Summary
Her gir vi en nyttig tilnærming for å studere mekanismen for høyre ventrikkel svikt. En mer praktisk og effektiv tilnærming til lungearterien innsnevring er etablert ved hjelp av kirurgiske instrumenter laget internt. I tillegg, metoder for å evaluere kvaliteten på denne tilnærmingen ved ekkokardiografi og catheterization er gitt.
Abstract
Mekanismen for høyre ventrikkel svikt (RVF) krever avklaring på grunn av unikhet, høy sykelighet, høy dødelighet, og ildfast natur RVF. Tidligere rotte modeller etterligne RVF progresjon har blitt beskrevet. Sammenlignet med rotter, mus er mer tilgjengelig, økonomisk, og mye brukt i dyre eksperimenter. Vi utviklet en lunge arterie innsnevring (PAC) tilnærming som består av striper på lunge stammen i mus for å indusere høyre ventrikkel (RV) hypertrofi. En spesiell kirurgisk klinke nål ble utformet som gjør det mulig for enklere separasjon av aorta og lunge stammen. I våre eksperimenter, reduserte bruken av dette fabrikkert klinke nål risikoen for arteriorrhexis og forbedret kirurgisk suksess rate til 90%. Vi brukte ulike polstring nål diametere til presist opprette kvantitative innsnevring, som kan indusere ulike grader av RV hypertrofi. Vi kvantifisert graden av innsnevring ved å evaluere blodstrøm hastigheten til PA, som ble målt ved ikke-invasiv transthoracic ekkokardiografi. RV-funksjonen ble nøyaktig evaluert av høyre hjertet catheterization på 8 uker etter operasjonen. Den kirurgiske instrumenter laget internt var sammensatt av vanlige materialer ved hjelp av en enkel prosess som er lett å mestre. Derfor er PAC tilnærmingen beskrevet her lett å imitere ved hjelp av instrumenter laget i laboratoriet og kan bli mye brukt i andre laboratorier. Denne studien presenterer en modifisert PAC tilnærming som har en høyere suksess rate enn andre modeller og en 8-ukers postsurgery overlevelse på 97,8%. Denne PAC tilnærmingen gir en nyttig teknikk for å studere mekanismen av RVF og vil muliggjøre en økt forståelse av RVF.
Introduction
RV dysfunksjon (RVD), definert her som bevis på en unormal RV struktur eller funksjon, er forbundet med dårlige kliniske utfall. RVF, som slutten stadium av RV funksjon, er et klinisk syndrom med tegn og symptomer på hjertesvikt som følge av progressive RVD1. Med forskjeller i struktur og fysiologisk funksjon, venstre ventrikkel (LV) svikt og RVF har forskjellige patofysiologiske mekanismer. Noen få uavhengige patofysiologiske mekanismer i RVF har blitt rapportert, inkludert overuttrykte av β2-adrenerge reseptor signalering2, betennelse3, tverrgående tubule remodeling, og ca2 + håndtering dysfunksjon4 .
RVF kan forårsakes av volum-eller trykk overbelastning av RV. Tidligere dyremodeller har brukt SU5416 (en potent og selektiv hemmer av vaskulær endothelial vekstfaktorreseptor) kombinert med hypoksi (SuHx)5,6 eller monocrotaline7 for å indusere pulmonal hypertensjon, som resulterer i RVF sekundært til lunge vaskulær sykdom2. Forskerne gjennomfører disse studiene fokuserte på blodkar stedet for patologisk progresjon av RVF. Videre har monocrotaline ekstra CARDIAC effekter som ikke presist kan representere kardiogent sykdom. Andre modeller har brukt arteriovenøse shunter å indusere volum overbelastning og RVF8. Imidlertid er denne operasjonen vanskelig å utføre og upassende for mus, som krever lange induksjon perioder for produksjon av RVF.
Rat PAC-modeller som bruker striper klipp finnes også9,10. Sammenlignet med rotter, mus har mange fordeler som dyremodeller av hjertesykdommer, slik som lettere reproduksjon, mer utbredt bruk, reduserte kostnader, og tilgang til gen modifikasjon11. Diameteren på bånd klippene varierer imidlertid vanligvis fra 0,5 mm til 1,0 mm, som er for store for mus9. I tillegg er det striper klippet vanskelig å produsere, imitere, og popularisere i andre laboratorier.
Vi tilbyr en protokoll for å utvikle en modifisert reproduktiv RVF Mouse modell basert på rapporterte studier, som bruker PAC å etterligne fallots av tetrade og Noonan syndrom eller andre lunge arteriell hypertensive sykdommer12,13, 14,15,16,17,18,19. Denne PAC tilnærmingen er skapt av ligating lunge stammen av mus ved hjelp av en klinke og polstring nål gjort internt for å kontrollere graden av innsnevring. Klinke nålen er laget av en 90 ° buet injeksjonssprøyte med en flettet silke Sutur passert gjennom sprøyten. Nålen er laget av vanlige materialer ved hjelp av en prosess som er enkel å mestre. Polstring nålen er buet 120 ° fra måleren nålen. Polstring nåler med forskjellige diametere (0,6-0.8 mm) brukes, avhengig av mus vekt (20-35 g). I tillegg etablerer vi et evaluerings kriterium for å bestemme stabiliteten og kvaliteten på RVF-modellen ved å ekkokardiografi og rette hjerte catheterization. Vi bruker mus som modell dyr på grunn av sin utbredte bruk i andre eksperimenter. Nålene laget i laboratoriet er enkle å reprodusere og kan bli mye brukt i andre laboratorier. Denne studien gir en god tilnærming for forskere å undersøke mekanismen for RVF.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle prosedyrer ble utført i samsvar med institusjonelle retningslinjer for dyr forskning, som samsvarer med guide for omsorg og bruk av laboratorium dyr publisert av US National Institutes of Health (NIH publikasjon nr. 85-23, revidert i 1996). C57BL/6 mannlige mus (8-10 uker gammel, veier 20-25 g) ble levert av Animal Center of South Medical University. Etter ankomst, ble musene plassert under en 12/12 h mørk/lys syklus, med tilstrekkelig mat og vann.
1. utarbeidelse av kirurgiske instrumenter og fabrikasjon av nålene
- Klargjør sterile Kirurgiske instrumenter (figur 1a), en 6-0 flettet silke Sutur (figur 1B[a]) for ligation, og en 5-0 nylon Sutur for snitt lukking (figur 1B[b]).
- Pass 6-0 flettet silke Sutur (figur 1B[a]) gjennom en 25 G nål demontert fra en 1 ml injeksjonssprøyte. Deretter kurve nålen 90 ° med hemostatic tang for å lage en klinke nål (figur 1C[a]). Curve 22 G nål 120 ° (figur 1C (b)) for å lage en polstring nål.
2. forberedelse til kirurgi
- Autoklav alle kirurgiske instrumenter før operasjonen. Juster varmeputen til 37 ° c. Bedøve musene ved intraperitoneal injeksjon med en blanding av xylazine (5 mg/kg) og ketamin (100 mg/kg) for smertelindring. Plasser mus i enkelte bokser å vente på narkotiske utbruddet.
Merk: det anbefales også å bruke 1,5% isoflurane for inhalant anestesi. - Overvåk tilstrekkeligheten av anestesi ved forsvinningen av pedalen tilbaketrekking refleks. Hold musene i liggende posisjon på varmeputen ved å feste fortenner med en Sutur og feste bena med teip. Sjekk refleks igjen for å sikre dybden av anestesi.
- Påfør riktige lim på huden fra nakken til xiphoid prosessen. Desinfisere området med jod etterfulgt av 75% alkohol.
- Utfør endotrakeal intubering.
- Juster dyrets miniventilator (figur 1d) parametere og sett respirasjonsfrekvensen til 150/min og tidevanns volumet til 300 μL.
- Trekk ut tungen litt ved hjelp av spiss tang, heve kjeven med en lab laget spatel figur 1C[c]) for å avdekke glottis, og sakte sette inn en lab laget luftrøret kanyle (figur 1C[d]) gjennom glottis mens en kald lyskilde er rettet mot strupen.
- Koble røret og ventilatoren for å kontrollere om kanyle er satt inn i luftrøret. Fest luftrøret ved hjelp av tape hvis kanyle er satt inn riktig.
3. kirurgi
- Åpne kisten.
- Lag et snitt i huden parallelt med det andre ribbenet, ca 10 mm i lengde, med øye-saks. Sørg for at snittet starter fra sternal vinkel og ender på venstre fremre aksillær linje. Identifiser den andre interkostalrom plassen ved å telle ribbeina fra sternal vinkelen.
- Skill og skjær pectoralis store og pectoralis mindre muskler med saks og albue pinsett over den andre interkostalrom plass til å utsette dette rommet.
Merk: det anbefales også å rett ut separat, mobilisere, og flytte pectoralis musklene til høyre og cranially. - Rett ut gjennom den andre interkostalrom plass med albue pinsett og åpne denne plassen. Deretter rett ut skille parenchyma og thymus til lunge stammen er synlig.
- Constrict lungearterien.
- Rett ut skille lunge stammen og stigende aorta med albue pinsett. Pass Sutur gjennom bindevev mellom lunge stammen og stigende aorta med en klinke nål.
- Plasser padding nålen (se trinn 1,2) på lunge stammen og deretter ombinde lunge stammen sammen med padding nål, ved hjelp av 6-0 flettet silke Sutur. Fjern padding nålen umiddelbart etterfylling av lunge CONUS er observert og kutt endene av Sutur.
- Observere fylling av lunge CONUS å vurdere om det er en innsnevring stede. Vurdere dyrets refleks igjen for å sikre suksess for ligation.
Merk: Utfør en humbug kirurgi ved å følge alle de ovennevnte trinnene bortsett fra innsnevring.
- Lukk brystet og huden med 5-0 nylon Sutur. Desinfisere huden igjen med 75% alkohol.
- Injiser 0,5 mL av saltvann subkutant for å erstatte væsketap under operasjonen. Plasser musen i buret separat med oppvarming pad for å fremme utvinning. Returner musene til burene sine i en 12/12 h lys/mørk syklus rom når bevisstheten kommer tilbake. Unn musene med buprenorfin via drikkevannet de følgende 3 dagene.
- Vær spesielt oppmerksom på helbredelse av toraktomi såret ved å overvåke musene 2x en dag i løpet av den første uken for å oppdage eventuelle tegn på utilstrekkelig helbredelse, nedsatt mobilitet, eller vekttap.
4. Echocardiographic vurdering av RV-funksjonen etter operasjonen
Merk: Echocardiographic endringer kan oppdages 3 dager etter operasjonen.
- Bedøve musene med 3% isoflurane gjennom innånding og opprettholde dybden av anestesi med 1,5% isoflurane. Fix en mus på plattformen, tape sine klør til elektroden, og vedlikeholde dyret i en liggende posisjon. Oppretthold musen hjertefrekvens mellom 450-550 beats/min ved å justere konsentrasjonen av isoflurane mellom 1,5% og 2,5%.
- Fjern håret på musen bryst med riktige krem og påfør ultralyd gel til huden på brystet.
- Vurder lunge stammen innsnevring med en 30 MHz sonde.
- Hold sonden ved 30 ° mot klokken i forhold til den venstre parasternal linjen, mens du orientere hakket i caudal retning. Regulere y-aksen og x-aksen under B-modus til mitral ventilen, aorta, og LV kammeret er godt synlig.
- Drei proben 30 °-40 ° på y-aksen mot brystet. Regulere y-aksen og x-aksen til lunge CONUS er godt synlig.
- Plasser markøren på spissen av lunge ventilen brosjyrer for å måle peak Flow hastighet. Bruk Color Doppler-modus ved å trykke på farge, etterfulgt av PW, og deretter flytte MARKØREN for å plassere PW-stiplede linjen parallelt med retningen av blodstrømmen.
- Mål den høyeste hastigheten på lungearterien. Lagre data og bilde med Cine store og Frame store.
- Vurdere RV parametere med en 30 MHz sonde.
- Juster venstre side av puten slik at den er lavere enn høyre side. Hold sonden orientert ved 30 ° til horisonten langs høyre fremre aksillær linje med hakket pekte i caudal retning. Regulere y-aksen og x-aksen til RV er tydelig vist.
- Trykk på M-Mode 2x for å vise indikator linjen. Mål RV kammeret dimensjon, brøk forkortelse, og RV veggtykkelse. Lagre data og bilde med Cine store og Frame store.
- Stopp isoflurane innånding å la musene å gjenvinne bevisstheten og deretter returnere dyrene til sine bur i en 12 h lys/mørk syklus rom.
5. høyre hjerte catheterization for å vurdere RV-funksjonen
Merk: høyre hjertet catheterization ble utført 8 uker etter operasjonen for å vurdere RV funksjon, ved hjelp av et 1,0 F kateter og et overvåkingssystem.
- Autoklav alle kirurgiske instrumenter. Bedøve dyret via intraperitoneal injeksjon med en blanding av xylazine (5 mg/kg) og ketamin (100 mg/kg).
- Etter pedal abstinens refleks forsvinner, fikse musen på plattformen, tape sine klør til elektroden, og opprettholde musen i liggende posisjon. Fjern håret i operasjonsområdet med riktige krem.
- Desinfisere huden på operasjonsområdet med 75% alkohol. Bruk en spiss tang, trekk tungen litt ut, løft kjeven med en slikkepott laget for å eksponere glottis, og sett sakte luftrøret kanyle gjort internt gjennom glottis mens en kald lyskilde er rettet mot strupen. Bruk en ventilator (figur 1e) for å hjelpe til med ventilasjon.
- Åpne brystet hulrommet ved hjelp av en 1,5 cm bilaterale snitt under xiphoid prosessen gjennom membranen med øyen saks og tang. Skjær gjennom membranen og ribbeina med øye saksen for å avdekke hjertet. Trenge inn i RV fri vegg med en 23 G nål og fjerne nålen; Trykk forsiktig på stikk punktet med en bomullspinne for å stoppe eventuelle blødninger. Punktering av ventrikkel med kateter spissen gjennom såret.
Merk: det anbefales også å utføre høyre hjertet catheterization via høyre hals vene6. Når kateter spissen er i ventrikkel, vil skjermen vise RV trykk kurve. - Record RV systolisk blodtrykk, RV end-diastolisk trykk, RV dP/DT, musen hjertefrekvens, og RV eksponentiell tid konstant avslapning (tau) i 10 min når kurven er stabil. Bruk programvaren, klikk Velg og klikk deretter analyser.
- Regulere spissen av kateteret mot RV strøm veiene. Trekk ut kateteret etter at opptaket er ferdig. Plasser kateteret i saltvann når målingene er ferdige.
- Euthanize musene ved intraperitoneal injeksjoner av pentobarbital natrium 150 mg/kg, etterfulgt av cervical forvridning. Deretter høste hjertet, lungene, og Tibia for histomorphological og molekylære biologiske analyser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
I denne studien ble mus tilfeldig tilordnet til PAC-gruppen (n = 9) eller humbug Operation Group (n = 10). Ekkokardiografi ble utført ved 1, 4, og 8 uker etter operasjonen. Åtte uker etter operasjonen, etter siste ekkokardiografi og catheterization vurderinger, musene var euthanized, og deres hjerter ble høstet for en morfologiske og histologiske vurdering.
Lunge stammen innsnevring forårsaket RV hypertrofi (figur 2). Sammenlignet med humbug gruppen, en høyere topp hastighet (figur 2a, C), større trykk gradient (figur 2a,D), og større RV veggtykkelse (figur 2b,E) fra parasternal Long-aksen visningen ble oppnådd ved 8 uker etter operasjonen i PAC-gruppen. I tillegg systolisk funksjon av RV (RV utstøting brøk og RV brøkdel forkortelse) ble betydelig redusert i PAC-gruppen sammenlignet med humbug gruppe 8 uker etter operasjonen (figur 2F, G).
Vi fant ut at RV systolisk og diastolisk funksjon ble svekket 8 uker etter PAC (figur 3a-E). PAC-gruppen hadde et høyere RV-trykk i systolen og diastolen, og contractility indeksen ble redusert i PAC-gruppen sammenlignet med humbug-gruppen. RV tau var større i PAC-gruppen enn i humbug gruppen, og RV dP/dt var også større enn i humbug gruppen. Disse resultatene viste at RV dysfunksjon ble indusert i mus etter 8 uker med lunge arterie striper. Da vi utførte invasiv hemodynamisk testing i RV, forble hjertefrekvensen, som ble bestemt ved hjelp av et fysiologisk opptakssystem, stabilt før og etter kateter overvåking (figur 3F).
RV remodeling indusert av PAC er vist i Figur 4. Sammenlignet med humbug gruppen, RV dimensjonen var betydelig forstørret, og RV vekten var høyere i PAC-gruppen. Faktorer som indikerer graden av RV hypertrofi, slik som hjerte vekt/kroppsvekt forhold, RV/(venstre ventrikkel + septum), og RV/tibial lengde, var større etter 8 uker med PAC enn de av humbug gruppen. Videre viste en histologiske undersøkelse at hjerte fibrose og området dekket av cardiomyocytes var større i PAC-gruppen enn i humbug gruppen. Oppsummert har vi utviklet en reproduktiv, billig og enkel RVF modell og etablerte evalueringskriterier for å kunne evaluere RVF modellen.
Figur 1 : Kirurgiske instrumenter, verktøy laget internt, og materialer som kreves for PAC-prosedyrene. (A) de kirurgiske instrumentene som brukes til PAC-prosedyren. (B) (a) 6-0 medisinsk flettet silke Sutur og (b) 5-0 medisinsk nylon Sutur. (C) verktøy laget internt. (a) Lås nål. (b) polstring nål. (c) spatel laget internt. (d) endotrakeal intubering. (D). Mini Ventilator for dyr. (E) ALC-V8S Ventilator. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2 : Representative resultater av ultralyd avbildning av lunge stammen og RV funksjon av humbug og PAC mus. (A) farge og pulserende-bølge Doppler avbildning av lunge stammen av mus etter 8 uker. Røde karakterer representerte blodstrømmen mot sonden; Blåmerker representerte blodstrømmen bakover sonden. (B) B-modus og M-modus ultralyd AVBILDNING av RV av HUMBUG og PAC mus etter 8 uker. (a) høyre ventrikkel. (b) venstre ventrikkel. (C) RV peak hastighet PLAX (V), (D) trykkstigning (trykk gradient = 4 x V2), og (E) RV veggtykkelse fra parasternal Long-aksen visningen ble betydelig økt etter 8 uker. (F) RV kort aksen forkortelse rate (RVFS) ble betydelig redusert etter 8 uker. (G) RV utstøting brøk (RVEF) ble betydelig redusert etter 8 uker. For paneler C-G, *P < 0,01 vs. Sham-operasjon (n = 9 i PAC-gruppen, n = 10 i Sham-gruppen). PAC = lungearterien innsnevring. Dataene presenteres som gjennomsnittet ± SEM. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3 : Representative resultater fra RV-Hemodynamics hos mus som utsettes for PAC eller humbug-operasjon, 8 uker etter operasjonen. (A) representative KURVER av RVP og RV DP/dt i HUMBUG og PAC mus på 8 uker etter operasjonen. (B) høyre ventrikkel systolisk blodtrykk (RVSBP) og høyre ventrikkel ende-diastolisk trykk (RVEDP). (C) RV maksimum og minimum DP/dt. (D) RV tau. (E) contractility indeks. (F) hjertefrekvens. RVP = høyre ventrikkel trykk; RVSBP = høyre ventrikkel systolisk blodtrykk; RVEDP = høyre ventrikkel ende-diastolisk trykk; Tau = eksponentiell tid konstant av velvære; Max og min DP/dt = maksimum og minimum stigning og nedgang i høyre ventrikkel trykk; PAC = lungearterien innsnevring. For paneler B-F, n = 9 i PAC-gruppen og n = 10 i Sham-gruppen. *P < 0,01 vs. humbug drift. Dataene presenteres som gjennomsnittet ± SEM. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4 : Lungearterien innsnevring i mus fører til RV remodeling etter 8 uker. (A) representative bilder av hele hjertet (skalaen bar = 3 mm). (a) rett Atrium, rød pil: ligation av lungearterien stammen. (B) hjerte vekt/kroppsvekt forhold (HW/BW). (C) ratio av høyre ventrikkel massen til venstre ventrikkel masse pluss septum masse (RV/[LV + S]). (D) ratio av høyre ventrikkel massen til tibial lengde (RV/TL). For paneler B-D, n = 9 i PAC-gruppen og n = 10 i humbug-gruppen. *P < 0,01 vs. humbug drift. (E) representative bilder av CARDIAC tverrsnitt farget med hematoksylin-eosin (første rad: skalaen bar = 2 mm; andre rad: skalaen bar = 50 μm). (F) representative Masson-farget bilder av hjerteinfarkt fibrose i hver gruppe. Skalaen bar = 100 μm. For paneler E og F, n = 4 i hver gruppe. *P < 0,01 kontra humbug gruppen. RV = høyre ventrikkel; PAC = lungearterien innsnevring. RV/[LV + S] = forholdet mellom høyre ventrikkel masse til venstre ventrikkel masse pluss septum masse. Dataene presenteres som gjennomsnittet ± SEM. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Patologiske økninger i RV Påfyllings trykk resulterer i en venstre forskyvning av septum, som kan endre LV-geometrien21. Disse endringene bidrar til redusert CARDIAC output og LV utstøting brøk (LVEF), som kan føre til en hemodynamisk forstyrrelse av sirkulasjonssystemet22. Derfor er en effektiv, stabil og økonomisk modell for å studere mekanismen av RVF verdifullt.
Vi utviklet en mer effektiv og svært reproduserbar tilnærming til PAC ved hjelp av en lås og polstring nål gjort internt. Låsen gjorde internt gjør det mulig for en enklere separasjon av aorta og lunge stammen, noe som reduserer risikoen for arteriorrhexis og forbedrer kirurgisk suksess rate. Ved å velge forskjellige diametre på padding nålen, indusert vi ulike grader av RV hypertrofi.
Selv om de generelle prosedyrene for lunge stamme bånd som beskrives her, er som de som er beskrevet i tidligere rapporter4,9,10,14,15, gjorde vi forbedringer i Kirurgiske instrumenter. Dermed reduserte vi vanskeligheten av operasjonen, forkortet driftstiden, og økt suksessraten av operasjonen. Diameteren på polstring nålene vi brukte varierte fra 0,6 mm til 0,8 mm, og disse var bare egnet når musene veide mellom 20 g og 35 g. I rotter, anvendelsen av polstring nåler (0,6-0.8 mm) kan føre til akutt RVF og død. I tillegg kan padding nåler (0,6-0.8 mm) ikke lett føre til RVD hvis musene veier mindre enn 20 g. Derfor bør riktig polstring nål diameter velges i henhold til vekten av dyret.
Pulmonal arteriell hypertensjon (PAH) er vanligvis indusert av en subkutan injeksjon av vaskulær endothelial vekstfaktorreseptor inhibitor SU5416 og fôring i et hypoxic miljø i mer enn 3 uker23,24, 25 priser og , 26 i , 27 andre priser , 28. disse forholdene etterligner patofysiologiske prosessen av kronisk iskemi og hypoksi av lungearterien for å indusere PAH og lungearterien fibrose. Men RV remodeling, hypertrofi, eller RVF krever mer enn 12 uker for induksjon av kroniske hypoksi i disse modellene. I tillegg kan SU5416 og hypoxic behandling påvirke andre organer. Videre er dyre maskiner som kreves for å skape et hypoxic miljø. Derfor kreves en raskere og mer effektiv modell av RVF. Reddy et al. rapporterte en metode for RV remodeling ved entrapping de to fremre-mest lunge ventil brosjyrer13. I stedet for å bruke et mikroskop og dyre kirurgiske vaskulære klipp29, vi brukte en klinke nål og ulike typer padding nåler gjort internt til å presist opprette en kvantitativ innsnevring sammen med en evaluering av blodstrøm hastighet av ekkokardiografi.
I tillegg ble låsen og polstring nål laget internt ble også brukt til å indusere tverrgående aorta innsnevring (TAC) i mus. Låsen gjøres internt kan også brukes til å indusere PAC eller TAC i rotter. Under transponering av store fartøy, ikke lv ikke støter tilstrekkelig motstand, så det må styrkes ved å påføre lungearterien innsnevring i forberedelse for korrigerende kirurgi30,31. PAC tilnærmingen vi ga kan resultere i forhøyet lungearterien motstand, som vil hjelpe studier av de underliggende mekanismene. I innstillingen av et hjerte transplantasjon, donor RV kan være akutt eksponert for forhøyet lungearterien motstand i mottakeren, slik at RV å mislykkes. Den PAC metoden som presenteres her kan hjelpe studier av mekanismene for post-hjerte transplantasjon komplikasjoner32,33 og medfødt hjertesykdommer34.
PAC-tilnærmingen har noen begrensninger. For det første kan ikke RVD indusert av ligatur rundt lunge stammen imitere RVD i PAH5,7. For det andre forårsaker PAC en svært plutselig økning i RV afterload som er forskjellig fra den gradvise økningen i lunge vaskulær motstand i PAH9,19.
I samsvar med resultatene som presenteres her, tidligere rapporter har vist at betydelige økninger under echocardiographic testing i lunge ventil topp hastighet, RV veggtykkelse, og RV diastolisk indre diameter demonstrere vellykket innsnevring og hypertrofi av RV13,35. Økt RV press, RV dP/DT, og contractility indeksen indikerer utviklingen av RVF og en dekompensert periode på RV funksjon36. Avslutningsvis viste vi anvendelsen av to romanen Lab-laget instrumenter for å etablere RVD på en billig og praktisk måte. Vi brukte en ikke-invasiv echocardiographic teknikk og invasiv høyre hjertet catheterization å evaluere kvaliteten på RVF metoden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Dette arbeidet ble støttet av tilskudd fra National Natural Science Foundation i Kina (81570464, 81770271; til Dr. Liao) og kommune planlegging prosjekter av vitenskapelig 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).
