rozwoju zawału prawej komory. Zlokalizowaliśmy prawą tętnicę wieńcową za pomocą kalkulacji naczyń krwionośnych i określiliśmy obszar podwiązania, który ma kluczowe znaczenie dla pomyślnego wygenerowania mysiego modelu zawału prawej komory.
Procedurę zademonstruje Linhai Ruo, doktor z mojego laboratorium. Umieść mysz na wznak na podkładce i upewnij się, że głębokość znieczulenia jest spowodowana brakiem reakcji wycofania palca u nogi. Przymocuj siekacze za pomocą szwu i unieruchom kończyny taśmą klejącą.
Usuń włosy od szyi do mieczykowatej za pomocą kremu do depilacji. Lekko wyciągnij język pęsetą, unieś żuchwę za pomocą depresora języka, aby odsłonić głośnię. I wykonaj intubację dotchawiczą, wprowadzając kaniulę o rozmiarze 22 do głośni.
Podłącz prawidłowo elektrody elektrokardiograficzne do kończyn myszy i zapisz EKG. Aby otworzyć klatkę piersiową, wykonaj nożyczki okulistyczne nacięcie w skórze o długości jednego centymetra, równolegle do trzeciego prawego żebra. Ponownie określ trzecią przestrzeń międzyżebrową i zapewnij odpowiednią przestrzeń zgodnie z kątem mostka.
Oddziel i przetnij mięśnie piersiowe większe i piersiowe mniejsze nożyczkami i mikrokleszczami powyżej trzeciej przestrzeni międzyżebrowej. Następnie tępo oddziel mięsień międzyżebrowy za pomocą kleszczy łokciowych, aby odsłonić pole operacyjne, a następnie naciąć osierdzie. Podnieś prawy przedsionek sterylną bawełną i podwiąż prawą tętnicę wieńcową sterylnym 8-0 nić nylonowa o zakresie podwiązania od trzech do pięciu milimetrów.
Po podwiązaniu prawej tętnicy wieńcowej zwróć uwagę na monitorowanie odprowadzenia 3 EKG, pokazujące uniesienie odcinka ST. Usuń bawełnę i zszyj mięśnie i skórę sterylną nylonową nicią 5-0. Następnie umieść mysz na poduszce grzewczej, aby przyspieszyć regenerację.
Umieść mysz w pozycji leżącej na plecach na platformie ultradźwiękowej w celu unieruchomienia zwierzęcia i obsługi ultradźwiękowej. Przyklej pazury do elektrody, aby uzyskać zapis EKG, za pomocą systemu dołączonego do urządzenia ultradźwiękowego. Usuń włosy z klatki piersiowej myszy za pomocą kremu do depilacji i nałóż żel ultradźwiękowy na skórę klatki piersiowej.
Ustaw platformę w pozycji poziomej. Ustaw przetwornik równolegle do lewej nogi i uzyskaj obraz osi długiej lewej komory. Obróć sondę o 90 stopni zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aby uzyskać widok z krótkiego dostępu do lewej komory.
Naciśnij przycisk cine store, aby zapisać obrazy. Przechyl lewy górny róg platformy w najniższym punkcie. Przesuń przetwornik w dół pionowo, utrzymując jego pozycję nad górną częścią brzucha i poniżej przysłony myszy w trybie B.
Nieznacznie wyreguluj pozycję platformy, obracając jej osie X i Y, aż na ekranie pojawią się prawa komora, prawy przedsionek, lewy przedsionek i lewa komora. I zapisz obraz, naciskając przycisk cine store lub frame. Naciśnij przycisk M-Mode.
Po pojawieniu się dwóch linii wskaźnika X zlokalizuj linię wskaźnika przy ujściu zastawki trójdzielnej, aby uzyskać ruch rocznej płaszczyzny zastawki trójdzielnej. Ponownie naciśnij M-Mode. Naciśnij przycisk sklepu z filmami lub magazynu ramek, aby zapisać dane i obrazy.
Przechyl lewą stronę platformy w najniższym punkcie. Umieść sondę pod kątem 30 stopni do osi poziomej wzdłuż prawej przedniej linii pachowej. Obróć oś X i Y platformy, aby wyświetlić prawą komorę.
Naciśnij przycisk M-Mode i zlokalizuj linię wskaźnika w punkcie hiperechoiczności przegrody, aby uzyskać obraz M-Mode interfejsu prawej komory. Ponownie naciśnij przycisk M-Mode. Naciśnij przycisk cine store, aby zapisać zdjęcie.
Wykonaj intubację tchawicy i ustaw parametr respiratora dla zwierząt. Wykonaj jednocentymetrowe obustronne nacięcie na skórze powyżej wyrostka mieczykowatego i przetnij przeponę i żebro nożyczkami okulistycznymi, aby odsłonić serce. Nakłuć wolną ścianę prawej komory igłą o rozmiarze 32.
Wyjąć igłę i przycisnąć ranę bawełną, aby zatamować krwawienie. Włóż końcówkę cewnika do prawej komory przez miejsce nakłucia i powoli popchnij cewnik do przodu. Dostosuj położenie końcówki, aby uzyskać typową formę fali ciśnienia RV, pokazaną na monitorze i systemie nagrywania.
Po 10 minutach stabilizacji zapisz dane dotyczące skurczowego ciśnienia krwi RV, RV i ciśnienia rozkurczowego oraz tempa wzrostu maksymalnego ciśnienia w prawej komorze RV. Kliknij przycisk wyboru, aby wybrać cykle pracy serca do obliczeń. A następnie kliknij analizowany przycisk, aby obliczyć średnie wartości wybranych cykli.
Ułóż zwierzę na wznak na poduszce i zaintubuj w celu sztucznej wentylacji. Otwórz klatkę piersiową nożyczkami chirurgicznymi i odsłoń serce. Wykonaj trzymilimetrowe nacięcie nożyczkami okulistycznymi na prawym przedsionku i przeprowadź fuzję serca za pomocą 5 ml normalnej soli fizjologicznej przez wierzchołek serca za pomocą wstrzykiwacza.
Zablokuj krew z aorty za pomocą zacisku aortalnego. I przetopić 0,1 ml 1 mg / ml nitrogliceryny przez wierzchołek serca za pomocą wstrzykiwacza, aby rozszerzyć tętnicę wieńcową. Przeprowadź perfuzję serca za pomocą odczynnika odlewanego o pojemności 1 ml przez wierzchołek serca i odczekaj dwie do trzech godzin.
Erodować serce 50% wodorotlenkiem sodu przez dwa do trzech dni. I usuń tkankę mięśniową lub tkankę łączną, spłukując ją zwykłą solą fizjologiczną. Po podwiązaniu RCA zaobserwowano uniesienie odcinka ST w odprowadzeniu 3 EKG.
Barwienie chlorkiem 2, 3, 5-trifenylotetrazolu wykazało, że obszar zawału stanowi 45% ściany wolnej od RV, 24 godziny po operacji. Echokardiografia wykazała, że wewnętrzny wymiar RV pod koniec rozkurczu zwiększył się w RV1. I to więcej niż dwa razy w grupie Sham.
Skrócenie frakcji RV, frakcja wyrzutowa RV i skurczowy ruch trójdzielnej płaszczyzny pierścieniowej były istotnie mniejsze w RVI. Stosunek RV do LV powierzchni zwiększony o około 50% Pomiar hemodynamiczny RV wykazał, że w grupie RVI skurczowe ciśnienie krwi prawej komory, maksymalne i minimalne tempo wzrostu ciśnienia RV, kurczliwość RV, były znacznie mniejsze. Ciśnienie w prawej komorze i rozkurczowe oraz wykładnicza stała czasowa wskaźnika relaksacji RV były istotnie bardziej istotne niż w grupie Sham.
W okolicy zawału widoczny był tętniak RV. Stosunek masy serca do masy ciała i stosunek masy serca do długości kości piszczelowej w grupie RVI był nieco większy. Barwienie Massona wykazało znaczne zwłóknienie w ścianie wolnej od RV.
I rzadko zwłóknienie występowało w przegrodzie z grupy RVI. Natomiast kilka kardiomiocytów, które przeżyły, znajdowało się w okolicy zawału. Bardzo ważne jest, aby odsłonić obszar podwiązania i uchwycić głębokość i zakres wprowadzonej igły, aby zwiększyć sukces i wskaźniki przeżycia.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
To badanie wprowadza metodę możliwą do powtórzenia w celu wygenerowania modelu zawału prawej komory serca (RVI) na myszach. Technika ma na celu wyjaśnienie mechanizmów patofizjologicznych leżących u podstaw RVI, które nie były dobrze rozumiane.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Fizjologia układu krążenia
- Patofizjologia
- Modele na myszach
Tło
- Prawą komorę serca charakteryzuje większa odporność na niedokrwienie niż lewą komorę.
- Rozumienie RVI jest kluczowe dla opracowania ukierunkowanych terapii.
- Obecne metody badania RVI są ograniczone.
- To badanie ma na celu wypełnienie tych luk poprzez nowy model.
Cel badania
- Opracowanie wiarygodnego modelu myszego na RVI.
- Wyjaśnienie mechanizmów zaangażowanych w RVI.
- Udostępnienie platformy dla przyszłych badań nad RVI.
Zastosowane metody
- Identyfikacja prawej tętnicy wieńcowej poprzez kosztowanie naczyniowe.
- Definiowanie obszaru ligacji krytycznego dla wygenerowania modelu RVI.
- Przygotowanie myszy z użyciem znieczulenia i unieruchomienia.
- Demonstracja procedury przez wyszkolonego badacza.
Główne wyniki
- Ustalono metodę możliwą do powtórzenia w celu wygenerowania RVI u myszy.
- Technika pozwala na badanie patofizjologii RVI.
- Pomyślne wygenerowanie modelu zostało wykazane poprzez kroki proceduralne.
- Ten model może ułatwić przyszłe badania nad mechanizmami RVI.
Wnioski
- Opracowany model jest cennym narzędziem do badania RVI.
- Zwiększa rozumienie reakcji prawej komory na niedokrwienie.
- Przyszłe badania mogą wykorzystać ten model do zbadania opcji terapeutycznych.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Robust preclinical models of right ventricular infarction (RVI) are essential for elucidating mechanisms of right heart failure and for identifying therapeutic targets relevant to human disease. This protocol enables reproducible generation and quantitative characterization of RVI in mice, supporting translational research and mechanistic de-risking at early discovery and preclinical stages. The model's quantitative outputs facilitate predictive confidence and portfolio triage for cardiovascular drug discovery programs.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of right ventricular injury mechanisms and remodeling pathways.
- Supports functional target validation for right heart failure interventions.
- Provides a platform for mechanistic de-risking of candidate targets in a disease-relevant system.
- Facilitates predictive confidence in translational hypotheses for right ventricular pathology.
Screening & Assay Development
- Delivers validated in vivo endpoints including infarct size, echocardiographic parameters, and hemodynamic measurements.
- Supports assay standardization and reproducibility for cross-study comparisons.
- Enables quantitative assessment of compound efficacy in a physiologically relevant context.
- Prepares the system for downstream screening of therapeutic candidates targeting RV remodeling.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical endpoints with clinical measures of RV function and remodeling.
- Provides continuity from mechanistic discovery to preclinical validation of therapeutic strategies.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on quantitative translational biomarkers.
- Facilitates evaluation of disease-modifying effects in a model mimicking patient pathophysiology.
Pipeline & Workflow Integration
This RVI model integrates into the discovery-to-preclinical continuum, bridging early mechanistic studies with translational validation for right heart failure programs.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification for RV injury and remodeling.
- Screening: Provides reproducible, quantitative outputs for compound evaluation and assay development.
- Analytics: Enables measurement of infarct size, cardiac function, and hemodynamics for comparative analysis.
- Translational Research: Aligns preclinical findings with clinical endpoints relevant to RV dysfunction.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable in vivo platform for ongoing cardiovascular R&D initiatives.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in right heart failure research.
- Operational Value: Standardizes model generation and quantitative assessment for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by enabling early de-risking.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of cardiovascular assets targeting RV pathology.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgical techniques and small animal anesthesia.
- Demands access to echocardiography, hemodynamic monitoring, and histological analysis infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of procedural steps and data interpretation.
- Adaptation may be needed for different mouse strains or comorbid models.
- Success and survival rates depend on precise ligation and perioperative management.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:54
Preparation for Surgery
1:37
Permanent Ligation of the Right Coronary Artery
3:03
Echocardiographic Assessment of the RV (Right Ventricle) Function After Surgery
5:25
Invasive Measurements of RV Hemodynamic
6:43
Coronary Vascular Cast Using a Vascular Casting Agent
7:49
Results: Electrocardiography, Echocardiography and Histological Assessment After Right Coronary Artery Ligation
9:48
Conclusion
