Detta protokoll beskriver stegen för att inducera hjärtinfarkt hos möss samtidigt som perikardiet och dess innehåll bevaras.
Detta protokoll har visat att perikardiet och dess innehåll spelar en väsentlig antifibrotisk roll i den ischemiska gnagarmodellen (koronar ligering för att inducera hjärtskada). Majoriteten av prekliniska hjärtinfarktmodeller kräver störning av perikardiell integritet med förlust av den homeostatiska cellulära miljön. Men nyligen har en metodik utvecklats av oss för att inducera hjärtinfarkt, vilket minimerar perikardiell skada och behåller hjärtats bosatta immuncellpopulation. En förbättrad hjärtfunktionell återhämtning hos möss med ett intakt perikardiellt utrymme efter koronar ligering har observerats. Denna metod ger möjlighet att studera inflammatoriska svar i perikardialutrymmet efter hjärtinfarkt. Ytterligare utveckling av märkningsteknikerna kan kombineras med denna modell för att förstå ödet och funktionen hos perikardiella immunceller för att reglera de inflammatoriska mekanismerna som driver ombyggnad i hjärtat, inklusive fibros.
Till denna dag erkänns hjärt-kärlsjukdom (CVD) som den ledande dödsorsaken globalt, vilket resulterar i en betydande ekonomisk börda och minskning av patientens livskvalitet1. Kranskärlssjukdom (CAD) är en subtyp av CVD och spelar en viktig roll i utvecklingen av hjärtinfarkt (MI), som är en viktig bidragsgivare till dödligheten. Per definition är MI resultatet av irreversibel skada på myokardvävnaden på grund av långvariga tillstånd av ischemi och hypoxi. Myokardvävnad saknar regenereringskapacitet, så skador är permanenta och resulterar i att hjärtmuskeln ersätts med ett fibrotiskt ärr som initialt kan vara skyddande men i slutändan bidrar till negativ hjärtombyggnad och eventuell hjärtsvikt2.
Även om hanteringen av patienter med CAD har förbättrats dramatiskt under de senaste decennierna, påverkar kronisk hjärtsvikt (CHF) sekundärt till ischemi många patienter över hela världen. För att förebygga och hantera denna epidemi är det nödvändigt att förstå de underliggande mekanismerna mer omfattande och utveckla nya terapeutiska tillvägagångssätt. Dessutom belyser tidigare resultat begränsningarna för systemisk terapi och nödvändigheten av att utveckla exakta alternativ. Med tanke på att undersöka de molekylära följdsjukdomarna av MI hos människor påverkas av förmågan att komma åt infarkterad vävnad, är djurmodeller som rekapitulerar egenskaperna och utvecklingen av human MI och CHF relaterade till CVD oumbärliga.
Eftersom ideala djurmodeller liknar en mänsklig störning för strukturella och funktionella egenskaper, bör sjukdomsetiologi vägleda deras uppfattning. I CAD är det den kroniska aterosklerotiska stenosen i kranskärlen eller akut trombotisk ocklusion. Olika metoder har utvecklats och tillämpats hos olika arter av försöksdjur för att inducera kranskärlsförträngning eller ocklusion. Sådana strategier kan i stort sett klassificeras i två grupper: (1) mekanisk manipulation av en kranskärl för att inducera en MI och (2) påskynda åderförkalkning för att underlätta koronar förträngning som leder till en MI. Den första strategin involverar vanligtvis antingen ligering av en kranskärl eller placering av en stent i artären. Det andra tillvägagångssättet tenderar att förlita sig på att modifiera djurets kost för att inkludera mat med högt fett/ kolesterol. Några av begränsningarna i detta senare tillvägagångssätt inkluderar bristen på kontroll på tidpunkten och platsen för koronar occlusions.
Däremot har den kirurgiska induktionen av MI eller ischemi i en djurmodell flera fördelar, såsom plats, exakt tidpunkt och omfattning av kranskärlshändelsen, vilket leder till mer reproducerbara resultat. Den mest använda metoden är kirurgisk ligering av vänster främre fallande kranskärl (LAD). Sådana modeller rekapitulerar mänskliga svar på akut ischemisk skada, liksom progressionen till CHF3. LAD-kirurgi på små djur som gnagare utvecklades ursprungligen hos större djur och har blivit mer genomförbart med framsteg inom teknik4. Vid upprättandet av sådana modeller har möss gynnats av olika skäl, inklusive deras relativa tillgänglighet, låga kostnader i bostäder och deras kapacitet för genetisk manipulation.
Samtida kirurgiska modeller av ischemisk hjärtsjukdom med LAD-ocklusion kräver att forskaren öppnar perikardiet för att tillfälligt eller permanent ligera artären5. Sådana strategier resulterar i störningar i perikardialutrymmet, vilket spelar en väsentligen mekanisk och smörjande funktion för att säkerställa korrekt hjärtfunktion. En annan nackdel med att öppna perikardiet är att förlora djurets ursprungliga perikardiella vätska med dess olika cellulära och proteinkomponenter 6,7. Som svar utvecklades en metod för att inducera MI samtidigt som perikardiet hölls intakt av oss. Förutom att minimera störningen av denna homeostatiska miljö, möjliggör detta tillvägagångssätt märkning och spårning av specifika celler efter att ha orsakat en MI. Dessutom representerar detta tillvägagångssätt bättre myokardiell ischemisk skada i den mänskliga miljön.
Att inducera en MI i ett slutet perikardium hos gnagare är unikt och kan ha potentiellt betydande tillämpningar. Förfarandet är starkt beroende av kirurgens förtrogenhet med gnagarmodellen och gnagarens hjärtanatomi. Framgång är också beroende av den vård som ges under tre kritiska steg: interkostalt muskelsnitt och revbensindragning (steg 1.11-1.13), skapande av infarkt (steg 1.17 ) och djuråterhämtning (steg 1.22-1.24).
Torakotomin måste göras flitigt för att undvika punkterin…
The authors have nothing to disclose.
Ingen.
Steri-350 Bead Sterilizer | Inotech | NC9449759 | |
10% Formalin | Millipore Sigma | HT501128-4L | |
40 µm Cell strainer | VWR | CA21008-949 | Falcon, 352340 |
70 µm Cell strainer | VWR | CA21008-952 | Falcon, 352350 |
ACK Lysis Buffer | Thermo Fisher | A1049201 | |
BD Insyte-W Catheter Needle 24 G X 3/4" | CDMV Inc | 108778 | |
Betadine (10% povidone-iodine topical solution) | CDMV Inc | 104826 | |
Blunt Forceps | Fine Science Tools | FST 11000-12 | |
BNP Ophthalmic Ointment | CDMV Inc | 17909 | |
Castroviejo Needle Driver | Fine Science Tools | FST 12061-01 | |
Centrifuge 5810R | Eppendorf | 22625101 | |
Collagenase I | Millipore Sigma | SCR103 | |
Collagenase XI | Millipore Sigma | C7657 | |
Covidien 5-0 Polysorb Suture – CV-11 taper needle | Medtronic Canada | GL-890 | |
Covidien 5-0 Polysorb Suture – PC-13 cutting needle | Medtronic Canada | SL-1659 | |
Curved Blunt Forceps | Fine Science Tools | FST 11009-13 | |
Dako Mounting Medium | Agilen | CS70330-2 | |
DNase I | Millipore Sigma | 11284932001 | |
Ethanol, 100% | Millipore Sigma | MFCD00003568 | |
Ethicon 8-0 Ethilon Suture – BV-130-4 taper needle | Johnson & Johnson Inc. | 2815G | |
Fiber-Optic Light | Nikon | 2208502 | |
Fine Forceps | Fine Science Tools | FST 11150-10 | |
Fluoresbrite® YG Carboxylate Microspheres 1.00 µm | Polysciences, Inc. | 15702 | |
Geiger Thermal Cautery Unit | World Precision Instruments | 501293 | Model 150-ST |
Hyaluronidase | Millipore Sigma | H4272 | |
Isofluorane Vaporizer | Harvard Apparatus | 75-0951 | |
Isoflurane USP, 250 mL | CDMV Inc | 108737 | |
Magnetic Fixator Retraction System | Fine Science Tools | 18200-20 | |
MX550D- 40 MHz probe | Fujifilm- Visual Sonics | ||
Needle Driver | Fine Science Tools | FST 12002-12 | |
PE-10 Tubing | Braintree Scienctific, Inc. | PE10 50 FT | |
Scissors | Fine Science Tools | FST 14184-09 | |
SMZ-1B Stereo Microscope | Nikon | SMZ1-PS | |
VentElite Small Animal Ventilator | Harvard Apparatus | 55-7040 | |
Vetergesic (10 mL, 0.3mg/mL buprenorphine)) | CDMV Inc | 124918 | controlled drug |
Vevo 2100 Software | Fujifilm-Visual Sonics |