Techniki preparacji i histologiczne pobieranie próbek serca w dużych modelach zwierzęcych pod kątem chorób sercowo-naczyniowych
16 czerwca 2022
Ze względu na skomplikowaną anatomię, konsekwentnie powtarzalny protokół sekcji i pobierania próbek sercowych może być trudny do wdrożenia. W niniejszym manuskrypcji przedstawiono kluczowe elementy niektórych standardowych protokołów rozwarstwiania serca, podkreślając zarówno ogólne podejścia do badania, jak i miejsca pobierania próbek powszechnie stosowane w badaniu histopatologicznym.
Różnice strukturalne w sercu między gatunkami i osobnikami, a także rozbieżności w literaturze wymagają dogłębnego zrozumienia anatomii serca i przestrzegania ścisłej metodologii. Technika ta może poprawić jednorodność obserwatorów oraz zwiększyć porównywalność i odtwarzalność eksperymentalnych badań nad chorobami sercowo-naczyniowymi. Osoba, która nie jest zaznajomiona z tą techniką, może mieć trudności z identyfikacją wszystkich składników serca.
Polecam poświęcić trochę czasu na zapoznanie się z anatomią serca. Ponieważ złożona anatomia serca jest trudna do zrozumienia, wymagana jest wizualna prezentacja metody. Na początek zważ badane zwierzę przed umieszczeniem go na stole do sekcji zwłok po jego lewej stronie.
Następnie przeprowadź zewnętrzne badanie obiektu, sprawdzając i dotykając skóry i błony śluzowej, odnotowując wszystkie zmiany w kolorze, konsystencji i objętości. Następnie za pomocą noża wykonaj ostre siedmiocentymetrowe nacięcie w prawej pachy. Po zlokalizowaniu połączenia koksyfowo-udowego otwórz kapsułkę nożem i przetnij więzadło głowy kości udowej.
Przedłuż nacięcie skóry pod pachą czaszki do spojenia żuchwy i doogonowo do dzwonka. Usuń skórę skalpelem, odsłaniając ścianę klatki piersiowej i brzucha od brzusznej linii środkowej do poziomu wyrostków poprzecznych kręgów. Następnie za pomocą skalpela i kleszczy utwórz płat przez ścianę brzucha, brzuszno-ogonowy do prawego łuku żebrowego.
Następnie, podążając za ogonowym aspektem prawego podżebrza, otwórz jamę brzuszną nożyczkami. Kontynuuj rozciąganie nacięcia doogonowo wzdłuż prawego obszaru przylędźwiowego, aż do zewnętrznego grzebienia biodrowego. Następnie przedłuż nacięcie aż do pojawienia się linii białej i pokrótce zbadaj narządy jamy brzusznej in situ, aby zauważyć wszelkie zmiany w ich kolorze, konsystencji, objętości i położeniu.
Następnie za pomocą skalpela i kleszczyków nakłuj przeponę w najwyższym punkcie. Następnie za pomocą kleszczy do cięcia kości usuń prawą klatkę piersiową, najpierw przecinając segment chrzęstny przymostkowy, a następnie grzbietowy odcinek żeber proksymalnie do stawów żebrowo-żebrowych. Zbadaj serce in situ, aby zauważyć jego wielkość, kolor, położenie i połączenia z sąsiednimi tkankami.
Zwróć również uwagę na wszelkie zmiany w konsystencji za pomocą badania palpacyjnego. Następnie za pomocą nożyczek otwórz jamę osierdzia przekrojem podłużnym od podstawy do wierzchołka serca. Zbadaj jamę osierdzia i nasierdzie pod kątem zmian koloru, konsystencji i objętości.
Następnie za pomocą nożyczek uwolnij serce, przecinając żyłę główną górną co najmniej jeden centymetr powyżej wejścia do prawego przedsionka, zachowując crista terminalis i uzyskując poprzeczne odcinki aorty, tułowia płucnego i obu żył głównych. Zbadaj zewnętrzny kontur narządu, wygląd nasierdzia, wygląd mięśnia sercowego przez przezroczystość nasierdzia oraz zewnętrzny wygląd dużych naczyń. Aby wykonać metodę dopływu-odpływu do rozwarstwienia serca, należy umieścić serce przedsionkiem skierowanym do góry i za pomocą nożyczek i bezzębnych kleszczy szeroko przeciąć od żyły głównej ogona do prawego przedsionka.
Po przecięciu serca do prawego wyrostka usznego w celu odsłonięcia crista terminalis lub węzła zatokowo-przedsionkowego, należy sprawdzić zastawkę trójdzielną od strony grzbietowej. Następnie, przecinając odcinek od prawego przedsionka do połączenia prawej komory z przegrodą śródkomorową, wyświetl prawą zastawkę przedsionkowo-komorową. Następnie przekrój ścianę wolną prawej komory wzdłuż przegrody śródkomorowej aż do początku pnia płucnego.
Po dokładnym zbadaniu prawych zastawek przedsionkowo-komorowych, w tym strun ścięgnistych i mięśni brodawkowatych, przeciąć struny ścięgniste. Następnie umieść kleszcze wzdłuż pnia płucnego i przetnij tułów wzdłużnie, aby zbadać drogę odpływu płuc, pochodzenie pnia płucnego i zastawki półksiężycowate. Aby sprawdzić zastawkę dwupłatkową od strony grzbietowej, przetnij lewe przedsionek od żył płucnych do końca lewej małżowiny usznej.
Następnie umieść serce z przegrodą międzykomorową skierowaną w dół i wykonaj duże nacięcie w wolnej ścianie komory od podstawy komory do wierzchołka serca. Następnie przetnij struny ścięgniste guzka lewej zastawki przedsionkowo-komorowej. Na koniec otwórz aortę, umieszczając kleszcze przez drogę odpływu lewej komory.
Użyj soli fizjologicznej, aby usunąć wszystkie skrzepy krwi i zważyć serce. Aby pobrać próbki do histologii, najpierw wykonaj dwa równoległe nacięcia podłużne, oddalone od siebie o około pięć milimetrów, skalpelem obejmującym prawy przedsionek, zastawkę trójdzielną i wolną ścianę prawej komory. Następnie wykonaj dwa podobne równoległe cięcia obejmujące lewy przedsionek, zastawkę mitralną, mięsień brodawkowaty grzbietowy i lewą komorę.
W grzbietowej górnej jednej trzeciej serca przekrój poprzecznie podstawę serca wzdłuż linii, w tym przegrodę międzykomorową, prawe przedsionek, aortę, zastawkę aortalną i zastawkę trójdzielną. I wykonaj dwa równoległe podłużne nacięcia obejmujące podstawę aorty i przegrodę międzykomorową. Następnie przytnij prawy przedsionek wokół crista terminalis.
Aby uzyskać sześć kawałków węzła zatokowo-przedsionkowego, wykonaj kilka równoległych odcinków oddalonych od siebie o około trzy do czterech milimetrów, zorientowanych poprzecznie na osi podłużnej crista. Następnie należy przyciąć uzyskane tkanki w kasetach histologicznych i zanurzyć tkanki w 10% neutralnej buforowanej formalinie na co najmniej 48 godzin. Aby pobrać próbkę tętnic wieńcowych, użyj kleszczy i skalpela, aby wypreparować tętnice wieńcowe z rowka okołokolnego i umocować je w 10% neutralnej buforowanej formalinie na noc.
W razie potrzeby odwapnić tkankę w mieszaninie jeden do jednego 8% kwasu mrówkowego i kwasu solnego. Następnie wykonaj kilka poprzecznych nacięć w odległości około trzech milimetrów od siebie. Umieść skrawki w kasecie histologicznej i umieść kasetę w 10% neutralnej buforowanej formalinie w celu zatopienia.
Po utrwaleniu serca w 10% neutralnej buforowanej formalinie przez co najmniej 48 godzin, umieść dwie bezzębne proste kleszcze preparacyjne. Jeden przez jamę czaszki, prawy przedsionek, zastawkę trójdzielną i prawą komorę. A drugi przez żyłę płucną, lewe przedsionek, zastawkę mitralną i lewą komorę.
Wykorzystując przestrzeń między kleszczami jako wskazówkę, użyj ostrza tnącego, aby przeciąć od podstawy do wierzchołka serca. W odległości około pięciu milimetrów od siebie odetnij kolejny podłużny odcinek segmentu serca, który obejmuje aortę. Następnie całkowicie oddziel podstawę serca od wierzchołka.
Po umieszczeniu każdego segmentu tkanki w kasecie histologicznej, umieść kasety w 10% neutralnej buforowanej formalinie aż do zatopienia. Protokół ten umożliwił udaną wizualizację zewnętrznych cech i wewnętrznych struktur serca. Korzystając z tej techniki, próbki tkanki serca mogą być z powodzeniem pobierane do badań histologicznych od różnych zwierząt, takich jak psy i koty.
Zawsze bądź ostrożny podczas uwalniania serca, ponieważ może to uszkodzić niektóre interesujące Cię struktury. A także podczas preparowania, pobierania i osadzania węzła zatokowo-przedsionkowego. Chociaż metoda ta została stworzona do diagnozowania modelowania arytmii, kardiomiopatii przerostowej, zawału mięśnia sercowego i zatrucia serca, może być stosowana do diagnozowania każdego stanu serca.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Ten artykuł omawia wyzwania związane z sekcjami serca z powodu złożonej anatomii narządu. Przedstawia standardowe protokoły sekcji i podkreśla kluczowe miejsca pobierania próbek do badania histopatologicznego.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Anatomia serca
- Histopatologia
- Badania nad chorobami układu krążenia
Tło
- Różnice strukturalne serca między gatunkami i osobnikami.
- Rozbieżności w istniejącej literaturze dotyczącej anatomii serca.
- Potrzeba ścisłej metodologii w protokołach sekcyjnych.
- Znaczenie prezentacji wizualnych dla zrozumienia złożonej anatomii.
Cel badania
- Poprawa jednolitości obserwacji w sekcji serca.
- Poprawa porównywalności i reprodukowalności w badaniach nad chorobami układu krążenia.
- Dostarczenie kompleksowego przewodnika dotyczącego sekcji próbek serca.
Zastosowane metody
- Standaryzowane protokoły sekcyjne.
- Podejścia do badania makroskopowego.
- Miejsca pobierania próbek do badania histopatologicznego.
- Pomoce wizualne wspomagające zrozumienie anatomii serca.
Główne wyniki
- Identyfikacja kluczowych elementów serca.
- Standaryzacja technik sekcyjnych.
- Ulepszona metodologia w badaniach nad chorobami układu krążenia.
- Lepsze zrozumienie anatomii serca dzięki pomocą wizualnym.
Wnioski
- Spójne protokoły sekcyjne są kluczowe dla badań.
- Zrozumienie anatomii serca jest niezbędne do dokładnej identyfikacji komponentów podczas sekcji.
- Prezentacje wizualne mogą znacząco pomóc w nauce technik sekcyjnych.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Standardized dissection and histological sampling protocols for large animal hearts are critical for reproducibility and data comparability in cardiovascular disease research. Consistent anatomical sampling reduces interobserver variability and supports robust target validation in preclinical models. These protocols underpin reliable translational insights and portfolio decision-making for cardiovascular drug discovery.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous anatomical and pathological assessment for functional target validation.
- Reduces mechanistic ambiguity by ensuring all cardiac regions of interest are consistently sampled.
- Supports predictive confidence in disease modeling and hypothesis testing.
Screening & Assay Development
- Provides standardized tissue samples for downstream histopathological and molecular assays.
- Improves assay reproducibility by minimizing sampling bias across studies and operators.
- Facilitates reliable evaluation of compound effects in validated cardiac regions.
Translational & Preclinical Research
- Aligns sampling with disease-relevant anatomical sites for translational biomarker studies.
- Ensures continuity from gross pathology to histological endpoints in preclinical validation.
- Supports risk-adjusted advancement by enabling cross-study data integration.
Pipeline & Workflow Integration
These dissection and sampling protocols are positioned at the interface of preclinical model characterization and translational research, supporting workflows from early discovery through lead identification and preclinical validation.
- Discovery Biology: Standardizes hypothesis testing and anatomical de-risking in large animal models.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative tissue samples for assay development and compound screening.
- Analytics: Enables consistent measurement of histopathological endpoints across studies.
- Translational Research: Aligns preclinical sampling with clinical biomarker strategies when relevant.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable protocol for multi-study and multi-site research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces biological variability in cardiovascular models.
- Operational Value: Enhances reproducibility, standardization, and scalability of tissue sampling.
- Strategic Value: Supports robust go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and cross-study data harmonization.
Implementation Considerations
- Requires anatomical expertise and familiarity with species-specific cardiac landmarks.
- Needs access to appropriate dissection tools and histological processing infrastructure.
- Demands cross-team standardization to minimize interobserver variability.
- Must be adaptable to different large animal models and experimental endpoints.
- Careful handling is essential to avoid damaging critical cardiac structures during sampling.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Introduction
0:59
Necropsy Protocol
4:16
Dissection Protocol
6:21
Sampling Protocol for Histology
7:53
Sampling of Coronary Arteries
8:40
The Four Chambers/Echocardiographic Plane Dissection Technique of the Heart
9:46
Results: Visualization and Histological Examination of the Heart
10:13
Conclusion
