Верхушечный резекция мыши моделью для изучения раннего млекопитающих сердце Регенерация
23 января 2016 г.
В этом исследовании демонстрируется пошаговый видеопротокол апикальной резекции. Апикальная резекция является недавно выделенным хирургическим подходом в исследованиях регенерации сердца млекопитающих. Это исследование может способствовать применению апикальной резекции в качестве стандартной методологии в исследовании механизма, лежащего в основе регенерации сердца.
Общая цель данной процедуры заключается в использовании резекции верхушки сердца у новорожденных мышей для изучения ранней регенерации сердца млекопитающих. Это может помочь ответить на ключевые вопросы в области регенерации сердца, такие как определение молекулярных и клеточных механизмов, лежащих в основе ранней кардиальной регенерации млекопитающих. Основным преимуществом данной методики является то, что модель резекции верхушки сердца у мышей обеспечивает относительно простой и прямой подход к изучению ранней регенерации сердца млекопитающих.
Перед началом процедуры перенесите всех однодневных послеродовых щенков линии C57BL/6 от кормящей матери в чистую клетку для мышей со свежей подстилкой и гнездовым материалом. Затем поочередно для каждого новорожденного перенесите щенка из ледяного ложа в зону проведения операции и иммобилизируйте конечности и хвост в положении на спине. Дезинфицируйте грудную клетку бетадином, после чего аккуратно протрите область спиртовой салфеткой с 70% алкоголем.
Теперь выполните разрез кожи для доступа вдоль четвертого межреберного промежутка грудной клетки. Используя пружинные ножницы, сделайте надрез в области верхушки сердца. Для доступа к сердцу используйте пружинные ножницы, чтобы сделать разрез в области верхушки сердца, после чего проведите тупую диссекцию внутренних межреберных мышц.
Используйте стерильные шовные нити 6-0 для сшивания ребер и мышц. Аккуратно закройте разрез кожи с помощью кожного клея и дайте новорожденному восстановиться под тепловой лампой в течение примерно трех минут. Затем с помощью спиртовой салфетки с 70% алкоголем удалите все следы крови и клея с детеныша и верните животное к однопометникам.
После завершения всех операций смешайте щенков с подстилкой и экскрементами матери, прежде чем вернуть новорожденных в гнездо. Через один день после операции подсчитайте количество щенков в контрольной (sham) и операционной группах, чтобы определить выживаемость в каждой группе. В соответствующий временной точке после операции для каждого животного поочередно очистите область груди 70% ethanol и сделайте разрез кожи и мышц грудной клетки по срединной линии.
Извлеките сердце целиком из грудной полости и зафиксируйте ткань в 4% параформальдегиде (слоем 5 мм) на одну ночь при комнатной температуре. На следующий день перенесите образцы в 70% этанол на срок до одной недели перед заливкой в парафин. После получения парафиновых срезов толщиной 5 мкм по всему желудочку, окрасьте образцы гематоксилином, эозином и по методу трихромного окрашивания по Массону, чтобы изучить замену мышечной ткани и фиброзный ответ в резецированных сердцах соответственно.
С помощью сканера слайдов вручную выберите как минимум три фокуса на каждом образце. Затем проанализируйте изображения образцов при 40-кратном увеличении в соответствии с инструкциями производителя, используя параметры сканера по умолчанию. При успешной апикальной резекции в течение одного дня после процедуры эффективно формируется кровяной сгусток, герметизирующий левый желудочек.
Затем наблюдается прогрессирующая резорбция кровяного сгустка и ранний фиброз миокарда с его постепенным замещением сердечной тканью до полной регенерации миокарда к 21-му дню после резекции. Действительно, через три недели после операции морфологический анализ не выявляет различий между резецированными и ложнооперированными сердцами. При выполнении данной процедуры важно помнить о необходимости соблюдения стерильности.
После выполнения данной процедуры можно провести другие исследования, такие как маркировка и линейный анализ, чтобы ответить на дополнительные вопросы о пролиферации кардиомиоцитов и апикальной резекции. После просмотра этого видео вы должны получить четкое представление о том, как выполнять апикальную резекцию у новорожденных мышей.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен пошаговый видеопротокол апоксимизации (ресекции верхушки сердца) — хирургического метода, используемого в исследованиях регенерации сердца млекопитающих. Эта методика направлена на углубление понимания механизмов, лежащих в основе регенерации сердца.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Регенерация сердца
- Хирургические методы на новорожденных мышах
- Молекулярные механизмы восстановления сердца
Теоретические основы
- Регенерация сердца является критически важной областью исследований в кардиологии.
- Апикальная резекция представляет собой новый метод изучения восстановления сердца.
- Понимание ранних этапов регенерации может лечь в основу разработки терапевтических стратегий.
- В данной работе в качестве модельного организма используются новорожденные мыши.
Цель исследования
- Изучение клеточных и молекулярных механизмов регенерации сердца.
- Установление резекции верхушки сердца в качестве стандартной методики в исследованиях.
- Предоставление простого подхода к изучению регенерации миокарда.
Используемые методы
- Перенос щенков линии C57BL/6 первого постнатального дня в чистую клетку.
- Иммобилизация новорожденных для проведения хирургических процедур.
- Дезинфекция области грудной клетки перед операцией.
- Выполнение апикальной резекции для изучения регенерации сердца.
Основные результаты
- Демонстрация техники апикальной резекции у новорожденных мышей.
- Предоставление четкого протокола для дальнейшего применения в исследованиях.
- Данные о ранних стадиях регенерации сердца.
- Возможность стандартизации методологий в исследованиях регенерации сердца.
Выводы
- Апикальная резекция является ценным методом изучения регенерации сердца.
- Данное исследование может способствовать дальнейшему изучению механизмов восстановления миокарда.
- Стандартизация этого метода позволит повысить воспроизводимость результатов исследований.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Создание воспроизводимых моделей ранней регенерации сердца млекопитающих восполняет критический пробел в сердечно-сосудистых исследованиях и разработках, где ограниченная регенеративная способность препятствует созданию терапевтических методов. Мышиная модель с резекцией верхушки сердца позволяет снизить механистические риски при изучении путей восстановления миокарда в ходе доклинической валидации мишеней. Это повышает прогностическую достоверность при поиске модуляторов пролиферации кардиомиоцитов и разрешения фиброза.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы, связанные с пролиферацией кардиомиоцитов и формированием рубца.
- Практическая ценность: предоставляет прямую систему in vivo для функциональной валидации мишеней путей, связанных с регенерацией.
- Прогностическая ценность: способствует отбору перспективных соединений из портфеля путем разграничения веществ, стимулирующих истинную регенерацию миокарда, и тех, что вызывают фиброз.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Позволяет получить количественные гистологические показатели (например, толщину миокарда, площадь фиброза) для скрининга соединений.
- Практическая ценность: Стандартизированная хирургическая процедура обеспечивает воспроизводимость результатов в разных лабораториях и в разные временные точки.
- Масштабируемость: Облегчает подготовку валидированных срезов тканей для высококонтентного имиджинга и рабочих процессов анализа.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Моделирует раннее постнатальное регенеративное окно, имеющее значение для кардиологии развития и стратегий восстановления при врожденных патологиях.
- Практическая ценность: Позволяет проводить лонгитюдную оценку восстановления тканей — от рассасывания тромба до регенерации миокарда к 21 дню.
- Трансляционная значимость: Способствует поиску биомаркеров (например, динамики внеклеточного матрикса), применимых к моделям повреждения сердца у человека.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Модель апикальной резекции вписывается в континуум исследований от проверки гипотез о мишенях до оценки доклинической эффективности, предоставляя релевантную заболеванию систему для снижения рисков при изучении механизмов.
- Биологические исследования: Тестирование специфических путей влияния на обновление кардиомиоцитов и фиброзный ответ после повреждения.
- Скрининг: Обеспечение количественных гистологических показателей, позволяющих проводить анализ зависимости «доза-эффект» и временной профилинг регенеративных соединений.
- Аналитика: Получение морфометрических и окрасочных данных (гематоксилин и эозин, трихром по Массону) для объективного сравнения различных условий.
- Трансляционные исследования: Связь ранних механизмов регенерации с доклинической валидацией через определенные временные и морфологические этапы.
- Корпоративное повторное использование: Создание стандартизированной, многократно используемой хирургической платформы для валидации сердечно-сосудистых мишеней в рамках нескольких проектов.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Снижает механистическую неопределенность в исследованиях регенерации сердца за счет четко определенных временных рамок повреждения и восстановления.
- Операционная ценность: Повышает воспроизводимость благодаря стандартизированным протоколам анестезии, хирургического вмешательства и послеоперационного ухода.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о целесообразности дальнейшей разработки (go/no-go), позволяя определить, стимулируют ли кандидаты регенерацию или просто подавляют фиброз.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритизацию мишеней с учетом рисков на основе их регенеративного потенциала в системе млекопитающих.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с новорожденными мышами и владение методами микрохирургии.
- Необходимы стерильные хирургические инструменты, шовный материал и инфраструктура для обработки тканей.
- Требуется межгрупповая стандартизация процедур анестезии, послеоперационного ухода и гистологического анализа.
- При адаптации метода для других моделей необходимо учитывать видоспецифическую регенеративную способность и хирургическую осуществимость.
- Практические ограничения включают вариабельность новорожденных детенышей и зависимость показателей выживаемости от последовательности выполнения процедур.
