Summary

Invasiv Hæodynamisk vurdering for det højre ventrikel system og hypoxia-induceret pulmonal arteriel hypertension i mus

Published: October 24, 2019
doi:

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

Dyre protokollen blev gennemgået og godkendt af Udvalget for institutionel dyrepasning og-brug på Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Science, Peking Union Medical College (NO. 0000287). Forsøgsdyr blev opstaldet og fodret i henhold til retningslinjerne for dyrevelfærd i Kina. Bemærk: otte-til 12-ugers gamle mandlige C57BL mus blev anbragt i et miljø med en 12 h mørk/12 h lys cyklus. PAH-musene blev opstaldet i 4 uger under en iltkoncentration på 10%, vedligeholdt af et iltkontr…

Representative Results

Trykket transducer kateter blev indsat i højre ventrikel (figur 3a) gennem en tunnel udvidet med en 25 G nål, og en typisk RVP bølgeform (figur 3C) blev opnået. Kateteret blev kontinuerligt justeret og langsomt fremskreden og holdt i samme akse som lungearterien, mens den passerer gennem lunge ventilen (figur 3B). Da trykføleren med held blev indsat i lungearterien, dukkede en …

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

  1. Humbert, M., et al. Advances in therapeutic interventions for patients with pulmonary arterial hypertension. Circulation. 130 (24), 2189-2208 (2014).
  2. Chatterjee, K. The Swan-Ganz catheters: past, present, and future: a viewpoint. Circulation. 119 (1), 147-152 (2009).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. . SPR-1000 Mouse Pressure Catheter Available from: https://millar.com/products/research/pressure/single-pressure-no-lumen/spr-1000 (2019)
  8. 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).
  9. 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).
  10. . LabChart Available from: https://www.adinstruments.com/products/labchart?creative=290739105773_keyword=labchart_matchtype=e_network=g_device=c_gclid=CjwKCAjwxrzoBRBBEiwAbtX1n42I2S06KmccVncUHkmExU8KKOXXREyzx8bvTrxYMSze-ooE0atcbRoCliwQAvD_BwE (2019)
  11. Marius, M. H., et al. Definitions and diagnosis of pulmonary hypertension. Journal of the American College of Cardiology. 62 (25), 42-50 (2013).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Ma, Z., Mao, L., Rajagopal, S. Hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension. Journal of Visualized Experiments. (110), 53335 (2016).
  16. Chen, M. Berberine attenuates hypoxia-induced pulmonary arterial hypertension via bone morphogenetic protein and transforming growth factor-β signaling. Journal of Cellular Physiology. , (2019).
  17. 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).

Play Video

Cite This Article
Luo, F., Wang, X., Luo, X., Li, B., Zhu, D., Sun, H., Tang, Y. Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice. J. Vis. Exp. (152), e60090, doi:10.3791/60090 (2019).

View Video