طريقة بسيطة معدلة لتحريض احتشاء عضلة القلب في الفئران
Summary
تحت التخدير الكافي ، تم إخراج قلب الفأر من خلال الفضاء الوربي ، وتم إحداث احتشاء عضلة القلب بنجاح عن طريق ربط الشريان النازل الأمامي الأيسر (LAD) باستخدام مواد متاحة بسهولة في معظم المختبرات.
Abstract
يمثل احتشاء عضلة القلب (MI) أحد الأسباب الرئيسية للوفاة. تستخدم نماذج MI على نطاق واسع للتحقيق في الآليات المرضية لإعادة عرض ما بعد MI وتقييم العلاجات الجديدة. تم استخدام طرق مختلفة (على سبيل المثال ، علاج الأيزوبروتيرينول ، والإصابة بالتبريد ، وربط الشريان التاجي ، وما إلى ذلك) للحث على MI. بالمقارنة مع علاج الأيزوبروتيرينول والإصابة بالتبريد ، قد يعكس ربط الشريان التاجي بشكل أفضل الاستجابة الإقفارية وإعادة التشكيل المزمن بعد MI. ومع ذلك ، فإن الطرق التقليدية لربط الشريان التاجي في الفئران تمثل تحديا تقنيا. تصف الدراسة الحالية عملية بسيطة وفعالة لتحريض MI في الفئران بمواد متاحة بسهولة. تم قطع جلد صدر الفأر تحت التخدير المستقر. تم إخراج القلب على الفور من خلال الفضاء الوربي بعد الفصل الحاد بين الصدرية الكبرى والصدرية الصغرى. تم ربط الفرع الهابط الأمامي الأيسر (LAD) بخياطة 6-0 3 مم من أصله. بعد ربط LAD ، أشار التلوين بكلوريد 2،3،5-ثلاثي فينيل تترازوليوم (TTC) إلى تحريض ناجح ل MI والتغيرات الزمنية لحجم ندبة ما بعد MI. وفي الوقت نفسه ، أظهرت نتائج تحليل البقاء على قيد الحياة وفيات علنية في غضون 7 أيام بعد MI ، ويرجع ذلك أساسا إلى تمزق القلب. علاوة على ذلك ، أظهر تقييم تخطيط صدى القلب بعد MI تحريضا ناجحا لضعف الانقباض وإعادة تشكيل البطين. بمجرد إتقانه ، يمكن إنشاء نموذج MI في الفئران في غضون 2-3 دقائق بمواد متاحة بسهولة.
Introduction
يمثل احتشاء عضلة القلب (MI) أحد الأسباب المهمة للوفاة والعجز في جميع أنحاء العالم1،2،3،4،5. على الرغم من إعادة التروية في الوقت المناسب ، يوجد حاليا نقص في العلاجات الفعالة لعلاج إعادة تشكيل القلب بعد MI. في المقابل ، بذلت جهود كبيرة للاستكشاف الميكانيكي واستغلال العلاج ل MI6،7،8. وتجدر الإشارة إلى أن إنشاء نماذج MI هو شرط أساسي لتحقيق هذه الغايات.
تم اقتراح عدة طرق (على سبيل المثال ، علاج الأيزوبروتيرينول ، والإصابة بالتبريد ، وربط الشريان التاجي ، وما إلى ذلك) للحث على نماذج MI في الحيوانات الصغيرة. علاج الأيزوبروتيرينول هو طريقة بسيطة لتحريض MI ، لكنه لا يمكن أن يحفز احتشاء المنطقة المستهدفة9. تؤدي الإصابة بالتبريد إلى نخر عضلة القلب عن طريق توليد بلورات الثلج وتعطيل غشاء الخلية بدلا من نقص التروية المباشر10. على النقيض من ذلك ، يسمح ربط الشريان التاجي بالتحكم الدقيق في موقع الانسداد ومدى منطقة الاحتشاء ويلخص بأمانة استجابة إعادة البناء بعد الاحتشاء11,12. عادة ما يتم إجراء ربط الشريان التاجي بعد التنبيب والتهوية الميكانيكية وبضع الصدر ، وهو أمر يمثل تحديا تقنيا13,14. تم الإبلاغ عن العديد من البروتوكولات المعدلة لربط الشريان التاجي (على سبيل المثال ، التهوية الحرة) وعززت تحريض MI ، ولكن لا توجد عروض بصرية مفصلة15،16،17. تشكل هذه القضايا حاجزا ماليا وتقنيا كبيرا أمام المجموعات الراغبة في المشاركة في البحث باستخدام نماذج MI. يقدم هذا التقرير نهجا لتحريض MI في الفئران. الطريقة الحالية سهلة وموفرة للوقت وتستخدم الأدوات والمعدات الجراحية الموجودة بسهولة في معظم المختبرات.
Protocol
Representative Results
Discussion
وأظهر هذا التقرير بروتوكولا سهلا لتحريض MI في الفئران ذات المواد المتاحة بسهولة، والذي تم تعديله من طريقة أبلغ عنهاGAO 16. لا غنى عن نماذج Murine MI للاستكشاف الميكانيكي وشاشة الأدوية لخلل وظيفي بعد MI وإعادة عرض12. من بين التقنيات الحالية لتحريض MI ، يمثل ربط الشريان التاج…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل بمنح من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81930007 ، 81625002 ، 81800307 ، 81470389 ، 81500221 ، 81770238) ، وبرنامج شنغهاي للقادة الأكاديميين المتميزين (18XD1402400) ، ولجنة العلوم والتكنولوجيا في بلدية شنغهاي (201409005200) ، وبرنامج شنغهاي بوجيانغ للمواهب (2020PJD030) ، ومؤسسة الصين لعلوم ما بعد الدكتوراه (2020M671161 ، BX20190216).
Materials
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | SIGMA | T8877-25G | TTC staining |
| 4-0 silk suture | YUANKANG | 4-0 | Surgical instrument |
| Autoclave | HIRAYAMA | HVE-50 | Sterilization for the solid |
| Buprenorphine | Qinghai Pharmaceutical FACTORY Co., Ltd. | H10940181 | reduce post-operative pain |
| Centrifugation tube | Biological Hope | 1850-K | 15ML |
| Depilatory cream | ZIKER BIOTECHNOLOGY | ZK-L2701 | Depilation agent for laboratory animals |
| Forcep | RWD | F12028 | Surgical instrument |
| Gas filter | ZHAOXIN | SA-493 | Operator protection |
| Isoflurane | RWD | 20071302 | Used for anesthesia |
| Light source | Beijing PDV | LG-150B | Operating lamp |
| Micro-mosquito hemostat | FST | 13011-12 | Surgical instrument |
| Needle | BINXIONG | 42180104 | Surgical instrument |
| Needle and the 6-0 silk suture | JIAHE | SC086 | Surgical instrument |
| Needle holder | ShangHaiJZ | J32030 | Surgical instrument |
| Needle holder | ShangHaiJZ | J32010 | Surgical instrument |
| Povidone-iodine swabs | SingleLady | GB26368-2010 | Skin disinfection |
| Scissors | CNSTRONG | JYJ1030 | Surgical instrument |
| Sterile eye cream | Shenyang Xingqi Pharmaceutical Co., Ltd. | H10940177 | prevent corneal dryness |
| Ultra-high resolution ultrasound imaging system for small animals | VisualSonics | Vevo 2100 | Echocardiographic analysis |
References
- Fu, Y., et al. A simple and efficient method for in vivo cardiac-specific gene manipulation by intramyocardial injection in mice. Journal of Visualized Experiments. (134), e57074 (2018).
- Pell, S., Fayerweather, W. E. Trends in the incidence of myocardial infarction and in associated mortality and morbidity in a large employed population. The New England Journal of Medicine. 312 (16), 1005-1011 (1985).
- Ramunddal, T., Gizurarson, S., Lorentzon, M., Omerovic, E. Antiarrhythmic effects of growth hormone–in vivo evidence from small-animal models of acute myocardial infarction and invasive electrophysiology. Journal of Electrocardiology. 41 (2), 144-151 (2008).
- Tabrizchi, R. β-blocker therapy after acute myocardial infarction. Expert Review of Cardiovascular Therapy. 11 (3), 293-296 (2013).
- Virani, S. S., et al. Heart disease and stroke statistics-2020 update: A report from the American Heart Association. Circulation. 141 (9), 139 (2020).
- Cahill, T. J., Choudhury, R. P., Riley, P. R. Heart regeneration and repair after myocardial infarction: Translational opportunities for novel therapeutics. Nature Reviews Drug Discovery. 16 (10), 699-717 (2017).
- Froese, N., et al. Anti-androgenic therapy with finasteride improves cardiac function, attenuates remodeling and reverts pathologic gene-expression after myocardial infarction in mice. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 122, 114-124 (2018).
- Wang, W., et al. Defective branched chain amino acid catabolism contributes to cardiac dysfunction and remodeling following myocardial infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 311 (5), 1160-1169 (2016).
- Acikel, M., et al. Protective effects of dantrolene against myocardial injury induced by isoproterenol in rats: Biochemical and histological findings. International Journal of Cardiology. 98 (3), 389-394 (2005).
- vanden Bos, E. J., Mees, B. M. E., de Waard, M. C., de Crom, R., Duncker, D. J. A novel model of cryoinjury-induced myocardial infarction in the mouse: A comparison with coronary artery ligation. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 289 (3), 1291-1300 (2005).
- Guo, Y., et al. Demonstration of an early and a late phase of ischemic preconditioning in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 275 (4), 1375-1387 (1998).
- Kumar, M., et al. Animal models of myocardial infarction: Mainstay in clinical translation. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 76, 221-230 (2016).
- Das, S., MacDonald, K., Chang, H. Y., Mitzner, W. A simple method of mouse lung intubation. Journal of Visualized Experiments. (73), e50318 (2013).
- Johns, T. N., Olson, B. J. Experimental myocardial infarction. I. A method of coronary occlusion in small animals. Annals of Surgery. 140 (5), 675-682 (1954).
- Ahn, D., et al. Induction of myocardial infarcts of a predictable size and location by branch pattern probability-assisted coronary ligation in C57BL/6 mice. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 286 (3), 1201-1207 (2004).
- Gao, E., Koch, W. J. A novel and efficient model of coronary artery ligation in the mouse. Methods in Molecular Biology. 1037, 299-311 (2013).
- Most, P., et al. Cardiac S100A1 protein levels determine contractile performance and propensity toward heart failure after myocardial infarction. Circulation. 114 (12), 1258-1268 (2006).
- Christia, P., et al. Systematic characterization of myocardial inflammation, repair, and remodeling in a mouse model of reperfused myocardial infarction. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 61 (8), 555-570 (2013).
- Frantz, S., Bauersachs, J., Ertl, G. Post-infarct remodelling: Contribution of wound healing and inflammation. Cardiovascular Research. 81 (3), 474-481 (2008).
