Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

괴팅겐 미니피그와 랜드레이스 돼지의 폐쇄 가슴 관상 동맥 폐색/재관류 모델의 심근 경색 심부전

Published: April 17, 2021 doi: 10.3791/61901
Automatic Translation
*1,2, *1,2, 3,4, 1, 1, 1, 1, 1, 3,4, 3, 3, 5, 5, 5, 5, 6, 6, 7, 1,2
1Department of Pharmacology and Pharmacotherapy, Semmelweis University, 2Pharmahungary Group, 3Diagnostic, Radiation Oncology, Research and Teaching Center, Moritz Kaposi Somogy County Teaching Hospital, 4Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, Kaposvar University, 5Heart and Vascular Center, Semmelweis University, 6Quark Pharmaceuticals, Inc, 7Heart Institute, Medical School, University of Pécs
* These authors contributed equally

Summary

현재 연구의 전반적인 목표는 심근 경색 (MI) 및 심근 경색 심부전 (MI 후 HF)의 유도 기술을 폐쇄 가슴, 성인 괴팅겐 미니 피그 및 괴팅겐 미니 피그에서 MI 후 HF 모델의 특성화를 육지 돼지에 비해 제시하는 것입니다.

Abstract

심부전의 발달은 급성 심근 경색 (MI)에서 살아남는 환자에서 장기 사망의 가장 강력한 예측자입니다. 심근 경색 심부전(MI HF 후)의 예방 및 치료에 대한 충족되지 않은 임상적 필요성이 있습니다. MI 후 HF의 임상적으로 관련된 돼지 모델은 약물 및 의료 기기 개발에서 임상 시험에 들어가기 전에 개념 증명 연구를 위한 전제 조건입니다.

여기서 우리는 연쇄 심장 자기 공명 화상 진찰 (CMRI)를 포함하여 장기 후속으로 성인 괴팅겐 미니돼지에서 포스트 MI HF의 폐쇄 가슴 돼지 모델을 특성화하고 일반적으로 사용되는 랜드 레이스 돼지 모델과 비교하는 것을 목표로했습니다.

MI는 괴팅겐 미니피그에서 120분 동안 관상 동맥을 내림차순으로 좌측 전방 동맥의 내루무너리 풍선 폐색에 의해 유도되었고, 랜드레이스 돼지에서는 90분 동안, 이어서 재퍼퓨전이 뒤따랐다. CMRI는 괴팅겐 미니피그에서 3 개월 및 6 개월 모두에서 기준선에서 심장 형태와 기능을 평가하고 랜드 레이스 돼지에서 2 개월에서 각각 수행되었습니다.

흉터 크기는 두 품종에서 비슷했지만 MI는 괴팅겐 미니피그에서만 좌심실 배출 분수(LVEF)가 크게 감소했으며 랜드레이스 돼지는 LVEF의 감소를 보이지 않았습니다. 오른쪽 심실(RV) 배출 분수는 무시할 수 있는 RV 흉터 크기에도 불구하고 두 품종 모두에서 증가하였다. 2개월 만에 랜드레이스 돼지의 좌심실 종횡전도(LVED) 질량이 크게 증가한 것과 는 대조적으로, 괴팅겐 미니돼지는 6개월만에 LVED 질량이 약간 증가한 것으로 나타났다.

요약하자면, 이것은 괴팅겐 미니피그에서 의 포스트 MI HF의 첫 번째 특성으로, 괴팅겐 미니피그 모델이 인간 병리학에 필적하는 포스트 MI HF 파라미터를 반영한다는 것을 보여준다. 괴팅겐 미니피그 모델은 포스트 MI HF의 개발을 연구하기 위해 랜드레이스 돼지 모델보다 우수하다는 결론을 내렸습니다.

Introduction

급성 심근 경색 (MI)의 사망률이 감소했음에도 불구하고 심근 경색 후 심부전 (MI HF 후)의 발생률은 시간이 지남에 따라 변경되지 않았습니다1. 심부전(HF)은 MI 환자2에서가장 강력한 사망 예측자 중 하나입니다. 현재까지, 재관류 치료는 심근 경색 크기를 제한하고 후속HF3,4,5의위험을 감소시키는 유일한 치료 옵션이다. HF 및 기타 합병증은 재관류 손상의 결과로 발생할 수 있습니다; 따라서, 적시에 재관전6,7,8을넘어 심장 보호 치료의 발달을 위한 충족되지 않은 필요가 아직도 있습니다. 대형 동물 모델에서도 효과적인 수많은 심장 보호 요법이 설명되었지만, 원격 허혈성 컨디셔닝(RIC)만이 작은 임상 시험9에서MI 후 HF의 임상 결과를 개선하는 것으로 보였다. 그러나, RIC의 효능에 대한 이러한 고무적인 결과는 STEMI 환자에서 유럽 전역의 33개 센터에서 수행된 단일 블라인드, 무작위 대조 시험(CONDI-2/ERIC-PPCI)에서 의문을 제기했으며, 여기서 RIC는 임상 결과10을개선하지 못했다. 전임상 데이터의 번역실패에 대한 잠재적 인 이유는 낮은 임상관련성(11)을가진 최적이 아닌 포스트 MI HF 동물 모델의 사용일 수 있다.

돼지 모델의 심혈관(patho) 형태및 (병리학) 생리학은 인간의 상태를 닮았다; 따라서, 번역심혈관 연구에서 널리 사용되고 허용된다12,13,14. 심혈관 연구에 사용되는 돼지 품종은 크기, 외모 및 유전적배경15,16에따라 달라지는 돼지를 포함하는 매우 다양한 국내 돼지(Sus scrofa 국산) 종에 속한다. MI 이후 HF는 돼지에서 광범위하게 연구되었지만, 랜드레이스 돼지와 괴팅겐 미니피그의 MI 이후 HF의 결과에 대한 MI의 효과를 특성화하고 비교하기 위한 목적으로 연구 결과가 발표되지 않았습니다. Landrace 돼지의 집중적인 성장 속도 심장 형태 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.; 그러나, 제한된 성장 패턴을 가진 괴팅겐 미니피그 이러한 우려를 극복할 수 있으며, 포스트 MI HF의 평가에서 장기적인 후속 조치를 위한 실행 가능한 모델이 될 수 있습니다. 더욱이, 심장보호에 관한 전임상 연구에서 엄격성 및 재현성의 관련성에 대한 가이드라인은돼지(12)의심실 기능 측정을 위한 임상적으로 관련된 모델로서 심장 자기 공명 영상(CMRI)의 사용을 권장한다.

돼지에서 MI 후 HF에 대한 과학적 관심을 분석하기 위해 우리는 다음과 같은 검색 문자열을 사용하여 PubMed에 문학 검색을 수행 : "(돼지 또는 돼지 또는 돼지 또는 돼지 또는 수스 스크로파 또는 미니 돼지 또는 미니 돼지 또는 미니 돼지 또는 미니 돼지 또는 미니어처 돼지) 및 (파면 * 또는 허혈 * 또는 허퍼퍼퍼스 *) 및 (심장 또는 카디 * 또는 근카드 *) 및 (젊은이 또는 왼쪽 전방 * 또는 LCX 또는 좌측 일주 또는 RCA) 및 (심부전 또는 배출 분획 또는 경색 크기 또는 경색 크기)"와 심장 허혈 /사후 MI HF를 연구하는 데 자주 사용되지만 미니 돼지와 7 %의 논문 (425 개 중 71 개)만 17 %(425 개 중 71 개)만 미니 돼지와 7 %의 미니 피그 (40개 개 술)를 사용했습니다. 연구의 단지 약 1% (5 425) Göttingen 미니 돼지와 장기 후속 (1-9 레퍼퓨전의 달) 및 CMRI 심장 기능을 분석하는 임상 관련 프로토콜을 사용했다. 임상적으로 관련있는 연구의 작은 수는 기본적인 연구와 임상 시험 사이 번역 격차를 강조합니다. 따라서, Göttingen 미니피그 및 랜드레이스 돼지에서 폐쇄 된 가슴 후 MI HF 모델의 포괄적 인 특성화는 장기적인 후속 조치 동안 CMRI를 사용하여 왼쪽 및 오른쪽 심실 기능 및 해부학의 반복적인 평가를 필요로한다. 여기에서 우리는 심장 보호 약 및/또는 의료 기기 치료를 평가하는 데 사용될 수 있는 MI 후 HF 연구를 위한 표준화되고 재현가능한 실험 프로토콜을 설명하기 위해 두 개의 MI 후 HF 모델의 기술적 타당성 및 임상 관련성에 초점을 맞추는 것을 목표로 했습니다.

본 연구는 성인용 괴팅겐 미니피그를 이용한 MI 후 HF의 임상적으로 관련된 모델을 특성화하고 형태학적 및 심장 좌우 심실 기능 파라미터를 사춘기 랜드레이스 돼지의 것과 비교하는 문헌의 첫 번째 연구이다.

Protocol

13 건강하고 성적으로 성숙한 여성 괴팅겐 미니돼지 (12 세에서 14 개월 사이) 및 10 건강하고 성적으로 미숙한 여성 랜드 레이스 돼지 (나이 2 그리고 3 개월 사이) 실험실 동물 DHEW 및 EU 지침 63/2010의 관리 및 사용에 대 한 가장 최근의 가이드의 크기 권고에 따라 돼지 포장 마차에 보관 되었다. 동물들은 돈을 받지 않았습니다. 동물방의 온도가 통제되었고, 동물들은 12시간 의 빛/어두운 주기와 해충이 없는 채 보관되었다. 광고 리비툼 먹이 Göttingen 미니 돼지와 랜드 레이스 돼지 모두에서 과도 한 체중 증가에 이르게, 따라서, 두 품종에서 돼지 제한 된 다이어트 처방으로 공급 되었다. 괴팅겐 미니피그는 동물 시설에 도착한 초기와 전체 연구 기간 동안 제한된 식단을 섭취했습니다. 특별 다이어트 서비스 돼지 차우 180-220 g/식사/동물은 "엘레가르드 괴팅겐 미니돼지를 잘 돌보는 것" 가이드라인(개정일: 2013년 3월 13일)에 따라 매일 두 번 주어졌다. 3일과 12일 사이에 는 50%의 특별 다이어트 서비스 돼지 차우와 50% 유지 보수 미니피그 다이어트를 공급하였다. 14일부터 연구종료일까지 동물들은 유지보수 미니피그 식단을 공급받았다. 2008년과 2013년 PIC Wean에 따르면 육지경 돼지는 하루에 두 번 체중의 1.5%를 임신한 차우를 받았다. 모든 동물은 개별적으로 분배 된 음식을 받았고 차우에 대한 경쟁을 피하기 위해 음식 섭취량을 모니터링했습니다. 먹이 주기 어려움을 겪는 동물들은 인력을 돌보는 데 개인적으로 도움을 받았습니다. 모든 동물은 수돗물 광고 리비도를 받았습니다. 괴팅겐 미니피그와 랜드레이스 돼지의 포스트 MI HF의 실험 프로토콜은 도 1에도시된다.

Figure 1
그림 1. Landrace 돼지와 괴팅겐 미니피그에서 심근 경색 유발 심부전을 위한 실험 프로토콜. CMRI - 심장 자기 공명 화상 진찰. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

1. 베이스 라인 CMRI

  1. 마취가 시작되기 최소 12시간 전에 동물로부터 음식을 인출하지만 탈수를 방지하기 위해 물에 안전하게 접근할 수 있습니다.
  2. 마취
    1. 케타민 염산염 (12 mg/kg), 자일라진 (1 mg/kg), 그리고 아트로핀 (0.04 mg/kg)을 목 부위에 근육 주사로 동물의 마취를 유도합니다.
    2. 동물의 체중과 길이를 측정합니다. 체면 영역(BSA) 수식의 계산은 Itok 외에 의해 설명되었다. 괴팅겐 미니피그 (BSA [m2]= (7.98 × BW [kg]2/3)/100)17 및 스윈들 외랜드레이스 돼지 (BSA [m2]= (7.34 × BW [kg]0.656)/100)18.
    3. 동물을 삽관, 이소플루란 (2 % 이소플루란, 2 L / 분 산소)로 마취를 유지합니다. 내원관의 크기는 각 동물의 개별 해부학 적 특성에 따라 다르며 6.0 - 7.5 mm 사이의 범위입니다.
    4. 18G 바늘로 귀 정맥을 꾸미고 링거 용액 (1 L / 시간)에서 5 %의 포도당 투여를 시작합니다.
  3. CMRI
    1. 동물을 CMRI 시설로 옮기고 0.4-0.5 mg/kg 아트라큐리움 을 관리하십시오. Atracurium besylate는 CMRI 측정 중에 호흡기 동맥을 피하는 데 사용되는 비편광, 골격 근육 이완제입니다. 양압 환기(16/분 주파수, 350mL 부피, 25-30 mmHg 양압)을 시작합니다.
    2. 동물을 척추 위치에 배치합니다. 가슴에 유연한 코일을 놓고 32 채널 코일은 CMRI 침대에 배치됩니다. 1.5T 스캐너로 비대비 심장 MRI를 수행하여 위상 배열 코일과 벡터 심전도(ECG) 시스템을 사용하여 심장 기능 및 형태학(배출 분수(EF), 심장 출력(CO), 챔버 및 벽 치수)를 평가합니다. 1.2 ms 에코 시간, 40 ms 반복 시간, 50도 플립 각도, 시야 300mm, 8mm 슬라이스 두께 및 최소 256x25 의 이미지를 사용하여 소급 심전도 심전도 의, 정상 상태 프리 패침체 시네 MRI 기술을 사용하여 cine MRI 이미지를 획득하십시오.
    3. 좌우 심실 종횡연확장체(LVEDV 및 RVEDV) 및 최종 수축부(LVESV 및 RVESV), 스트로크 볼륨(LVSV 및 RVSV)을 정량화합니다. EF-s(LVEF 및 RVEF) 및 최종 확장기(LVED 질량) 및 단축 시슬 이미지(RVED 질량)의 수동 평면도에 의한 질량. 정량화는 2 챔버 와 4 챔버 시네 이미지에 추적하여 심방 볼륨을 떠났다. 왼쪽 심방 볼륨을 BSA로 보정하여 신체 표면적(LAVi)으로 인덱싱된 심방 볼륨을 남게 합니다. 국소화 이미지에 폐 부종의 존재를 평가합니다.
    4. 심장 지수(CI)를 계산하기 위해 BSA와 심장 출력을 사용합니다.
    5. 이소플루란의 철수에 의해 마취를 종료합니다. 자발적인 호흡이 돌아오면 동물을 추방하고, i.v. 캐뉼라를 제거하고 케이지로 되돌려 놓습니다.

2. 전약물, 혈관 접근 및 관상 동맥 폐색

  1. 사전 약물 치료
    1. 수술 수술 하루 전에 관리 500 아세틸 살리실산의 mg과 300 클로피도그렐의 mg 구두.
    2. 진통제(멜록시캠 0.4 mg/kg 체중) 및 항생제 칵테일(벤질페니실린-프로카인(24.8 mg/mL), 벤질페니실린 벤자틴(83.6 mg) /mL), 디히드로스트렙토마이신-황산염(156.3 mg/mL), 3 mL/50 kg 체중) 관상 동맥 폐색 당일 근육 주사에 의한.
    3. 1.2.1-1.2.4 섹션에 설명된 단계를 반복합니다.
    4. 유체 교체 및 약물 투여를 위해 귀 정맥 캐뉼라를 사용하십시오. 심실 빈맥(VT) 및 심실 세동(VF)을 방지하기 위해 30분마다 귀 정맥을 통해 1g의 황산 마그네슘을 투여한다.
  2. 혈관 접근
    1. 수술대에 동물을 놓고 팔다리를 고정하고 쐐기를 바르고 동물을 척추 위치에 고정시하십시오.
    2. 포비도요오드로 수술 부위를 소독하십시오. 수술 부위는 그레이실리스와 사르토리우스 근육 사이에 피부 가배 주위에 있습니다.
    3. 면도기와 수술 부위에서 머리카락을 제거합니다.
    4. 아인토벤의 삼각형에 표면 심전도 전극을 배치합니다. 이 삼각형은 두 개의 전방 사지에 의해 형성되고 왼쪽 뒷사지와 전극은 사지에 배치됩니다.
    5. 양압 환기(16/분 주파수, 350mL 부피, 25-30 mmHg 양압)을 시작합니다.
    6. 감염된 수술 부위를 수술 커튼으로 분리합니다.
    7. K. S. Ettrup 외19에의해 상세히 설명된 대로 대퇴 부위에 접근한다. 간단히 말해서, 그레이실리스와 사르토리우스 근육 사이의 피부에 세로 절개를 하십시오. 피하 조직과 근막을 분리합니다. 대퇴 동맥을 분리하고 출혈을 제어하기 위해 그 아래에 두 개의 수술 봉합사를 넣습니다.
    8. 셀딩거기법(20,21)을이용한 6F-ACT 도입자로 대퇴동맥을 천명하고 수거한다.
    9. 피부에 칼집을 고정합니다.
    10. 추가 생화학 분석을 위해 혈액 샘플링을 위해 동맥을 사용합니다.
    11. 적절한 항응고를 확보하고 외과 적 개입 중에 혈전증을 예방하기 위해 대퇴 반을 통해 5000 IU 헤파린을 투여하십시오. 2500 IU 헤파린 목사는 시술 기간 내내 60분마다. 동물은 전체 개입 동안 약 370-440 IU / kg 헤파린을 받았다.
    12. 대퇴골 용기에 압력 센서를 부착하여 외과 적 개입 전반에 걸쳐 동맥 혈압을 모니터링하십시오.
    13. 압력 보정을 위해 압력 기록 시스템을 각 동물의 심장 수준에 배치합니다. 기포를 제거한 후, 3방향 스톱콕이 자유 공기 방향으로 열리면 제로 압력 보정이 수행됩니다.
  3. 관상 동맥 폐색, 재관류 및 내관 약물 투여
    1. 이 내정간섭은 훈련된 중재 심장전문의에 의해서만 수행되어야 한다는 것을 주의하십시오. 대퇴 칼집을 통해 가이드와이어를 대동맥 아치로 소개하고 전진시키고 가이드와이어를 통해 5F 안내 카테터를 소개합니다. 첫째, 가이드와이어를 진행하여 대동맥 뿌리에 외상을 내게 합니다. 혈류의 상당한 방해를 피하기 위해 얇은 5F 안내 카테터에 의해 깊은 삽관을 수행.
    2. 불소스코프를 안테로 후방 위치에 배치합니다.
    3. 카테터 내에 혈전이나 기포가 없는지 확인하여 최소 5mL의 혈액, 카테터의 부피, 카테터에 연결된 주사기가 있는지 확인하십시오.
    4. 카테터의 바깥 부분을 방사제(이오비트르돌 1.1 mL/50 kg 체급)로 채워진 주사기에 연결합니다.
    5. 관상 동맥에 기포가 주입되는 것을 방지하기 위해 주사기가 상승되어주의하십시오.
    6. 기준선 혈관 조영술을 수행하려면 별도로 삽관하고 우측 관상 동맥및 좌주 관상 동맥의 혈관을 선택적으로 조영제로 채웁니다. 자세한 내용은 카테터라이제이트 교과서20,21을참조하십시오.
    7. 기준 선지학 후 BARI(바이패스 혈관 성형술 조사 심근 위험 지수)를 수행합니다. 모든 단말 동맥(왼쪽 전방 내림제의 단자 부분, 왼쪽 주위, 오른쪽 관상 동맥, 라무스, 대각선, obtuse 한계, 후방 내림차순 및 후방 가지)에 대한 점수는 특정 기준에 따라 길이와 구경에 따라 할당된다22,23. 값이 0은 거의 중요하지 않은 용기 크기를 나타냅니다. 대조적으로, 3의 값은 베이스와 심장 정점 사이의 거리가 2분의 2의 길이를 가진 대형 동맥을 정의합니다. 오른쪽 심실 한계와 후방 내림차순 동맥 중격 분기를 고려하지 마십시오.
      1. LV를 공급하는 모든 동맥의 총 값(그림2A-D)에의해 전체 값을 분리하여 최종 BARI 점수(왼쪽심실의 %)를 계산하여 BARI의 약 25-30%의 내카드 점수를 달성하도록 하였다.
    8. 경피성 관상 동맥 혈관 성형술 (PTCA) 가이드 와이어를 안내 카테터를 통해 삽입합니다. 불소 유도하에 폐색의 계획된 부위에 배치하고, 잠재적인 합병증(예를 들어, 관상 동맥 해부, 천공)에 대한 혈관 조영술을 확인한다.
    9. 관상 동맥 직경을 기준으로 최적의 풍선 크기를 시각적 으로 추정하여 결정합니다.
    10. 풍선 카테터(풍선 직경 2.5mm 및 풍선 길이 12mm)를 PTCA 가이드와이어 위에 놓고 계획된 위치로 진행합니다.
    11. 콘트라스트제로 풍선을 채우고 혈관 조영술로 풍선 카테터의 위치를 확인합니다.
    12. 풍선의 명목 압력(7-9 대기) 아래에 풍선을 팽창시켜 풍선 측벽과 용기 표면 사이의 부드러운 터치를 개발합니다. 소프트 터치는 선박 벽에 부상을 일으키지 않고 선박을 폐백하기에 충분한 풍선 측면 벽의 상호 작용으로 정의됩니다.
    13. 콘트라스트 흐름의 정지를 시각화하여 혈관 조영술로 폐색(TIMI 0)을 확인합니다. 가이드와이어와 풍선을 제자리에 두고 관상 동맥의 오스티움에서 안내 카테터를 당겨 확산 심장 허혈을 피하십시오.
    14. 관상 동맥 풍선의 탈구를 피하기 위해 수술 드레이프에 테이프 악기.
    15. ST 고도에 의한 폐색의 심전도 기호를 기록하고 문서화합니다.
    16. 전체 절차 동안, 신중하게 활력 징후를 모니터링, 심장 박동 (HR), 혈압, 직장 프로브를 사용하여 핵심 온도, 및 맥박 산소 측정.
    17. 코어 온도를 유지하기 위해 가열 장치로 동물을 덮습니다.
    18. 펄스없는 VT 또는 VF가 발생하면 황산 마그네슘 1 g을 정맥 볼러스로 투여하고 즉시 100 /분의 주파수로 가슴 압축을 시작합니다. 300J DC 충격 및 리도카인 2-4 mg/kg을 정맥 볼러스로 적용하십시오. 아시스톨을 1 mg의 에피네프린을 정맥 볼루스로 치료하십시오.
    19. 관상 동맥 폐색 시 30분마다 풍선 압력을 확인합니다. 풍선 압력에서 0.5 바 이상 감소하는 경우 초기 값으로 다시 설정합니다.
    20. 관상 동맥 폐색이 끝나기 직전에 혈관 조영술을 수행하여 유지 된 풍선 배치 및 오클루전 부위로의 흐름 부재를 확인합니다.
    21. 혈전증과 부정맥을 방지하기 위해 느린 볼루스로 헤파린 2500 IU와 황산 마그네슘 1 g을 관리합니다.
    22. 괴팅겐 미니피그에서 120분 심장 허혈후, 랜드레이스 돼지에서 90분 후에 풍선 디플레이션을 통해 레퍼퓨전을 시작하십시오.
    23. 수축된 풍선을 제거합니다.
    24. 관상 동맥 혈관 조영술과 재관류의 성공을 확인관상 혈관의 탈경 부위에서 혈류를 입증 (TIMI 3).

3. 내관 약물 투여

  1. 관상 동맥 색전화를 방지하기 위해 치료 관류 미생물을 식염수로 채웁니다.
  2. PTCA 가이드와이어 위에 마이크로카테터를 배치합니다.
  3. 마이크로카테터의 위치를 미리 확인하고 확인하십시오. 마이크로 카테터의 끝은 폐색의 수준에 배치되어야한다.
  4. PTCA 가이드와이어를 제거합니다.
  5. 관류 펌프와 마이크로 카테터를 연결하고 재류 개시 후 5 분 동안 관장 투여를 시작합니다.
  6. 약물 투여 후 마이크로 카테터를 제거합니다.
  7. 대조의 TIMI 3 등급 흐름을 확인하고 공기 색전증 또는 관상 동맥 해부로 이어진 개입을 배제하기 위해 제어 혈관 조영술을 합니다.

4. 상처 폐쇄 및 수술 후 치료

  1. 동맥 칼집을 제거하고 대퇴 동맥 근위를 펑크 부위에 묶습니다. 혈관 신생 개입 에 따른 대퇴 동맥의 폐색은 매일 수의사 관찰에 의해 평가된 돼지의 다리 기능에 영향을 미치지 않습니다.
  2. 연속 봉합사를 사용하여 상처를 닫고 방부제 코팅을 적용하십시오.
  3. 이소플루란의 철수에 의해 마취를 종료합니다.
  4. 복구 기간에 동물을 면밀히 모니터링하고 수술 후 3일까지 12시간마다 검사한 다음, 연구가 끝날 때까지 24시간마다 검사합니다. 특히 주의 먹고 마시는 행동에 주어져야 한다, 혼수, 감염의 징후, 고통 스러운 상태, 체중 변화, 이동성, 그리고 일반적인 건강 상태. 수술 후, 동물은 수술 후 초기 기간에 불필요한 스트레스를 피하기 위해 케이지의 작은 그룹에서 밴으로 수송되었다.

5. 포스트 MI CMRI 및 평가

  1. 마취
    1. 섹션 1.2.1-1.2.4에 설명된 마취 프로토콜을 사용합니다.
  2. CMRI
    1. 수동 인젝터를 사용하여 콘트라스트 에이전트의 정맥 볼러스, 0.2 mmol/kg gadobutrol의 속도로 4 mL/sec의 속도로 관리 합니다.
    2. 반전 복구가 준비된 그라데이션 에코 시퀀스를 사용하여 지연된 향상된 이미지를 가져 가라. 조영제 투여 후 10~15분 동안 짧은 축 및 긴 축 이미지를 가져옵니다.
    3. 평가
      1. 눈먼 방식으로 MASS 7.6 분석 소프트웨어를 사용하여 평가를 수행합니다.
      2. 짧은 축 시네 이미지에서 끝 확장기 세그먼트 벽 두께를 평가합니다.
      3. 짧은 축 지연 향상 이미지에서 흉터 횡단성을 측정합니다.
      4. 원격, 비파성 심근에서 얻은 평균 신호 위에 신호 강도 5 SD로 심근을 델린하여 지연된 대비 향상 이미지에 대한 수동 평면성 괴사를 정량화한다.

6. 통계

  1. 연속 데이터를 표준 오류± 평균으로 표시합니다.
  2. 괴팅겐 미니피그에서 피셔의 LSD 테스트와 랜드레이스 돼지의 페어링 t-테스트를 반복측정하여 차이를 평가한다. BARI 점수는 두 품종 사이의 치 스퀘어 테스트와 짝을 이루는 T-테스트 및 사망률과 비교되었습니다.
  3. 데이터 평가를 위해 그래프패드 프리즘을 사용합니다. 그 차이는 p&05의 경우 통계적으로 유의하다고 주장되었습니다.

Representative Results

사망률

괴팅겐 미니돼지 13마리 중 2마리가 심근 경색을 겪었으며, 두 마리의 동물이 돌이킬 수 없는 VT로 인해 허혈성 기간 동안 사망했으며, 하나는 재봉에 의한 것으로 나타났다. 괴팅겐 미니피그에서는 심장 허혈 중에 한 마리의 동물이 성공적으로 소생되었습니다. 사망률은 랜드레이스 돼지에서 0%였고, 10마리 중 10마리가 살아남았으며, 그 중 2마리는 허혈성 기간에 VF로 인해 소생술을 요구했습니다. 필멸의 삶은 두 품종 사이에 크게 다르지 않았다.

심근 흉터 크기는 두 품종 사이의 비교했다

MI의 결과로 심장 흉터의 정도를 측정하기 위해 CMRI가 수행되었습니다. 흉터 크기와 BARI 점수는 랜드레이스 돼지의 후속 조치 2개월째에 측정된 두 품종과 괴팅겐 미니피그(그림2E,F)의3개월과 6개월째에 비해 비슷했습니다. 흉터 크기가 2개월(0.55± 0.1)에서 랜드레이스 돼지의 BARI 점수와 관련이 있을 때, 그리고 괴팅겐 미니피그(괴팅겐 미니돼지)는 각각 3개월 및 6개월(0.75± 0.12 및 0.57 ± 0.08)에 차이가 없었습니다. 흉터는 전방, 전방, 중격, 전방 및 양종으로 심장의 정육압 및 정계 세그먼트에 국한되었다. 측면 벽은 괴팅겐 미니피그에서만 영향을 받았다. 오른쪽 심실 경색은 무시할 수 있었고, 괴팅겐 미니피그 11마리 중 1마리와 랜드레이스 돼지 1개 중 1마리(2.11± 2.11 vs. 0.97 ± 0.97)에 영향을 미쳤다.

좌심실 질량의 증가는 후속 기간 동안 랜드 레이스 돼지에서 더 두드러졌다

심장 성장속도는 CMRI에 의해 측정되었다. 괴팅겐 미니피그의 LVED 질량은 적당히 증가(8%) 6 개월(그림 3A)에서. 반면, 랜드레이스 돼지에서는 LVED 질량이 2개월(그림3B)에서거의 100% 증가했습니다.

괴팅겐 미니피그에서만 좌심실 배출 분수는 감소

LVEF는 좌심실 수축기 기능의 가장 널리 사용되는 매개 변수로서 CMRI에 의해 측정되었다. MI는 3개월 6개월(그림4A)에서미니피그에서 LVEF가 현저한 감소를 초래했다. 랜드레이스 돼지에서는 2개월 후 LVEF가 변경되지않았다(그림 4B).

경색 후 LVESV와 LVEDV는 두품종(표 1)에서크게 증가했습니다. LVESV는 3개월과 6개월 후 괴팅겐 미니돼지에서 각각 69%, 80%, 랜드레이스 돼지는 2개월 만에 80% 증가했다. LVEDV는 3개월 후 28% 증가하고 괴팅겐 미니피그에서 6개월 만에 42% 증가했으며, 2개월 후 랜드레이스 돼지가 82% 증가한 것으로 나타났다. 랜드레이스 돼지의 LVSV는 2개월 만에 85% 증가했으며, 괴팅겐 미니피그의 LVSV는 6개월 만에 크게 증가하지 않았다.

체면영역으로 인덱싱된 좌심방 부피는 괴팅겐 미니피그에서만 증가했지만, 두 품종 모두 심근 경색 후 폐 부종을 개발했습니다.

HF의 징후를 추가로 조사하기 위해, 우리는 신체 표면적 (LAVi)에 인덱싱 왼쪽 심방 부피의 측정을 수행했다. LAVi는 6개월(그림5A)이후 괴팅겐 미니피그에서 34% 증가했으며, 2개월 후 랜드레이스 돼지(그림5B)에서는크게 변하지 않았다. 대표적인 이미지는 왼쪽 아리아의 추적을 보여줍니다(그림 5C-D). 더욱이, 폐 부종의 존재 또는 부재는 CMRI에 의해 국소화영상(도 5E)에의해 평가되었다. 폐 부종은 심장 보상의 결과로 두 품종에서 관찰되었다. 괴팅겐 미니피그 11마리 중 10마리와 랜드레이스 돼지 10마리 중 9마리가 폐 부종의 명백한 징후를 보였다.

체중 증가는 후속 조치 중 랜드 레이스 돼지에서 더 두드러졌습니다.

괴팅겐 미니돼지의 체중 증가는 6개월 후 3개월 후 8%, 30%에 불과했지만 심장체중증가는 2개월(그림6B)에서랜드레이스 돼지의 체중이 거의 100% 증가했다.

괴팅겐 미니피그와 랜드레이스 돼지의 심장 기능적 매개 변수의 동향은 다릅니다.

관상 동맥 폐색은 괴팅겐 미니피그 (57.9 ± 3.98 mmHg 대)에서 평균 동맥 압력 (MAP)의 거의 현저한 감소로 이어졌습니다. 49.89 ± 1.24 mmHg) 및 랜드레이스 돼지(65.4 ± 5.97 mmHg vs. 45.47 ± 4.79* mmHg)에서 기준선(사전 경색) 값과 비교하여 초기 재퍼퓨전 상에서 크게 감소했다.

CI는 심장 성능의 신뢰할 수 있는 지표, BSA에 왼쪽 심실 CO에 관련 된. 괴팅겐 미니피그에서는 CI가 측정된시점(도 7A)에서변하지 않았지만, 랜드레이스 돼지에서는 심장 지수(도7B)에서증가하는 경향이 있는 반면.

괴팅겐 미니피그의 HR은 3(20%)로 크게 증가했습니다. 6개월(22%) 기준값(표2)에비해 MI 이후.

대조적으로, 랜드 레이스 돼지의 HR은 후속 기간 동안 크게 변경되지 않았다. 괴팅겐 미니피그 CO는 후속 조치 6개월 만에 32% 증가한 반면, LVSV(표2)의대폭 증가로 2개월 만에 랜드레이스 돼지의 CO가 76% 증가한 것으로 나타났다. BSA는 측정 된 시점(표 2)에서두 품종 모두에서 크게 증가했습니다. BSA는 3개월과 6개월 후 괴팅겐 미니피그에서 각각 4%, 19%, 2개월 후 랜드레이스 돼지는 54% 증가했다.

괴팅겐 미니피그와 랜드레이스 돼지 모두에서 오른쪽 심실 형태 기능 파라미터의 증가가 관찰되었습니다.

MI는 좌심실 기능뿐만 아니라 영향을 미쳤을 뿐만 아니라, 미미한 오른쪽 심실 흉터 크기에도 불구하고 CMRI에 의해 측정된 두품종(도 8)에서RVEF의 현저한 증가를 초래하였다. RVED 질량은 랜드레이스 돼지에서만증가(표 3).

RVESV는 어떤 품종에서 후속 조치 동안 변경되지 않았습니다. RVEDV는 랜드레이스돼지(표3)에서만 37% 크게 증가했습니다. 괴팅겐 미니피그의 RVSV는 6개월 만에 23% 크게 증가했지만, 랜드레이스 돼지에서는 2개월 만에 RVSV가 80% 크게 증가한 것으로 나타났다.

Figure 2
그림 2. BARI(바이패스 혈관 성형술 조사 심근 위험 지수) 점수(A-D)를 기준으로 심근의 추정. 경색 관련 동맥의 총 값은 각 관상 동맥의 총 3가지 총값, 오른쪽 관상 동맥(RCA), 좌측 정관동맥(LCX), 및 좌측 전방 관상 동맥(LAD)의 합으로 나뉜다. 괴팅겐 미니피그 및 랜드레이스 돼지의 좌심실 흉터 크기는 심장 자기 공명영상(E)에의해 측정됩니다. 흉터 크기는 디아스톨(LVED)의 끝에 있는 좌심실의 질량에 경색질량의 비율로 도시된다. 관상 동맥 폐색(F)전에 측정 괴팅겐 미니 피그와 랜드 레이스 돼지의 BARI 점수. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 3
그림 3. 괴팅겐 미니피그(A) 및 랜드레이스 돼지(B)의 좌심실 단측 확장기(LVED) 질량(g)이 심장 자기 공명 영상으로 측정하였다. *p&0.05 대 해당 기준선(반복 측정 ANOVA를 측정한 후 괴팅겐 미니피그에서 피셔의 LSD 테스트, 랜드레이스 돼지의 쌍t 테스트). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 4
그림 4. 좌심실(LV) 배출 분획(%) 괴팅겐 미니피그 (A) 및 랜드 레이스 돼지 (B)의 심장 자기 공명 영상에 의해 측정. *p&0.05 대 해당 기준선(반복 측정 ANOVA를 측정한 후 괴팅겐 미니피그에서 피셔의 LSD 테스트, 랜드레이스 돼지의 쌍t 테스트). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

측정된 매개 변수 괴팅겐 미니피그 랜드레이스 돼지
기준선 3개월 6개월 기준선 2개월
LVESV [ml] 25.77 ± 1.73 43.65 ± 4.53* 46.28 ± 4.35* 54.59 ± 2.00 98.26 ± 8.60*
LVEDV [ml] 55.49 ± 3.14 71.08 ± 5.25* 78.81 ± 5.46* 93.99 ± 3.85 171.20 ± 11.50*
LVSV [ml] 29.71 ± 1.65 27.44 ± 1.97 32.52 ± 2.37 39.40 ± 3.05 72.94 ± 3.99*

표 1. 좌심실 종단 수축부(LVESV), 좌심실 종측기 확장기 부피(LVEDV), 그리고 랜드레이스 돼지와 괴팅겐 미니피그의 측정 시점에서 좌심실 종측 확장기 부피(LVSV), 좌심실 스트로크 부피(LVSV). *p&0.05 대 해당 기준선(반복 측정 ANOVA를 측정한 후 괴팅겐 미니피그에서 피셔의 LSD 테스트, 랜드레이스 돼지의 쌍t 테스트).

Figure 5
그림 5. 괴팅겐 미니피그(A)와 랜드레이스 돼지(B)의 mL/m2에서 신체 표면적(LAVi)으로 인덱싱된 좌심방 부피(LAVi)가심장 자기 공명 영상으로 측정하였다. 좌심방부, 추적의 대표적인 이미지는 2-C(C)와 4개의 챔버(D) 시네 이미지로 만들어졌다. 흰색 화살표는 대표적인 국소화 이미지(E)에 폐 부종의 존재를 보여줍니다. * p&0.05 대 해당 기준선(괴팅겐 미니피그와 랜드레이스 돼지의 쌍t 테스트). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 6
그림 6. 괴팅겐 미니피그(A)와 랜드레이스 돼지(B)의 체중(kg). *p&0.05 대 해당 기준선(반복 측정 ANOVA를 측정한 후 괴팅겐 미니피그에서 피셔의 LSD 테스트, 랜드레이스 돼지의 쌍t 테스트). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 7
그림 7. 괴팅겐 미니피그(A)와 랜드레이스 돼지(B)의 좌심실(LV) 심장 지수(L/min/m2). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

측정된 매개 변수 괴팅겐 미니피그 랜드레이스 돼지
기준선 3개월 6개월 기준선 2개월
HR [1/분] 79.64 ± 4.03 95.55 ± 5.34* 97.00 ± 4.46* 93.44 ± 2.73 88.00 ± 2.52
CO [L/분] 2.37 ± 0.16 2.58 ± 0.20 3.12 ± 0.24* 3.65 ± 0.25 6.41 ± 0.39*
BSA [m2] 0.70 ± 0.01 0.73 ± 0.01* 0.83 ± 0.03* 0.70 ± 0.01 1.08 ± 0.03*

표 2. 괴팅겐 미니피그 및 랜드레이스 돼지의 심박수(HR), 심장 출력(CO), 신체 표면적(BSA) *p&0.05 대 해당 기준선(반복 측정 ANOVA를 측정한 후 괴팅겐 미니피그에서 피셔의 LSD 테스트, 랜드레이스 돼지의 쌍t 테스트).

Figure 8
그림 8. 오른쪽 심실(RV) 배출 분획(%) 괴팅겐 미니피그(A)와 랜드레이스 돼지(B)의 *p&0.05 대 해당 기준선(반복 측정 ANOVA를 측정한 후 괴팅겐 미니피그에서 피셔의 LSD 테스트, 랜드레이스 돼지의 쌍t 테스트). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

측정된 매개 변수 괴팅겐 미니피그 랜드레이스 돼지
기준선 3개월 6개월 기준선 2개월
RVED 질량 [g] 8.64 ± 0.68 8.98 ± 0.76 7.94 ± 0.77 16.49 ± 0.90 23.61 ± 1.40*
RVESV [ml] 18.27 ± 1.47 16.91 ± 1.80 14.57 ± 1.02 43.59 ± 3.68 42.65 ± 2.37
RVEDV [ml] 44.16 ± 2.61 42.14 ± 2.83 46.27 ± 3.45 83.03 ± 3.42 113.72 ± 5.12*
RVSV [ml] 25.82 ± 1.72 25.25 ± 1.67 31.71 ± 2.99* 39.44 ± 3.52 71.06 ± 3.38*

표 3. 오른쪽 심실 종횡연수(RVED) 질량, 오른쪽 심실 종단 수축부(RVESV), 오른쪽 심실 단측 확장기 부피(RVEDV), 괴팅겐 미니피그와 랜드레이스 돼지의 오른쪽 심실 단부 확장기 부피(RVSV) *p&0.05 대 해당 기준선(반복 측정 ANOVA를 측정한 후 괴팅겐 미니피그에서 피셔의 LSD 테스트, 랜드레이스 돼지의 쌍t 테스트).

Discussion

여기서 우리는 급성 MI의 유도 기술과 성인 괴팅겐 미니피그의 폐쇄 가슴 모델에서 MI 후 HF의 평가의 중요한 단계를 강조하는 상세한 프로토콜을 설명했습니다. 우리는 또한 KRTRAONARY 약물 투여, BARI 점수, 및 번역 후 MI HF 모델에서 좌우 심실 심장 모포 기능 변화를 보고하는 방법을 설명했다. 이것은 괴팅겐 미니피그에서 포스트 MI HF의 첫 번째 특성으로, 괴팅겐 미니피그 모델은 인간에 필적하는 MI 후 HF 매개 변수를 반영한다는 것을 보여준다. 괴팅겐 미니피그 모델은 국토부 이후 HF의 개발을 후속하기 위해 랜드레이스 돼지보다 우수하다는 결론을내렸습니다. 실제로 돼지 모델은 특히 MI 연구 분야에서 해부학, 생리학 및 생화학적 특성에서 인간을 닮아 부수적 인 관류의 부족으로 인한 트랜스 벽화 경색을 개발한다14. 따라서 돼지 모델은 심장 보호 요법 및 그들의 메커니즘24,25, 26,27,28,29의분석을 위한 모델로 작용할 수 있다.

여기서 우리는 두 품종에서 동등한 흉터 크기, 사망률 및 BARI 점수에도 불구하고 감소 된 LVEF를 특징으로하는 좌심실 기능 장애가 괴팅겐 미니 피그에서만 관찰되었다는 것을 발견했습니다. 여기서 우리는 괴팅겐 미니피그에 있는 15.4% 급성 사망및 후속 기간에 있는 아무 사망도 관찰했습니다, 후자는 임상 연구 결과에서 그것과 비교됩니다. 실제로, 10개의 무작위임상시험의 환자 수준 메타 분석은 Kaplan-Meier가 모든 원인 사망의 1 년 비율이 심근 경색 다음 2.2%로 낮았다는 것을 것을을 발견했습니다30. 여기에 보고 된 흉터 크기는 임상 시험에 있는 것과 비교됩니다. Lonborg 외 및 Stone 외환자가 수행한 임상 시험에서 ST 고도 심근 경색생존 환자에서 중앙심근 경색을 생존하고, 좌심실 심근 질량의 %로 측정된 환자는 각각 9.5%와 17.9%였다.30,31. 더욱이, 본 연구에서 흉터 크기는 괴팅겐 미니피그(12-25%)의 이전 간행물에 보고된 것과 일치합니다.32,33,34,35,36,37 랜드레이스 돼지 (14-18%)38,39,40. Landrace 돼지의 기준선 LVEF에 대한 현재의 발견은 큰 돼지에 있는 다른 사람에 의해 보고된 데이터에 따라 다수입니다13,41,42. 큰 돼지의 이러한 값은 건강한 인간 LVEF 기준 범위 (58-61%)에 비해 작습니다.43 괴팅겐 미니피그(55-73%)의 기준선(사전 경색) 값33,44,45. 그럼에도 불구하고 대부분의 간행물에 LVEF의 경색 후 데이터 또는 델타 변경만 보고된다는 점에 주목할 필요가 있습니다.46,47,48,49,50. 본 결과에 따르면, REperfusion 또는 영구 LAD 폐색에 의해 유도된 MI 후 HF의 이전 연구는 기준선(사전 경색) LVEF에 비해 4-6주 후에 랜드레이스 또는 요크셔 돼지에서 LVEF의 감소 또는 겸손한 감소를 입증하지 못했습니다.51,52,53. 그러나, 슐라이 외. 괴팅겐 미니돼지와 요크셔 돼지 사이의 형태 기능 적 매개 변수를 비교하고 두 품종은 LVEF의 감소를 보였다 발견 8 MI의 유도 후 주 120 받는 사람 150 분 LAD 오클루전 재침투; 그러나 요크셔 돼지의 기준선 LVEF 값은 보고되지 않았습니다.54. 여성 댈랜드레이스 돼지의 다른 실험에서 MI 후 불리한 리모델링은 90분 LAD 폐색에 의해 유도되었지만, LVEF는 4주 후에 후속 조치를 취하지 않았다.55. 우리의 사실 인정과는 대조적으로, de Jong et al.에 의하여 연구 결과에서, LVEF는 오픈 가슴 LAD 폐색을 행하고 12 주 후속에 선행된 랜드레이스 돼지에서 현저하게 감소했습니다56. 이러한 차이는 훨씬 더 긴 허혈 성 기간 (150 분)에 기인 할 수 있으며, 그 결과 더 큰 경색 크기 (23.4 ± 2.1 LV). 다른 곳에서는 독일 랜드레이스 돼지의 왼쪽 둘레(LCX) 관상 동맥의 120분 폐쇄된 흉부 폐색으로 8주 간의 레퍼퓨전 후 LVEF가 현저한 감소로 이어졌으며, 이는 MI의 다른 위치가 전 세계 좌심실 기능에도 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다.57. 우리의 현재 사실 인정은 장기 후속 후에 괴팅겐 미니돼지에 있는 포스트 MI HF에 있는 LVEF에 있는 중요한 감소를 보여주는 그 외와 일치합니다33,44,45.

MI에 따른 괴팅겐 미니피그에서 LVEF의 감소는 AMI58이후 환자에서 심실 리모델링의 결과로 심장 기능 장애를 보여주는 임상 데이터와 일치한다. 결론적으로, 괴팅겐 미니돼지는 경색 전 LVEF, 흉터 크기, 경색 후 LVEF 및 사망률이 모두 인간에서 발견되는 이러한 매개 변수와 비교할 수 있기 때문에 인간의 상태를 더 잘 모방합니다.

여기서 우리는 괴팅겐 미니피그에서 6 개월 후 LVED 질량이 8 % 증가하고 현저하게 더 높은 (97 %)를 관찰했습니다. 2 개월 후 랜드 레이스 돼지에서 LVED 질량의 증가. 유사한 데이터는 요크셔 돼지에서 슐라이 외에 의해 보고되었다, 여기서 심장 무게에 있는 40% 증가는 2 달 후에 관찰되었습니다. 대조적으로, 괴팅겐 미니피그에서 폐쇄 된 가슴 후 MI HF의 다른 실험에서 왼쪽 심실 질량에 큰 변화가 관찰되지 않았다33,44. 따라서, LVEF에 관한 두 품종 간의 차이는 Landrace 돼지의 집중적인 심장 성장 속도에 기인할 수 있고 따라서 변경된 심장 리모델링.

임상 설정에서, LVEF 외에, 좌심실 양은 MI 이후 환자에서 장기 예후 및 사망률에 귀중한 통찰력을 제공합니다59. LVESV는 AMI60,61이후 환자에서 조기 및 후기 사망률모두의 주요 결정자이다. 여기서 우리는 CMRI에 의해 평가된 심실 부피가 두 품종 모두에서 크게 증가했다는 것을 보여주었습니다. 포스트 MI 리모델링은 괴팅겐 미니피그LVEDV보다 LVESV의 더 뚜렷한 증가를 유도했으며, LVESV와 LVEDV는 모두 랜드레이스 돼지에서 비슷한 비율로 증가했습니다. 그 결과, 좌심실 배출 분수(LVEF)는 괴팅겐 미니피그에서만 3개월 과 6개월만에 현저히 감소했지만 2개월 후 랜드레이스 돼지에서는 그렇지 않았다. 이러한 결과는 LVESV, LVEDV 및 LVSV(LVESV와 LVEDV의 차이로 계산)가 심장 질량의 집중적 증가와 관련이 있는 랜드레이스 돼지에서 주의해서 해석되어야 합니다. 증가된 LVESV 및 LVEDV는 MI 후 HF62,63,64를가진 환자의 임상 데이터와 일치한다. 더욱이, 불리한 좌심실 리모델링은 임상 연구에서 LVEDV에서15%이상 증가한 것으로 정의되었으며, 3개월 후 28% 증가, 괴팅겐 미니피그LVEDV에서 6개월 후 42% 증가하여 임상적으로 관련성이 높은 부작용을 나타냈다. 또한, 여기서 LAVi는 괴팅겐 미니피그에서만 증가했지만 랜드레이스 돼지는 증가하지 않는 것으로 나타났습니다. 좌심방부피의 증가는 HF의 맥락에서 추가적인 중요한 구조적 변화이며 MI67생존환자에서 사망 및 HF 입원의 독립적인 예측자이다.

오른쪽 심실 기능은 거의 MI 후 HF 모델에서 공부되지 않습니다. 여기서 우리는 두 품종 모두에서 오른쪽 심실 배출 분수 증가 발견. RV는 심근 괴사에 실질적으로 관여하지 않았지만 RV 볼륨 과부하를 나타내는 두 품종 모두에서 RVEF가 크게 증가하여 심실 기능 장애를 남겼습니다. 유사하게, 만성 수축기 HF를 가진 2008년 환자를 등록하는 임상 연구 결과는 733명의 환자 (37%)가 보여주었습니다 RVEF≥40% 68로 정상적인 오른쪽 심실 기능 범주에속한다.

결론적으로, 우리는 장기적인 후속 후속을 가진 성인 괴팅겐 미니피그 모델이 인간에 필적하는 포스트 MI HF의 기능적 및 형태학적 매개 변수를 모방한다는 것을 여기에서 보여주었습니다. 우리의 현재 데이터는 또한 Landrace 돼지가 주로 장기 후속을 허용하지 않고 MI 후 HF 병리학을 방해하는 신체 및 심장 무게의 급속한 증가의 결과로 인해 포스트 MI HF의 평가에 적합하지 않다는 것을 보여줍니다. 랜드 레이스 돼지는 급성 심근 경색의 결과를 평가하기에 적합 할 수 있습니다. Landrace 및 괴팅겐 미니피그에 있는 폐쇄 가슴 경색 모형의 현재 포괄적인 특성은 MI HF 이후를 공부하기 위하여 최적 큰 동물 모형을 선택하고 이 병리학에 대하여 새로운 치료를 개발하는 데 유용할 것입니다.

제한

현재 실험은 여성 돼지에서만 수행되었기 때문에 MI 이후 HF에 대한 상이한 남녀의 잠재적 효과는 이들모델(69)에서알려지지 않은 상태로 남아 있다. HF의 표시는 심장 보호에 전임상 연구 결과에 있는 엄격하고 재현성의 관련성에 대한 최근 지침의 권고에 따라 CMRI에 의해 평가되었다12. 그러나, CMRI 이미징 비행기와 더 많은 표적 서열의 더 표적으로 한 협응의 사용은 좌심방 부피 및 폐 부종의 더 나은 추정귀착될 수 있다. 우리는 이 연구 결과에서 포스트 MI HF의 biomarkers 및 조직학적 표시를 측정하지 는 않았지만, 이 모형은 플라즈마 및 조직 견본의 가용성 때문에 어떤 biomarkers든지의 분석에 적합합니다. 2품종의 다른 감수성으로 인해 허혈/재관류 상해를 입었기 때문에, 관상 동맥 폐색의 다른 지속 시간이 선택되었지만 2 모델의 비교를 제한할 수 있지만, 그러나, 이러한 접근법에 의해 우리는 유사한 경색 크기를 달성했다. 2품종의 후속조치는 랜드레이스 돼지에서와 달리 2개월만에 기술적 이유로 후속조치가 이루어질 수 있고, 즉 랜드레이스 모델의 주요 한계를 보여주는 체중의 급격한 증가를 달성할 수 있다. 또 다른 제한은 다른 위험 요소와 comorbidities의 부족이며, 따라서 현재큰 동물 모델은 완전히 공동 이환율과 약물을 포함한 다중 위험 요소의 존재의 관점에서 임상 상황을 모방하지 않습니다. 그러나, 현재, 일상적인 사용을 위한 여러 comorbidities와 설립 된 큰 동물 모델. 이 큰 동물 모형은 동물 윤리적인 이유 및 이 연구 결과의 높은 비용으로 인해 사망 분석을 위해 구동될 수 없습니다.

Disclosures

PF는 연구 개발 회사 그룹인 Pharma헝가리 그룹의 창립자이자 CEO입니다.

Acknowledgments

이 연구는 S.A.와 E.F.가 직원인 Quark Pharmaceuticals Inc.에 의해 지원되었습니다. 이 연구는 또한 헝가리의 국가 연구, 개발 및 혁신 사무소에 의해 지원되었다 (NKFIA; NVKP-16-1-2016-0017 국가 심장 프로그램), 그리고 헝가리 인류 역량부의 고등 교육 기관 우수 프로그램에 의해, 셈멜바이스 대학의 치료 개발 주제 프로그램의 틀 내에서. GB.B. EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00009 및 게데온 리히터 Plc. 장학금에 의해 지원되었다. Z.G.는 헝가리 과학 아카데미의 자노스 볼라이 연구 장학금과 인간 역량부의 ÚNKP-19-4 새로운 국가 우수 프로그램에 의해 지원되었습니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Special Diet Services pig chow  SDS, Witham, England, Hungarian distributor: Akronom Kft.
maintenance minipig diet  no. 9023, Altromin
pregnant sow chow Bonafarm-Bábolna Takarmány Plc
ketamine hydrochloride Richter Pharma AG
xylazine Medicus Partner
atropine Egis
endotracheal tube  Portex
isoflurane Abbot
anesthetic machine Dräger Julian
18 G needle Anhul Kangda Medical Products Co. Ltd.
5% glucose in Ringer solution B Braun
atracurium besylate GSK
cardiac magnetic resonance machine Siemens Healthineers Medical GmbH
acetyl salicylic acid Bayer
clopidogrel Zentiva
meloxicam (meloxidyl) Ceva
antibiotic coctail (tardomyocel) comp III. Norbrook
ear vein cannula B Braun Melsungen AG
magnesium sulfate Wörwag Pharma GmbH
povidone-iodine Egis
ECG electrodes Leonhard Lang GmbH
6F-ACT introducer St Jude Medical
heparin TEVA
arterial pressure sensor and monitoring system GE Healthcare
guidewire  PT2MS Boston Scientific
5F guiding catheter Medtronic Launcher, 5F
fluoroscope, C-bow Siemens Medical GmbH
Iobitridol (Xenetix) Guerbet
balloon catheter Boston Scientific, EMERGE, 2.5mm x 12mm
heating device 3M
rectal probe Vatner Kft
pulse oxymeter Comen medical
epinephrine Richter Gedeon Rt.
lidocaine EGIS
microcatheter Caravel ASAHI
defibrillator GE Marquette Responder 1100
perfusion pump  TSE system
antiseptic coating Friedrich Huber aeronova GmbH&Co
gadobutrol Bayer
MASS 7.6 analysis software Medis Medical Imaging Software, Leiden

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gerber, Y., et al. A contemporary appraisal of the heart failure epidemic in Olmsted County, Minnesota 2000 to 2010. JAMA Internal Medicine. 175 (6), 996-1004 (2015).
  2. Gerber, Y., et al. Mortality Associated With Heart Failure After Myocardial Infarction: A Contemporary Community Perspective. Circulation: Heart Failure. 9 (1), e002460 (2016).
  3. Paradies, V., Chan, M. H. H., Hausenloy, D. J. Primary Angioplasty: A Practical Guide. Watson, T. J., Ong, P. J. L., Tcheng, J. E. , Springer. 307-322 (2018).
  4. Ponikowski, P., et al. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC)Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. European Heart Journal. 37 (27), 2129-2200 (2016).
  5. Windecker, S., et al. ESC/EACTS Guidelines on myocardial revascularization: The Task Force on Myocardial Revascularization of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS)Developed with the special contribution of the European Association of Percutaneous Cardiovascular Interventions (EAPCI). European Heart Journal. 35 (37), 2541-2619 (2014).
  6. Hausenloy, D. J., et al. Novel targets and future strategies for acute cardioprotection: Position Paper of the European Society of Cardiology Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. 113 (6), 564-585 (2017).
  7. Lecour, S., et al. ESC working group cellular biology of the heart: position paper: improving the preclinical assessment of novel cardioprotective therapies. Cardiovascular Research. 104 (3), 399-411 (2014).
  8. Ferdinandy, P., Hausenloy, D. J., Heusch, G., Baxter, G. F., Schulz, R. Interaction of risk factors, comorbidities, and comedications with ischemia/reperfusion injury and cardioprotection by preconditioning, postconditioning, and remote conditioning. Pharmacological Reviews. 66 (4), 1142-1174 (2014).
  9. Gaspar, A., et al. Randomized controlled trial of remote ischaemic conditioning in ST-elevation myocardial infarction as adjuvant to primary angioplasty (RIC-STEMI). Basic Research in Cardiology. 113 (3), 14 (2018).
  10. Hausenloy, D. J., et al. Effect of remote ischaemic conditioning on clinical outcomes in patients with acute myocardial infarction (CONDI-2/ERIC-PPCI): a single-blind randomised controlled trial. Lancet. 394 (10207), 1415-1424 (2019).
  11. Heusch, G. Cardioprotection research must leave its comfort zone. European Heart Journal. 39 (36), 3393-3395 (2018).
  12. Bøtker, H. E., et al. Practical guidelines for rigor and reproducibility in preclinical and clinical studies on cardioprotection. Basic Research in Cardiology. 113 (5), 39 (2018).
  13. McCall, F. C., et al. Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine. Nature Protocols. 7 (8), 1479-1496 (2012).
  14. Cesarovic, N., Lipiski, M., Falk, V., Emmert, M. Y. Animals in cardiovascular research. European Heart Journal. 41 (2), 200-203 (2020).
  15. Gutierrez, K., Dicks, N., Glanzner, W. G., Agellon, L. B., Bordignon, V. Efficacy of the porcine species in biomedical research. Frontiers in Genetics. 6, 293 (2015).
  16. Lelovas, P. P., Kostomitsopoulos, N. G., Xanthos, T. T. A comparative anatomic and physiologic overview of the porcine heart. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 53 (5), 432-438 (2014).
  17. Itoh, T., et al. Body surface area measurement in laboratory miniature pigs using a computed tomography scanner. Journal of Toxicological Sciences. 41 (5), 637-644 (2016).
  18. Swindle, M. M., Makin, A., Herron, A. J., Clubb, F. J. Jr, Frazier, K. S. Swine as models in biomedical research and toxicology testing. Veterinary Pathology. 49 (2), 344-356 (2012).
  19. Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Gottingen minipig: intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments. (52), (2011).
  20. Pepine, C. J., Hill, J. A., Labert, C. R. Diagnostic and therapeutic cardiac catheterization. , Wilkins & Wilkins. (1998).
  21. Thompson, C. A. Textbook Of Cardiovascular Intervention. , Springer London LTD. (2016).
  22. Moral, S., et al. Quantification of myocardial area at risk: validation of coronary angiographic scores with cardiovascular magnetic resonance methods. Revista Española de Cardiología (English Edition). 65 (11), 1010-1017 (2012).
  23. Candell-Riera, J., et al. Culprit lesion and jeopardized myocardium: correlation between coronary angiography and single-photon emission computed tomography. Clinical Cardiology. 20 (4), 345-350 (1997).
  24. Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67 (2017).
  25. Giricz, Z., et al. Swiprosin-1/EFhD-2 Expression in Cardiac Remodeling and Post-Infarct Repair: Effect of Ischemic Conditioning. International Journal of Molecular Sciences. 21 (9), (2020).
  26. Gyöngyösi, M., et al. Inhibition of interleukin-1beta convertase is associated with decrease of neointimal hyperplasia after coronary artery stenting in pigs. Molecular and Cellular Biochemistry. 249 (1-2), 39-43 (2003).
  27. Gyöngyösi, M., et al. Platelet activation and high tissue factor level predict acute stent thrombosis in pig coronary arteries: prothrombogenic response of drug-eluting or bare stent implantation within the first 24 hours. Thrombosis and Haemostasis. 96 (2), 202-209 (2006).
  28. Lukovic, D., et al. Transcriptional Alterations by Ischaemic Postconditioning in a Pig Infarction Model: Impact on Microvascular Protection. International Journal of Molecular Sciences. 20 (2), (2019).
  29. Pavo, N., et al. On-line visualization of ischemic burden during repetitive ischemia/reperfusion. JACC Cardiovascular Imaging. 7 (9), 956-958 (2014).
  30. Stone, G. W., et al. Relationship Between Infarct Size and Outcomes Following Primary PCI: Patient-Level Analysis From 10 Randomized Trials. Journal of the American College of Cardiology. 67 (14), 1674-1683 (2016).
  31. Lønborg, J., et al. Final infarct size measured by cardiovascular magnetic resonance in patients with ST elevation myocardial infarction predicts long-term clinical outcome: an observational study. European Heart Journal: Cardiovascular Imaging. 14 (4), 387-395 (2013).
  32. Karantalis, V., et al. Synergistic Effects of Combined Cell Therapy for Chronic Ischemic Cardiomyopathy. Journal of the American College of Cardiology. 66 (18), 1990-1999 (2015).
  33. Natsumeda, M., et al. A Combination of Allogeneic Stem Cells Promotes Cardiac Regeneration. Journal of the American College of Cardiology. 70 (20), 2504-2515 (2017).
  34. Quevedo, H. C., et al. Allogeneic mesenchymal stem cells restore cardiac function in chronic ischemic cardiomyopathy via trilineage differentiating capacity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (33), 14022-14027 (2009).
  35. Schuleri, K. H., et al. CT for evaluation of myocardial cell therapy in heart failure: a comparison with CMR imaging. JACC: Cardiovascular Imaging. 4 (12), 1284-1293 (2011).
  36. Schuleri, K. H., et al. Cardiovascular magnetic resonance characterization of peri-infarct zone remodeling following myocardial infarction. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 14 (1), 24 (2012).
  37. Schuleri, K. H., et al. Autologous mesenchymal stem cells produce reverse remodelling in chronic ischaemic cardiomyopathy. European Heart Journal. 30 (22), 2722-2732 (2009).
  38. Jansen of Lorkeers, S. J., et al. Xenotransplantation of Human Cardiomyocyte Progenitor Cells Does Not Improve Cardiac Function in a Porcine Model of Chronic Ischemic Heart Failure. Results from a Randomized, Blinded, Placebo Controlled Trial. PLoS One. 10 (12), e0143953 (2015).
  39. van Hout, G. P., et al. Admittance-based pressure-volume loops versus gold standard cardiac magnetic resonance imaging in a porcine model of myocardial infarction. Physiological Report. 2 (4), e00287 (2014).
  40. Thavapalachandran, S., et al. Platelet-derived growth factor-AB improves scar mechanics and vascularity after myocardial infarction. Science Translational Medicine. 12 (524), (2020).
  41. Pahlm, U. S., et al. Regional wall function before and after acute myocardial infarction; an experimental study in pigs. BMC Cardiovascular Disorders. 14, 118 (2014).
  42. Baranyai, T., et al. In vivo MRI and ex vivo histological assessment of the cardioprotection induced by ischemic preconditioning, postconditioning and remote conditioning in a closed-chest porcine model of reperfused acute myocardial infarction: importance of microvasculature. Journal of Translational Medicine. 15 (1), 67 (2017).
  43. Petersen, S. E., et al. Reference ranges for cardiac structure and function using cardiovascular magnetic resonance (CMR) in Caucasians from the UK Biobank population cohort. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 19 (1), 18 (2017).
  44. Bellera, N., et al. Single intracoronary injection of encapsulated antagomir-92a promotes angiogenesis and prevents adverse infarct remodeling. Journal of the American Heart Association. 3 (5), e000946 (2014).
  45. Sharp, T. E. 3rd, et al. Cortical Bone Stem Cell Therapy Preserves Cardiac Structure and Function After Myocardial Infarction. Circulation Research. 121 (11), 1263-1278 (2017).
  46. Crisostomo, V., et al. Delayed administration of allogeneic cardiac stem cell therapy for acute myocardial infarction could ameliorate adverse remodeling: experimental study in swine. Journal of Translational Medicine. 13, 156 (2015).
  47. Uitterdijk, A., et al. VEGF165A microsphere therapy for myocardial infarction suppresses acute cytokine release and increases microvascular density but does not improve cardiac function. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 309 (3), H396-H406 (2015).
  48. Vilahur, G., et al. HMG-CoA reductase inhibition prior reperfusion improves reparative fibrosis post-myocardial infarction in a preclinical experimental model. International Journal of Cardiology. 175 (3), 528-538 (2014).
  49. Vilahur, G., et al. Reperfusion-triggered stress protein response in the myocardium is blocked by post-conditioning. Systems biology pathway analysis highlights the key role of the canonical aryl-hydrocarbon receptor pathway. European Heart Journal. 34 (27), 2082-2093 (2013).
  50. Zalewski, J., et al. Cyclosporine A reduces microvascular obstruction and preserves left ventricular function deterioration following myocardial ischemia and reperfusion. Basic Research in Cardiology. 110 (2), 18 (2015).
  51. Galvez-Monton, C., et al. Comparison of two preclinical myocardial infarct models: coronary coil deployment versus surgical ligation. Journal of Translational Medicine. 12, 137 (2014).
  52. Ghugre, N. R., Pop, M., Barry, J., Connelly, K. A., Wright, G. A. Quantitative magnetic resonance imaging can distinguish remodeling mechanisms after acute myocardial infarction based on the severity of ischemic insult. Magnetic Resonance in Medicine. 70 (4), 1095-1105 (2013).
  53. Sim, D. S., et al. Cardioprotective effect of fimasartan, a new angiotensin receptor blocker, in a porcine model of acute myocardial infarction. Journal of Korean Medical Science. 30 (1), 34-43 (2015).
  54. Schuleri, K. H., et al. The adult Gottingen minipig as a model for chronic heart failure after myocardial infarction: focus on cardiovascular imaging and regenerative therapies. Comparative Medicine. 58 (6), 568-579 (2008).
  55. Koudstaal, S., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).
  56. de Jong, R., et al. Cardiac function in a long-term follow-up study of moderate and severe porcine model of chronic myocardial infarction. BioMed Research International. 2015, 209315 (2015).
  57. Raake, P. W. J., et al. Comprehensive cardiac phenotyping in large animals: comparison of pressure-volume analysis and cardiac magnetic resonance imaging in pig post-myocardial infarction systolic heart failure. International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (9), 1691-1699 (2019).
  58. Burns, R. J., et al. The relationships of left ventricular ejection fraction, end-systolic volume index and infarct size to six-month mortality after hospital discharge following myocardial infarction treated by thrombolysis. Journal of the American College of Cardiology. 39 (1), 30-36 (2002).
  59. Cohn, J. N., Ferrari, R., Sharpe, N. Cardiac remodeling--concepts and clinical implications: a consensus paper from an international forum on cardiac remodeling. Behalf of an International Forum on Cardiac Remodeling. Journal of the American College of Cardiology. 35 (3), 569-582 (2000).
  60. Migrino, R. Q., et al. End-systolic volume index at 90 to 180 minutes into reperfusion therapy for acute myocardial infarction is a strong predictor of early and late mortality. The Global Utilization of Streptokinase and t-PA for Occluded Coronary Arteries (GUSTO)-I Angiographic Investigators. Circulation. 96 (1), 116-121 (1997).
  61. White, H. D., et al. Left ventricular end-systolic volume as the major determinant of survival after recovery from myocardial infarction. Circulation. 76 (1), 44-51 (1987).
  62. Asgeirsson, D., et al. Longitudinal shortening remains the principal component of left ventricular pumping in patients with chronic myocardial infarction even when the absolute atrioventricular plane displacement is decreased. BMC Cardiovascular Disorders. 17 (1), 208 (2017).
  63. Pfeffer, M. A., Lamas, G. A., Vaughan, D. E., Parisi, A. F., Braunwald, E. Effect of captopril on progressive ventricular dilatation after anterior myocardial infarction. New England Journal of Medicine. 319 (2), 80-86 (1988).
  64. McKay, R. G., et al. Left ventricular remodeling after myocardial infarction: a corollary to infarct expansion. Circulation. 74 (4), 693-702 (1986).
  65. Cung, T. T., et al. Cyclosporine before PCI in Patients with Acute Myocardial Infarction. New England Journal of Medicine. 373 (11), 1021-1031 (2015).
  66. Savoye, C., et al. Left ventricular remodeling after anterior wall acute myocardial infarction in modern clinical practice (from the REmodelage VEntriculaire [REVE] study group). American Journal of Cardiology. 98 (9), 1144-1149 (2006).
  67. Meris, A., et al. Left atrial remodelling in patients with myocardial infarction complicated by heart failure, left ventricular dysfunction, or both: the VALIANT Echo study. European Heart Journal. 30 (1), 56-65 (2009).
  68. Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
  69. Perrino, C., et al. Improving Translational Research in Sex-specific Effects of Comorbidities and Risk Factors in Ischemic Heart Disease and Cardioprotection: Position Paper and Recommendations of the ESC Working Group on Cellular Biology of the Heart. Cardiovascular Research. , (2020).

Tags

의학 문제 170 경색 크기 흉터 크기 레퍼퓨전 sus scrofa 돼지 돼지 돼지 돼지 미니어처 오른쪽 심실 심장 보호 BARI 점수
괴팅겐 미니피그와 랜드레이스 돼지의 폐쇄 가슴 관상 동맥 폐색/재관류 모델의 심근 경색 심부전
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Brenner, G. B., Giricz, Z.,… More

Brenner, G. B., Giricz, Z., Garamvölgyi, R., Makkos, A., Onódi, Z., Sayour, N. V., Gergely, T. G., Baranyai, T., Petneházy, Ö., Kőrösi, D., Szabó, G. P., Vago, H., Dohy, Z., Czimbalmos, C., Merkely, B., Boldin-Adamsky, S., Feinstein, E., Horváth, I. G., Ferdinandy, P. Post-Myocardial Infarction Heart Failure in Closed-chest Coronary Occlusion/Reperfusion Model in Göttingen Minipigs and Landrace Pigs. J. Vis. Exp. (170), e61901, doi:10.3791/61901 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter