Een aangepaste eenvoudige methode voor het opwekken van een hartinfarct bij muizen
Summary
Onder adequate anesthesie werd het muizenhart geëxternaliseerd door de intercostale ruimte en werd een myocardinfarct met succes geïnduceerd door de linker voorste dalende slagader (LAD) af te binden met behulp van materialen die in de meeste laboratoria gemakkelijk verkrijgbaar zijn.
Abstract
Myocardinfarct (MI) is een van de belangrijkste doodsoorzaken. MI-modellen worden veel gebruikt voor het onderzoeken van de pathomechanismen van post-MI-remodellering en evaluatie van nieuwe therapieën. Er zijn verschillende methoden (bijv. behandeling met isoproterenol, cryoletsel, ligatie van de kransslagader, enz.) gebruikt om MI te induceren. Vergeleken met behandeling met isoproterenol en cryoletsel, kan het afbinden van de kransslagader de ischemische respons en chronische remodellering na MI beter weerspiegelen. Traditionele methoden voor coronaire ligatie bij muizen zijn echter technisch uitdagend. De huidige studie beschrijft een eenvoudig en efficiënt proces voor inductie van MI in muizen met direct beschikbare materialen. De borsthuid van de muis werd onder stabiele narcose opengesneden. Het hart werd onmiddellijk geëxternaliseerd door de intercostale ruimte na stompe scheiding van de pectoralis major en pectoralis minor. De linker voorste dalende tak (LAD) werd vastgebonden met een 6-0 hechting op 3 mm van de oorsprong. Na LAD-ligatie duidde kleuring met 2,3,5-trifenyltetrazoliumchloride (TTC) op succesvolle inductie van MI en temporele veranderingen van post-MI-littekengrootte. Ondertussen toonden de resultaten van de overlevingsanalyse openlijke sterfte binnen 7 dagen na MI, voornamelijk als gevolg van hartruptuur. Bovendien toonde echocardiografische beoordeling na MI een succesvolle inductie van contractiele disfunctie en ventriculaire remodellering aan. Eenmaal onder de knie, kan binnen 2-3 minuten een MI-model in muizen worden vastgesteld met direct beschikbare materialen.
Introduction
Myocardinfarct (MI) is wereldwijd een van de belangrijkste doodsoorzaken en invaliditeit 1,2,3,4,5. Ondanks tijdige reperfusie is er momenteel een gebrek aan effectieve therapieën om post-MI cardiale remodellering te behandelen. Dienovereenkomstig zijn er aanzienlijke inspanningen geleverd voor mechanistische exploratie en therapie-exploitatie voor MI 6,7,8. Merk op dat de vaststelling van MI-modellen een voorwaarde is om deze doelen te bereiken.
Er zijn verschillende methoden voorgesteld (bijv. behandeling met isoproterenol, cryoletsel, afbinden van de kransslagader, enz.) om MI-modellen bij kleine dieren te induceren. Behandeling met isoproterenol is een eenvoudige methode voor MI-inductie, maar kan geen infarct van het beoogde gebied induceren9. Cryoletsel leidt tot myocardiale necrose via het genereren van ijskristallen en verstoring van het celmembraan in plaats van directe ischemie10. Daarentegen maakt ligatie van de kransslagader nauwkeurige controle van de occlusieplaats en de omvang van het infarctgebied mogelijk en recapituleert het getrouw de remodelleringsrespons na een infarct11,12. Ligatie van de kransslagader wordt meestal uitgevoerd na intubatie, mechanische beademing en thoracotomie, wat technisch uitdagend is13,14. Verschillende aangepaste protocollen voor het afbinden van de kransslagader (bijv. Ventilatievrij) werden gerapporteerd en versterkten de inductie van MI, maar gedetailleerde visuele demonstraties ontbreken15,16,17. Deze problemen vormen een aanzienlijke financiële en technische barrière voor groepen die onderzoek willen doen met behulp van MI-modellen. Dit rapport presenteert een benadering voor inductie van MI bij muizen. De huidige methode is eenvoudig, tijdbesparend en maakt gebruik van chirurgische instrumenten en apparatuur die gemakkelijk in de meeste laboratoria te vinden zijn.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het huidige rapport demonstreerde een eenvoudig protocol voor MI-inductie in muizen met direct beschikbare materialen, dat werd aangepast van een methode gerapporteerd door Gao16. Muizen MI-modellen zijn onmisbaar voor mechanistische exploratie en medicijnscreening voor post-MI-disfunctie en remodellering12. Van de bestaande technieken voor MI-inductie is het afbinden van de kransslagader de meest toegepaste. Ligatie van de kransslagader recapituleert getrouw de ischemieaar…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door subsidies van de National Natural Science Foundation of China (81930007, 81625002, 81800307, 81470389, 81500221, 81770238), het Shanghai Outstanding Academic Leaders Program (18XD1402400), de Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (201409005200), Shanghai Pujiang Talent Program (2020PJD030) en China Postdoctoral Science Foundation (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).
