Summary
Här, vi ger en användbar metod för att studera mekanismen för högerkammarsvikt. En mer bekväm och effektiv strategi för Pulmonell artär sammandragning är etablerad med hjälp av kirurgiska instrument gjorde inhouse. Dessutom ges metoder för att utvärdera kvaliteten på denna metod genom ekokardiografi och kateterisering.
Abstract
Mekanismen för högerkammarsvikt (RVF) kräver klargörande på grund av det unika, hög morbiditet, hög dödlighet, och refraktär karaktär RVF. Tidigare råttmodeller som imitera RVF-progression har beskrivits. Jämfört med råttor, möss är mer tillgängliga, ekonomiska, och ofta används i djurförsök. Vi utvecklade en Pulmonell artär sammandragning (PAC) metod som består av banding den pulmonella stammen i möss för att inducera höger kammare (RV) hypertrofi. En speciell kirurgisk spärr nål utformades som möjliggör lättare separation av aorta och lung stammen. I våra experiment, användningen av denna fabricerade Latch nål minskat risken för arteriorrhexis och förbättrat kirurgisk framgång till 90%. Vi använde olika stoppning nål diametrar för att exakt skapa kvantitativa sammandragning, som kan inducera olika grader av RV hypertrofi. Vi kvantifierat graden av sammandragning genom att utvärdera blodflödet hastighet av PA, som mättes genom noninvasiv transtorakal ekokardiografi. RV-funktionen utvärderades exakt av höger hjärtkateterisering vid 8 veckor efter operationen. De kirurgiska instrument som gjorts inhouse bestod av gemensamma material med hjälp av en enkel process som är lätt att behärska. Därför är PAC-metoden som beskrivs här lätt att imitera med hjälp av instrument som gjorts i labbet och kan användas i stor utsträckning i andra laboratorier. Denna studie presenterar en modifierad PAC-metod som har en högre framgång än andra modeller och en 8-veckors postkirurgisk överlevnadsgrad på 97,8%. Detta PAC-metoden ger en användbar teknik för att studera mekanismen för RVF och kommer att möjliggöra en ökad förståelse av RVF.
Introduction
RV dysfunktion (RVD), definieras här som bevis för en onormal RV struktur eller funktion, är förknippad med dåliga kliniska resultat. RVF, som slutet skede av RV-funktionen, är ett kliniskt syndrom med tecken och symtom på hjärtsvikt som följd av progressiv RVD1. Med skillnader i struktur och fysiologiska funktion, Vänsterkammar (LV) misslyckande och RVF har olika patofysiologiska mekanismer. Några oberoende patofysiologiska mekanismer i RVF har rapporterats, inklusive överuttryck av β2-adrenerga receptorsignalering2, inflammation3, Transversell tubuli remodeling, och ca2 + hantering dysfunktion4 .
RVF kan orsakas av volym eller tryck överbelastning av RV. Tidigare djurmodeller har använt SU5416 (en potent och selektiv hämmare av vaskulär endotelial tillväxtfaktorreceptor) kombinerat med hypoxi (suhx)5,6 eller monocrotaline7 för att inducera pulmonell hypertension, vilket resultat i RVF sekundärt till pulmonell vaskulär sjukdom2. Forskarna som genomför dessa studier fokuserade på vaskulaturen istället för den patologiska progressionen av RVF. Dessutom, monocrotaline har extra-kardiella effekter som inte kan exakt representera kardiogen sjukdom. Andra modeller har använt arteriovenösa shuntar att inducera volym överbelastning och RVF8. Emellertid, denna kirurgi är svårt att utföra och olämpligt för möss, som kräver långa induktions perioder för produktion av RVF.
Rat PAC-modeller med banding clips finns också9,10. Jämfört med råttor, möss har många fördelar som djurmodeller av hjärtsjukdomar, såsom lättare reproduktion, mer utbredd användning, minskade kostnader, och tillgång till genmodifiering11. Diametern på banding-klippen varierar dock vanligtvis från 0,5 mm till 1,0 mm, vilket är för stort för möss9. Dessutom är banding klippet svårt att producera, imitera och popularisera i andra laboratorier.
Vi tillhandahåller ett protokoll för att utveckla en modifierad reproduktiva RVF musmodell baserad på rapporterade studier, som använder PAC för att efterlikna Fallots tetrad och Noonan syndrom eller andra pulmonella arteriell hypertensiva sjukdomar12,13, 14,15,16,17,18,19. Detta PAC tillvägagångssätt skapas genom ligating lung stammen av möss med hjälp av en spärr och stoppning nål gjort inhouse för att kontrollera graden av sammandragning. Spärren nål är gjord av en 90 ° böjd injektion spruta med en flätad sidensutur passerat genom sprutan. Nålen är tillverkad av vanliga material med hjälp av en process som är lätt att behärska. Den stoppning nålen är böjd 120 ° från mätaren nålen. Stoppning av nålar med olika diametrar (0,6-0,8 mm) används, beroende på mössen (20-35 g). Dessutom upprättar vi ett bedömningskriterium för att fastställa stabiliteten och kvaliteten hos RVF-modellen genom ekokardiografi och rätt hjärtkateterisering. Vi använder möss som modell djur på grund av deras utbredda användning i andra experiment. Nålarna som görs i labbet är lätta att reproducera och kan ofta användas i andra laboratorier. Denna studie ger en bra metod för forskare att undersöka mekanismen för RVF.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla förfaranden utfördes i enlighet med institutionella riktlinjer för djurförsök, som överensstämmer med handledningen för vård och användning av försöksdjur som publicerats av US National Institutes of Health (NIH publikation nr 85-23, reviderad i 1996). C57BL/6 hanmöss (8-10 veckor gamla, väger 20-25 g) tillhandahölls av Animal Center vid South Medical University. Efter ankomsten var mössen inhysta under en 12/12 h mörker/ljus cykel, med tillräckligt med mat och vatten.
1. beredning av kirurgiska instrument och tillverkning av nålar
- Förbered de sterila kirurgiska instrumenten (figur 1a), en 6-0 flätad sidensutur (figur 1b[a]) för ligering och en 5-0 nylon sutur för snitt stängning (figur 1b[b]).
- Passera 6-0 flätad sidensuturen (figur 1b[a]) genom en 25 G nål demonteras från en 1 ml injektionsspruta. Sedan, kurva nålen 90 ° med hemostatiska tång för att göra en spärr nål (figur 1c[a]). Kurva 22 G nål 120 ° (figur 1c (b)) för att göra en stoppning nål.
2. förberedelser för kirurgi
- Autoklav alla kirurgiska instrument före operationen. Justera värmedynan till 37 ° c. Anesthetize möss genom intraperitoneal injektion med en blandning av xylazin (5 mg/kg) och ketamin (100 mg/kg) för smärtlindring. Placera möss i enskilda lådor för att vänta på narkotiska debut.
Anmärkning: det rekommenderas också att använda 1,5% isofluran för inhalant anestesi. - Övervaka lämpligheten av anestesi genom försvinnandet av pedalen tillbakadragande reflex. Håll möss i liggande läge på värmeplattan genom att fastställa framtänder med en sutur och fastställande av benen med tejp. Kontrollera reflex igen för att säkerställa djupet av anestesi.
- Applicera hårborttagnings pasta på huden från halsen till xiphoid processen. Desinficera området med jod följt av 75% alkohol.
- Utföra endotrakealintubation.
- Justera djurens miniventilatorns (figur 1d) parametrar och Ställ in andningsfrekvensen till 150/min och tidvatten volymen till 300 μl.
- Dra ut tungan något med hjälp av spetsiga Tänger, lyfta underkäken med ett labb gjort spatel figur 1c[c]) för att exponera glottis, och mjukt sätta in ett labb gjort luftstrupen kanyl (figur 1c[d]) genom glottis medan en kall ljuskälla är riktas mot struphuvudet.
- Anslut röret och ventilatorn för att kontrollera om kanyl har satts in i luftstrupen. Fäst luftstrupen med tejp om kanyl har satts in på rätt sätt.
3. kirurgi
- Öppna bröstet.
- Gör ett snitt i huden parallellt med det andra revbenet, ca 10 mm i längd, med oftalmisk sax. Se till att snittet börjar från sternala vinkel och slutar på den vänstra främre axillär linjen. Identifiera den andra interkostal rymden genom att räkna revbenen från sternala vinkel.
- Separera och skär pectoralis Major och pectoralis mindre muskler med sax och armbåge pincett ovanför den andra interkostal utrymme för att exponera detta utrymme.
Obs: det rekommenderas också att rent ut separera, mobilisera, och flytta pectoralis musklerna till höger och kraniellt. - Rakt igenom den andra interkostal rymden med armbåge pincett och öppna detta utrymme. Sedan, rakt på sak separera parenkymet och tymus tills lung stammen är synlig.
- Constrict lungartären.
- Bluntly separera lung stammen och aorta ascendens med vinklad pincett. Passera suturen genom bindväv mellan lung stammen och aorta ascendens med en spärr nål.
- Placera stoppning nål (se steg 1,2) på lung stammen och sedan, ligera den pulmonella stammen tillsammans med stoppning nål, med hjälp av 6-0 flätad siden sutur. Ta bort stoppning nålen omedelbart efter fyllning av pulmonell Conus observeras och skär ändarna av suturen.
- Observera fyllningen av pulmonell Conus att utvärdera om det finns en sammandragning närvarande. Utvärdera djurets reflex igen för att säkerställa framgången för ligering.
Anmärkning: utför en simulerad kirurgi genom att följa alla ovanstående steg med undantag för sammandragning.
- Stäng bröstet och huden med 5-0 nylon suturen. Desinficera huden igen med 75% alkohol.
- Injicera 0,5 mL saltlösning subkutant för att ersätta eventuell vätska som förlorats under operationen. Placera musen i buren separat med värmedyna för att främja återhämtning. Returnera mössen till deras burar i en 12/12 h ljus/mörker cykelrummet när medvetandet återvänder. Behandla mössen med buprenorfin via deras dricksvatten under de följande 3 dagarna.
- Ägna särskild uppmärksamhet åt läkning av thorakotomi såret genom att övervaka möss 2x en dag under den första veckan för att upptäcka några tecken på otillräcklig läkning, nedsatt rörlighet, eller viktminskning.
4. ekokardiografisk bedömning av RV-funktionen efter operationen
Obs: ekokardiografiska förändringar kan upptäckas 3 dagar efter operationen.
- Anesthetize möss med 3% isofluran genom inandning och bibehålla anestesidjupet med 1,5% isofluran. Fäst en mus på plattformen, tejpa dess klor till elektroden, och underhålla djuret i en rygg position. Behåll musens hjärtfrekvens mellan 450-550 beats/min genom att justera koncentrationen av isofluran mellan 1,5% och 2,5%.
- Ta bort håret på musens bröst med hårborttagnings kräm och applicera ultraljud gel på huden på bröstet.
- Bedöma lung stammen sammandragning med en 30 MHz sond.
- Håll sonden vid 30 ° moturs i förhållande till vänster parasternal linje, medan du orienterar skåran i caudal riktning. Reglera y-axeln och x-axeln under B-läge tills mitralklaffen, aorta, och LV kammaren är tydligt synlig.
- Vrid sonden 30 °-40 ° på y-axeln mot bröstet. Reglera y-axeln och x-axeln tills pulmonell Conus är tydligt synlig.
- Placera markören på toppen av pulmonell ventil broschyrer för att mäta topp flödet hastighet. Använd Färgdopplerläget genom att trycka på Color, följt av PW, och flytta sedan markören för att placera den PW-streckade linjen parallellt med blodflödets riktning.
- Mät upp lungartens topp hastighet. Spara data och bild med Cine Store och Frame Store.
- Utvärdera RV-parametrarna med en 30 MHz sond.
- Justera den vänstra sidan av dynan så att den är lägre än höger sida. Håll sonden orienterad vid 30 ° mot horisonten längs den högra främre axillärlinjen med det snäpp som pekade i caudalriktningen. Reglera y-axeln och x-axeln tills RV visas tydligt.
- Tryck på M-mode 2x för att Visa indikator linjen. Mät RV kammar dimensionen, fraktionerad förkortning, och RV vägg tjocklek. Spara data och bild med Cine Store och Frame Store.
- Stoppa isofluran inandning så att mössen att återhämta medvetandet och sedan återvända djuren till sina burar i en 12 h ljus/mörk cykel rum.
5. rätt hjärtkateterisering för bedömning av RV-funktionen
Anmärkning: höger hjärtkateterisering utfördes 8 veckor efter operationen för att bedöma RV funktion, med hjälp av en 1,0 F kateter och ett övervakningssystem.
- Autoklav alla kirurgiska instrument. Anesthetize djuret via intraperitoneal injektion med en blandning av xylazin (5 mg/kg) och ketamin (100 mg/kg).
- Efter pedalen tillbakadragande reflex försvinner, fixa musen på plattformen, tejpa dess klor till elektroden, och underhålla musen i liggande läge. Ta bort håret i det kirurgiska området med hårborttagnings kräm.
- Desinficera huden på det kirurgiska området med 75% alkohol. Använda spetsiga Tänger, dra tungan ut något, lyfta underkäken med en spatel gjort inhouse att exponera glottis, och mjukt sätta in luftstrupen kanyl gjorde inhouse genom glottis medan en kall ljuskälla riktas på struphuvudet. Använd en ventilator (figur 1e) för att hjälpa till med ventilation.
- Öppna brösthålan med hjälp av en 1,5 cm bilateralt snitt under xiphoid processen genom membranet med oftalmologiska sax och tång. Skär genom membranet och revbenen med oftalmisk sax för att exponera hjärtat. Penetrera RV fri vägg med en 23 G nål och ta bort nålen; Tryck försiktigt på punkteringspunkten med en bomullspinne för att stoppa blödning. Punktera ventrikeln med kateterspetsen genom såret.
Anmärkning: det rekommenderas också att utföra rätt hjärtkateterisering via rätt halsvenen6. När katetern spetsen är i ventrikeln, bildskärmen kommer att Visa RV tryck kurvan. - Spela in det RV systoliska blodtrycket, RV slutet diastoliskt tryck, RV dP/DT, musens hjärtfrekvens, och RV exponentiell tidskonstant av avslappning (Tau) för 10 min när kurvan är stabil. Med hjälp av programvaran klickar du på Välj och sedan på analysera.
- Reglera kateterns spets mot RV utflödes kanalen. Dra ut katetern när inspelningen är klar. Placera katetern i saltlösning när mätningarna är klara.
- Euthanize möss genom intraperitoneala injektioner av pentobarbital natrium 150 mg/kg, följt av cervikal dislokation. Sedan, skörda hjärtat, lungorna, och skenben för funktioner och molekylärbiologiska analyser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
I den här studien tilldelades möss slumpmässigt till PAC-gruppen (n = 9) eller den simulerade operationsgruppen (n = 10). Ekokardiografi utfördes vid 1, 4 och 8 veckor efter operationen. Åtta veckor efter operationen, efter den senaste ekokardiografi och kateterisering bedömningar, möss var euthanized, och deras hjärtan skördades för en morfologisk och histologisk bedömning.
Pulmonell stam sammandragning orsakade RV hypertrofi (figur 2). Jämfört med Sham-gruppen var en högre topp hastighet (figur 2A, C), större tryckgradient (figur 2A,D) och större väggtjocklek för RV (figur 2b,E) från den långa lång axelns vy 8 veckor efter operationen i PAC-gruppen. Dessutom minskade den systoliska funktionen av RV (RV ejektionsfraktion och RV fraktion förkortning) signifikant i PAC-gruppen jämfört med den simulerade gruppen 8 veckor efter operationen (figur 2F, G).
Vi fann att den RV systoliska och diastoliska funktionen var nedsatt 8 veckor efter PAC (figur 3a-E). PAC-gruppen hade ett högre RV-tryck i systole och diastole, och kontraktilitetsindexet reducerades i PAC-gruppen jämfört med den simulerade gruppen. RV Tau var större i PAC-gruppen än i Sham-gruppen, och RV dP/DT var också större än i Sham-gruppen. Dessa resultat visade att RV dysfunktion inducerades i möss efter 8 veckor av pulmonell artär banding. När vi utförde invasiv hemodynamisk testning i RV var hjärtfrekvensen, som bestämdes med hjälp av ett fysiologiskt inspelningssystem, stabil före och efter kateter övervakningen (figur 3F).
Husbils ombyggnad inducerad av PAC visas i figur 4. Jämfört med Sham-gruppen var RV-dimensionen betydligt större och RV-vikten var högre i PAC-gruppen. Faktorer som indikerar graden av RV hypertrofi, såsom hjärtat vikt/kroppsvikt förhållande, RV/(vänster kammare + septum), och RV/tibial längd, var större efter 8 veckor av PAC än de i Sham gruppen. Dessutom visade en Histologisk undersökning att hjärtfibros och det område som täcks av kardiomyocyter var större i PAC-gruppen än i den simulerade gruppen. Sammanfattnings, vi utvecklat en reproduktiv, billig och lätt RVF modell och etablerade utvärderingskriterier för att framgångsrikt utvärdera RVF modellen.
Figur 1 : Kirurgiska instrument, verktyg som görs inhouse, och material som krävs för PAC förfaranden. A) de kirurgiska instrument som används för PAC-förfarandet. (B) (a) 6-0 medicinsk flätad sidensutur och (b) 5-0 medicinsk nylon sutur. (C) verktyg som görs inhouse. (a) låsnål. (b) stoppning nål. (c) spatel görs inhouse. dendotrakealintubation. (D). Djur mini-ventilator. (E) ALC-V8S ventilator. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2 : Representativa resultat av ultraljud avbildning av lung stammen och RV funktion av Sham och PAC möss. (A) färg och pulsad-Vågdoppleravbildning av lung stammen på möss efter 8 veckor. Röda märken representerade blodflödet mot sonden; Blå markeringar representerade blodflödet bakåt sonden. (B) b-mode och M-mode ultraljudsundersökning av RV av Sham och PAC möss efter 8 veckor. (a) höger kammare. (b) vänster kammare. (C) den RV Peak Velocity plax (V), (D) tryckgradient (tryckgradient = 4 x V2), och (E) RV vägg tjocklek från den parasternal lång axel syn var signifikant ökade efter 8 veckor. (F) kort frekvensen för RV Short Axis (rvfs) reducerades signifikant efter 8 veckor. (G) RV-ejektionsfraktionen (RVEF) reducerades signifikant efter 8 veckor. För paneler C-G, *P < 0,01 vs. simulerad operation (n = 9 i Pac-gruppen, n = 10 i Sham-gruppen). PAC = Pulmonell artär sammandragning. Uppgifterna presenteras som medelvärdet ± SEM. vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3 : Representativa resultat av RV hemodynamik hos möss som utsätts för PAC eller en simulerad operation, 8 veckor efter operationen. A) representativa kurvor av RVP och RV DP/DT i Sham-och PAC-möss vid 8 veckor efter operationen. (B) högerkammarsystoliskt blodtryck (RVSBP) och höger kammar slutet diastoliskt tryck (RVEDP). C) RV maximum och minimum DP/DT. D) RV Tau. Ekontraktilitetsindex. (F) hjärtfrekvens. RVP = höger kammartryck; RVSBP = höger ventrikulär systoliskt blodtryck; RVEDP = höger kammar slutet diastoliskt tryck; Tau = exponentiell tidskonstant av avslappning; Max och min DP/DT = högsta och lägsta ökning och nedgång i höger kammartryck; PAC = Pulmonell artär sammandragning. För panelerna B-F, n = 9 i Pac-gruppen och n = 10 i Sham-gruppen. *P < 0,01 vs. simulerad drift. Uppgifterna presenteras som medelvärdet ± SEM. vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4 : Pulmonell artär sammandragning hos möss leder till RV remodeling efter 8 veckor. A) representativa bilder av hela hjärtat (skalstapeln = 3 mm). (a) höger förmak, röd pil: ligering av lungartären stammen. B) hjärtvikt/kroppsvikt (HW/BW). C) förhållandet mellan högerkammar massan och Vänsterkammar massan plus septummassa (RV/[LV + S]). (D) förhållandet mellan höger kammar massa och tibial längd (RV/TL). För panelerna B-D, n = 9 i Pac-gruppen och n = 10 i Sham-gruppen. *P < 0,01 vs. simulerad drift. E) representativa bilder av hjärt tvärsnitt som färgas med hematoxylin-eosin (första raden: skalstapeln = 2 mm; andra raden: skalstapeln = 50 μm). F) representativa Masson-färgade bilder av myokardiell fibros i varje grupp. Skalstapeln = 100 μm. För panelerna E och F, n = 4 i varje grupp. *P < 0,01 vs. simulerad grupp. RV = höger kammare; PAC = Pulmonell artär sammandragning. RV/[LV + S] = förhållandet mellan höger kammar massa och Vänsterkammar massan plus septummassa. Uppgifterna presenteras som medelvärdet ± SEM. vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Patologiska ökningar i RV fyllningstryck resultera i en åt vänster förskjutning av septum, som kan förändra LV geometri21. Dessa förändringar bidrar till minskad hjärt minut effekt och LV-ejektionsfraktion (LVEF), vilket kan orsaka en hemodynamisk störning i cirkulationssystemet22. Därför är en effektiv, stabil och ekonomisk modell för att studera mekanismen för RVF värdefull.
Vi utvecklade en mer effektiv och mycket reproducerbar inställning till PAC med hjälp av en spärr och stoppning nål gjort inhouse. Spärren gjorde inhouse möjliggör en lättare separation av aorta och lung stammen, vilket minskar risken för arteriorrhexis och förbättrar kirurgisk framgång. Genom att välja olika diametrar av stoppning nål, inducerade vi olika grader av RV hypertrofi.
Även om de allmänna förfarandena för pulmonell stam banding beskrivs här är som de som beskrivs i tidigare rapporter4,9,10,14,15, vi gjorde förbättringar av kirurgiska instrument. Således reducerade vi svårigheten i operationen, förkortade drifttiden, och ökade framgången för operationen. Diametern på de stoppning nålar vi använde varierade från 0,6 mm till 0,8 mm, och dessa var bara lämpliga när mössen vägde mellan 20 g och 35 g. Hos råttor kan appliceringen av utfyllnadsnålar (0,6-0,8 mm) leda till akut RVF och dödsfall. Dessutom kan vadderingen (0,6-0,8 mm) inte lätt leda till RVD om mössen väger mindre än 20 g. Därför bör rätt stoppning nål diameter väljas beroende på vikten av djuret.
Pulmonell arteriell hypertension (PAH) induceras vanligen av en subkutan injektion av den vaskulära endoteliala tillväxtfaktorreceptor hämmaren SU5416 och utfodring i en hypoxisk miljö längre än 3 veckor23,24, 25 , 26 , 27 , 28. dessa villkor efterlikna den patofysiologiska processen av kronisk ischemi och hypoxi av lungartären att inducera PAH och lung artär fibros. Emellertid, RV remodeling, hypertrofi, eller RVF kräver mer än 12 veckor för induktion av kronisk hypoxi i dessa modeller. Dessutom, SU5416 och hypoxisk behandling kan påverka andra organ. Dessutom krävs dyra maskiner för att skapa en hypoxisk miljö. Därför krävs en snabbare och effektivare modell av RVF. Reddy et al. rapporterade en metod för RV remodeling genom att fångade de två främre mest pulmonell Valve broschyrer13. Istället för att använda ett mikroskop och dyra kirurgiska vaskulära klipp29, vi använde en spärr nål och olika typer av stoppning nålar gjort inhouse att exakt skapa en kvantitativ sammandragning tillsammans med en utvärdering av blodflödet hastighet genom Ekokardiografi.
Dessutom, låset och stoppning nål gjort inhouse användes också för att inducera tvärgående aorta sammandragning (TAC) hos möss. Spärren görs inhouse kan också användas för att inducera PAC eller TAC hos råttor. Under införlivandet av de stora fartygen, LV inte stöter på tillräckligt motstånd, så det måste stärkas genom att tillämpa Pulmonell artär sammandragning i förberedelse för korrigerande kirurgi30,31. PAC-metoden som vi tillhandahöll kan resultera i förhöjt pulmonell artärresistens, vilket kommer att hjälpa studier av bakomliggande mekanismer. Vid fastställandet av en hjärttransplantation, givaren RV kan vara akut utsatt för förhöjda Pulmonell artär resistens hos mottagaren, orsakar RV att misslyckas. PAC-metoden som presenteras här kan hjälpa till att studera mekanismerna för komplikationer efter hjärttransplantation32,33 och medfödda hjärtsjukdomar34.
PAC-metoden har några begränsningar. För det första kan RVD som framkallas av ligatur runt om den pulmonella stammen inte imitera RVD i PAH5,7. För det andra orsakar PAC en mycket plötslig ökning av RV afterload som skiljer sig från den gradvisa ökningen av pulmonell vaskulär resistens i PAH9,19.
I överensstämmelse med de resultat som presenteras här, tidigare rapporter har visat att betydande ökningar under ekokardiografiska tester i pulmonell Valve Peak Velocity, RV vägg tjocklek, och RV diastoliskt inre diameter visar framgångsrik sammandragning och hypertrofi av RV13,35. Ökat RV tryck, RV dP/DT, och kontraktilitet index indikerar utvecklingen av RVF och en dekompenserad period av RV-funktion36. Sammanfattningsvis demonstrerade vi tillämpningen av två nya Lab-Made instrument för att etablera RVD på ett billigt och bekvämt sätt. Vi använde en noninvasiv ekokardiografisk teknik och invasiv rätt hjärtkateterisering för att utvärdera kvaliteten på RVF-metoden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes av bidrag från National Natural Science Foundation i Kina (81570464, 81770271; till Dr Liao) och den kommunala planeringen projekt av vetenskaplig teknik i Guangzhou (201804020083) (till 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).
