שיטה פשוטה שונה להשראת אוטם שריר הלב בעכברים
Summary
תחת הרדמה מספקת, לב העכבר הוחצן דרך החלל הבין-קוסטלי, ואוטם שריר הלב נגרם בהצלחה על ידי קשירת העורק היורד הקדמי השמאלי (LAD) באמצעות חומרים הזמינים ברוב המעבדות.
Abstract
אוטם שריר הלב (MI) מייצג את אחד הגורמים המובילים למוות. מודלים של MI נמצאים בשימוש נרחב לחקר הפתומנגנונים של שיפוץ פוסט-MI והערכה של טיפולים חדשניים. שיטות שונות (למשל, טיפול באיזופרוטרנול, קריופציעה, קשירת עורקים כליליים וכו ‘) שימשו להשראת MI. בהשוואה לטיפול באיזופרוטרנול והקפאה, קשירת עורקים כליליים עשויה לשקף טוב יותר את התגובה האיסכמית ואת העיצוב מחדש הכרוני לאחר MI. עם זאת, שיטות מסורתיות לקשירה כלילית בעכברים מאתגרות מבחינה טכנית. המחקר הנוכחי מתאר תהליך פשוט ויעיל להשראת MI בעכברים עם חומרים זמינים. עור החזה של העכבר נחתך בהרדמה יציבה. הלב הוחצן מיד דרך החלל הבין-קוסטלי לאחר הפרדה בוטה של החזה הגדול והפקטורליס מינור. הענף היורד הקדמי השמאלי (LAD) היה קשור בתפר 6-0 3 מ”מ ממקורו. לאחר קשירת LAD, צביעה עם 2,3,5-Triphenyltetrazolium כלוריד (TTC) הצביעה על השראת MI מוצלחת ושינויים זמניים בגודל הצלקת שלאחר MI. בינתיים, תוצאות ניתוח ההישרדות הראו תמותה גלויה תוך 7 ימים לאחר MI, בעיקר בגלל קרע לבבי. יתר על כן, הערכה אקוקרדיוגרפית לאחר MI הדגימה השראות מוצלחות של תפקוד לקוי של התכווצות ועיצוב מחדש של חדרים. לאחר השליטה, מודל MI ניתן להקים בעכברים בתוך 2-3 דקות עם חומרים זמינים.
Introduction
אוטם שריר הלב (MI) מייצג את אחד הגורמים המשמעותיים למוות ונכות ברחבי העולם 1,2,3,4,5. למרות reperfusion בזמן, יש כיום מחסור של טיפולים יעילים לטיפול remodeling לב לאחר MI. בהתאמה, נעשו מאמצים ניכרים לחקירה מכניסטית ולניצול טיפולי עבור MI 6,7,8. יש לציין כי הקמת מודלים של אמ”ן היא תנאי מוקדם לעמידה ביעדים אלה.
מספר שיטות (למשל, טיפול באיזופרוטרנול, קריופציעה, קשירת עורקים כליליים וכו ‘) הוצעו כדי לגרום למודלים של MI בבעלי חיים קטנים. טיפול באיזופרוטרנול הוא שיטה פשוטה להשראת MI, אך הוא אינו יכול לגרום לאוטם של אזור היעד9. Cryoinjury מוביל לנמק שריר הלב באמצעות יצירת גבישי קרח ושיבוש של קרום התא במקום איסכמיה ישירה10. לעומת זאת, קשירת עורקים כליליים מאפשרת שליטה מדויקת באתר החסימה ובהיקף אזור האוטם ומשחזרת נאמנה את תגובת השיפוץ לאחר אוטם11,12. קשירת עורקים כליליים מבוצעת בדרך כלל לאחר אינטובציה, אוורור מכני ותורקוטומיה, שהיא מאתגרת מבחינה טכנית13,14. מספר פרוטוקולים ששונו לקשירת עורקים כליליים (למשל, ללא אוורור) דווחו והעצימו את השראת MI, אך הדגמות חזותיות מפורטות חסרות15,16,17. סוגיות אלה מציבות חסם פיננסי וטכני משמעותי בפני קבוצות המעוניינות לעסוק במחקר באמצעות מודלים של אמ”ן. דו”ח זה מציג גישה להשראת MI בעכברים. השיטה הנוכחית קלה, חוסכת זמן, ומשתמשת בכלים כירורגיים ובציוד שניתן למצוא ברוב המעבדות.
Protocol
Representative Results
Discussion
הדו”ח הנוכחי הדגים פרוטוקול קל להשראת MI בעכברים עם חומרים זמינים, אשר שונה משיטה שדווחה על ידי גאו16. מודלים של Murine MI הם הכרחיים לחקירה מכניסטית וסינון תרופות עבור תפקוד לקוי לאחר MI ושיפוץ12. בין הטכניקות הקיימות להשראת MI, קשירת עורקים כליליים מייצגת את הנפוצה ביותר…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81930007, 81625002, 81800307, 81470389, 81500221, 81770238), תוכנית המנהיגים האקדמיים המצטיינים של שנחאי (18XD1402400), ועדת המדע והטכנולוגיה של עיריית שנחאי (201409005200), תוכנית הכישרונות של שנחאי פוג’יאנג (2020PJD030) והקרן למדע פוסט-דוקטורט בסין (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).
