Summary
Den kirurgiska proceduren för att inducera experimentell hjärtinfarkt hos möss börjar med vänster torakotomi mellan den tredje och fjärde ribbor för att visualisera den främre ytan av hjärtat och vänster lunga. Den vänstra koronarartären ligeras, är bröstet stängd och musen fick återhämta spontant.
Abstract
Hjärtinfarkt (MI) är ett av de viktigaste orsakerna till dödlighet hos människor 1-3. För att förbättra sjuklighet och dödlighet hos patienter med MI Vi behöver bättre kunskap om patofysiologin för myokardischemi. Denna kunskap kan vara värdefullt att definiera nya terapeutiska mål för innovativa kardiovaskulära behandlingar 4. Experimentell MI-modellen i möss är ett allt populärare små djurmodell inom preklinisk forskning där MI induceras med hjälp av permanenta eller tillfälliga ligering av vänstra kranskärlet (LCA) 5. I den här videon beskriver vi steg för steg-metoden för hur man inducera experimentell MI i möss.
Djuret först bedövas med 2% isofluran. Den omedvetna musen sedan intuberas och ansluten till en ventilator för artificiell ventilation. Den vänstra bröst rakas och 1,5 cm snitt längs mitten axillarlinjen görs i huden. Den vänstra pectoralis major muskeln är rent ut dissociated tills revbenen är utsatta. Muskeln skikten dras åt sidan och fäst med ett ögonlock-upprullningsdon. Efter dessa förberedelser är vänster torakotomi utförs mellan de tredje och fjärde ribbor för att visualisera den främre ytan av hjärtat och vänster lunga. Det proximala segmentet av LCA artär ligeras därefter med en 7-0 Ethilon sutur som typiskt inducerar ett infarktstorlek ~ 40% av vänster kammare. Vid slutet, är bröstkorgen stängd och djuren erhåller postoperativ analgesi (Temgesic, 0,3 mg/50 ml, ip). Djuren hålls i en varm bur till spontan återhämtning.
Protocol
1. Protokoll text
- Innan du fortsätter till operation, bedöva en manlig mus (C57BL / 6) som är 6 veckor gamla eller äldre genom inandning av 2-5% isofluran. Gör en tå nypa för att bekräfta att djuret är tillräckligt sövd.
- Den omedvetna mus placeras på rygg på en varm dyna för att upprätthålla en konstant temperatur av 37 ° C. Den prekordial bröstet på vänster sida är rakat.
- Fäst musen en intubering enhet med en isofluran fylld kammare. Sätt ett rör med 0,2 innerdiameter i musen luftstrupe genom munnen, placera sedan intuberade musen på en aseptisk kirurgisk område (37 ° C med en temperaturregulator) och anslut endotrakealtuben till en ventilator (hastighet av 120 per minut, tryck 4-6 mmH 2 O), desinficera området med betadin och 75% etanol.
- Applicera oftalmisk salva till musens ögon. Placera standard EKG-elektroder på tassar och anslut musen till EKG-inspelaren. Använd steril sax för att göra en 1,5 cm snitt längs mitten axillarlinjen. Saxar används snarare än en skalpell för att undvika skada på den underliggande vävnaden hos möss. Använd sedan trubbiga spets fartyg sax för att dissekera och dra tillbaka prekordial muskler från bröstkorgen.
- Utför en vänster torakotomi mellan de tredje och fjärde ribbor att visualisera den främre ytan av hjärtat och vänster lunga
- Ytterligare dra in bröstkorg väggen med en lämplig upprullningsdon för att förbättra visualisering och tillgänglighet. Avlägsna perikardium med tandade pincett och trubbig spets saxar.
- Ligera den vänstra kransartären genom att placera nålen (fäst med 7-0 Ethilon sutur) under artären med ett band av myokardiet mellan ligaturen och artären. En framgångsrik ocklusion av kranskärl verifieras genom hypokinesis / akinesis av den främre vänstra ventrikulära väggen och av förändringar i EKG-registrering (t.ex. ST-höjning, QRS broadening)
- Stäng bröstet genom att placera två stygn (6-0 Ethilon sutur) på tredje och fjärde revben.
- Använd 5-0 Ethilon sutur för att stänga huden.
- För postoperativ smärtlindring, administrera en enda intraperitoneal injektion av buprenorfin (0,05 mg / kg). Djuren kommer spontant tillfrisknar inom 2-5 minuter efter avslutad isoflurananestesi. Slutligen, placera musen i en varm bur och ger 0,6 mg / ml buprenorfin i dricksvattnet (text overlay: 0,6 mg / ml i dricksvattnet) för att förhindra postoperativa nöd. Noga övervaka musen under de första 24 timmarna efter operationen.
- Ekokardiografi utförs för att utvärdera hjärtfunktionen 3 dagar efter hjärtinfarkt. Framgångsrik förfarande verifieras genom akinesi i den främre vänster kammare väggen (se bifogad video i resultat). Vid slutet av experimentet, kommer hjärtat samlas in och lagras i -80 ° C för vidare undersökningar. Dvs genexpression.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
| Instrument | Funktionsbeskrivning |
| Blunt-tip sax | Används för att skära huden, interkostal bröstmuskeln och suturer |
| Eye upprullningsdon | Används för att exponera kirurgisk vy |
| Blunt-tip pincett | Används för att greppa hud och muskler |
| Nålhållare | För att hålla en nål |
| 5-0 sutur | Används för att sy huden |
| 6-0 sutur | Används för att sy bröstmuskeln |
| 7-0 sutur | Används för att ligera kransartär |
Tabell 1. Instrument som används i förfarandet av hjärtinfarkt.
/ Ftp_upload/3093/3093figA.jpg "/>
Figur A. Innan kransartärligering har vänster förmak, vänster lunga och främre vägg av vänstra ventrikeln exponerad. QRS-komplexen som visas i EKG var smala och korta.
Figur B. Efter kransartärligering, den främre väggen av vänster kammare utvecklat cyanos och diskinesia. QRS-komplexen blev betydligt bredare och ST-segment uppenbarligen förhöjda, jämfört med de tidigare kransartärligering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det kirurgiska ingreppet för LCA ligering vilket framgår i denna rapport är en pålitlig och reproducerbar metod för induktion av experimentell MI i möss 3, 6. Ligering av LCA enligt detta protokoll inducerar myokardischemi engagerande normalt ~ 40% av vänster kammare 3. Detta inducerar betydande EKG-förändringar i ST-segmentet 7 och synlig blekhet på den främre ytan av hjärtat. På grund av den stora hjärtinfarkt, kan dödligheten uppgå till 30% 8, 9. En anteckning bör göras att infarkt hjärtinfarkt område och efter MI dödlighet kan skilja mellan olika djur stammar. Metoden har flera fördelar. Placering av hud snitt längs mitten axillarlinjen snarare än på främre bröstkorgen underlättar senare undersökning med ekokardiografi. De stygn i operationssår stör inte ultraljud avbildning av de främre segmenten av hjärtat. Dessutom tillåter intubation av möss operatörenfå tillräcklig tid att utföra operationen. Ligering av LCA "in situ" i bröstet är mer "fysiologisk" i motsats till ligering av LCA efter utläggning av eftersom detta kommer att orsaka svår bradykardi och global hypoxi 10. Detta tillvägagångssätt har också fördelar jämfört med cryoinjury synsätt eftersom den senare är förknippad med patofysiologiska processer skilda från ischemi-inducerad hjärtinfarkt som kan förbrylla mekanistiska studier av ischemisk kardiomyopati. Vi tror att den här videon och de medföljande instruktionerna kommer att vara av användbart komplement till de befintliga teknikerna för experimentell MI i möss.
Felsökning:
- För att få en optimal visning av viktiga anatomiska strukturer (vänster förmak, vänster främre ventrikulära väggen, och vänster lunga), den vänstra torakotomi vanligtvis mellan det tredje och det fjärde revbenet.
- Var medveten om att oavsiktlig punktering av vänstra ATRIUM resulterar i allvarlig blödning som kan leda till döden för djuret.
- Lungkontusion bör undvikas eftersom det kan orsaka ökad dödlighet. Om vänster lunga täcker hjärtat efter öppnandet av bröstet bör lungvävnaden dras försiktigt med t.ex. bomull-stick.
- Hög koncentration av isofluran bör undvikas. Normalt 2% av isofluran är optimal för att uppnå rätt anestesi i detta kirurgi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Inga intressekonflikter deklareras.
References
- Tabrizchi, R. Beta-blocker therapy after acute myocardial infarction. Expert Rev. Cardiovasc. Ther. 11, 293-296 (2013).
- Pell, S., Fayerweather, W. E. Trends in the incidence of myocardial infarction and in associated mortality and morbidity in a large employed population, 1957-1983. N. Engl. J. Med. 312, 1005-1011 (1985).
- Ramunddal, T., Gizurarson, S., Lorentzon, M., Omerovic, E. Antiarrhythmic effects of growth hormone--in vivo evidence from small-animal models of acute myocardial infarction and invasive electrophysiology. J. Electrocardiol. 41, 144-151 (2008).
- Thom, T., Haase, N., Rosamond, W., Howard, V. J., Rumsfeld, J., Manolio, T., Zheng, Z. J., Flegal, K., O'Donnell, C., Kittner, S., et al. Heart disease and stroke statistics--2006 update: A report from the american heart association statistics committee and stroke statistics subcommittee. Circulation. 113, 85-151 (2006).
- 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. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 289, 1291-1300 (2005).
- Omerovic, E., Ramunddal, T., Lorentzon, M., Nordlander, M. Effects of neuropeptide y2 receptor blockade on ventricular arrhythmias in rats with acute myocardial infarction. Eur. J. Pharmacol. 565, 138-143 (2007).
- Ahn, D., Cheng, L., Moon, C., Spurgeon, H., Lakatta, E. G., Talan, M. I. Induction of myocardial infarcts of a predictable size and location by branch pattern probability-assisted coronary ligation in c57bl/6 mice. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 286, 1201-1207 (2004).
- Lindbom, M., Ramunddal, T., Camejo, G., Waagstein, F., Omerovic, E. In vivo effects of myocardial creatine depletion on left ventricular function morphology and lipid metabolism: Study in a mouse model. J. Card Fail. 14, 161-166 (2008).
- Omerovic, E., Bollano, E., Basetti, M., Kujacic, V., Waagstein, L., Hjalmarson, A., Waagstein, F., Soussi, B. Bioenergetic, functional and morphological consequences of postinfarct cardiac remodeling in the rat. J. Mol. Cell. Cardiol. 31, 1685-1695 (1999).
- Gao, E., Lei, Y. H., Shang, X., Huang, Z. M., Zuo, L., Boucher, M., Fan, Q., Chuprun, J. K., Ma, X. L., Koch, W. J. A novel and efficient model of coronary artery ligation and myocardial infarction in the mouse. Circ. Res. 107, 1445-1453 (2010).
