Summary
Her, vi giver en nyttig tilgang til at studere mekanismen i højre ventrikel fiasko. En mere bekvem og effektiv tilgang til pulmonal arterie konstriktion er etableret ved hjælp af kirurgiske instrumenter lavet inhouse. Desuden, metoder til at evaluere kvaliteten af denne tilgang ved ekkokardiografi og kateterisering er tilvejebragt.
Abstract
Mekanismen for højre ventrikel svigt (RVF) kræver afklaring på grund af den unikke, høje sygelighed, høj dødelighed, og refraktær karakter af RVF. Tidligere rotte modeller, der imiterer RVF-progression, er beskrevet. Sammenlignet med rotter, mus er mere tilgængelige, økonomisk, og meget udbredt i dyreforsøg. Vi udviklede en lunge arterie konstriktion (PAC) tilgang, som består af banding lunge stammen i mus til at fremkalde højre ventrikel (RV) hypertrofi. En særlig kirurgisk lås nål blev designet, der giver mulighed for lettere adskillelse af aorta og lunge stammen. I vores eksperimenter reducerede brugen af denne fremstillede låse kanyle risikoen for arteriorrhexis og forbedrede den kirurgiske succesrate til 90%. Vi brugte forskellige polstring nål diametre til præcist at skabe kvantitative konstriktion, som kan fremkalde forskellige grader af RV hypertrofi. Vi kvantificerede graden af konstriktion ved at evaluere den blodgennemstrømning hastighed af PA, som blev målt ved ikke-invasiv transthoracic ekkokardiografi. RV funktion blev præcist evalueret af højre hjerte kateterisering ved 8 uger efter operationen. De kirurgiske instrumenter lavet inhouse var sammensat af fælles materialer ved hjælp af en simpel proces, der er let at mestre. Derfor er PAC tilgang beskrevet her er let at efterligne ved hjælp af instrumenter lavet i laboratoriet og kan være almindeligt anvendt i andre laboratorier. Denne undersøgelse præsenterer en modificeret PAC tilgang, der har en højere succesrate end andre modeller og en 8-ugers postsurgery overlevelse på 97,8%. Denne PAC-tilgang giver en nyttig teknik til at studere mekanismen i RVF og vil muliggøre en øget forståelse af RVF.
Introduction
RV dysfunktion (RVD), defineret her som tegn på en unormal RV struktur eller funktion, er forbundet med dårlige kliniske resultater. RVF, som slutstadiet af RV funktion, er et klinisk syndrom med tegn og symptomer på hjertesvigt, der skyldes progressiv RVD1. Med forskelle i struktur og fysiologiske funktion, venstre ventrikel (LV) svigt og RVF har forskellige patofysiologiske mekanismer. Et par uafhængige patofysiologiske mekanismer i rvf er blevet rapporteret, herunder over ekspression af β2-adrenerge receptor signalering2, inflammation3, tværgående tubulus Remodeling, og ca2 + håndtering dysfunktion4 .
RVF kan være forårsaget af volumen eller tryk overbelastning af RV. Tidligere dyremodeller har brugt SU5416 (en potent og selektiv hæmmer af den vaskulære endotelvækstfaktor receptor) kombineret med hypoksi (suhx)5,6 eller monocrotalin7 til at inducere pulmonal hypertension, som resultater i RVF sekundært til pulmonal vaskulær sygdom2. Forskerne gennemfører disse undersøgelser fokuseret på Vaskulaturen i stedet for den patologiske progression af RVF. Desuden har monocrotalin ekstra kardiale virkninger, der ikke præcist kan repræsentere kardiogen sygdom. Andre modeller har brugt arteriovenøse shunt til at fremkalde volumen overbelastning og rvf8. Denne operation er imidlertid svær at udføre og uhensigtsmæssig for mus, der har brug for lange induktions perioder til produktion af RVF.
Rotte Pac modeller ved hjælp af banding klip også findes9,10. Sammenlignet med rotter har mus mange fordele som dyremodeller af hjertesygdomme, såsom lettere reproduktion, mere udbredt brug, reducerede omkostninger og adgang til genmodifikation11. Men diametre af banding klip normalt spænder fra 0,5 mm til 1,0 mm, som er for store til mus9. Hertil kommer, at banding klip er svært at producere, efterligne, og popularisere i andre laboratorier.
Vi leverer en protokol til at udvikle en modificeret reproduktiv rvf musemodel baseret på rapporterede undersøgelser, som bruger Pac til at efterligne tetralogi af Fallot og Noonan syndrom eller andre pulmonale arterielle hypertensive sygdomme12,13, 14,15,16,17,18,19. Denne PAC tilgang er skabt ved ligating lunge stammen af mus ved hjælp af en lås og polstring nål lavet inhouse til at styre graden af konstriktion. Låsen nål er lavet af en 90 ° buet injektionssprøjte med en flettet silke sutur passeret gennem sprøjten. Nålen er fremstillet af almindeligt materiale ved hjælp af en proces, der er let at mestre. Polstring nålen er buet 120 ° fra måleren nål. Polstring nåle med forskellige diametre (0,6-0,8 mm) anvendes, afhængigt af musene vægt (20-35 g). Derudover fastlægger vi et evalueringskriterium for at bestemme stabiliteten og kvaliteten af RVF-modellen ved ekkokardiografi og højre hjerte kateterisering. Vi bruger mus som model dyret på grund af deres udbredte brug i andre eksperimenter. Nålene lavet i laboratoriet er nemme at reproducere og kan være meget udbredt i andre laboratorier. Denne undersøgelse giver forskerne en god tilgang til at undersøge mekanismen i RVF.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle procedurer blev udført i overensstemmelse med de institutionelle retningslinjer for dyreforskning, som er i overensstemmelse med vejledningen for pleje og anvendelse af forsøgsdyr offentliggjort af de amerikanske National Institutes of Health (NIH publikation No. 85-23, revideret i 1996). C57BL/6 hanmus (8-10 uger gammel, vejer 20-25 g) blev leveret af Animal Center of South Medical University. Efter ankomsten blev musene anbragt under en 12/12 h mørk/lys cyklus, med tilstrækkelig mad og vand.
1. forberedelse af kirurgiske instrumenter og fremstilling af nåle
- Forbered de sterile kirurgiske instrumenter (figur 1a), en 6-0 flettet silke sutur (figur 1b[a]) til ligering og en 5-0 nylon sutur til indsnit lukning (figur 1b[b]).
- Pass 6-0 flettet silke sutur (figur 1b[a]) gennem en 25 G nål afmonteret fra en 1 ml injektionssprøjte. Derefter kurve nålen 90 ° med hæostatisk pincet for at lave en låse nål (figur 1c[a]). Kurven den 22 G nål 120 ° (figur 1c (b)) for at lave en polstring nål.
2. forberedelse til kirurgi
- Autoklave alle kirurgiske instrumenter før operationen. Justér varmepuden til 37 °C. Bedøve musene ved intraperitoneal injektion med en blanding af xylazin (5 mg/kg) og ketamin (100 mg/kg) til smertelindring. Placer musene i individuelle kasser til at vente på narkotisk debut.
Bemærk: det anbefales også at bruge 1,5% isofluran til inhalation af anæstetika. - Overvåge tilstrækkeligheden af anæstesi ved forsvinden af pedal tilbagetræknings refleks. Hold musene i liggende position på varmepuden ved at fastgøre fortænderne med en sutur og fastgør benene med tape. Kontroller refleks igen for at sikre dybden af anæstesi.
- Påfør den depilatoriske pasta på huden fra halsen til xiphoid processen. Desinficer området med jod efterfulgt af 75% alkohol.
- Udfør endotracheal tubus intubation.
- Justér dyre miniventilatoren (figur 1d), og Indstil respirationshastigheden til 150/min og tidevands volumenet til 300 μl.
- Træk tungen lidt ud ved hjælp af spidde tænger, løft mandiblen med en laboratorie lavet spatel figur 1c[c]) for at udsætte glottien og blødt indsætte en laboratorie lavet luftrøret-kanyle (figur 1c[d]) gennem glottien, mens en kold lyskilde er instrueret på strubehovedet.
- Tilslut røret og ventilatoren for at kontrollere, om kanylen er indsat i luftrør. Fastgør luftrøret med tape, hvis kanylen er isat korrekt.
3. kirurgi
- Åbn brystet.
- Lav et snit i huden parallelt med den anden rib, omkring 10 mm i længden, med oftalmisk saks. Sørg for, at snittet starter fra den brystbenet vinkel og slutter på den venstre forreste axillær linje. Identificer den anden interkostale plads ved at tælle ribbenene fra den brystbenet vinkel.
- Adskille og skære pectoralis Major og pectoralis mindre muskler med saks og albue pincet over den anden interkostale plads til at udsætte denne plads.
Bemærk: det anbefales også at adskille, mobilisere, og flytte pectoralis muskler til højre og kranielt. - Lige trænge ind i den anden interkostale rum med albue pincet og åbne dette rum. Derefter adskilles ligeud parentchyma og thymus, indtil lunge stammen er synlig.
- Stram lungearterien.
- Separat adskille lunge stammen og opstigende aorta med albue tweezers. Passere suturen gennem bindevæv mellem lunge stammen og opstigende aorta med en lås nål.
- Placer polstring nålen (Se trin 1,2) på lunge stammen og derefter ligere lunge stammen sammen med polstring nål, ved hjælp af 6-0 flettet silke sutur. Fjern polstring nålen umiddelbart efter påfyldning af pulmonal Conus observeres og skær enderne af suturen.
- Overhold fyldningen af lunge konus for at vurdere, om der er en konstriktion til stede. Evaluer dyrets refleks igen for at sikre, at ligationen lykkes.
Bemærk: Udfør en fingeret operation ved at følge alle ovenstående trin med undtagelse af konstriktion.
- Luk brystet og huden med 5-0 nylon sutur. Desinficer huden igen med 75% alkohol.
- Injicer 0,5 mL saltvandsopløsning subkutant for at erstatte enhver væske, som er gået tabt under operationen. Placer musen i buret separat med varmepude for at fremme opsving. Returner musene til deres bure i et 12/12 h lys/mørkt cykelrum, når bevidstheden vender tilbage. Behandl musene med buprenorphin via deres drikkevand i de følgende 3 dage.
- Vær særlig opmærksom på heling af thoracotomi sår ved at overvåge musene 2x om dagen i den første uge til at opdage tegn på utilstrækkelig helbredelse, nedsat mobilitet, eller vægttab.
4. ekkokardiografisk vurdering af RV-funktionen efter operationen
Bemærk: ekko Kardiografiske ændringer kan detekteres 3 dage efter operationen.
- Bedøvelses musene med 3% isofluran gennem inhalation og opretholde dybden af anæstesi med 1,5% isofluran. Fix en mus på platformen, tape sine kløer til elektroden, og vedligeholde dyret i en liggende position. Bevar musens hjertefrekvens mellem 450-550 beats/min ved at justere koncentrationen af isofluran mellem 1,5% og 2,5%.
- Fjern håret på musens bryst med depilatory creme og anvende ultralyd gel til huden af brystet.
- Vurder lunge stammen konstriktion med en 30 MHz sonde.
- Hold sonden ved 30 ° mod uret i forhold til den venstre parasterale linje, mens du orienterer hakket i den hale retning. Reguler y-aksen og x-aksen under B-tilstanden, indtil mitralventilen, aorta og LV-kammeret er tydeligt synlige.
- Drej proben 30 °-40 ° på dens y-akse mod brystet. Regulere y-aksen og x-aksen, indtil pulmonal Conus er tydeligt synlig.
- Placer markøren på spidsen af den pulmonale ventil foldere til at måle peak flowhastighed. Brug farve Doppler tilstand ved at trykke på farve, efterfulgt af PW, og derefter flytte MARKØREN til at placere PW-stiplede linje parallelt med retningen af blodgennemstrømningen.
- Mål lungearterien spids hastighed. Gem data og billede med Cine store og frame store.
- Vurder RV-parametrene med en 30 MHz-sonde.
- Juster den venstre side af puden, så den er lavere end den højre side. Hold sonde orienteret ved 30 ° i horisonten langs den højre forreste akillær linje med det hak, som er spiddet i den hale retning. Regulere y-aksen og x-aksen, indtil RV er tydeligt vist.
- Tryk på M-mode 2x for at vise indikatorlinjen. Mål RV kammer dimension, fraktioneret forkortelse, og RV vægtykkelse. Gem data og billede med Cine store og frame store.
- Stop isofluran indånding for at gøre det muligt for musene at genvinde bevidstheden og derefter returnere dyrene til deres bure i en 12 h lys/mørk cyklus rum.
5. højre hjerte kateterisering til vurdering af RV-funktionen
Bemærk: kateterisering af højre hjerte blev udført 8 uger efter operationen for at vurdere RV-funktionen ved hjælp af et 1,0 F kateter og et overvågningssystem.
- Autoklave alle kirurgiske instrumenter. Bedøve dyret via intraperitoneal injektion med en blanding af xylazin (5 mg/kg) og ketamin (100 mg/kg).
- Efter pedal tilbagetræknings refleks forsvinder, fastgør musen på platformen, tape dens kløer til elektroden, og opretholde musen i liggende position. Fjern håret i operationsområdet med depilatory creme.
- Desinficer huden på operationsområdet med 75% alkohol. Ved hjælp af spidde tænger, træk tungen ud lidt, løft kæbe med en spatel lavet inhouse for at afsløre glottis, og blødt indsætte luftrør kanylen gjort inhouse gennem glottis mens en kold lyskilde er rettet mod strubehovedet. Brug en ventilator (figur 1E) til at hjælpe med ventilation.
- Åbn brysthulen ved hjælp af en 1,5 cm bilateral indsnit under xiphoid processen gennem membranen med oftalmisk saks og pincet. Skær gennem membranen og ribben med oftalmisk saks for at afsløre hjertet. Trænge ind i RV fri væg med en 23 G nål og fjerne nålen; Tryk forsigtigt punkterings punktet med en vatpind for at standse enhver blødning. Punktering af ventriklen med kateterspidsen gennem såret.
Bemærk: det anbefales også at udføre højre hjerte kateterisering via den højre jugulære vene6. Når kateterspidsen er i ventriklen, vil skærmen vise RV-tryk kurven. - Record RV systolisk blodtryk, RV ende-diastolisk tryk, RV dP/DT, musens puls, og RV eksponentiel tid konstant af afslapning (Tau) for 10 min når kurven er stabil. Ved hjælp af softwaren skal du klikke på Vælg og derefter klikke på Analysér.
- Regulere spidsen af kateteret mod RV udstrømning tarmkanalen. Træk kateteret ud, når optagelsen er færdig. Anbring kateteret i saltvand, når målingerne er afsluttet.
- Euthanize musene ved intraperitoneale injektioner af pentobarbital natrium 150 mg/kg, efterfulgt af livmoderhals dislokation. Derefter høste hjertet, lungerne, og skinneben for histomorfologiske og molekylære biologiske analyser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
I dette studie blev mus tilfældigt tildelt til PAC-gruppen (n = 9) eller Sham-Operations gruppen (n = 10). Ekkokardiografi blev udført ved 1, 4 og 8 uger efter operationen. Otte uger efter operationen, efter den sidste ekkokardiografi og kateteriserings vurderinger, blev musene euthanized, og deres hjerter blev høstet for en morfologisk og histologisk vurdering.
Lunge stammen konstriktion forårsagede RV hypertrofi (figur 2). Sammenlignet med Sham Group, en højere spids hastighed (figur 2a, C), større trykgradient (figur 2a,D), og større RV vægtykkelse (figur 2b,E) fra den parasternal lang akse opfattelse var 8 uger efter operationen i PAC-gruppen. Derudover blev den systoliske funktion af RV (RV-uddrivningsfraktion og afkortning af RV-fraktion) signifikant reduceret i PAC-gruppen sammenlignet med Sham-gruppen 8 uger efter operationen (figur 2F, G).
Vi konstaterede, at RV systolisk og diastolisk funktion blev forringet 8 uger efter Pac (figur 3a-E). Pac-gruppen havde et højere RV-tryk i systolen og diastole, og kontraktilitet-indekset blev reduceret i Pac-gruppen sammenlignet med Sham-gruppens. RV Tau var større i PAC-gruppen end i Sham-gruppen, og RV dP/dt var også større end i Sham-gruppen. Disse resultater viste, at RV dysfunktion blev induceret i mus efter 8 uger af pulmonal arterie banding. Da vi udførte invasiv hæmodynamisk testning i RV, forblev pulsen, som blev bestemt ved hjælp af et fysiologisk optagelses system, stabil før og efter kateter overvågningen (figur 3F).
RV remodeling induceret af PAC er vist i figur 4. Sammenlignet med Sham-gruppen blev RV-dimensionen udvidet betydeligt, og RV-vægten var højere i PAC-gruppen. Faktorer, der indikerer graden af RV hypertrofi, såsom hjertevægt/kropsvægt ratio, RV/(venstre ventrikel + septum), og RV/tibial længde, var større efter 8 uger af PAC end de af Sham gruppe. Desuden viste en histologisk undersøgelse, at hjertefibrose og det område, der dækkes af kardiomyocytter, var større i PAC-gruppen end i Sham-gruppen. Sammenfattende har vi udviklet en reproduktiv, billig og nem RVF-model og etablerede evalueringskriterier for at kunne evaluere RVF-modellen.
Figur 1 : Kirurgiske instrumenter, værktøjer fremstillet inhouse og materialer, der kræves til Pac-procedurerne. A) de kirurgiske instrumenter, der anvendes til Pac-proceduren. (B) (a) 6-0 medicinsk flettet silke sutur og (b) 5-0 medicinsk nylon sutur. C) værktøjer fremstillet af inhouse. (a) låsen nål. (b) polstring nål. (c) spatel fremstillet inhouse. d) endotracheal intubation. (D). Dyr mini-ventilator. E) ALC-V8S ventilator. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 : Repræsentative resultater af ultralyd billeddannelse af lunge stammen og RV funktion af Sham og Pac mus. (A) farve og pulserende-bølge Doppler Imaging af lunge stammen af mus efter 8 uger. Røde mærker repræsenterede blodgennemstrømning mod sonden; Blå mærker repræsenterede blodgennemstrømningen tilbage proben. (B) b-mode og M-mode ultralyd Imaging af RV af SHAM og Pac-mus efter 8 uger. (a) højre ventrikel. b) venstre ventrikel. (C) RV peak Velocity plax (V), (D) trykgradient (trykgradient = 4 x V2), og (E) RV vægtykkelse fra parasternal lang akse synspunkt blev signifikant forøget efter 8 uger. F) den FORKORTEDE RV-forkortelse (RVFS) med kort akse blev signifikant reduceret efter 8 uger. G) RV-uddrivningsfraktionen (rvef) blev signifikant reduceret efter 8 uger. For paneler C-G, *P < 0,01 vs. Sham operation (n = 9 i Pac-gruppen, n = 10 i Sham-gruppen). PAC = lunge arterie konstriktion. Dataene præsenteres som Mean ± SEM. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3 : Repræsentative resultater af RV hemodynamik i mus udsat for Pac eller en Sham operation, 8 uger efter operationen. (A) repræsentative kurver for RVP og RV DP/dt i SHAM og Pac-mus 8 uger efter operationen. (B) højre ventrikel systolisk blodtryk (RVSBP) og højre ventrikel ende-diastolisk tryk (RVEDP). C) maksimal og minimal DP/dt. D) RV Tau. (E) kontraktilitet index. F) hjertefrekvens. RVP = højre ventrikel tryk; RVSBP = højre ventrikel systolisk blodtryk; RVEDP = højre ventrikel ende-diastolisk tryk; Tau = eksponentiel tid konstant af afslapning; Max og min DP/dt = maksimal og minimal stigning og fald i højre ventrikel tryk; PAC = lunge arterie konstriktion. For paneler B-F, n = 9 i Pac-gruppen og n = 10 i Sham-gruppen. *P < 0,01 vs. Sham operation. Dataene præsenteres som Mean ± SEM. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4 : Pulmonal arterie konstriktion i mus fører til RV remodeling efter 8 uger. A) repræsentative billeder af hele hjertet (skala bjælken = 3 mm). (a) højre atrium, rød pil: ligering af lunge arterie stammen. B) forholdet mellem hjertevægt og legemsvægt (HW/BW). (C) forholdet mellem den højre ventrikelmasse og venstre ventrikelmasse plus septum MASSEN (RV/[LV + S]). (D) forholdet mellem den højre ventrikelmasse og tibiale længde (RV/TL). For paneler B-D, n = 9 i Pac-gruppen og n = 10 i Sham-gruppen. *P < 0,01 vs. Sham operation. (E) repræsentative billeder af hjertets tværsnit farvet med hematoxylin-eosin (første række: skalaen bar = 2 mm; anden række: skalaen bar = 50 μm). F) repræsentative massørfarvede billeder af myokardial fibrose i hver gruppe. Skala bjælken = 100 μm. For paneler E og F, n = 4 i hver gruppe. *P < 0,01 vs. Sham Group. RV = højre ventrikel; PAC = lunge arterie konstriktion. RV/[LV + S] = forholdet mellem den højre ventrikelmasse og venstre ventrikelmasse plus septum masse. Dataene præsenteres som Mean ± SEM. Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Patologiske stigninger i RV påfyldnings tryk resultere i en et skift af septum, som kan ændre LV geometri21. Disse ændringer bidrager til reduceret kardiel udgang og LV udslyngning fraktion (LVEF), som kan forårsage en hæmodynamisk forstyrrelse af kredsløbssygdomme22. Derfor er en effektiv, stabil og økonomisk model til at studere mekanismen i RVF værdifuld.
Vi udviklede en mere effektiv og meget reproducerbar tilgang til PAC ved hjælp af en lås og polstring nål lavet inhouse. Låsen lavet inhouse giver mulighed for en lettere adskillelse af aorta og lunge stammen, hvilket reducerer risikoen for arteriorrhexis og forbedrer den kirurgiske succesrate. Ved at vælge forskellige diametre af polstring nål, vi induceret forskellige grader af RV hypertrofi.
Selv om de generelle procedurer i lunge stammen banding beskrevet her er som dem, der er beskrevet i tidligere rapporter4,9,10,14,15, vi har foretaget forbedringer af kirurgiske instrumenter. Således reducerede vi sværhedsgraden af operationen, forkortede driftstiden og øgede succesraten for operationen. Diametrene på de polstrings nåle, vi brugte, varierede fra 0,6 mm til 0,8 mm, og disse var kun egnede, når musene vejede mellem 20 g og 35 g. I rotter kan anvendelsen af polstring nåle (0,6-0,8 mm) føre til akut RVF og død. Desuden kan polstringen nåle (0,6-0,8 mm) ikke let føre til RVD, hvis musene vejer mindre end 20 g. Derfor bør den korrekte polstring nål diameter vælges i henhold til vægten af dyret.
Pulmonal arteriel hypertension (PAH) induceres sædvanligvis ved en subkutan injektion af den vaskulære endotelvækstfaktor receptor-hæmmer SU5416 og fodring i et hypoxisk miljø i længere end 3 uger23,24, 25 , 26 , 27 , 28. disse betingelser efterligner den patofysiologiske proces med kronisk iskæmi og hypoksi i lungearterien for at INDUCERE PAH og pulmonal arterie fibrose. Men, RV Remodeling, hypertrofi, eller RVF kræver mere end 12 uger for induktion af kronisk hypoksi i disse modeller. Derudover kan SU5416 og hypoxisk behandling påvirke andre organer. Desuden er det nødvendigt med dyre maskiner for at skabe et hypoxisk miljø. Derfor er en hurtigere og mere effektiv model af RVF påkrævet. Reddy et al. rapporterede en metode til RV remodeling ved at narres de to forreste-mest pulmonale ventil foldere13. I stedet for at bruge et mikroskop og dyre kirurgiske vaskulære clips29, brugte vi en lås nål og forskellige typer af polstring nåle lavet inhouse til præcist at skabe en kvantitativ konstriktion sammen med en evaluering af blodgennemstrømningen ved Ekkokardiografi.
Hertil kommer, at låsen og polstring nål lavet inhouse blev også brugt til at inducere tværgående aorta konstriktion (TAC) i mus. Låsen lavet inhouse kan også bruges til at inducere PAC eller TAC i rotter. Under gennemførelsen af de store fartøjer, LV ikke støder på tilstrækkelig modstand, så det skal styrkes ved at anvende pulmonal arterie konstriktion som forberedelse til korrigerende kirurgi30,31. Den PAC-tilgang, vi leverede, kan resultere i forhøjet lunge arterie resistens, som vil hjælpe undersøgelser af de underliggende mekanismer. Ved indstilling af en hjertetransplantation kan donor-RV være akut eksponeret for forhøjet pulmonal arterie resistens hos modtageren, hvilket får RV til at mislykkes. Pac metode præsenteret her kan hjælpe undersøgelser af mekanismerne i post-Heart transplantation komplikationer32,33 og medfødte hjertesygdomme34.
PAC-tilgangen har nogle få begrænsninger. For det første kan RVD induceret af ligatur omkring lunge stammen ikke imitere RVD i PAH5,7. For det andet forårsager Pac en meget pludselig stigning i RV afterload, der er forskellig fra den gradvise stigning i pulmonal vaskulær resistens i PAH9,19.
I overensstemmelse med de resultater, der præsenteres her, har tidligere rapporter vist, at signifikante stigninger under ekko kardiografiske tests i tophastigheden af pulmonal ventil, RV-vægtykkelse og RV diastolisk indvendig diameter viser en vellykket konstriktion og hypertrofi af RV13,35. Forhøjet RV-tryk, RV DP/DT, og kontraktilitet index indikerer udviklingen af rvf og en dekompenseret periode med RV funktion36. Afslutningsvis, vi demonstrerede anvendelsen af to nye Lab-Made instrumenter til at etablere RVD på en billig og bekvem måde. Vi brugte en ikke-invasiv ekkokardiografisk teknik og invasiv højre hjerte kateterisering til at evaluere kvaliteten af RVF-metoden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af tilskud fra National Natural Science Foundation i Kina (81570464, 81770271; til Dr. Liao) og de kommunale planlægningsprojekter af videnskabelig teknologi i Guangzhou (201804020083) (til Dr. Liao).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ALC-V8S ventilator | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-V8S | Assist ventilation |
| Animal Mini Ventilator | Haverd | Type 845 | Assist ventilation |
| Animal ultrasound system VEVO2100 | Visual Sonic | VEVO2100 | Echocardiography |
| Cold light illuminator | Olympus | ILD-2 | Light |
| Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1) | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-HTP-S1 | Heating |
| Isoflurane | RWD life science | R510-22 | Inhalant anaesthesia |
| Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer | Midmark Corporation | VIP 3000 | Anesthetization |
| Medical braided silk suture (6-0) | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co. | 6-0 | Ligation |
| Medical nylon suture (5-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 5-0 | Suture |
| Millar Catheter (1.0 F) | AD instruments | 1.0F | For right heart catheterization |
| Pentobarbital sodium salt | Merck | 25MG | Anesthetization |
| PowerLab multi-Directional physiological Recording System | AD instruments | 4/35 | Record the result of right heart catheterization |
| Precision electronic balance | Denver Instrument | TB-114 | Weighing sensor |
| Self-made latch needle | Separate the aorta and pulmonary trunk | ||
| Self-made padding needle | Constriction | ||
| Self-made tracheal intubation | Tracheal intubation | ||
| Small animal microsurgery equipment | Napox | MA-65 | Surgical instruments |
| Transmission Gel | Guang Gong pai | 250ML | Echocardiography |
| Veet hair removal cream | Reckitt Benchiser | RQ/B 33 Type 2 | Remove hair of mice |
| Vertical automatic electrothermal pressure steam sterilizer | Hefei Huatai Medical Equipment Co. | LX-B50L | Auto clean the surgical instruments |
| Vertical small animal surgery microscope | Yihua Optical Instrument | Y-HX-4A | For right heart catheterization |
References
- Mehra, M. R., et al. Right heart failure: toward a common language. The Journal of Heart and Lung Transplantation: The Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 33, 123-126 (2014).
- Sun, F., et al. Stagedependent changes of beta2adrenergic receptor signaling in right ventricular remodeling in monocrotalineinduced pulmonary arterial hypertension. International Journal of Molecular Medicine. 41, 2493-2504 (2018).
- Sun, X. Q., Abbate, A., Bogaard, H. J. Role of cardiac inflammation in right ventricular failure. Cardiovascular Research. 113, 1441-1452 (2017).
- Xie, Y. P., et al. Sildenafil prevents and reverses transverse-tubule remodeling and Ca(2+) handling dysfunction in right ventricle failure induced by pulmonary artery hypertension. Hypertension. 59, 355-362 (2012).
- de Raaf, M. A., et al. SuHx rat model: partly reversible pulmonary hypertension and progressive intima obstruction. European Respiratory Journal. 44, 160-168 (2014).
- Abe, K., et al. Haemodynamic unloading reverses occlusive vascular lesions in severe pulmonary hypertension. Cardiovascular Research. 111, 16-25 (2016).
- Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 302, L363-L369 (2012).
- van der Feen, D. E., et al. Shunt Surgery, Right Heart Catheterization, and Vascular Morphometry in a Rat Model for Flow-induced Pulmonary Arterial Hypertension. Journal of Visualized Experiments. (120), e55065 (2017).
- Andersen, S., et al. A Pulmonary Trunk Banding Model of Pressure Overload Induced Right Ventricular Hypertrophy and Failure. Journal of Visualized Experiments. (141), e58050 (2018).
- Hirata, M., et al. Novel Model of Pulmonary Artery Banding Leading to Right Heart Failure in Rats. BioMed Research International. 2015, 753210 (2015).
- Zaw, A. M., Williams, C. M., Law, H. K., Chow, B. K. Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55293 (2017).
- Rockman, H. A., et al. Molecular and physiological alterations in murine ventricular dysfunction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91, 2694-2698 (1994).
- Reddy, S., et al. miR-21 is associated with fibrosis and right ventricular failure. JCI Insight. 2, (2017).
- Kusakari, Y., et al. Impairment of Excitation-Contraction Coupling in Right Ventricular Hypertrophied Muscle with Fibrosis Induced by Pulmonary Artery Banding. PLoS ONE. 12, e0169564 (2017).
- Hu, J., Sharifi-Sanjani, M., Tofovic, S. P. Nitrite Prevents Right Ventricular Failure and Remodeling Induced by Pulmonary Artery Banding. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 69, 93-100 (2017).
- Hemnes, A. R., et al. Testosterone negatively regulates right ventricular load stress responses in mice. Pulmonary Circulation. 2, 352-358 (2012).
- Mendes-Ferreira, P., et al. Distinct right ventricle remodeling in response to pressure overload in the rat. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 311, H85-H95 (2016).
- Razavi, H., et al. Chronic effects of pulmonary artery stenosis on hemodynamic and structural development of the lungs. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 304, L17-L28 (2013).
- Tarnavski, O., et al. Mouse cardiac surgery: comprehensive techniques for the generation of mouse models of human diseases and their application for genomic studies. Physiological Genomics. 16, 349-360 (2004).
- Jessen, L., Christensen, S., Bjerrum, O. J. The antinociceptive efficacy of buprenorphine administered through the drinking water of rats. Laboratory Animals. 41, 185-196 (2007).
- Haddad, F., Doyle, R., Murphy, D. J., Hunt, S. A. Right ventricular function in cardiovascular disease, part II: pathophysiology, clinical importance, and management of right ventricular failure. Circulation. 117, 1717-1731 (2008).
- Bosch, L., et al. Right ventricular dysfunction in left-sided heart failure with preserved versus reduced ejection fraction. European Journal of Heart Failure. 19, 1664-1671 (2017).
- Sianos, G., et al. Recanalisation of chronic total coronary occlusions: 2012 consensus document from the EuroCTO club. EuroIntervention: Journal of EuroPCR in Collaboration with the Working Group on Interventional Cardiology of the European Society of Cardiology. 8, 139-145 (2012).
- Bardaji, A., Rodriguez-Lopez, J., Torres-Sanchez, M. Chronic total occlusion: To treat or not to treat. World Journal of Cardiology. 6, 621-629 (2014).
- Choi, J. H., et al. Noninvasive Discrimination of Coronary Chronic Total Occlusion and Subtotal Occlusion by Coronary Computed Tomography Angiography. JACC. Cardiovascular Interventions. 8, 1143-1153 (2015).
- Danek, B. A., et al. Effect of Lesion Age on Outcomes of Chronic Total Occlusion Percutaneous Coronary Intervention: Insights From a Contemporary US Multicenter Registry. The Canadian Journal of Cardiology. 32, 1433-1439 (2016).
- Savai, R., et al. Pro-proliferative and inflammatory signaling converge on FoxO1 transcription factor in pulmonary hypertension. Nature Medicine. 20, 1289-1300 (2014).
- Zhiyu Dai, P., et al. Endothelial and Smooth Muscle Cell Interaction via FoxM1 Signaling Mediates Vascular Remodeling and Pulmonary Hypertension. American Journal of Respiratory and Critical. 198, 788-802 (2018).
- Hill, M. R., et al. Structural and mechanical adaptations of right ventricle free wall myocardium to pressure overload. Annals of Biomedical Engineering. 42, 2451-2465 (2014).
- Poirier, N. C., Mee, R. B. Left ventricular reconditioning and anatomical correction for systemic right ventricular dysfunction. Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery. Pediatric Cardiac Surgery Annual. 3, 198-215 (2000).
- Wei, X., et al. Myocardial Hypertrophic Preconditioning Attenuates Cardiomyocyte Hypertrophy and Slows Progression to Heart Failure Through Upregulation of S100A8/A9. Circulation. 131, 1506-1517 (2015).
- Zakliczynski, M., et al. Mechanical circulatory support is effective to treat pulmonary hypertension in heart transplant candidates disqualified due to unacceptable pulmonary vascular resistance. Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska (Polish Journal of Cardio-Thoracic Surgery). 15, 23-26 (2018).
- De Santo, L. S., et al. Pulmonary artery hypertension in heart transplant recipients: how much is too much? European Journal of Cardio-Thoracic Surgery: Official Journal of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery. 42, 864-870 (2012).
- Cheng, X. L., et al. Prognostic Value of Pulmonary Artery Compliance in Patients with Pulmonary Arterial Hypertension Associated with Adult Congenital Heart Disease. International Heart Journal. 58, 731-738 (2017).
- Egemnazarov, B., et al. Pressure Overload Creates Right Ventricular Diastolic Dysfunction in a Mouse Model: Assessment by Echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 28, 828-843 (2015).
- Jang, S., et al. Biomechanical and Hemodynamic Measures of Right Ventricular Diastolic Function: Translating Tissue Biomechanics to Clinical Relevance. Journal of the American Heart Association. 6 (9), e006084 (2017).
