Hjärt Bypass i en musmodell: en ny metod
Summary
Detta dokument beskriver hur man utför hjärt bypass hos möss. Denna nya modell kommer att underlätta utredningen av de molekylära mekanismerna som är involverade i organskada.
Abstract
Som långvarig hjärt bypass blir viktigare under hjärt interventioner, uppstår en ökad klinisk efterfrågan för optimering av förfarandet och för att minimera orgel skador till följd av långvarig extrakorporeala cirkulation. Syftet med denna uppsats var att visa en fullt fungerande och kliniskt relevant modell av hjärt bypass i en mus. Vi rapporterar om enheten design, perfusion krets optimering och mikrokirurgiska tekniker. Denna modellen är en akut, som inte är förenligt med överlevnad på grund av behovet av flera blod ritningar. På grund av spänna av verktyg tillgängliga för möss (t.ex., markörer, knockouts, etc.), kommer att denna modell underlätta utredning av molekylära mekanismer av organskada och effekten av hjärt bypass i förhållande till andra samsjuklighet.
Introduction
Sedan införandet av hjärt bypass (CPB) till kliniken, har den spelat en viktig roll i hjärtkirurgi1. I moderna hjärtkirurgi är långvarig CPB tid viktigt att utföra omfattande aorta rekonstruktioner och kombinerade förfaranden. Även tekniska framsteg har varit enorm, användning av extrakorporeala omsättning är associerad med intra – och postoperativ systemisk och lokala organ skada2,3.
Stora modeller har utvecklats för att undersöka CPB roll den fysiologiska processer4,5. Även om dessa modeller har inblick i några av CPB associerade komplikationer, de är extremt dyrt och molekylära verktyg (t.ex. antikroppar) är mycket begränsad. Ett mer kostnadseffektivt alternativ har tagits fram i små djur. Sedan deras utveckling, har flera studier utförts för att optimera en CPB modell i råttor och kaniner5,6,7,8,9. Dessa modeller ger en bra grund för mätningar av patofysiologiska sjukdomsprocesser; de är dock fortfarande otillräcklig för att undersöka cellulära och humorala immunologi på grund av bristen på relevanta antikroppar och reagenser. Detta försämrar deras roll inom detta forskningsområde.
Vi har nyligen utvecklat en musmodell av CPB. På grund av ett brett utbud av mus-specifika reagens och genetiskt modifierade möss är musmodeller i allmänhet modellen av val för fysiologiska, molekylär och immunologisk forskning10,11. Vår modell kommer därför att underlätta studiet av CPB i förhållande till olika sjukdomstillstånd som det finns många möss stammar tillgängliga med kliniskt relevanta sjukdomar12,13. Således beskriver detta papper, i detalj, hur du utför CPB i möss. Syre och hemodynamiska parametrar övervakas noggrant efter djupt andnings-och cirkulationsstillestånd.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vi har utvecklat en fullt fungerande kliniskt relevant modell för CPB i en mus. Med mer än trettio stammar av möss med hjärt-kärlsjukdomar, kan vår modell vara en utgångspunkt för utveckling av nya blivande protokoll relaterade till CPB. Dessutom, på grund av överflödet av mus-specifika reagens och knockout-out möss, denna modell inte bara kan ersätta den nuvarande råtta modellen av CPB men kommer att underlätta dissekering av de molekylära mekanismerna som är involverade i CPB-relaterade organskada. Hit…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna har inga bekräftelser.
Materials
| Sterofundin | B.Braun Petzold GmbH | PZN:8609189 | priming volume, 1:1 with Tetraspan |
| Tetraspan 6% HES Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 05565416 | priming volume, 1:1 with Sterofundin |
| Heparin Natrium 25.000 | Ratiopharm GmbH | PZN: 3029843 | 2.5 IU per ml of priming solution |
| NaHCO3 8,4% Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 1579775 | 3% in priming solution |
| KCL 7,45 % Solution | B. Braun Melsungen AG | PZN: 2418577 | 0.1 ml for cardioplegia |
| Carprofen | Zoetis Inc., USA | PZN:00289615 08859153 | 5 mg/kg/BW |
| 1 Fr PU Catheter | Instechlabs INC., USA | C10PU-MCA1301 | carotid artery |
| 2 Fr PU Catheter | Instechlabs INC., USA | C20PU-MJV1302 | jugular vein |
| Vasofix Safety catheter 20G | B.Braun Medical | 4268113S-01 | orotracheal intubation |
| 8-0 Silk suture braided | Ashaway Line & Twine Mfg. Co., USA | 75290 | ligature |
| Isoflurane | Piramal Critical Care Deutschland GmbH | PZN:9714675 | narcosis |
| CLINITUBES blood capillaries | Radiomed GmbH | 51750132 | blood sampling 60 – 95 microliter |
| Spring Scissors – 6mm Blades | Fine Science Tools GmbH | 15020-15 | instruments |
| Spring Scissors – 2mm Blades | Fine Science Tools GmbH | 15000-03 | instruments |
| Halsted-Mosquito Hemostat | Fine Science Tools GmbH | 13009-12 | instruments |
| Dumont #55 Forceps | Fine Science Tools GmbH | 11295-51 | instruments |
| Castroviejo Micro Needle Holder – 9cm | Fine Science Tools GmbH | 12060-02 | instruments |
| Micro Serrefines | Fine Science Tools GmbH | 18555-01 | instruments |
| Bulldog Serrefine | Fine Science Tools GmbH | 18050-28 | instruments |
| MiniVent Ventilator for Mice (Model 845) | Harvard Apparatus | 73-0044 | mechanical ventilation |
| Isoflurane Vaporizer Drager 19.1 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | anesthesia 1.3 -2.5% | |
| PowerLab data acquisition device 4/35 | ADInstruments Ltd, New Zealand | PL3504 | invasive pressure, ECG, temperature |
| ABL 800 Flex | Radiometer GmbH | blood gas analysis | |
| NMRI mice | Charles River Laboratories | Crl:NMRI(Han) | male, 30-35 g, 12 weeks old, housed at least 1 week before the experiment |
References
- Edmunds, L. Cardiopulmonary Bypass after 50 Years. N. Engl. J. Med. 351 (16), 1601-1603 (2004).
- Goto, T., Maekawa, K. Cerebral dysfunction after coronary artery bypass surgery. J. Anesth. 28 (2), 242-248 (2014).
- Uysal, S., Reich, D. L. Neurocognitive outcomes of cardiac surgery. J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 27 (5), 958-971 (2013).
- Ballaux, P. K., Gourlay, T., Ratnatunga, C. P., Taylor, K. M. A literature review of cardiopulmonary bypass models for rats. Perfusion. 14 (6), 411-417 (1999).
- Jungwirth, B., de Lange, F. Animal models of cardiopulmonary bypass: development, applications, and impact. Semin. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 14 (2), 136-140 (2010).
- Günzinger, R., et al. A rat model of cardiopulmonary bypass with cardioplegic arrest and hemodynamic assessment by conductance catheter technique. Basic Res Cardiol. 102 (6), 508-517 (2007).
- Waterbury, T., Clark, T. J., Niles, S., Farivar, R. S. Rat model of cardiopulmonary bypass for deep hypothermic circulatory arrest. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 141 (6), 1549-1551 (2011).
- Schnoering, H., et al. A newly developed miniaturized heart-lung machine-expression of inflammation in a small animal model. Artif. Organs. 34 (11), 911-917 (2010).
- Kim, J., et al. The responses of tissues from the brain, heart, kidney, and liver to resuscitation following prolonged cardiac arrest by examining mitochondrial respiration in rats. Oxid. Med. Cell. Longev. 2016, (2016).
- Shappell, S. B., Gurpinar, T., Lechago, J., Suki, W. N., Truong, L. D. Chronic obstructive uropathy in severe combined immunodeficient (SCID) mice: lymphocyte infiltration is not required for progressive tubulointerstitial injury. J. Am. Soc. Nephrol. 9 (6), 1008-1017 (1998).
- Majzoub, J. A., Muglia, L. J. Knockout mice. N. Engl. J. Med. , 904-907 (1996).
- Houser, S. R., et al. Animal Models of Heart Failure A Scientific Statement From the American Heart Association. Circ. Res. 111 (1), 131-150 (2012).
- Russell, J. C., Proctor, S. D. Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovasc. Pathol. 15 (6), 318-330 (2006).
- Iurascu-Gagea, M., Craig, S., Suckow, M. A., Stevens, K. A., Wilson, R. P. Euthanasia and necropsy. The laboratory rabbit, guinea pig, hamster, and other rodents. , 117-141 (2012).
