A highly reproducible model for myocardial infarction in mice with minimal invasive manipulations is described. The model can be easily performed, resulting in a high reproducibility and survival rate. Thus, the described model will reduce the number of required animals as requested by the 3R principle (Replacement, Refinement and Reduction).
心筋梗塞は、まだ最後の数十年で、ステントの開発エリアにかなりの進歩にもかかわらず、欧米諸国における死亡の主な原因です。根底にあるメカニズムの解明や新たな治療戦略の開発のために、有効な動物モデルの可用性が必須です。我々は、心筋梗塞に対抗するために、インビボ条件下で 、心血管疾患の発症機序に新たな洞察を必要とするので、動物モデルの妥当性は重要な側面です。しかし、動物の保護は、このコンテキストでは非常に関連しています。したがって、我々は、高い再現性および動物の生存率を保証するマウスにおける心筋梗塞の低侵襲性と単純なモデルを確立します。したがって、このモデルは、動物実験のための3R原則(交換、洗練縮小)の要件を満たし、cardiovため治療戦略のさらなる開発のために必要な科学的知見を保証しますascular疾患。
心筋梗塞は、先進国における死亡の主な原因の一つです。診断および治療アプローチの紛れもない進歩にもかかわらず、心血管疾患は、依然として死亡の主な原因です。改善された平均寿命や生活関連のリスクを考えると、心血管疾患の発生率の継続的な増加は、将来的に期待されています。したがって、心臓血管疾患の治療のための新規なアプローチを確立し、検証する強い必要性があります。ヒト試験の情報が制限を受ける、これらの研究は、一般的に説明し、これらの主要な健康問題の解決策を提供することができない、分子レベルでのメカニズムを理解するには不十分です。
また、基本的な研究は、実験室における心血管疾患のメカニズムを再現するために複雑かつ困難のために制限されてきました。したがって、有酸素運動の病態生理に関する知識を高めるために血管疾患は、動物モデル1,2を検証することが不可欠です。しかし、心筋梗塞後の治癒に関与する分子事象の全カスケードを同定するために、異なる時点での分析は、動物実験の大多数を引き起こす必要があります。
心筋梗塞の実験は、多くの場合、動物モデルを使用して実行されます。小動物3-11に心筋梗塞を誘発すると、大きな動物モデルよりも細胞および分子事象を調査するために使用される最も適切かつ効率的なモデルです。しかも、他の種は、マウス12のようなトランスジェニックまたはノックアウト株の利用可能性を提示しません。これらのマウスモデルは、13,14(ステント再狭窄で、アテローム性動脈硬化症のような)は、心血管の病変を含む他の疾患において非常に有用です。また、低妊娠期間と子孫の数が多いと、心筋INFAの分子メカニズムを研究するために最も魅力的なシステムとして、マウスモデルを修飾しますrction 12。
それにもかかわらず、マウスにおける心臓の大きさは、マイクロサージェリーの間に、操作の高精度を期待しています。このような資格と熟練した手術の担当者を教えることは、時間がかかり、作業集約的なプロセスです。したがって、我々は、ここにあっても、このようなマウスでは、複雑な心筋梗塞モデルを実行するには、学生や技術者としての平均の資格、と協力者を導くためのヒントやトリックを含む詳細な顕微手順を提示します。
最初に、挿管が気管切開を使用せずに短いカニューレを用いて行われます。胸部切開は肋骨および/または周囲の組織の損傷を回避し、肋間エリアに位置しています。このサブステップでは、高速回復と癒し15を確実にするために非常に適切です。まだかなりの梗塞の大きさを維持しながら、結紮は、高い生存率のために、慢性的虚血および虚血/再灌流モデルに対する微分とします。我々の経験は、股関節を示しています絹縫合糸を用いて、tが凍結傷害16に比べて高い再現性を保証します。
結論として、ここに記載された方法は、小動物の両方の慢性虚血及び虚血/再灌流モデルに適用可能です。この手順で提示ヒントやトリックは、小さな動物モデルでそれを適用することさえ低いか平均の資格を持つ人材を有効にすることを意味します。
挿管、胸腔とLAD結紮を開く:手順の間に、いくつかの重要な留意すべき点があります。最初の重要なステップはexperiements前に動物の挿管です。多くのグループが気管に直接カニューレを挿入するために、マウスと光の光源を固定するための垂直方向のサポートを使用しています。この方法は、気管にカニューレの正しい挿入に関する不確実性があり、初心者による故障を最も受けやすいです。小切開を作り、カニューレの位置は、このように、デフォルトの速度を低下させる、全体の操作中に制御することができます。また、気管切開は、このような合併症を減少させ、作業の時間を短縮上回ります。
次の重要なステップは、胸腔の開口部です。胸骨正中切開は、動物の回復を遅らせるリスクの高い操作を表します。 2-3リブ15の切断を意味する横方向左側の切開</SUP>、欠損回復および死亡率の増加につながります。我々は最小限の負担を提供するリブ間のモデル、小さな、離散切開に使用されます。動物は、手術後に非常に迅速に回復し、存在する欠陥や乱れ治癒をしません。下間肋骨空間を基準点としました。この、合字慢性のための場所および虚血/再灌流モデルに適切かつ差別のアクセスを考慮すると、深刻な問題が発生しません。
合字自体は最も重要なステップです。左下降冠状動脈を可視化することが困難である、とすることなく、多くの場合、ビューバインドする必要があります。したがって、いくつかの解剖学的基準点は、正確な連結を行うために外科医を助けるために指摘されています。慢性梗塞モデルについては、合字は、主要な前部静脈( 図2B)の終了の上、耳介と頂点の間、心臓の腹側の中央に配置されています。効率がCONTROすることができます被災地のグレー色の外観を視覚化することによってlled。梗塞領域は前方に表示され、後壁が含まれていない場合、新たな縫合糸は、第1の縫合糸の左側に配置することができます。 LADの主なルートは、耳介18の下に常に表示され、したがって、この部分を検出する際に重大な問題を提示しません。しかし、耳介は出血の主要なリスクを提示し、慎重に処理する必要があります。
手順は、適切な装置の存在によって制限されます。小動物用人工呼吸器と適切な麻酔システムは高価であり、部屋のガスや換気システムへの接続が必要です。また、動物の厳重な管理が可能な臨床を検出するための手順の後の最初の週に必要です。実験中の心臓機能を調べるために、高解像度の超音波、複合ランゲンドルフ灌流システム、または小室内カテーテルの測定が必要とされる、INV高いコストと、追加の専門知識をolving。
心筋梗塞を考慮すると、in vitroでのイベントの複雑さを再現するために利用可能な代替方法はありません。注目点に応じて、ランゲンドルフシステム内の孤立した心臓のex vivo灌流が異なる刺激や薬物に反応して収縮、心機能や心筋生存性についての情報を提供します。しかし、血液成分および免疫系のすべての干渉を除外し、それは、心筋梗塞後のリモデリングおよび治癒の長期研究のために示されていません。
心筋梗塞の手順を実行した後、他のすべての機能解析は、超音波(小動物用超音波システム)、脳室内の圧力測定と同様に行うことができ、または単離された心臓ランゲンドルフ灌流。また、すべての生物学的および分子分析は、細胞、タンパク質、mRNAを、マイクロRNA、GEを同定することができますNEまたは心筋梗塞の新たな治療戦略を開発するための治療標的として用いることができる他のバイオマーカー。
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Interdisciplinary Centre for Clinical Research IZKF Aachen (junior research group to E.A.L.) within the faculty of Medicine at RWTH Aachen University. We are grateful Dr. Rusu and Ashley Christina Vourakis for critical review of the manuscript and Mrs. Roya Soltan for the professional help with immunohistochemistry staining.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Stereomicroscope | Olympus | SZ/X9 | |
Mouse ventilator | Harvard Apparatus | 730043 | Model Minient 845 |
Dual Anesthesia System (Tabletop Version) | Harvard Apparatus | Selfcontained isofluranebased anesthesia unit for use on lab tables, with a compact 8" x 11" footprint. | |
Intubation cannula | Harvard Apparatus | 732737 | |
Forceps | FST, Germany | 9119700 | standard tip curved 0.17 mm x 0.1 mm |
Scissors | FST, Germany | 9146011 | straight |
Vannas scissor | Aesculap, Germany | OC 498 R | |
Retractors | FST, Germany | 1820010 | 2.5mm wide |
Retractors | FST, Germany | 1820011 | 5mm wide |
Wire handles | FST, Germany | 1820005 | 10cm |
Wire handles | FST, Germany | 1820006 | 14cm |
Ketamine 10% | CEVA, Germany | ||
Xylazine 2% | Medistar, Germany | ||
Bepanthene eye and nose cream | Bayer, Germany | ||
Silicon tube | IFK Isofluor, Germany | custommade product | diameter 500µm |
section thickness 100 µm | |||
polytetrafluorethylene catheter | |||
PROLENE Suture 6/0 | ETHICON | 8707H | polypropylene monofilament suture, unresorbable, needle CC1, 13mm, 3/8 Circle |
7/0 Silk | Seraflex | IC 1005171Z | |
Ultrasound | Vevo, Canada | 770 Vevo |