En murine modell av myokardiskemi-reperfusjon Injury gjennom Ligation av Left Anterior Synkende Artery

Summary

Vi innfører en kirurgisk metode for å indusere eksperimentell ischemi / reperfusjon (I / R) skade å simulere myokardinfarkt (MI) i musemodeller som gir mulighet for større klarhet i posisjonering av ligering av den venstre fremre nedstigende arterie (LAD) for å bedre reproduserbarhet av MI eksperimenter på mus.

Abstract

Akutt eller kronisk hjerteinfarkt (MI) er kardiovaskulære hendelser som resulterer i høy sykelighet og dødelighet. Hvis du definerer de patologiske mekanismer på jobb i løpet av MI og utvikle effektive terapeutiske tilnærminger metodikk for å reproduserbart simulere klinisk forekomst og reflektere de patofysiologiske endringer knyttet til MI. Her beskriver vi en kirurgisk metode for å indusere MI i musemodeller som kan brukes for kortsiktig iskemi-reperfusjon (I / R) skader samt permanent ligation. Den store fordelen med denne fremgangsmåten er for å lette plasseringen av den venstre fremre nedstigende arterie (LAD) for å muliggjøre korrekt ligering av denne arterie for å indusere iskemi i den venstre ventrikkel i hjertet mus. Nøyaktig plassering av ligaturen på LAD øker reproduserbarheten av infarktstørrelsen og dermed gir mer pålitelige resultater. Større nøyaktighet i plassering av ligaturen vil forbedre de vanlige kirurgiske tilnærminger for å simulere MI i mus, thus redusere antall forsøksdyr er nødvendige for statistisk relevante studier og forbedre vår forståelse av mekanismene som produserer hjerteproblemer etter MI. Denne musen modell av MI er også nyttig for preklinisk testing av behandlinger rettet mot hjerteinfarkt skader etter MI.

Introduction

Dyremodeller av myokardinfarkt (MI) er viktige i undersøkelser av komplekset patofysiologien for iskemisk hjertesykdom ^1.. Iskemi-reperfusjon (I / R) skade er en stor bidragsyter til hjerteinfarkt skader genereres under MI. Den innledende iskemi skade produsert ved okklusjon av koronarsirkulasjonen kan minimeres i MI pasienter ved bruk av angioplastikk for å gjenopprette perfusjon i tide. Mens denne intervensjonen har sterkt redusert antall dødsfall som følge av akutt MI, restaurering av blodstrømmen inn i iskemiske området resulterer i I / R skade som fører til døden av kardiomyocytter. Dette tapet av myocardial masse bidrar til redusert blodsirkulasjon og progresjon mot hjertesvikt. Dermed er studier av de mekanismer som resulterer i cardiomyocyte døden fra I / R skade en viktig linje med forespørsel i kardiovaskulær forskning. Kirurgisk koronar ligation er en nyttig eksperimentell teknikk for å fremkalle modeller av MI i ulike dyretyper, including rotte, hund og gris. Har Publikasjoner i forskjellige laboratorier lansert ulike metoder for opprettelse av musene hjertemodell av I / R-skade ^2,3. For å få innsikt i disse mekanismene må vi ha tilgang til pålitelige dyremodeller som kan gjengi flere aspekter av MI patologi. Utvikling av slike modeller er også avgjørende for å teste terapeutiske tilnærminger for behandling av MI og tilhørende I / R skade.

De fleste av de tilgjengelige kirurgiske teknikker for å simulere MI i forsøksdyr bære kirurgisk disseksjon inn i brysthulen for å eksponere venstre fremre nedstigende arterie (LAD) som deretter occluded av en ligatur for definert periode i tid å produsere den iskemisk hendelse. Da ligaturen som kan fjernes for å muliggjøre reperfusjon av iskemisk området og generering av I / R-skade. En viktig begrensning av disse metodene ved at posisjonen til litteratur om LAD ikke alltid gjengis nøyaktig, noekan føre til variasjoner i graden av MI indusert av denne tilnærming. De fleste tilgjengelige teknikker bare generelt beskrevet den omtrentlige plasseringen av LAD i fremre vegg av hjertet. Som forgrening og retning av LAD kan variere i enkelte dyr plasseringen er ikke alltid fast og kan lett forveksles ^4,5, som fører til potensielle komplikasjoner under operasjonen ^seks. Konsekvensene av uriktig plassering av ligaturen kan løpe fra variasjon i størrelsen på infarktet indusert i den venstre ventrikkel for å fullstendig å kompromittere spesifisiteten av modellen. Her presenterer vi en modifisert metode for hjerteinfarkt I / R og permanent ligation i mus som gir forbedret presisjon av plassering av ligaturen på LAD. Ved å anvende spesifikke fremgangsmåter for innledende snitt og indre disseksjon, så vel som anvendelse av manipuleringer for å løfte atria for å tillate bedre forståelse av LAD og stedet hvor den kommer ut fra aorta. Etablering avstilling på LAD og dens opprinnelse gir anledning til å ligere LAD på en reproduserbar måte. Denne modellen av myocardial I / R og permanent ligering ikke bare reduserer variasjonen i infarktstørrelsen etter kirurgi, kan det også redusere forekomsten av overdreven blødning under operasjonen.

Protocol

Dette dyret protokollen ble godkjent av og er i samsvar med de retningslinjer og bestemmelser fastsatt av Institutional Animal Care og bruk Committee (IACUC) ved Ohio State University. Alle som er utarbeidet av den lokale IACUC er i samsvar med forsøk med dyr Guide utviklet av Office of Laboratory Animal Welfare ved National Institutes of Health. En. Anestesi og endotrakeal intubasjon Autoklaver alle instrumenter og kirurgiske forsyninger før bruk. Slitasje sterile, engangs-oper…

Representative Results

Etter 24 timer etter reperfusjon, analyse av infarktstørrelsen og området-på-risk (AAR), ved PHTHALO blått fargestoff og trifenyl tetrazolium-klorid (TTC), ligering av LAD kan bekreftes ved å observere blanchering av myokardialt vev distalt for suturen så vel som dysfunksjon av den fremre vegg. Reperfusjon kan verifiseres ved tilbakeføring av rød farge til myokardialt vev og demonstrasjon av noen bedring i fremre vegg bevegelse. Infarkt områder (hvit) skal kunne skilles fra områder…

Discussion

Muse myokardiskemi-reperfusjon modeller er en effektiv metode for kardiovaskulær forskning for å simulere klinisk akutt eller kronisk hjertesykdom ^13,14. Betydelig innsats har blitt brukt til å utvikle og foredle kirurgiske tilnærminger som produserer iskemiske hendelser og reperfusjon skade i hjertene til flere forskjellige typer dyr. Mens det er spesielle fordeler til bruk av ulike dyr systemer, har musen egenskaper som har ført til omfattende interesse for å produsere hjerteinfarkt I / R i mus hjerte…

Materials

PhysioSuite with RightTemp Homeothermic Warming	Kent Scientific Corp	PS-RT
Light source	Zeiss	KL 1500 LCD
Mouse Heart Slicer Matrix	Zivic Miller	HSMS001-1
Micro Tray – Base, Lid, & Mat (6.0 x 10 x 0.75)	Fine Science Tools	6100A
2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride	Sigma Aldrich	T8877
Buprenorphine (Buprenex Injectable)	Reckitt Benkiser Healthcare	NDC 12496-0757-1
bupivacaine	Hospira	NDC 0409-1163-01
Isoflurane	Abbott	NDC 5260-04-05
Betadine Soultion	Purdue Pharma	25655-41-8
Mouse Cardiac Troponin T(cTnT) ELISA	Kamiya Biomedical Company	KT-58997
Fine Scissors	Fine Science Tools	14040-10
Dumont #5 Forceps	Fine Science Tools	11251-30
Dumont #3 Forceps	Fine Science Tools	11231-30
Castroviejo Micro Needle Holders	Fine Science Tools	12060-01
Slim Elongated Needle Holder	Fine Science Tools	12005-15
Round Handled Needle Holders	Fine Science Tools	12075-12
Omano Trinocular Stereoscope	Microscope.com	OM99-V6
SB2 Boom Stand with Universal Arm	Microscope.com	V6
Tracheal Tube, 0.5mm, 1/16in Y	Kent Scientific Corp	RSP05T16
Anesthesia Systems for Rodents and Small Animals	VetEquip, Inc	901807
4-0 silk taper suture	Sharpoint™ Products	DC-2515N
6-0 silk taper suture	Sharpoint™ Products	DC-2150N