Abstract
Kardiyovasküler hastalık nedeniyle yoğun yaşam tarzı değişiklikleri tüm dünyayı veba. Kalp rejenerasyon tamir nedeniyle yaralanma ve hastalık kaybetti kardiyomiyositlerde geri yükleme için büyük umut vaat ediyor. Bazı alt omurgalıların sağlam kardiyak rejenerasyon aksine, erişkin memeli kalpler tipik kalp rejenerasyon ve tamir için asgari kapasiteyi gösterir. Ancak son çalışmalar (P7 P1) 7-1 doğum sonrası gün arasında, yenidoğan fare kalp apikal rezeksiyon (yani cerrahi amputasyon ve sol ventrikül apeks maruz sonra) önemli rejeneratif potansiyelini korur, bulgu ile hatırı sayılır bir bilimsel ilgi uyandırmıştır. Bu bulgu üzerine bir büyük tartışma çoğaltmak veya bu önemli bulgu üzerine genişletmek çabalarında kullanılan çeşitli cerrahi ile ilgili prosedürlere bağlı olabilir. Bu talimatlar dinamik bir fare modelinde apikal rezeksiyon için malzeme ve metodoloji sunuyoruz. Bu kemirgen surviva belirgin adımlarıl cerrahi hipotermi anestezi, torakotomi, kalp ventrikül cerrahi amputasyon ve dikiş ve farelerin kurtarma içerir. Kardiyovasküler araştırmalar için apikal rezeksiyon fare modelinin uygulanmasını genişletmek olabilir açıklanan yaklaşım.
Protocol
Tüm fare deneyleri protokol numarası H0083R3 ile Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) de Hayvan Bakımı ve Kullanımı Programı tarafından kabul edildi. NHLBI IACUC analjezik olmadan protokolü onayladı.
Yenidoğan Farelerde 1. Hipotermi Anestezi
- Ameliyat öncesi bir otoklav içinde sünger ve cerrahi ekipman sterilize edin. Tüm cerrahi malzemelerin hazırlayın ve 270 ° C 240 ° C'ye ulaşması önceden sıcak bir boncuk sterilizatör 15-20 dk açın.
- Taze yatak ve yuvalama materyalleri ile temiz fare kafesine kendi hemşirelik anneden tüm C57BL / 6 yavrular (yaş P1) aktarın. Yavruların bir ameliyat odasına alınır sonra, onların zaman anneden ayrılmış geçirdi ve anne markada riskini azaltmak için en aza indirmek için derhal apikal ameliyat.
- Bir buz yatakta sünger koyun ve ~ 3 dk hipotermi anestezi elde etmek için daha sonra sünger tek yavru yerleştirin. Ap gözlemleyerek anestezi onaylayınnea ve akinezi ve arka ayak kısma. Çok az zaman yavru akinetik ve apne ve hayatta kalma oranını 12 düşürebilirsiniz anestezi aşırı süresini yapmaz nedeniyle sık sık yenidoğanların durumunu kontrol edin.
2. Torakotomi
- Cerrahi Benchtop alanı üzerine buz yataktan yavru aktarın ve bir yatar pozisyonda kolları, bacakları ve kuyruk hareketsiz hale getirmek için bandı kullanın.
- Betadin kullanarak göğüs dezenfekte ve yavaşça bir% 70 alkol hazırlık takımını kullanarak temizleyin.
- Bir Vannas Bahar Makas kullanarak göğüs boşluğunun ortaya interkostal alanı boyunca enine cilt kesisi yapın ve sonra kalp erişimi kolaylaştırmak için ileri interkostal kasları disseke künt.
NOT: kan kaybı, cerrahi işlem sırasında minimize edildiğinde sağkalım oranları artırmak.
Kalp Ventriküler Apex 3. Cerrahi Amputasyon
- Elle nazikçe exteriorize karın üzerinde baskı uygulamakkalbin apeksi. Net görüntüleme için steril pamuk uçlu aplikatörler cerrahi alanı çevresinde kan emer. Sahte çalışan kumanda yenidoğanlarda için, 4 (Sütür ve Farelerin Kurtarma) Adım doğrudan devam.
- Bir büyüteç lamba ve makas iridektomi kullanarak altında yavaşça LV odası açığa çıkana kadar sol ventrikül (LV) parça parça rezeksiyonu gerçekleştirin. LV rezeksiyon bölümlerini en aza indirmek için dikkatli olun. Yaklaşık% 15 rezeksiyon LV odasının optimum pozlama sağlamak için gereklidir.
- LV odası maruz kez kalp göğüs boşluğu döner emin olun.
4. Sütür ve Farelerin Kurtarma
- Steril Proline 6-0 sütür kullanarak göğüs boşluğuna mühür birlikte kaburga ve kasları sütür ve daha sonra dikkatlice cilt yapıştırıcı kullanarak cilt kesi siteyi kapatın.
- Kurtarma için ~ 3 dakika boyunca bir ısı lambası altında yenidoğan ısıtın ve bir% 70 alkol Hazırlık pedi befo kullanılarak, kan ve tutkal izlerini temizlemekonun littermates onu reintroducing yeniden. Anneden ayrı harcanan zamanı minimize apikal rezeksiyon sonrası yavru hayatta kalma artırır, çünkü 10 dakika içinde tüm cerrahi prosedür tamamlamaya çalışın.
- Her Ameliyatı takiben, tam sterilizasyon yaklaşık olarak 20 saniye boyunca sıcak boncuk sterilizatör taneleri ile temas cerrahi aletler yerleştirin. Cerrahi aletler her ameliyat öncesi oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.
- Bir çöp tüm yavruların için ameliyat tamamladıktan sonra, annenin yuvaya onları dönmeden önce annenin yatak ve dışkı ile yavrular karıştırın.
NOT: Genellikle ICR / CD-1 fareler daha bakıcı C57BL / 6 den anne, hatta aynı genetik kökenli emziren anneler arasında, teşvik içgüdüleri değişir. Hemşirelik anne, değişen anne markada tarafından ölümlerini azaltmak hemşirelik anneye P0 yavrular kaldırmak ve daha sonra P1 apikal rezeksiyon gerçekleştirmek için gerekirse. Sadece sahte işlemi veya apikal r ya gerçekleştirmekYavruların bir çöp içinde esection, karıştırma sahte ve cerrahi yavrular yavruların 6 cerrahi grubunun sağkalım oranlarını azaltmak çünkü.
5. Post-Cerrahi Analizi
- Bir gün ameliyat sonrası, yavrular izlemek sham ve cerrahi gruplar arasında hiçbir fark yoktur emin olun ve hayatta kalma oranını ölçmek için yavruların sayısı. Ameliyatlar düzgün yapılırsa, sağkalım oranları sham ve cerrahi her iki grupta da benzer ve daha fazla% 60 olması gerekmektedir.
- Kalp izolasyonu ve tespit.
- Günlerde 1 de yavrular ve servikal dislokasyon ile ölüm güvencesi ile CO2 ile Dekapitasyon ve gündüz 21 sonrası ameliyat yoluyla 2 sonrası ameliyat Euthanize, daha sonra% 70 alkol hazırlık kullanarak göğüs temizleyin.
- Göğüs orta hat cilt ve kas insizyon ve sonra kutuyu açın.
- Göğüs boşluğundan tüm kalpleri tüketim ve% 4 paraformaldehid O / RT'de N 5 ml Her numunenin tüm kalbini düzeltmek.
- Bir sonraki gün,% 70 etanol örnekleri aktarın. Numuneler parafine önce bir haftaya kadar saklanabilir.
- Dilim 5 mikron kalınlığında parafin tüm ventrikül ile bölümleri ve rejeneratif yanıtı 5, 7 incelemek için standart hematoksilen ve eozin (H & E) ve Masson trikrom gerçekleştirin. Özellikle, H & E boyama kas değiştirme incelemek için kullanılır ve Masson Triclırome boya kullanılır fibrotik yanıtları 5 incelemek için.
- Ilgi alanı seçin ve elle bir slayt tarayıcı kullanılarak örnek başına en az üç odaklar kurdu. Görüntü ve varsayılan parametrelerle üreticinin talimatlarına göre 40 × büyütmede boyama slaytlar analiz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Fare yavrular 1, 2, ve 21 gün sonrası apikal rezeksiyon ötenazi ve kalpleri H & E ve Masson Trikrom leke toplandı. Masson trikrom boyamada Mavi renk epikardiyal ekstraselüler matriks 5 birikimini gösterir. Şekil 1A gösterildiği gibi başarılı apikal rezeksiyon, bir kan pıhtısı etkili LV, bir gün sonrası apikal rezeksiyon kapamak için oluşturulmuştur. Kan pıhtısı ve erken kalp fibrozis kademeli erimesi gözlenir ve miyokardın tam rejenerasyon 21 gün apikal rezeksiyon sonrası (Şekil 1B ve C) gerçekleşir kadar miyokard dokusu tarafından yerine oluşur. Morfolojik analiz 21 gün cerrahi operasyon sonrası (Şekil 1C ve D) rezeke ve sham kalpleri arasında bir fark gösterir.
Şekil 1. Temsilcisi H & E ve Masson enTrichrome leke. Yenidoğan fare kalpleri 1 (A), 2 (B) veya apikal rezeksiyon sonrasında 21 (C) gün ve Sham (D) sonra 21 gün Ventriküler miyokard. Her alt çizim için, sol panelin Ölçek çubuğu 1 mm ve sağ panelin ölçek çubuğu 100 mikron olduğunu. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Bu yazı için Yayın ücretleri Dr. Jian Hou Güzel Bilim Araçlar hediye sponsorluğunda bulundu.
Acknowledgments
Yazarlar Dr teşekkür. James Hawkins, Ulusal Kalp, Akciğer gelen Zu-Xi Yu ve Xuan Qu ve fare ameliyat hazırlanması ve parafin kesitlerin boyanması ile yardım için Kan Enstitüsü (NHLBI). Yazarlar editoryal yardım için NIH Fellows Yayın Kurulu minnettarız.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Olsen-Hegar Needle Holders with Scissors, 1.5 mm | Fine Science Tools | 12002-12 | |
| Vannas Spring Scissors - 2 mm Cutting Edge | Fine Science Tools | 15000-03 | Iridectomy scissors |
| Hot Bead Sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Iris Forceps, Straight, Serrated | Fine Science Tools | 11064-07 | |
| Iris Forceps, Curved, Serrated | Fine Science Tools | 11065-07 | |
| Shea Scissors - Curved/Blunt-Blunt/12cm | Fine Science Tools | 14105-12 | |
| Round Handled Suture Tying Forceps, Straight | Fine Science Tools | 18025-12 | |
| Round Handled Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15400-12 | |
| Fine Hemostat | Fine Science Tools | 13007-12 | |
| Magnifying Lamp | Luxolamp Corp | IM120 | |
| Heating lamp | Brandt Equipment llc | 51152/3 | |
| 6-0 Prolene sutures | Ethicon | 8889H | |
| Skin glue-Vetbond Tissue Adhesive | 3M | 1469 | |
| Sterile Cotton Tipped Applicators | Dynarex | 4305 | |
| WEBCOL Alcohol Prep Pad | Covidien | 6818 | Medium 2 PLY, 200/BOX, Satured with 70% Isopropyl Alcohol |
| Curity All Purpose Sponges | Covidien | 9024 | Non-woven 4 PLY, 4"x4" (10.2cm×10.2cm) |
| Bench top protector sheet | KIMTECH SCIENCE | 7546 | 18" x 19.5" (45.72cm x 49.53cm) x 50 |
| 0.9% Sodium Chloride, 250ml | Hospira Inc. | NDC 0409-6138-22 | |
| Betadine Solution Swabsticks | Purdue Products L.P. | NDC 67618-153-03 | |
| Autoclave | TOMY Digital Biology | SX-700 | HIGH-PRESSURE STEAM STERILIZER |
| Slide scanner | HAMAMATSU | NanoZoomer 2.0-RS |
References
- Lin, Z., Pu, W. T. Strategies for cardiac regeneration and repair. Sci Transl Med. 6, 231-239 (2014).
- Xin, M., Olson, E. N., Bassel-Duby, R. Mending broken hearts: cardiac development as a basis for adult heart regeneration and repair. Nat Rev Mol Cell Biol. 14, 529-541 (2013).
- Mahmoud, A. I., Porrello, E. R. Turning back the cardiac regenerative clock: lessons from the neonate. Trends Cardiovasc Med. 22, 128-133 (2012).
- Porrello, E. R., Olson, E. N. A neonatal blueprint for cardiac regeneration. Stem Cell Res. 13, 556-570 (2014).
- Porrello, E. R., et al. Transient regenerative potential of the neonatal mouse heart. Science. 331, 1078-1080 (2011).
- Mahmoud, A. I., Porrello, E. R., Kimura, W., Olson, E. N., Sadek, H. A. Surgical models for cardiac regeneration in neonatal mice. Nat Protoc. 9, 305-311 (2014).
- Allen, T. C. Armed Forces Institute of Pathology. Hematoxylin and eosin. Laboratory methods in Histotechnology. Prophet, E. B., Mills, B., Arrington, J. B., Sobin, L. H. , American Registry of Pathology. Washington DC. 53-58 (1992).
- Andersen, D. C., Ganesalingam, S., Jensen, C. H., Sheikh, S. P. Do neonatal mouse hearts regenerate following heart apex resection? Stem cell reports. 2, 406-413 (2014).
- Kotlikoff, M. I., Hesse, M., Fleischmann, B. K. Comment on 'Do neonatal mouse hearts regenerate following heart apex resection?'. Stem cell reports. 3, 2 (2014).
- Sadek, H. A., et al. Multi-investigator letter on reproducibility of neonatal heart regeneration following apical resection. Stem cell reports. 3, 1 (2014).
- Andersen, D. C., Jensen, C. H., Sheikh, S. P., et al. Response to Sadek et al. and Kotlikoff et al. Stem cell reports. 3, 3-4 (2014).
- Phifer, C. B., Terry, L. M. Use of hypothermia for general anesthesia in preweanling rodents. Physiol Behav. 38, 887-890 (1986).
- Laflamme, M. A., Murry, C. E.
- Laflamme, M. A., Murry, C. E.
- Jesty, S. A., et al. c-kit+ precursors support postinfarction myogenesis in the neonatal, but not adult, heart. Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 13380-13385 (2012).
- Gonzalez-Rosa, J. M., Martin, V., Peralta, M., Torres, M., Mercader, N. Extensive scar formation and regression during heart regeneration after cryoinjury in zebrafish. Development. 138, 1663-1674 (2011).
