Name: Chirurgiczny model niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową u tybetańskich świnek miniaturowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-18T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: Poznaj metodę tworzenia modelu niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową u świnek miniaturowych poprzez zwężenie aorty zstępującej. Technika obejmuje echokardiografię i ocenę morfologii serca.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez Program Nauki i Technologii Guangdong (2008A08003, 2016A020216019, 2019A030317014), Program Nauki i Technologii w Kantonie (201804010206), Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (31672376, 81941002) oraz Kluczowe Laboratorium Zwierząt Laboratoryjnych Prowincji Guangdong (2017B030314171).

Wszystkie badania na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Instytutu Monitorowania Zwierząt Laboratoryjnych w Guangdong (nr zatwierdzenia. IACUC2017009). Wszystkie eksperymenty na zwierzętach przeprowadzono zgodnie z Przewodnikiem dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych (wyd. 8, 2011, The National Academies, USA). Zwierzęta były trzymane w akredytowanym przez AAALAC obiekcie w Instytucie Monitorowania Zwierząt Laboratoryjnych w Guangdong (nr licencji. SYXK (YUE) 2016-0122, Chiny). Do opracowania modelu HFpEF wykorzystano sześć samców tybetańskich świnek miniaturowych (n = 3 po 3 dla grupy pozorowanej i grupy DAC, o wadze 25-30 kg).
1. Przygotowanie zwierząt i instrumentów
<ol>
	<li>Zaaklimatyzować zwierzęta w placówce na 14 dni przed zabiegiem.</li>
	<li>Przed zabiegiem należy wykonać badania lekarskie, w tym badania biochemiczne i echokardiografię. Wyklucz zwierzęta z nieprawidłowościami w budowie serca (rozszerzenie lub przerost komór) i funkcji (EF <50%) zgodnie z T/CALAS85-2020 Zwierzęta laboratoryjne - Wytyczne dotyczące oceny stanu zdrowia głównych narządów, takich jak serce, wątroba, nerki i mózg dużych zwierząt laboratoryjnych (Chińskie Stowarzyszenie Nauk o Zwierzętach Laboratoryjnych, Chiny).</li>
	<li>Pościć zwierzęta przez ponad 12 godzin przed znieczuleniem, nie karmiąc w dniu zabiegu.</li>
	<li>Przygotuj salę operacyjną i urządzenia (<silna klasa="xfig">Rysunek 2). Sprawdź stację respiratora do znieczulenia, monitory weterynaryjne i pacjenta, weterynaryjny system ultrasonograficzny, aspirator i inne urządzenia chirurgiczne. Autoklaw nożyczek, kleszczy, zwijaczy, uchwytów skalpela, głowicy aspiratora, igieł chirurgicznych itp. (patrz Tabela materiałów).</li>
</ol>
2. Sedacja, intubacja tchawicy i kaniulacja żył
<ol>
	<li>Zważ zwierzęta i oblicz leki znieczulające. Uspokoić świnie miniaturowe za pomocą 1 mg/kg zoletilu do wstrzykiwań (tiletamina i zolazepam do wstrzykiwań) oraz 0,5 mg/kg mc. chlorowodorku ksylazyny do wstrzykiwań (patrz tabela materiałów).</li>
	<li>Unieruchomić i umieścić miniświnki w prawej bocznej pozycji leżącej na stole operacyjnym. Włącz system grzewczy, aby utrzymać temperaturę ciała zwierząt.</li>
	<li>Wykonaj echokardiografię (krok 5) i zbierz 2 ml próbek krwi.</li>
	<li>Zaintubuj miniświnki rurką dotchawiczą podłączoną do weterynaryjnej stacji respiratora anestezjologicznego (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 3A) (patrz Tabela materiałów).</li>
	<li>Rozpocznij wentylację przy objętości oddechowej 8 ml/kg i 30 oddechach/min. Utrzymuj zwierzęta z 1,5%-2,5% izofluranu podczas zabiegu chirurgicznego.</li>
	<li>Założyć kaniulację dożylną za pomocą obwodowego cewnika dożylnego (26 G) (patrz tabela materiałów) z żyły usznej (zwykle żyły brzeżnej ucha, <silna klasa = "xfig">Rysunek 3B).</li>
	<li>Podłącz zwierzę do monitora weterynaryjnego.</li>
</ol>
3. Zabieg chirurgiczny
<ol>
	<li>Ogol lewą część klatki piersiowej. Zastosuj 0,7% jodu i 75% alkoholu, aby aseptycznie przygotować skórę od łopatki do przepony (<silna klasa = "xfig">Rysunek 3C).</li>
	<li>Umieść sterylne serwety na polu operacyjnym.</li>
	<li>Propofol (5 mg/kg) (patrz tabela materiałów) należy podawać we wstrzyknięciu dożylnym w celu utrzymania znieczulenia ogólnego.</li>
	<li>Zaznacz nacięcie (o długości ~15 cm) wzdłuż 4. przestrzeni międzyżebrowej przed nacięciem skóry za pomocą elektrokoagulacji.</li>
	<li>Otwórz klatkę piersiową za pomocą kombinacji kauteryzacji i rozwarstwienia mięśni i tkanki łącznej. Użyj aspiratora, aby usunąć krew podczas operacji.</li>
	<li>Użyj zwijacza żeber, aby rozłożyć żebra (<silna klasa="xfig">Rysunek 3D).</li>
	<li>Zlokalizuj segment aorty piersiowej zstępującej i określ miejsce zwężenia (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 3E). Użyj dwóch szwów chirurgicznych 3-0, aby dwukrotnie owinąć pętlę wokół segmentu (<silna klasa="xfig">Ryc. 3F). Umieść trzy warstwy gazy medycznej między szwem a aortą, aby uniknąć uszkodzenia tkanek przez szwy.</li>
	<li>Ustaw jednostki pomiaru ciśnienia, aby określić stopień zwężenia (<silna klasa="xfig">Rysunek 3F-H). 
	UWAGA: Urządzenie zawiera cewnik, który nakłuwa ścianę naczynia, rurkę łączącą, przetwornik ciśnienia i monitor pacjenta.</li>
	<li>Stopniowo dokręcaj szew chirurgiczny otaczający zstępujący segment aorty, aby osiągnąć pożądany stopień zwężenia. Pozwól, aby odczyty ciśnienia ustabilizowały się przez 20 minut i trwale zaciśnij węzły chirurgiczne.</li>
	<li>Użyj rurki drenażowej klatki piersiowej, aby usunąć powietrze i nadmiar płynów z jamy klatki piersiowej.</li>
	<li>Zamknij ścianę klatki piersiowej warstwami, zreagtymuj żebra i podzielone mięśnie za pomocą wchłanialnych szwów.</li>
	<li>Sprawdź, czy nie ma krwawienia i upewnij się, że ma dobrą hemostazę.</li>
	<li>Nałóż butelkę penicyliny benzylowej (800 000 jednostek) (patrz tabela materiałów) na miejsce operacji po operacji.</li>
	<li>Monitoruj obecność mrugania oczami i ruchów kończyn zwierzęcia. Odłącz respirator, ale pozostaw rurkę dotchawiczą. Monitoruj obecność spontanicznego oddychania.</li>
	<li>Zawróć zwierzę do jego pomieszczenia i pozostaw je do automatycznego obudzenia.</li>
</ol>
4. Opieka pooperacyjna
<ol>
	<li>Penicylinę benzylową należy stosować codziennie przez 1 tydzień (20 000 U/kg).</li>
	<li>Stosować 1 mg/kg megluminy fluniksyny (patrz Tabela Materiałów) dziennie przez 1 tydzień. 
	UWAGA: Opioidowe i NLPZ leki przeciwbólowe należy podawać w trakcie i po operacji.</li>
</ol>
5. Echokardiografia przezklatkowa
<ol>
	<li>Uspokoić zwierzę 1 mg/kg zoletylu.</li>
	<li>Umieścić zwierzę w ruchomym urządzeniu przytrzymującym z plandekowym pokrowcem. 
	UWAGA: Ruchomy zespół przytrzymujący (patrz tabela materiałów) ma cztery otwory przeznaczone do wysuwania kończyn przednich i tylnych zwierzęcia.</li>
	<li>Ogol lewą klatkę piersiową zwierzęcia.</li>
	<li>Połóż palce po lewej stronie pośrodku klatki piersiowej, aby wyczuć puls wierzchołkowy. Nałóż żel ultradźwiękowy na okolicę.</li>
	<li>Umieść przetwornik Phased Array systemu ultrasonograficznego (3-8 Hz) w trzeciej przestrzeni międzyżebrowej. Przesuń przetwornik w kierunku przednim lub tylnym i wyreguluj kąt wycięcia.</li>
	<li>Zidentyfikuj przedsionki, komory i aortę. Rejestruj obrazy przymostkowe w długich osiach w trybie B i M. 
	UWAGA: Obraz w trybie B przedstawia przekrój poprzeczny lewej komory na poziomie mięśni brodawkowatych, a obraz w trybie M pokazuje ruch lewej komory w czasie.</li>
	<li>Obróć głowicę przetwornika o 90° zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aby uzyskać przymostkowy view w krótkiej osi. Zidentyfikuj lewą komorę, prawą komorę i mięsień brodawkowaty. Nagrywaj obrazy w trybie B i M.</li>
	<li>Skorzystaj ze stacji roboczej dostarczonej przez producenta systemu ultrasonograficznego, aby ocenić strukturę i funkcję serca.</li>
</ol>

<ol><li>Dunlay, S. M., Roger, V. L., Redfield, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epidemiology+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Epidemiology of heart failure with preserved ejection fraction.</a> Nature Reviews Cardiology. 14 (10), 591-602 (2017).</li>
<li>Redfield, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Heart failure with preserved ejection fraction.</a> New England Journal of Medicine. 375 (19), 1868-1877 (2016).</li>
<li>Lam, C. S. P., Voors, A. A., de Boer, R. A., Solomon, S. D., van Veldhuisen, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%3A+From+mechanisms+to+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">Heart failure with preserved ejection fraction: From mechanisms to therapies.</a> European Heart Journal. 39 (30), 2780-2792 (2018).</li>
<li>Solomon, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angiotensin+receptor+neprilysin+inhibition+in+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%3A+Rationale+and+design+of+the+PARAGON-HF+trial%5BTitle%5D)+AND+%22JACC-Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">Angiotensin receptor neprilysin inhibition in heart failure with preserved ejection fraction: Rationale and design of the PARAGON-HF trial.</a> JACC-Heart Failure. 5 (7), 471-482 (2017).</li>
<li>Cunningham, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+sacubitril%2Fvalsartan+on+biomarkers+of+extracellular+matrix+regulation+in+patients+with+HFpEF%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+College+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Effect of sacubitril/valsartan on biomarkers of extracellular matrix regulation in patients with HFpEF.</a> Journal of the American College of Cardiology. 76 (5), 503-514 (2020).</li>
<li>Conceição, G., Heinonen, I., Lourenço, A. P., Duncker, D. J., Falcão-Pires, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22Netherlands+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">Animal models of heart failure with preserved ejection fraction.</a> Netherlands Heart Journal. 24 (4), 275-286 (2016).</li>
<li>Noll, N. A., Lal, H., Merryman, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+models+of+heart+failure+with+preserved+or+reduced+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Pathology%22%5BJournal%5D)">Mouse models of heart failure with preserved or reduced ejection fraction.</a> American Journal of Pathology. 190 (8), 1596-1608 (2020).</li>
<li>Schwarzl, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+porcine+model+of+hypertensive+cardiomyopathy%3A+Implications+for+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">A porcine model of hypertensive cardiomyopathy: Implications for heart failure with preserved ejection fraction.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 309 (9), 1407-1418 (2015).</li>
<li>Reiter, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early-stage+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+in+the+pig%3A+A+cardiovascular+magnetic+resonance+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">Early-stage heart failure with preserved ejection fraction in the pig: A cardiovascular magnetic resonance study.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 18 (1), 63(2016).</li>
<li>Silva, K. A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-specific+small+heat+shock+protein+20+activation+is+not+associated+with+traditional+autophagy+markers+in+Ossabaw+swine+with+cardiometabolic+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Tissue-specific small heat shock protein 20 activation is not associated with traditional autophagy markers in Ossabaw swine with cardiometabolic heart failure.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 319 (5), 1036-1043 (2020).</li>
<li>Ponikowski, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2016+ESC+Guidelines+for+the+diagnosis+and+treatment+of+acute+and+chronic+heart+failure%3A+The+Task+Force+for+the+diagnosis+and+treatment+of+acute+and+chronic+heart+failure+of+the+European+Society+of+Cardiology+%28ESC%29Developed+with+the+special+contribution+of+the+Heart+Failure+Association+%28HFA%29+of+the+ESC%5BTitle%5D)+AND+%22European+Heart+Journal%22%5BJournal%5D)">2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC)Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC.</a> European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).</li>
<li>Tsutsui, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((JCS+2017%2FJHFS+2017+guideline+on+diagnosis+and+treatment+of+acute+and+chronic+heart+failure+-+Digest+version%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Journal%22%5BJournal%5D)">JCS 2017/JHFS 2017 guideline on diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure - Digest version.</a> Circulation Journal. 83 (10), 2084-2184 (2019).</li>
<li>Yousefi, K., Dunkley, J. C., Shehadeh, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+preclinical+model+for+phenogroup+3+HFpEF%5BTitle%5D)+AND+%22Aging+%28Albany+NY%29%22%5BJournal%5D)">A preclinical model for phenogroup 3 HFpEF.</a> Aging (Albany NY). 11 (13), 4305-4307 (2019).</li>
<li>Zheng, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aged+monkeys+fed+a+high-fat%2Fhigh-sugar+diet+recapitulate+metabolic+disorders+and+cardiac+contractile+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiovascular+Translational+Research%22%5BJournal%5D)">Aged monkeys fed a high-fat/high-sugar diet recapitulate metabolic disorders and cardiac contractile dysfunction.</a> Journal of Cardiovascular Translational Research. 14 (5), 799-815 (2021).</li>
<li>Shirakabe, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drp1-dependent+mitochondrial+autophagy+plays+a+protective+role+against+pressure+overload-induced+mitochondrial+dysfunction+and+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Drp1-dependent mitochondrial autophagy plays a protective role against pressure overload-induced mitochondrial dysfunction and heart failure.</a> Circulation. 133 (13), 1249-1263 (2016).</li>
<li>Zhabyeyev, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure-overload-induced+heart+failure+induces+a+selective+reduction+in+glucose+oxidation+at+physiological+afterload%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">Pressure-overload-induced heart failure induces a selective reduction in glucose oxidation at physiological afterload.</a> Cardiovascular Research. 97 (4), 676-685 (2013).</li>
<li>Tan, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+porcine+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction+induced+by+chronic+pressure+overload+characterized+by+cardiac+fibrosis+and+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">A porcine model of heart failure with preserved ejection fraction induced by chronic pressure overload characterized by cardiac fibrosis and remodeling.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 677727(2021).</li>
<li>Beznak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+heart+weight+and+blood+pressure+following+aortic+constriction+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Biochemistry+and+Physiology%22%5BJournal%5D)">Changes in heart weight and blood pressure following aortic constriction in rats.</a> Canadian Journal of Biochemistry and Physiology. 33 (6), 995-1002 (1955).</li>
<li>Bikou, O., Miyashita, S., Ishikawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pig+model+of+increased+cardiac+afterload+induced+by+ascending+aortic+banding%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Pig model of increased cardiac afterload induced by ascending aortic banding.</a> Methods in Molecular Biology. 1816, 337-342 (2018).</li>
<li>Hiemstra, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+low-intensity+exercise+attenuates+cardiomyocyte+contractile+dysfunction+and+impaired+adrenergic+responsiveness+in+aortic-banded+mini-swine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Chronic low-intensity exercise attenuates cardiomyocyte contractile dysfunction and impaired adrenergic responsiveness in aortic-banded mini-swine.</a> Journal of Applied Physiology. 124 (4), 1034-1044 (2018).</li>
<li>Massie, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+high-energy+phosphate+and+substrate+metabolism+in+swine+with+moderate+left+ventricular+hypertrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Myocardial high-energy phosphate and substrate metabolism in swine with moderate left ventricular hypertrophy.</a> Circulation. 91 (6), 1814-1823 (1995).</li>
<li>Melleby, A. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+method+for+high+precision+aortic+constriction+that+allows+for+generation+of+specific+cardiac+phenotypes+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">A novel method for high precision aortic constriction that allows for generation of specific cardiac phenotypes in mice.</a> Cardiovascular Research. 114 (12), 1680-1690 (2018).</li>
<li>Charles, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+porcine+model+of+heart+failure+with+preserved+ejection+fraction%3A+magnetic+resonance+imaging+and+metabolic+energetics%5BTitle%5D)+AND+%22ESC+Heart+Failure%22%5BJournal%5D)">A porcine model of heart failure with preserved ejection fraction: magnetic resonance imaging and metabolic energetics.</a> ESC Heart Failure. 7 (1), 92-102 (2020).</li>
<li>Olver, T. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Western%2C+diet-fed%2C+aortic-banded+ossabaw+swine%3A+A+Preclinical+model+of+cardio-metabolic+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22JACC+Basic+to+Translational+Science%22%5BJournal%5D)">Western, diet-fed, aortic-banded ossabaw swine: A Preclinical model of cardio-metabolic heart failure.</a> JACC Basic to Translational Science. 4 (3), 404-421 (2019).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają sprzecznych interesów.

W badaniu wykorzystano techniki DAC do opracowania modelu HFpEF dla tybetańskich świnek miniaturowych. Przedstawiono tutaj krok po kroku protokół przygotowania zwierząt i instrumentów, w tym sedację, intubację tchawicy, kaniulację żył, zabieg chirurgiczny i opiekę pooperacyjną. Przedstawiono również techniki rejestracji echokardiograficznych obrazów serca w trybie B i M. Po DAC w sercu doszło do przerostu lewej komory serca w 4. i 6. tygodniu oraz rozwarcia po 8. tygodniu. LVEF utrzymywał się przez okres 12 tygodni. Zwłó...

Niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF) stanowi ponad połowę przypadków niewydolności serca i stała się światowym problemem zdrowia publicznego1. Obserwacje kliniczne wykazały kilka krytycznych cech HFpEF: (1) dysfunkcja rozkurczowa komór, której towarzyszy zwiększona sztywność skurczowa, (2) normalna frakcja wyrzutowa w spoczynku z upośledzoną wydajnością wysiłkową oraz (3) przebudowa serca2. Proponowane mechanizmy obejmują rozregulowanie hormonalne, układowe zapalenie mikronaczyniowe, zaburzenia metaboliczne oraz nieprawidłowości w białkach sarkomerycznej i macierzy zewnątrzkomórkowej3. Jednak badania eksperymentalne wykazały, że niewydolność serca ze zmniejszoną frakcją wyrzutową (HFrEF) powoduje te zmiany. W badaniach klinicznych analizowano efekty terapeutyczne inhibitorów receptora angiotensyny i leków stosowanych w leczeniu HFrEF w HFpEF4,5. Potrzebne są jednak unikalne podejścia terapeutyczne w przypadku HFpEF. W porównaniu ze zrozumieniem objawów klinicznych, zmiany w patologii, biochemii i biologii molekularnej HFpEF pozostają słabo zdefiniowane.
Modele zwierzęce HFpEF zostały opracowane w celu zbadania mechanizmów, markerów diagnostycznych i podejść terapeutycznych. Zwierzęta laboratoryjne, w tym świnie, psy, szczury i myszy, mogą rozwijać HFpEF, a różne czynniki ryzyka, w tym nadciśnienie, cukrzyca i starzenie się, zostały wybrane jako czynniki indukcji6,7. Na przykład octan deoksykortykosteronu sam lub w połączeniu z dietą o wysokiej zawartości tłuszczu/cukru indukuje HFpEF u świń8,9. Przeciążenie ciśnieniem komorowym to kolejna technika stosowana do rozwoju HFpEF w dużych i małych modelach zwierzęcych10. Ponadto w ostatnich latach na wszystkich kontynentach przyjęto określone wartości graniczne EF w celu zdefiniowania HFpEF, co widać w wytycznych Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego, Fundacji American College of Cardiology/American Heart Association11, Japońskiego Towarzystwa Krążenia/Japońskiego Towarzystwa Niewydolności Serca12. W związku z tym wiele wcześniej ustalonych modeli może stać się odpowiednich do badań HFpEF, jeśli przyjęte zostaną kryteria kliniczne. Na przykład Youselfi i in. twierdzili, że genetycznie zmodyfikowany szczep myszy, Col4a3-/-, był skutecznym modelem HFpEF. Szczep ten rozwinął typowe objawy sercowe HFpEF, takie jak dysfunkcja rozkurczowa, dysfunkcja mitochondriów i przebudowa serca13. W poprzednim badaniu zastosowano dietę wysokoenergetyczną w celu wywołania przebudowy serca ze średnim zakresem EF u starszych małp14, charakteryzujących się zaburzeniem metabolicznym, zwłóknieniem i zmniejszoną MgATPazą aktomiozyny w mięśniu sercowym. Poprzeczne zwężenie aorty myszy (TAC) jest jednym z najczęściej stosowanych modeli naśladujących kardiomiopatię komorową wywołaną nadciśnieniem. Lewa komora przechodzi od koncentrycznego przerostu ze zwiększonym EF do rozszerzonej przebudowy ze zmniejszoną EF15,16. Fenotypy przejściowe między tymi dwoma typowymi etapami sugerują, że technika zwężenia aorty może być wykorzystana do badania HFpEF.
Cechy patologiczne, sygnalizacja komórkowa i profile mRNA modelu HFpEF świńskiego zostały wcześniej opublikowane17. W tym miejscu przedstawiono protokół krok po kroku w celu ustalenia tego modelu i podejść do oceny fenotypów tego modelu. Procedura jest zilustrowana w Rysunek 1. Krótko mówiąc, plan chirurgiczny został opracowany wspólnie przez głównego badacza, chirurgów, techników laboratoryjnych i personel zajmujący się opieką nad zwierzętami. Świnki przeszły badania zdrowotne, w tym testy biochemiczne i echokardiografię. Po zabiegu chirurgicznym wykonano zabiegi przeciwzapalne i przeciwbólowe. Do oceny fenotypów wykorzystano echokardiografię, badanie histologiczne i biomarkery.

<table><tbody><tr><td>Wchłanialny szew chirurgiczny</td><td>Putong Jinhua Medical Co. Ltd, Chiny</td><td>4-0</td><td></td></tr><tr><td>Stacja respiratora Aestesia</td><td>Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd, Chiny</td><td>WATO EX-35vet</td><td></td></tr><tr><td>Aspirator</td><td>Shanghai Baojia Medical Apparatus Co., Ltd, Chiny</td><td>YX930D</td><td></td></tr><tr><td>Benzylpenicillin</td><td>Sichuan Pharmaceutical. INC, Chiny</td><td>H5021738</td><td></td></tr><tr><td>Rurka dotchawicza do utylizacji z mankietem</td><td>Shenzhen Verybio Co., Ltd, Chiny</td><td>20 cm, ID 0.9</td><td></td></tr><tr><td>Przetwornik utylizacji</td><td>Guangdong Baihe Medical Technology Co., Ltd, Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ostrze preparacyjne</td><td>Szanghaj&nbsp; Medyczne&nbsp; Instrumenty (Grupa)&nbsp;Co., Ltd, Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elektrokoagulacja</td><td>Szanghaj&nbsp; Hutong Medical Instruments (Grupa)&nbsp;Co., Ltd, Chiny</td><td>GD350-B</td><td></td></tr><tr><td>Test immunoenzymatyczny ELISA zestaw</td><td>Cusabio Biotech Co., Ltd, Chiny</td><td>CSB-E08594r</td><td></td></tr><tr><td>Eosin</td><td>Sigma-Aldrich Corp.</td><td>E4009</td><td></td></tr><tr><td>Flunixin meglumine</td><td>Shanghai Tongren Pharmaceutical Co., Ltd., Chiny</td><td>Shouyaozi (2012)-090242103</td><td></td></tr><tr><td>Kleszcze</td><td>Szanghaj&nbsp; Medyczne&nbsp; Instrumenty (Grupa)&nbsp;Co., Ltd.,Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hematoxylin</td><td>Sigma-Aldrich Corp.</td><td>H3136</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>RWD Life Science Co., Ltd, Chiny</td><td>Veteasy dla zwierząt</td><td></td></tr><tr><td>Laryngoskop</td><td>Taixing Simeite Medical Apparatus and Instruments Limited Co., Ltd, Chiny</td><td>Dla dorosłych</td><td></td></tr><tr><td>Lampy chirurgiczne LED</td><td>Mingtai Medical Group, Chiny</td><td>ZF700</td><td></td></tr><tr><td>Czytnik mikropłytek</td><td>Thermo Fisher Scientific, USA</td><td>Multiskan FC</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop</td><td>Leica, Niemcy</td><td>DM2500</td><td></td></tr><tr><td>Mobilna jednostka ograniczająca</td><td>Dostosowane</td><td>Nie dotyczy</td><td>Mobilna jednostka ograniczająca, wykonana z metalowej ramy i kół, z płócienną osłoną</td></tr><tr><td>Tlen</td><td>Lokalni dostawcy, Guangzhou, Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyd</td><td>Sigma-Aldrich Corp.</td><td></td><td></td>V900894</tr><tr><td>Monitor pacjenta</td><td>Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Company, Chiny</td><td>Beneview T5</td><td></td></tr><tr><td>Obwodowy cewnik dożylny (IV)</td><td>Shenzhen Yima Pet Industry Development Co., Ltd., Chiny</td><td>26G X 16 mm</td><td></td></tr><tr><td>Propofol</td><td>Guangdong Jiabo Phamaceutical Co., Ltd.</td><td></td><td></td>H20051842</tr><tr><td>Zwijacz żeber</td><td>Szanghaj&nbsp; Medyczne&nbsp; Instrumenty (Grupa)&nbsp;Co., Ltd.,China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ruler</td><td>Deli&nbsp; Produkcja&nbsp; Firma, Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Skalpel obsługuje</td><td>Szanghaj&nbsp; Medyczne&nbsp; Instrumenty (Grupa)&nbsp;Co., Ltd.,Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nożyczki (g)</td><td>Szanghaj&nbsp; Medyczne&nbsp; Instrumenty (Grupa)&nbsp;Co., Ltd.,Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Szew</td><td>Medtronic-Coviden Corp.</td><td>3-0, 4-0</td><td></td></tr><tr><td>Żel ultradźwiękowy</td><td>Instytut Produkcji Tianjin Xiyuansi, Chiny</td><td>TM-100</td><td></td></tr><tr><td>Monitor weterynaryjny</td><td>Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Company, Chiny</td><td>ePM12M Vet</td><td></td></tr><tr><td>Weterynaryjny system ultrasonograficzny</td><td>Esatoe, Włochy</td><td>MyLab30</td><td>Wyposażony w przetwornik Phased Array (3-8 Hz)</td></tr><tr><td>Chlorowodorek ksylazyny do wstrzykiwań</td><td>Shenda Animal Phamarceutical Co., Ltd., Chiny</td><td>Shouyaozi (2016) -07003</td><td></td></tr><tr><td>Zoletil do wstrzykiwań</td><td>Virbac, Francja</td><td>Zoletil 50</td><td>Tiletamine i zolazepam do wstrzykiwań</td></tr></tbody></table>

chirurgiczny model niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową u tybetańskich świnek miniaturowych

A Surgical Model of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction in Tibetan Minipigs

Ponad połowa przypadków niewydolności serca (HF) jest klasyfikowana jako niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF) na całym świecie. Duże modele zwierzęce są ograniczone do badania podstawowych mechanizmów HFpEF i identyfikowania potencjalnych celów terapeutycznych. Praca ta zawiera szczegółowy opis procedury chirurgicznej zstępującego zwężenia aorty (DAC) u tybetańskich świnek miniaturowych w celu stworzenia dużego modelu zwierzęcego HFpEF. Model ten wykorzystywał precyzyjnie kontrolowane zwężenie aorty zstępującej w celu wywołania przewlekłego przeciążenia ciśnieniowego w lewej komorze. Echokardiografia została wykorzystana do oceny zmian morfologicznych i czynnościowych w sercu. Po 12 tygodniach stresu DAC przegroda komorowa była przerostowa, ale grubość tylnej ściany uległa znacznemu zmniejszeniu, czemu towarzyszyło rozszerzenie lewej komory. Jednak frakcja wyrzutowa lewej komory serca modelowego utrzymywała się na poziomie >50% w okresie 12 tygodni. Ponadto model DAC wykazywał uszkodzenie serca, w tym zwłóknienie, stan zapalny i przerost kardiomiocytów. Poziomy markerów niewydolności serca były znacznie podwyższone w grupie DAC. Ten indukowany przez DAC HFpEF u świnek miniaturowych jest potężnym narzędziem do badania mechanizmów molekularnych tej choroby i do badań przedklinicznych.

Echokardiografia 
Strukturę i funkcję serca oceniano w 0, 2, 4, 6, 8, 10 i 12 tygodniu. Nagrania w trybie B i M w przekroju krótkiej osi przymostkowej przedstawiono na Rysunku 4A. Pomiary echokardiograficzne obejmowały grubość przegrody międzykomorowej (VST), grubość tylnej ściany (PWT) oraz wewnętrzną średnicę lewej komory (LVID). VST w końcowej rozkurczu wzrosło w sercach DAC, natomiast PWT w końcowej rozkurczu najpierw wzrosło, a następnie spadło w okresie obserwacji, ...

Obecny protokół opisuje krok po kroku procedurę tworzenia modelu miniświni niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową przy użyciu zstępującego zwężenia aorty. Przedstawiono również metody oceny morfologii, histologii i funkcji tego modelu choroby serca.

Chirurgiczny model niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową u tybetańskich świnek miniaturowych

More than half of heart failure (HF) cases are classified as heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) worldwide. Large animal models are ...

Ponad połowa przypadków niewydolności serca na całym świecie jest klasyfikowana jako niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową krwi lub HFpEF. Ten film przedstawia krok po kroku procedurę modelowania świnek miniaturowych z HFpEF, a także techniki echokardiografii do oceny czynności serca. Ten model ma pojedynczy filtr predysponujący.Występuje zwężenie aorty, indukowane przeciążenie ciśnieniem. W związku z tym model jest pomocny w badaniu określonego typu HFpEF. Oprócz techniki chirurgicznej w planowaniu operacji, krytycznymi krokami są kontrola jakości zwierząt i opieka nad zwierzętami po operacji.Badania biochemiczne i elektrokardiografia pomagają w monitorowaniu stanu zdrowia zwierząt oraz zmian w ich strukturze i funkcji. Xiaohui Li, kardiochirurg kliniczny. Weijiang Tan, z wykształcenia chirurg zwierząt.Xiang Li, wyszkolony anestezjolog do tej operacji. Shuang Chen, z wykształcenia pielęgniarka na sali operacyjnej. A Honghua Chen, wyszkolona pielęgniarka na sali operacyjnej, zademonstruje procedurę.Aby rozpocząć aklimatyzację zwierząt w placówce na 14 dni przed zabiegiem. Przygotuj salę operacyjną i urządzenia. Unieruchomić i umieścić miniświnkę w prawej bocznej pozycji leżącej na stole operacyjnym.Włącz system grzewczy, aby utrzymać temperaturę ciała zwierzęcia. Wykonaj echokardiografię i pobierz dwumililitrową próbkę krwi. Rozpocznij wentylację przy ośmiu mililitrach na kilogram objętości oddechowej i 30 oddechach na minutę.Ustalić kaniulację dożylną za pomocą obwodowego cewnika dożylnego z żyły usznej. Następnie podłącz zwierzę do monitora weterynaryjnego. Ogol lewą część klatki piersiowej.Zastosuj 0,7% jodu i 75% alkoholu, aby aseptycznie przygotować skórę od łopatki do przepony. Umieść sterylne serwety na polu operacyjnym. Zaznacz około 15-centymetrowe nacięcie wzdłuż czwartej przestrzeni międzyżebrowej.Następnie wykonaj nacięcie skóry za pomocą elektrokoagulacji. Otwórz klatkę piersiową za pomocą kombinacji kauteryzacji i rozwarstwienia mięśni i tkanki łącznej. Użyj zwijacza żeber, aby rozłożyć żebra.Zlokalizuj segment aorty piersiowej zstępującej i określ miejsce zwężenia, a następnie użyj dwóch trzech szwów chirurgicznych OTT, aby dwukrotnie owinąć się wokół segmentu. Ustawianie jednostek pomiaru ciśnienia. Aby określić stopień zwężenia, stopniowo zaciskaj szew chirurgiczny otaczający zstępujący segment aorty, aby osiągnąć pożądany stopień zwężenia.Pozwól, aby odczyty ciśnienia ustabilizowały się przez 20 minut i trwale zaciśnij węzły chirurgiczne. Użyj rurki drenażowej klatki piersiowej, aby usunąć powietrze i nadmiar płynów z jamy klatki piersiowej. Monitoruj obecność mrugania oczami i ruchów kończyn zwierzęcia.Odłącz respirator, ale pozostaw rurkę dotchawiczą i monitoruj obecność spontanicznego oddychania. Umieścić zwierzę w ruchomym urządzeniu przytrzymującym z plandekowym pokrowcem. Ogol lewą klatkę piersiową zwierzęcia.Połóż palce na lewym środku klatki piersiowej, aby poczuć epicki puls. Nałóż żel ultradźwiękowy na okolicę. Umieść przetwornik Phased Array systemu ultrasonograficznego w trzeciej przestrzeni międzyżebrowej.Przesuń przetwornik w kierunku przednim lub tylnym i wyreguluj kąt wycięcia. Zidentyfikuj przedsionki, komory i aortę oraz zapisz obrazy osi długich w trybie B i M w trybie M. Następnie w widoku krótkiej osi przymostkowej zidentyfikuj przegrodę międzykomorową, tylną ścianę lewej komory i mięsień brodawkowaty, a następnie zapisz obrazy w trybie B i M.Skorzystaj ze stacji roboczej dostarczonej przez producenta systemu ultrasonograficznego, aby ocenić strukturę i funkcję serca. Ocena struktury i funkcji serca wykazała wyświetlane zapisy trybu B i trybu M krótkiej osi okołomostkowej. Grubość przegrody komorowej zwiększyła się w zstępujących sercach zwężonych aorty, podczas gdy grubość tylnej ściany zwiększyła się, a następnie zmniejszyła w okresie obserwacji, co sugeruje przerostową przebudowę w lewej komorze miniświnek ze zstępującym zwężeniem aorty.Wewnętrzny wymiar lewej komory na końcu rozkurczu zmniejszył się w czwartym i szóstym tygodniu, a następnie stopniowo zwiększał się po ósmym tygodniu, co sugeruje, że komory uległy koncentrycznemu przerostowi przed rozszerzeniem. Frakcja wyrzutowa lewej komory serca modelowego utrzymywała się na poziomie ponad 50% w ciągu 12 tygodni. W porównaniu z sercami pozorowanymi obserwowano powiększenie zstępujących serc zwężonych aorty.Marker niewydolności serca, troponina sercowa I, był znacznie wyższy w 4, 8 i 12 tygodniu w grupie zstępującego zwężenia aorty niż w grupie pozorowanej w odpowiednich punktach czasowych. Kardiomiocyty w przegrodzie przedsionkowej i komorach wykazywały przerost ze świnią. Warstwy mięśniowe uległy zmniejszeniu w zastawce endometrium, a w aorcie zaobserwowano przerost śródbłonka naczyniowego.Co więcej, zstępujące zwężenie aorty wywołało rozległe zwłóknienie mięśnia sercowego świnek miniaturowych, któremu towarzyszył naciekanie komórek zapalnych w lewej komorze, prawym przedsionku i ścianach aorty. Model ten jest potężnym narzędziem do badania uszkodzeń tkanek, zwłóknienia, stanu zapalnego i dysfunkcji koncentrycznych w HFpEF wywołanym przeciążeniem ciśnieniowym.

a-surgical-model-heart-failure-with-preserved-ejection-fraction

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Ten protokół opisuje model zawału mięśnia sercowego (MI) świni za pomocą 90-minutowej zamkniętej klatki piersiowej zamknięcia balonu wieńcowego lewej tętnicy zstępującej przedniej (LAD), po której następuje reperfuzja. Ponadto przedstawiono również protokół dla kilku parametrów końcowych, takich jak czynność serca, hemodynamika, opór mikronaczyniowy i wielkość zawału.

Zawał mięśnia sercowego i ocena wyników funkcjonalnych u świń

Ten protokół przedstawia chirurgiczny duży zwierzęcy model przewlekłego, pojedynczego niedokrwienia naczynia, który powoduje nieprawidłowości regionalne, ale nie tworzy zawału, znanego jako hibernujący mięsień sercowy. Po ustaleniu przewlekłego niedokrwienia zwierzęta są leczone operacją pomostowania tętnic wieńcowych-LAD w celu rewaskularyzacji niedokrwionej tkanki.

Chirurgiczny model przewlekłego niedokrwienia serca leczony metodą pomostowania tętnic wieńcowych poza pompą

Tutaj prezentujemy protokół indukcji kriouszkodzenia lewej komory, po którym następuje wszczepienie łaty mięśnia sercowego, pochodzącej z ludzkich kardiomiocytów komórek iPS w modelu świnki morskiej.

Implantacja plastrów sercowo-mięśniowych pochodzących z hiPSC po urazie mięśnia sercowego w modelu świnki morskiej

Przewlekłe podawanie izoproterenolu za pomocą wszczepionej pompy osmotycznej było szeroko stosowane do naśladowania zaawansowanej niewydolności serca u myszy. W tym miejscu opisano szczegółowe metody implantacji minipompy chirurgicznej do ciągłego podawania izoproterenolu przez 3 tygodnie, a także ocenę echokardiograficzną dla pomyślnego stworzenia modelu.

Implantacja minipompy izoproterenolu w celu wywołania niewydolności serca u myszy

Staraliśmy się stworzyć świński model niewydolności serca wywołanej zablokowaniem lewej tętnicy obwodowej i szybką stymulacją, aby przetestować efekt i bezpieczeństwo domięśniowego podawania komórek macierzystych w terapiach komórkowych.

Opracowanie świńskiego modelu niewydolności serca po zawale mięśnia sercowego do leczenia komórkami macierzystymi

Ogólnym celem obecnego badania jest przedstawienie technik indukcji zawału mięśnia sercowego (MI) i niewydolności serca po zawale mięśnia sercowego (post-MI HF) u dorosłych miniświnek z Getyngi z zamkniętą klatką piersiową oraz charakterystyka modelu post-MI HF u miniświnek z Getyngi w porównaniu do świń rasy Landrace.

Niewydolność serca po zawale mięśnia sercowego w modelu niedrożności/reperfuzji wieńcowej z zamkniętą klatką piersiową u świń miniaturowych i landrace

Opisujemy sterylny model zapalenia osierdzia u świnek miniaturowych w celu zbadania miopatii przedsionków i migotania przedsionków (AF). Przedstawiamy techniki chirurgiczne i anestezjologiczne, strategie dostępu naczyniowego oraz protokół badania indukowalności migotania przedsionków.

Sterylne zapalenie osierdzia u świnek Aachener jako model miopatii przedsionkowej i migotania przedsionków

Opisana jest prosta konstrukcja wózka, zbudowana do wykonywania badań echokardiograficznych u stojących w stanie czuwania miniświnek, wraz z rozważaniami dotyczącymi budowania, technikami treningowymi i reprezentatywnymi obrazami ultrasonograficznymi.

Zapis echokardiograficzny u obudzonych miniaturowych świń

Ten protokół opisuje minimalnie inwazyjną procedurę chirurgiczną dla wstępującego pasma aorty u świń.

Małoinwazyjny model zwężenia zastawki aortalnej u świń

W niniejszym badaniu zaproponowano przedkliniczny ortotopowy model przeszczepu serca u miniaturowych świń Bama, wykorzystujący technikę dwuprzedsionkową. Model ma zastosowanie w immunologii transplantacyjnej, ocenie leków i optymalizacji technik chirurgicznych, zapewniając wsparcie dla klinicznych zastosowań transplantacji serca.

Przedkliniczny model ortotopowego przeszczepienia serca u miniaturowych świń z Bama z wykorzystaniem techniki dwuprzedsionkowej

Poznaj metodę tworzenia modelu niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową u świnek miniaturowych poprzez zwężenie aorty zstępującej. Technika obejmuje echokardiografię i ocenę morfologii serca.

Chirurgiczny model niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową u tybetańskich świnek miniaturowych

Przeglądaj więcej filmów