Invasiv Hæodynamisk vurdering for det højre ventrikel system og hypoxia-induceret pulmonal arteriel hypertension i mus
Summary
Her præsenterer vi en protokol til at udføre en invasiv hæodynamisk vurdering af højre ventrikel og pulmonal arterie i mus ved hjælp af en åben bryst kirurgi tilgang.
Abstract
Pulmonal arteriel hypertension (PAH) er en kronisk og svær kardiopulmonær lidelse. Mus er en populær dyremodel, der bruges til at efterligne denne sygdom. Men evalueringen af højre ventrikel tryk (RVP) og pulmonal arterietryk (PAP) er stadig teknisk udfordrende i mus. RVP og PAP er sværere at måle end venstre ventrikel Tryk på grund af de anatomiske forskelle mellem venstre og højre hjerte systemer. I dette papir beskriver vi en stabil højre hjerte hæmodynamiske målemetode og dens validering ved hjælp af raske og PAH mus. Denne metode er baseret på åben bryst kirurgi og mekanisk ventilation støtte. Det er en kompliceret procedure i forhold til lukkede bryst procedurer. Mens en veluddannet kirurg er nødvendig for denne operation, fordelen ved denne procedure er, at det kan generere både RVP og PAP parametre på samme tid, så det er en foretrukket procedure for evaluering af PAH-modeller.
Introduction
Pulmonal arteriel hypertension (PAH) er en kronisk og svær kardiopulmonær lidelse med elevation i pulmonal arterietryk (PAP) og højre ventrikel tryk (RVP), der er forårsaget af cellulære proliferation og fibrose af små pulmonale arterier 1. pulmonale arterie katetre, også kaldet Swan-Ganz katetre2, er almindeligt anvendt i den kliniske monitorering af RVP og pap. Desuden er et trådløst pap-overvågningssystem blevet anvendt klinisk3,4,5. For at efterligne sygdommen til undersøgelse i mus anvendes et hypoxisk miljø til at simulere humane kliniske manifestationer af PAH6. Ved vurderingen af PAP hos dyr er store dyr relativt nemme at overvåge gennem pulmonale arterie katetre ved hjælp af samme teknik som for mennesker, men små dyr som rotter og mus er svære at vurdere på grund af deres lille kropsstørrelse. Hemodynamic måling af højre ventrikel system i mus er muligt med en ultrasmall størrelse 1 fr kateter7. En metode til måling af RVP og pap i mus er blevet rapporteret i litteraturen8,9, men metoden mangler en detaljeret beskrivelse. RVP og PAP er mere udfordrende at måle end venstre ventrikel Tryk på grund af de anatomiske forskelle mellem venstre og højre hjerte systemer.
For at få både pap og RVP parametre i samme mus, vi beskriver en åben-brystet kirurgi-baseret tilgang til højre hjerte hæmodynamiske målinger, dens validering med raske og PAH mus, og hvordan man undgår at generere kunstige data under den komplicerede Open-brystet Kirurgi. Selv om denne teknik er bedst udføres af en veluddannet kirurg, det har den fordel, at være i stand til at vurdere PAP og RVP i samme mus.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tracheal intubation er det første vigtige skridt for Open-brystet kirurgi. Den klassiske metode til trakeal intubation for små dyr, såsom rotter eller mus, indebærer at lave et T-formet snit på luftrør og direkte indsætte Y-type trakeal slanger i luftrøret. I praksis finder vi, at denne metode ikke er let under drift. Den Y-type trakeal slange er for stor til små dyr og danner en vinkel med luftrøret. Således er det vanskeligt at fastsætte slangen på plads. Derudover, når intubation slangen utilsigtet komme…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne forskning støttes af postgraduate-uddannelses-og undervisnings reform projektet på Peking Union Medical College (10023-2016-002-03), Fuwai Hospital Youth Fund (2018-F09), og direktøren for Beijing Key Laboratory for præklinisk forskning og Vurdering af kardiovaskulære implantat materialer (2018-PT2-ZR05).
Materials
| 2,2,2-Tribromoethanol | Sigma-Aldrich | T48402-5G | For anesthesia |
| Animal temperature controller | Physitemp Instruments, Inc. | TCAT-2LV | For temperature control |
| Dissection forceps | Fine Science Tools, Inc. | 11274-20 | For surgery |
| Gemini Cautery System | Gemini | GEM 5917 | For surgery |
| Intravenous catheter (22G) | BD angiocath | 381123 | For intubation |
| LabChart 7.3 | ADInstruments | For data analysis | |
| Light illumination system | Olympus | For surgery | |
| Mikro-Tip catheter | Millar Instruments, Houston, TX | SPR-1000 | For pressure measurement |
| Millar Pressure-Volume Systems | Millar Instruments, Houston, TX | MVPS-300 | For pressure measurement |
| O2 Controller and Hypoxia chamber | Biospherix | ProOx 110 | For chronic hypoxia |
| PowerLab Data Acquisition System | ADInstruments | PowerLab 16/30 | For data recording |
| Scissors | Fine Science Tools, Inc. | 14084-08 | For surgery |
| Small animal ventilator | Harvard Apparatus | Mini-Vent 845 | For surgery |
| Stereomicroscope | Olympus | SZ61 | For surgery |
| Surgery tape | 3M | For surgery | |
| Terg-a-zyme enzyme | Sigma-Aldrich | Z273287-1EA | For catheter cleaning |
References
- Humbert, M., et al. Advances in therapeutic interventions for patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 130 (24), 2189-2208 (2014).
- Chatterjee, K. The Swan-Ganz catheters: past, present, and future: a viewpoint. Circulation. 119 (1), 147-152 (2009).
- Adamson, P. B., et al. CHAMPION trial rationale and design: the long-term safety and clinical efficacy of a wireless pulmonary artery pressure monitoring system. Journal of Cardiac Failure. 17 (1), 3-10 (2011).
- Abraham, W. T., et al. Wireless pulmonary artery haemodynamic monitoring in chronic heart failure: a randomised controlled trial. The Lancet. 377 (9766), 658-666 (2011).
- Adamson, P. B., et al. Wireless pulmonary artery pressure monitoring guides management to reduce decompensation in heart failure with preserved ejection fraction. Circulation: Heart Failure. 7 (6), 935-944 (2014).
- Shatat, M. A., et al. Endothelial Kruppel-like Factor 4 modulates pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 50 (3), 647-653 (2014).
- . SPR-1000 Mouse Pressure Catheter Available from: https://millar.com/products/research/pressure/single-pressure-no-lumen/spr-1000 (2019)
- Tabima, D. M., Hacker, T. A., Chesler, N. C. Measuring right ventricular function in the normal and hypertensive mouse hearts using admittance-derived pressure-volume loops. American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology. 299 (6), 2069-2075 (2010).
- Skuli, N., et al. Endothelial deletion of hypoxia-inducible factor-2alpha (HIF-2alpha) alters vascular function and tumor angiogenesis. Blood. 114 (2), 469-477 (2009).
- . LabChart Available from: https://www.adinstruments.com/products/labchart?creative=290739105773_keyword=labchart_matchtype=e_network=g_device=c_gclid=CjwKCAjwxrzoBRBBEiwAbtX1n42I2S06KmccVncUHkmExU8KKOXXREyzx8bvTrxYMSze-ooE0atcbRoCliwQAvD_BwE (2019)
- Marius, M. H., et al. Definitions and diagnosis of pulmonary hypertension. Journal of the American College of Cardiology. 62 (25), 42-50 (2013).
- Ciuclan, L., et al. A novel murine model of severe pulmonary arterial hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 184 (10), 1171-1182 (2011).
- Brown, R. H., Walters, D. M., Greenberg, R. S., Mitzner, W. A. A method of endotracheal intubation and pulmonary functional assessment for repeated studies in mice. Journal of Applied Physiology. 87 (6), 2362-2365 (1999).
- Chen, W. C., et al. Right ventricular systolic pressure measurements in combination with harvest of lung and immune tissue samples in mice. Journal of Visualized Experiments. (71), 50023 (2013).
- Ma, Z., Mao, L., Rajagopal, S. Hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension. Journal of Visualized Experiments. (110), 53335 (2016).
- Chen, M. Berberine attenuates hypoxia-induced pulmonary arterial hypertension via bone morphogenetic protein and transforming growth factor-β signaling. Journal of Cellular Physiology. , (2019).
- Bueno-Beti, C., Hadri, L., Hajjar, R. J., Sassi, Y., Ishikawa, K. The Sugen 5416/Hypoxia mouse model of pulmonary arterial hypertension. Experimental Models of Cardiovascular Diseases. Methods in Molecular Biology. vol 1816. , (2018).
