マウスにおける心筋梗塞の誘導のための改良簡便法
Summary
適切な麻酔下で、マウスの心臓を肋間腔から外在化し、ほとんどの検査室で容易に入手できる材料を使用して左前下行動脈(LAD)を結紮することにより、心筋梗塞の誘発に成功しました。
Abstract
心筋梗塞(MI)は、主要な死因の1つです。心筋梗塞モデルは、心筋梗塞後のリモデリングの病態メカニズムの調査や新規治療法の評価に広く用いられています。心筋梗塞を誘発するために、さまざまな方法(例、イソプロテレノール治療、凍結傷害、冠動脈結紮術など)が用いられてきた。 イソプロテレノール治療および凍結傷害と比較して、冠動脈結紮術は、心筋梗塞後の虚血反応および慢性リモデリングをよりよく反映している可能性がある。しかし、マウスにおける冠動脈結紮術の従来の方法は技術的に困難である。現在の研究は、容易に入手可能な材料を用いてマウスにMIを誘導するための単純で効率的なプロセスについて説明しています。マウスの胸部皮膚は安定した麻酔下で切り開かれた。心臓は、大胸筋と小胸筋を鈍く分離した後、肋間腔を介して直ちに外在化されました。左前下行枝(LAD)は、その起点から3mmの6-0縫合糸で結紮されました。LADライゲーション後、2,3,5-トリフェニルテトラゾリウムクロリド(TTC)で染色すると、心筋梗塞の誘導が成功し、心筋梗塞後の瘢痕サイズの経時的変化が示されました。一方、生存解析の結果は、心筋梗塞後7日以内の明白な死亡率を示しており、これは主に心臓破裂によるものであった。さらに、心筋梗塞後の心エコー検査評価では、収縮機能障害の誘導と心室リモデリングの成功が示されました。習得すると、すぐに入手できる材料を使用して、2〜3分以内にマウスでMIモデルを確立できます。
Introduction
心筋梗塞(MI)は、世界中の死亡および障害の重要な原因の1つです1,2,3,4,5。タイムリーな再灌流にもかかわらず、現在、MI後の心臓リモデリングを治療するための効果的な治療法が不足しています。これに対応して、MI 6,7,8 のメカニズムの探索と治療の活用にかなりの努力が払われてきました。注目すべきは、MIモデルの確立がこれらの目的を達成するための前提条件であることです。
小動物にMIモデルを誘導するために、いくつかの方法(例えば、イソプロテレノール治療、凍結傷害、冠動脈結紮術など)が提案されている。イソプロテレノール治療は、心筋梗塞を誘導する簡便な方法であるが、標的部位の梗塞を誘発することはできない9。凍結傷害は、直接的な虚血ではなく、氷晶の生成と細胞膜の破壊を介して心筋壊死を引き起こします10。対照的に、冠動脈結紮術は、閉塞部位と梗塞領域の範囲を正確に制御し、梗塞後のリモデリング応答を忠実に再現します11,12。冠動脈結紮術は通常、挿管、人工呼吸器、開胸術の後に行われますが、これは技術的に困難です13,14。冠動脈結紮術のためのいくつかの修正されたプロトコル(例:.、換気なし)が報告され、MIの誘導を増強したが、詳細な視覚的実証が不足している15,16,17。これらの問題は、MIモデルを用いた研究に従事したいグループにとって、財政的および技術的に大きな障壁となっています。本報告では、マウスにおける心筋梗塞誘導のアプローチについて紹介する。現在の方法は簡単で時間を節約でき、ほとんどの検査室ですぐに見られる手術器具や機器を使用します。
Protocol
Representative Results
Discussion
本報告は、Gao16によって報告された方法から修正された、容易に入手可能な材料を用いたマウスにおけるMI誘導のための簡単なプロトコルを実証した。マウスMIモデルは、MI後の機能障害とリモデリングのメカニズム探索と薬物スクリーニングに不可欠です12。心筋梗塞誘導の既存の技術の中で、冠動脈結紮術が最も一般的に行われているものです。冠動脈結…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、中国国家自然科学基金会(81930007、81625002、81800307、81470389、81500221、81770238)、上海優秀学術指導者プログラム(18XD1402400)、上海市科学技術委員会(201409005200)、上海浦江人材プログラム(2020PJD030)、中国ポスドク科学基金会(2020M671161、BX20190216)からの助成金によって支援されました。
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).
