Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Криотравма модель для изучения инфаркта миокарда в мыши

9.3K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/59958

⸱

19 сентября 2019 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Transplant and Stem Cell Immunobiology Lab, University Heart Center, 2Department of Surgery, Transplant and Stem Cell Immunobiology Lab, University of California San Francisco, 3Cardiovascular Research Center (CVRC) and DZHK German Center for Cardiovascular Research, 4Division of Cardiology, Cardiovascular Research Institute, University of California San Francisco, 5Cardiovascular Surgery, University Heart Center

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Эта статья демонстрирует модель для изучения сердечной ремоделирования после криотравмы миокарда у мышей.

Аннотация

Использование моделей животных имеет важное значение для разработки новых терапевтических стратегий для острого коронарного синдрома и его осложнений. В этой статье мы демонстрируем модель криотравмы криотравмы, которая генерирует точные размеры инфаркта с высокой воспроизводимостью и релицируемостью. Короче говоря, после интубации и стернотомии животного сердце поднимается из грудной клетки. Зонд портативной системы доставки жидкого азота наносится на стенку миокарда, чтобы вызвать криотравму. Нарушение функции желудочков и электрической проводимости можно контролировать с помощью эхокардиографии или оптического картирования. Переуральная миокардная ремоделирование инфарктной области характеризуется осаждением коллагена и потерей кардиомиоцитов. По сравнению с другими моделями (например, LAD-ligation), эта модель использует портативную систему доставки жидкого азота для создания более однородных размеров инфаркта.

Введение

Острый коронарный синдром (АКС) является ведущими причинами смерти в западном мире1,2. Острая окклюзия коронарных артерий приводит к активации ишемического каскада и некроза пораженной сердечной ткани3. Поврежденный миокард постепенно заменяется неконтрактной рубцовой тканью, которая клинически проявляется как сердечная недостаточность4,5. Несмотря на последние достижения в лечении ACS, распространенность ACS и ACS связанных сердечной недостаточности растет, и терапевтические варианты ограничены6,7. Поэтому разработка моделей животных для изучения ACS и его осложнений представляет огромный интерес.

На сегодняшний день наиболее широко используемой моделью животных для изучения ACS и ВЫЗВАННОй ACS миокарда ремоделирование является перевязка левой нисходящей коронарной артерии (LAD). Лигация ЛАД приводит к острой ишемии миокарда, подобно ткани миокарда человека во время АКС.  Тем не менее, непоследовательные нефарктные размеры остаются ахиллесовой пятой перевязки LAD. Хирургические вариации и анатомическая изменчивость LAD приводят к несовместимым недопустимым размерам и препятствуют воспроизводимости и релицируемости этой процедуры8,9,10. Кроме того, лигация LAD имеет высокую внутрихирургическую и послеоперационную смертность. Несмотря на недавние усилия по улучшению воспроизводимости и снижению смертности11,12, большое количество животных по-прежнему необходимо правильно оценить анти-ремоделирования терапии.

Альтернативные модели ACS были предложены и изучены в течение последних лет, в том числе радиочастоты13, тепловые14 или криогенных травм15,16,17,18. Текущие методы криотравмы применяют металлический стержень, предварительно охлажденный в жидком азоте, чтобы повредить сердечную ткань субъекта15,16. Тем не менее, эта процедура должна быть повторена несколько раз, чтобы создать достаточный размер инфаркта. Из-за высокой проводимости и низкой тепловой емкости стержня по сравнению с тканью, зонд нагревается быстро, и ткань охлаждается (и, таким образом, infarcted) неоднородно. Чтобы преодолеть эти ограничения, мы описываем здесь модель криоинфаркции с использованием ручной системы доставки жидкого азота. Эта модель воспроизводима, проста в исполнении и может быть установлена быстро и надежно. Генерируется воспроизводимое трансмурльное инфарктное утранжное, независимое от коронарной анатомии, что в конечном итоге приводит к сердечной недостаточности. Этот метод особенно подходит для изучения процесса реконструкции для оценки новых терапевтических фармакологических и тканевых инженерных стратегий.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Звери получили гуманную помощь в соответствии с Руководством по принципам лабораторных животных, подготовленным Институтом лабораторных ресурсов животных и опубликованном Национальными институтами здравоохранения. Все протоколы животных были одобрены ответственным местным органом власти (Калифорнийский университет в Сан-Франциско (UCSF) Институциональный комитет по уходу за животными и использованию).

1. Уход за животными

  1. Получить мышей в возрасте 14 недель весом около 27 г (например, из Института лабораторных животных).
    ПРИМЕЧАНИЕ: BALB/c мышей используются для этой статьи.
  2. Держите мышей в обычных условиях в вентилируемых шкафах, кормя их стандартными мышами чау и autoclaved воды объявление libitum.

2. Подготовка мыши

  1. Используйте индукционную камеру для обезболания мыши с изофлюраном (3,5%).
  2. Удалите волосы на груди и шее с помощью триммера волос.
  3. Поместите мышь в положение на спине на подогревом площадку и поддерживать анестезию с маской, покрывающей рот и нос мыши.
  4. Проверьте на достаточную глубину анестезии, щипая задние ноги и хвост, чтобы проверить отсутствие рефлексов.
  5. Вводят подкожный бупренорфин (0,03 мг/кг) для обезболивания.
  6. Распространение задних и передних конечностей и исправить их положение с помощью ленты.
  7. С помощью повидона йода дезинфицировать бритую область, а затем очистки с 80% этанола. Повторите этот шаг дважды.
  8. Используйте небольшой ножница, чтобы сделать разрез кожи средней линии от нижней трети грудины до подбородка.
  9. Используйте изогнутые щипцы и тщательно отделить мышцы вокруг шеи, чтобы разоблачить трахеи.
  10. Используйте микро-ножницы для выполнения трахеотомии между вторым и третьим кольцами хряща.
  11. Установите вентилятор на частоту вентиляции 110/мин с приливным объемом 0,5 мл.
  12. Снимите маску и вставьте пластиковую канюлю (20 G), подключенную к аппарату искусственной вентиляции легких, в трахею. Вентилат животное.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что вентиляционная канюля не вставляется слишком глубоко, подтверждая двустороннюю вентиляцию легких.
  13. Используйте каутерию, чтобы отделить правую мышцу грудной клетки от ее кормового происхождения между третьим и седьмым ребрами.
  14. Используйте боковые пружинные ножницы, чтобы сократить четвертое-шестое ребра как можно ближе к грудине.
  15. При подожтении молочнойартерии, если кровотечение видно.
  16. Снижение изолюрани до 2,5%.
  17. Вскрыть основные соединительной ткани для получения четкого представления в грудной полости.
  18. Используйте тупые щипцы, чтобы открыть перикард и разоблачить сердце.
  19. Используйте мини-втягиватель Гольдштейна, чтобы распространить ребра и держать грудную полость открытой.
  20. Поднимите сердце из грудной полости тупым стержнем.
  21. Снижение напряжения втягивающего, чтобы уменьшить отверстие груди и сохранить сердце от падения назад.
  22. Precool криозонд (3 мм в диаметре) для 10 с.
  23. Применить криозонд на передней левой стенки желудочка и заморозить на 10 с для создания левого желудочкового крио-травмы инфаркта.
    ПРИМЕЧАНИЕ: криозонд может быть применен к различным стенкам сердца в зависимости от научного вопроса и необходимости.
  24. Орошайте криозонд с солевым раствором комнатной температуры, чтобы отделить зонд от левой стенки желудочка.
  25. Используйте ретрактор, чтобы увеличить отверстие груди.
  26. Аккуратно верните сердце в грудную полость тупым стержнем.
  27. Удалить втягиватель и соединить стернотомии с одним узелом с помощью 6-0 шов.
  28. Закройте грудную полость, используя 6-0 бегущий шов. Используйте 10 мл шприца для эвакуации любого оставшегося воздуха из груди, прежде чем завязывать узел.
  29. Адаптируйте кожу на каудальном краю и шов его до точки трахеи открытия с бегущим швом (5-0).
  30. Установите изолюран до 1,5% и подождите, пока животное получит спонтанное дыхание.
  31. Удалите трахеальный катетер и повторно нанесите маску на рот и нос животного для поддержания анестезии.
  32. Закройте разрез трахеи одним 8-0 Шов.
  33. Переложить брюшной мышцы шеи обратно в их положение, чтобы покрыть трахеи.
  34. Завершите шов кожи.
  35. Добавить метамизол в питьевую воду (50 мг метамизола на 100 мл) для обезболивательства в течение 3 дней и контролировать животное ежедневно.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Период наблюдения для этой модели составляет 8 недель. Не забудьте следовать рекомендациям вашего учреждения в отношении режима обезболивающее.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Криотравма инфаркт модель подходит для изучения ACS и его осложнений. В этой модели наблюдается низкий уровень смертности и эффективное послеоперационное восстановление. Криотравма индуцированных повреждения миокарда приводит к снижению сердечной функции, электрическое разъединение, и трансмуральной реконструкции.

Эхокардиография может быть использована для мониторинга сердечной функции неинвазивно in vivo. В крио-поврежденных сердцах эхокардиография демонстрирует значительное снижение фракции...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

В этой статье описывается модель криотравмы мыши для исследования ACS и связанных с ними фармакологических и терапевтических вариантов.

Наиболее важным шагом является применение криозонда на сердечной ткани. Длительность контакта должна жестко контролироваться, чтобы получить оптимальный размер инфаркта и гарантировать воспроизводимые результаты. Длительное охлаждение миокарда приведет к негабаритным инфарктов или желудочковой перфорации. В отличие от этого, укороченные время охлаждения генери...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Мы благодарим Кристиану Борманн за ее техническую помощь. D.W. была поддержана Фондом Макса Кейда. Т.Д. получила гранты от Фонда Эльзе Крюнера (2012 г.) и Deutsche Forschungsgemeinschaft (DE2133/2-1). S. S. получил исследовательские гранты от Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; SCHR992/3- 1, SCHR992/4-1).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
10 мл ШприцThermo Scientific03-377-23
5-0 проленовый шовEthiconEH7229H
6-0 проленовый шовEthicon8706H
8-0 Этилон шовный материалEthicon2808G
Абсорбционные копьяFine Science Tools18105-01
BALB/cЛаборатория ДжексонаАртикул 000651
Бепантен Мазь для глаз и носаBayer1578675Глазная мазь
Бетадин РастворБетадин Пердью ФармаNDC:67618-152
Тупые щипцыFine Science Tools18025-10
BuprenexReckitt BenckiserNDC Коды:  12496-0757-1, 12496-0757-5Криозонд бупренорфин
3 ммКриогенные системы BrymillCry-AC-3 B-800
Этанол 70%Th. Geyer2270
Щипцы изогнутыеS& T00284
Щипцы тонкиеFine Science Tools11251-20
Щипцы стандартныеFine Science Tools11023-10
Gross Anatomy ProbeFine Science Tools10088-15
Машинка для стрижки волосWAHL8786-451A ARCO SE
Набор для прижигания при высоких температурахBovie18010-00
ISOFLURANEHenry Schein Animal Health029405
внутривенный катетер 20GB. Braun603028
Mini-Goldstein RetractorFine Science Tools17002-02
NaCl 0,9%B.BraunPZN 06063042                  Искусство. Nr.: 3570160солевой
иглодержательFine Science Tools12075-14
Иглодержатель, изогнутыйHarvard Apparatus72-0146
NovaminsulfonRatiopharmPZN 03530402Метамизол
Операционная доска Braintree Scientific39OP
Сменные ножницы с тонким наконечникомBovieH101
Инструменты для тонкой науки14028-10
Аппарат искусственной вентиляции легких для мелких животныхKent ScientificRV-01
Пружинные ножницы - под углом в сторонуИнструменты для тонкой науки15006-09
Хирургический микроскопLeica M651
Транспорная хирургическая лента3M1527-1
Весенние ножницы VannasИнструменты для тонкой науки15400-12
Испаритель Kent ScientificVetFlo-1205S

Ссылки

  1. Writing Group. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 133 (4), 38-360 (2016).
  2. de Alencar Neto, J. N. Morphine, Oxygen, Nitrates, and Mortality Reducing Pharmacological Treatment for Acute Coronary Syndrome: An Evidence-based Review. Cureus. 10 (1), 2114(2018).
  3. Detry, J. M. The pathophysiology of myocardial ischaemia. European Heart Journal. 17, Suppl G 48-52 (1996).
  4. Ertl, G., Frantz, S. Healing after myocardial infarction. Cardiovascular Research. 66 (1), 22-32 (2005).
  5. Jugdutt, B. I. Ventricular remodeling after infarction and the extracellular collagen matrix: when is enough enough. Circulation. 108 (11), 1395-1403 (2003).
  6. Velagaleti, R. S., Vasan, R. S. Heart failure in the twenty-first century: is it a coronary artery disease or hypertension problem. Cardiology Clinics. 25 (4), 487-495 (2007).
  7. Benjamin, E. J., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2017 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 135 (10), 146-603 (2017).
  8. Morrissey, P. J., et al. A novel method of standardized myocardial infarction in aged rabbits. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 312 (5), 959-967 (2017).
  9. Degabriele, N. M., et al. Critical appraisal of the mouse model of myocardial infarction. Experimental Physiology. 89 (4), 497-505 (2004).
  10. Chen, J., Ceholski, D. K., Liang, L., Fish, K., Hajjar, R. J. Variability in coronary artery anatomy affects consistency of cardiac damage after myocardial infarction in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 313 (2), 275-282 (2017).
  11. Reichert, K., et al. Murine Left Anterior Descending (LAD) Coronary Artery Ligation: An Improved and Simplified Model for Myocardial Infarction. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (122), e55353(2017).
  12. Kim, S. C., et al. A murine closed-chest model of myocardial ischemia and reperfusion. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (65), e3896(2012).
  13. Antonio, E. L., et al. Left ventricle radio-frequency ablation in the rat: a new model of heart failure due to myocardial infarction homogeneous in size and low in mortality. J Card Fail. 15 (6), 540-548 (2009).
  14. Ovsepyan, A. A., et al. Modeling myocardial infarction in mice: methodology, monitoring, pathomorphology. Acta Naturae. 3 (1), 107-115 (2011).
  15. Ciulla, M. M., et al. Left ventricular remodeling after experimental myocardial cryoinjury in rats. Journal of Surgical Research. 116 (1), 91-97 (2004).
  16. Grisel, P., et al. The MRL mouse repairs both cryogenic and ischemic myocardial infarcts with scar. Cardiovascular Pathology. 17 (1), 14-22 (2008).
  17. Duerr, G. D., et al. Comparison of myocardial remodeling between cryoinfarction and reperfused infarction in mice. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 961298(2011).
  18. Ma, N., et al. Intramyocardial delivery of human CD133+ cells in a SCID mouse cryoinjury model: Bone marrow vs. cord blood-derived cells. Cardiovascular Research. 71 (1), 158-169 (2006).
  19. Takagawa, J., et al. Myocardial infarct size measurement in the mouse chronic infarction model: comparison of area- and length-based approaches. Journal of Applied Physiology (1985). 102 (6), 2104-2111 (2007).
  20. van den Bos, E. J., Mees, B. M., de Waard, M. C., de Crom, R., Duncker, D. J. A novel model of cryoinjury-induced myocardial infarction in the mouse: a comparison with coronary artery ligation. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (3), 1291-1300 (2005).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Мышиная модельподача жидкого азотаанализ функции желудочковэхокардиографический мониторингоптическое картированиегистологическое окрашиваниеотложение коллагенастромально-васкулярная фракция
Криотравма модель для изучения инфаркта миокарда в мыши
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.