توليد وتوصيف احتشاء عضلة القلب البطيني الأيمن الناجم عن الربط الدائم للشريان التاجي الأيمن في الفئران
Summary
هناك العديد من الاختلافات بين البطينين الأيمن والأيسر. ومع ذلك ، لم يتم توضيح الفيزيولوجيا المرضية لاحتشاء البطين الأيمن (RVI). في هذا البروتوكول ، تم إدخال طريقة قابلة للتكرار لتوليد نموذج الماوس RVI ، والتي قد توفر وسيلة لشرح آلية RVI.
Abstract
احتشاء البطين الأيمن (RVI) هو عرض شائع في الممارسة السريرية. يمكن أن يؤدي RVI الشديد إلى خلل وظيفي في الدورة الدموية القاتلة وعدم انتظام ضربات القلب. على النقيض من نموذج احتشاء عضلة القلب (MI) المستخدم على نطاق واسع والذي تم إنشاؤه بواسطة ربط الشريان التاجي الأيسر ، نادرا ما يتم استخدام نموذج الماوس RVI بسبب الصعوبة المرتبطة بتوليد النموذج. تتطلب الأبحاث حول آليات وعلاج إعادة تشكيل RV الناجم عن RVI والخلل الوظيفي نماذج حيوانية لمحاكاة الفيزيولوجيا المرضية ل RVI في المرضى. تقدم هذه الدراسة إجراء ممكنا لتوليد نموذج RVI في الفئران C57BL/6J. علاوة على ذلك ، تم تمييز هذا النموذج بناء على ما يلي: تقييم حجم الاحتشاء عند 24 ساعة بعد MI ، وتقييم إعادة تشكيل القلب ووظيفته باستخدام تخطيط صدى القلب ، وتقييم ديناميكا الدم RV ، وعلم الأنسجة لمنطقة الاحتشاء في 4 أسابيع بعد RVI. بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء جبيرة الأوعية الدموية التاجية لمراقبة ترتيب الشرايين التاجية في RV. هذا النموذج الفأر من RVI من شأنه أن يسهل البحث عن آليات قصور القلب الأيمن والبحث عن أهداف علاجية جديدة لإعادة تشكيل RV.
Introduction
البطين الأيمن (RV) ، الذي كان يعتقد منذ فترة طويلة أنه أنبوب بسيط متصل بالشريان الرئوي ، تم إهماله بشكل خاطئ لسنوات عديدة1. ومع ذلك ، كان هناك اهتمام متزايد بوظيفة RV مؤخرا لأنها تلعب دورا أساسيا في اضطرابات الدورة الدموية 2,3 وقد تكون بمثابة مؤشر مستقل للمخاطر لأمراض القلب والأوعية الدموية 4,5,6,7. تشمل أمراض RV احتشاء RV (RVI) ، وارتفاع ضغط الدم في الشريان الرئوي ، وأمراض الصمامات8. على النقيض من الاهتمام الهائل بارتفاع ضغط الدم في الشريان الرئوي ، ظل RVI مهملا 7,9.
RVI ، عادة ما يكون مصحوبا باحتشاء عضلة القلب السفلي الخلفي10,11 ، ناتج عن انسداد الشريان التاجي الأيمن (RCA). وفقا للتحقيقات السريرية ، من المحتمل أن يؤدي RVI الحاد إلى اضطرابات الدورة الدموية وعدم انتظام ضربات القلب ، مثل انخفاض ضغط الدم ، وبطء القلب ، والكتلة الأذينية البطينية ، المرتبطة بارتفاع معدلات المراضة والوفيات في المستشفى12،13،14. يمكن أن تتعافى وظيفة RV تلقائيا إلى حد ما حتى في حالة عدم وجود إعادة تروية15,16. توجد العديد من الاختلافات المورفولوجية والوظيفية بين البطين الأيسر (LV) و RV17. يعتقد أن RV أكثر مقاومة لنقص التروية من LV8 ، ويرجع ذلك جزئيا إلى تكوين الدورة الدموية الجانبية الأكثر شمولا بعد RVI. إن توضيح الاختلافات بين احتشاء الجهد المنخفض (LVI) و RVI وتحديد الآليات الأساسية من شأنه أن يوفر أهدافا علاجية جديدة لتجديد القلب وفشل القلب الإقفاري. ومع ذلك ، نظرا للصعوبة المرتبطة بتوليد نموذج الماوس RVI ، فإن الأبحاث الأساسية حول RVI محدودة بشكل أساسي.
تم إنشاء نموذج حيواني كبير من RVI عن طريق ربط RCA في الخنازير18 ، وهو أسهل في التشغيل بسبب RCA المرئي. بالمقارنة مع النموذج الحيواني الكبير ، يتمتع نموذج الفأر بالمزايا التالية: المزيد من إمكانية الوصول في التلاعب بالجينات ، وانخفاض التكلفة الاقتصادية ، وفترة تجريبية أقصر19,20. على الرغم من أنه تم الإبلاغ سابقا عن نموذج RVI للماوس يركز على تأثير RVI على وظيفة LV ، إلا أن الخطوات التفصيلية للإجراء ، والصعوبات ونقاط التشغيل الرئيسية ، وخصائص النموذج مثل التغيرات الديناميكية الدموية لم يتم تقديمها بالكامل 9,21.
توفر هذه المقالة إجراءات جراحية مفصلة لإنشاء نموذج الماوس من RVI. علاوة على ذلك ، تميز هذا النموذج بقياس تخطيط صدى القلب ، وتقييم الدورة الدموية الغازية ، والتحليل النسيجي. علاوة على ذلك ، تم إجراء جبيرة الأوعية الدموية التاجية لمراقبة ترتيب الشرايين التاجية في RV. ستساعد التقنية التي تم إدخالها في هذه الورقة المبتدئين على فهم جيل نموذج RVI للماوس بسرعة مع معدل وفيات التشغيل المقبول ونهج التقييم الموثوقة. سيساعد نموذج الماوس من RVI في البحث عن آليات قصور القلب الأيمن والبحث عن أهداف علاجية جديدة لإعادة تشكيل RV.
Protocol
Representative Results
Discussion
أبلغ سيكارد وزملاؤه من فرنسا لأول مرة عن نموذج فأر من RVI في عام 2019 ، والذي وصف العملية الجراحية وركز على التفاعل بين LV و RV بعد RVI9. ومع ذلك ، حتى الآن ، لم تبلغ أي دراسة عن استخدام هذا النموذج لمزيد من الدراسات. سيكون الإجراء الأكثر تفصيلا مفيدا للباحثين لاستخدام نموذج الماوس من RVI…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من خلال منح من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82073851 إلى الأحد) والمؤسسة الوطنية الصينية لعلوم ما بعد الدكتوراه (2021M690074 إلى Lin).
Materials
| 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride | Sigma | T8877 | For TTC staining |
| Animal Mini Ventilator | Havard | Type 845 | For artificial ventilation |
| Animal ultrasound system VEVO2100 | Visual Sonic | VEVO2100 | Measurement for Doppler flow velocity and AS plaque |
| Batson’s #17 Anatomical Corrosion Kit | Polyscience Inc | 7349 | For vasculature casting |
| buprenorphine | Isoreag | 1134630-70-8 | For reduce the pain of mice after surgery |
| C57BL/6J mice + D29A1A2:D27 | Animal Center of South Medical University | – | For the generation of mouse RVI model |
| Camera | Sangnond | For taking photograph | |
| Cold light illuminator | Olympus | ILD-2 | Light for operation |
| electrocardiograph | ADI Instrument | ADAS1000 | For recording electrocardiogram |
| hair removal cream | Reckitt Benchiser | RQ/B 33 Type 2 | Remove mouse hair |
| Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1) | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-HTP-S1 | Heating |
| Hematoxylin-eosin dye | Leagene | DH0003 | Hematoxylin-eosin staining |
| Heparin sodium salt | Macklin | H837056 | For heparization |
| Isoflurane | RWD life science | R510-22 | Inhalant anaesthesia |
| Lab made spatula | Work as a laryngoscope | ||
| Lab made tracheal cannula | For intubation | ||
| Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer | Midmark Corporation | VIP 3000 | Anesthetization |
| Medical nylon suture (5-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 5-0 | For chest close |
| Microsurgical elbow tweezers | RWD life science | F11021-11 | For surgery |
| Microsurgical scissors | NAPOX | MB-54-1 | For arteriotomy |
| Millar Catheter | AD Instruments, Shanghai | 1.0F | Measurement of pressure gradient |
| MS400D ultrasonic probe | Visual Sonic | MS400D | Measurement for Doppler flow velocity and AS plaque |
| needle forceps | Visual Sonic | F31006-12 | For surgery |
| nitroglycerin | BEIJING YIMIN MEDICINE Co | For dilating coronary artery | |
| Ophthalmic scissors | RWD life science | S11022-14 | For surgery |
| Pentobarbital sodium salt | Merck | 25MG | Anesthetization |
| PowerLab Multi-Directional Physiological Recording System | AD Instruments, Shanghai | 4/35 | Pressure recording |
| Precision electronic balance | Denver Instrument | TB-114 | Weighing scale |
| Silk suture (8-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 6-0 | coronary artery ligation |
| Small animal microsurgery equipment | Napox | MA-65 | Surgical instruments |
| tissue forceps | Visual Sonic | F-12007-10 | For surgery |
| tissue scissor | Visual Sonic | S13052-12 | Open chest for hemodynamic measurement |
| Transmission Gel | Guang Gong pai | 250ML | preparation for Echocardiography measurement |
| Vascular Clamps | Visual Sonic | R31005-06 | For blocking blood from aorta |
References
- Rallidis, L. S., Makavos, G., Nihoyannopoulos, P. Right ventricular involvement in coronary artery disease: role of echocardiography for diagnosis and prognosis. Journal of the American Society of Echocardiography: Official Publication of the American Society of Echocardiography. 27 (3), 223-229 (2014).
- Frangogiannis, N. G. Fibroblasts and the extracellular matrix in right ventricular disease. Cardiovascular Research. 113 (12), 1453-1464 (2017).
- Ondrus, T., et al. Right ventricular myocardial infarction: From pathophysiology to prognosis. Experimental & Clinical Cardiology. 18 (1), 27-30 (2013).
- Badagliacca, R., et al. Right ventricular concentric hypertrophy and clinical worsening in idiopathic pulmonary arterial hypertension. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (11), 1321-1329 (2016).
- Verhaert, D., et al. Right ventricular response to intensive medical therapy in advanced decompensated heart failure. Circulation: Heart Failure. 3 (3), 340-346 (2010).
- Chen, K., et al. RNA interactions in right ventricular dysfunction induced type II cardiorenal syndrome. Aging (Albany NY). 13 (3), 4215-4241 (2021).
- Wang, Q., et al. Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice. Journal of Visualized Experiments. (147), e59431 (2019).
- Harjola, V. P., et al. Contemporary management of acute right ventricular failure: A statement from the heart failure association and the working group on pulmonary circulation and right ventricular function of the European society of cardiology. European Journal of Heart Failure. 18 (3), 226-241 (2016).
- Sicard, P., et al. Right coronary artery ligation in mice: a novel method to investigate right ventricular dysfunction and biventricular interaction. American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. 316 (3), 684-692 (2019).
- Goldstein, J. A. Pathophysiology and management of right heart ischemia. Journal of the American College of Cardiology. 40 (5), 841-853 (2002).
- Stiermaier, T., et al. Frequency and prognostic impact of right ventricular involvement in acute myocardial infarction. Heart. , 1-8 (2020).
- Zehender, M., et al. Right ventricular infarction as an independent predictor of prognosis after acute inferior myocardial infarction. The New England Journal of Medicine. 328 (14), 981-988 (1993).
- Brodie, B. R., et al. Comparison of late survival in patients with cardiogenic shock due to right ventricular infarction versus left ventricular pump failure following primary percutaneous coronary intervention for ST-elevation acute myocardial infarction. The American Journal of Cardiology. 99 (4), 431-435 (2007).
- Konstam, M. A., et al. Evaluation and management of right-sided heart failure: A scientific statement from the american heart association. Circulation. 137 (20), 578-622 (2018).
- Leferovich, J. M., et al. Heart regeneration in adult MRL mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98 (17), 9830-9835 (2001).
- Dell’Italia, L. J., et al. Hemodynamically important right ventricular infarction: Follow-up evaluation of right ventricular systolic function at rest and during exercise with radionuclide ventriculography and respiratory gas exchange. Circulation. 75 (5), 996-1003 (1987).
- Friedberg, M. K., Redington, A. N. Right versus left ventricular failure: differences, similarities, and interactions. Circulation. 129 (9), 1033-1044 (2014).
- Haraldsen, P., Lindstedt, S., Metzsch, C., Algotsson, L., Ingemansson, R. A porcine model for acute ischaemic right ventricular dysfunction. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 18 (1), 43-48 (2014).
- Ren, L., Colafella, K. M. M., Bovée, D. M., Uijl, E., Danser, A. H. J. Targeting angiotensinogen with RNA-based therapeutics. Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 29 (2), 180-189 (2020).
- Hacker, T. A. Animal models and cardiac extracellular matrix research. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1098, 45-58 (2018).
- Chien, T. M., et al. Double right coronary artery and its clinical implications. Cardiology in the Young. 24 (1), 5-12 (2014).
- Zhu, Y., et al. Characterizing a long-term chronic heart failure model by transcriptomic alterations and monitoring of cardiac remodeling. Aging (Albany NY). 13 (10), 13585-13614 (2021).
- Cui, M., et al. Nrf1 promotes heart regeneration and repair by regulating proteostasis and redox balance. Nature Communications. 12 (1), 5270 (2021).
- Meyer, P., et al. Effects of right ventricular ejection fraction on outcomes in chronic systolic heart failure. Circulation. 121 (2), 252-258 (2010).
- Dunmore-Buyze, P. J., et al. Three-dimensional imaging of the mouse heart and vasculature using micro-CT and whole-body perfusion of iodine or phosphotungstic acid. Contrast Media & Molecular Imaging. 9 (5), 383-390 (2014).
- Fernández, B., et al. The coronary arteries of the C57BL/6 mouse strains: Implications for comparison with mutant models. Journal of Anatomy. 212 (1), 12-18 (2008).
- Zhang, H., Faber, J. E. De-novo collateral formation following acute myocardial infarction: Dependence on CCR2+ bone marrow cells. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 87, 4-16 (2015).
