Summary
Der er flere forskelle mellem højre og venstre ventrikler. Patofysiologien af højre ventrikulært infarkt (RVI) er imidlertid ikke blevet afklaret. I denne protokol indføres en reproducerbar metode til generering af RVI-musemodeller, som kan give et middel til at forklare mekanismen for RVI.
Abstract
Højre ventrikulært infarkt (RVI) er en almindelig præsentation i klinisk praksis. Alvorlig RVI kan føre til dødelig hæmodynamisk dysfunktion og arytmi. I modsætning til den meget anvendte muse myokardieinfarkt (MI) model genereret af venstre koronararterie ligation, anvendes RVI musemodellen sjældent på grund af vanskeligheden forbundet med modelgenerering. Forskning i mekanismer og behandling af RVI-induceret RV-ombygning og dysfunktion kræver, at dyremodeller efterligner patofysiologien af RVI hos patienter. Denne undersøgelse introducerer en gennemførlig procedure for RVI-modelgenerering i C57BL/ 6J-mus. Endvidere blev denne model karakteriseret ud fra følgende: infarktstørrelsesevaluering ved 24 timer efter MI, vurdering af hjerteombygning og funktion med ekkokardiografi, RV-hæmodynamikvurdering og histologi af infarktzonen 4 uger efter RVI. Derudover blev der udført en koronar vaskulaturstøbning for at observere koronararterielt arrangement i RV. Denne musemodel af RVI ville lette forskningen i mekanismer for højre hjertesvigt og søge nye terapeutiske mål for RV-ombygning.
Introduction
Den højre ventrikel (RV), der længe blev anset for at være et simpelt rør forbundet med lungearterien, er blevet uretmæssigt forsømt i mange år1. Der har dog været en stigende interesse for RV-funktion for nylig, da den spiller en væsentlig rolle i hæmodynamiske lidelser 2,3 og kan tjene som en uafhængig risikoforudsigelse for hjerte-kar-sygdomme 4,5,6,7. RV sygdomme omfatter RV infarkt (RVI), pulmonal arterie hypertension, og valvulær sygdom8. I modsætning til den enorme interesse for pulmonal arteriehypertension er RVI forblevet forsømt 7,9.
RVI, normalt ledsaget af ringere-posterior myokardieinfarkt10,11, er forårsaget af højre koronararterie (RCA) okklusion. Ifølge kliniske undersøgelser inducerer alvorlig RVI sandsynligvis hæmodynamiske forstyrrelser og arytmier, såsom hypotension, bradykardi og atrioventrikulær blok, forbundet med højere hospitalssygelighed og dødelighed 12,13,14. RV-funktionen kan komme sig spontant til en vis grad, selv i fravær af reperfusion15,16. Der findes flere morfologiske og funktionelle forskelle mellem venstre ventrikel (LV) og RV17. RV menes at være mere modstandsdygtig over for iskæmi end LV8, delvis på grund af den mere omfattende sikkerhedsstillelsescirkulationsdannelse efter RVI. Afklaring af forskellene mellem LV-infarkt (LVI) og RVI og identifikation af de underliggende mekanismer ville give nye terapeutiske mål for hjerteregenerering og iskæmisk hjertesvigt. På grund af de vanskeligheder, der er forbundet med generering af RVI-musemodeller, er grundforskningen i RVI imidlertid hovedsageligt begrænset.
En stor dyremodel af RVI er blevet genereret ved at ligere RCA i svin18, som er lettere at betjene på grund af den synlige RCA. Sammenlignet med den store dyremodel har musemodellen følgende fordele: mere tilgængelighed i genmanipulation, lavere økonomiske omkostninger og kortere forsøgsperiode19,20. Selv om der tidligere blev rapporteret om en mus RVI-model med fokus på RVI's indflydelse på LV-funktionen, blev de detaljerede trin i proceduren, vanskelighederne og nøglepunkterne i driften og modelegenskaberne såsom hæmodynamiske ændringer ikke fuldt ud introduceret 9,21.
Denne artikel indeholder detaljerede kirurgiske procedurer til generering af en musemodel af RVI. Desuden var denne model kendetegnet ved ekkokardiografisk måling, invasiv hæmodynamisk evaluering og histologisk analyse. Desuden blev der udført en koronar vaskulaturstøbning for at observere koronararterielt arrangement i RV. Den teknik, der introduceres i dette papir, ville hjælpe begyndere med hurtigt at forstå genereringen af musens RVI-model med acceptabel driftsdødelighed og pålidelige evalueringsmetoder. Musemodellen af RVI ville hjælpe med at undersøge mekanismerne for højre hjertesvigt og søge nye terapeutiske mål for RV-ombygning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle procedurer blev udført i henhold til Vejledning for pleje og brug af forsøgsdyr udgivet af US National Institutes of Health (NIH Publication No. 85-23, revideret i 1996) og blev godkendt af Animal Ethics Committee of Nanfang Hospital, Southern Medical University (Guangzhou, Kina). Sunde mandlige C57BL / 6J mus (8-10 uger gamle; kropsvægt, 25-30 g) blev opnået fra Animal Center of Southern Medical University. Hunmus kan også bruges, men det anbefales ikke at blande begge køn på grund af de potentielle påvirkninger af kønsforskelle. Efter ankomsten blev musene anbragt under en 12-timers / 12-timers mørk / lys cyklus (3-4 mus pr. Bur) med ad libitum mad og vand.
1. Forberedelse til operation
- Steriliser kirurgiske instrumenter ved autoklavering før operationen. Juster varmepuden til 37 °C.
- Anæstesi musene ved en intraperitoneal injektion på 50 mg/kg pentobarbital (se tabel over materialer) for at lindre kirurgiske smerter. Placer musene i separate kasser til anæstesiinduktion. Sørg for dybden af anæstesi ved fravær af et tå-tilbagetrækningsrespons.
BEMÆRK: Det anbefales også at bruge 1,5% isofluran til inhalationsbedøvelse, fordi det er bedre for analgesi. - Placer musene liggende på puden ved at fastgøre deres fortænder med en sutur og immobilisere deres lemmer med tape. Sørg for dybden af anæstesi igen ved at kontrollere refleksen.
- Fjern hår fra nakken til xiphoid med en hårfjerningscreme. Desinficer det kirurgiske område 3 gange med skiftevis antiseptisk skrubbe og 75% alkohol og draperer derefter det kirurgiske felt.
- Udfør intubation ved at følge nedenstående trin.
- Juster dyrets vejrtrækningsfrekvens med en miniventilator (se materialetabel) til 150/min og tidevandsvolumenet til 300 μL.
BEMÆRK: Det er unødvendigt at bruge positiv slutudåndende tryktilstand. - Træk tungen lidt ud med en pincet, løft underkæben med en tungedepressor for at udsætte glottis, og udfør intra-tracheal intubation ved at indsætte en 22 G kanyle i glottis.
- Tænd for miniventilatoren, og tilslut trakealkantylen til ventilatoren. Fænomenet thorax bølgegang bliver lig med ventilatorfrekvensen indikerer vellykket intubation. Fastgør kanylen med tape for at forhindre glidning under operationen.
- Juster dyrets vejrtrækningsfrekvens med en miniventilator (se materialetabel) til 150/min og tidevandsvolumenet til 300 μL.
2. Permanent ligering af højre koronararterie
- Tilslut elektrokardiografielektroderne (EKG) (se materialetabellen) korrekt til muselemmerne, og optag EKG.
BEMÆRK: En af II-, III- eller AVF-blyet vælges som overvågningsledning; Bly III er mere hensigtsmæssigt. - Åbn brystet.
- Lav et 1 cm langt snit i huden parallelt med den tredje højre ribben med oftalmisk saks. Bestem den tredje intercostal igen og sørg for tilstrækkelig plads i henhold til brystbensvinklen.
BEMÆRK: Retningen af hudsnittet er lavet fra brystbensvinklen til højre forreste aksillære linje. - Adskil og skær pectoralis major og pectoralis mindre muskler med saks og mikro tang over det tredje interkostale rum. Derefter adskilles den interkostale muskel med albue tang for at udsætte det kirurgiske felt.
BEMÆRK: Kun en lille del af brystmusklerne skal skæres, og derefter anbefales en stump adskillelse for at udsætte hjertet. - Incise perikardiet. Løft højre atrium med steril bomuld og lig RCA med en steril 8-0 nylontråd med et ligeringsområde på 3-5 mm. Efter ligering af RCA viser overvågnings-EKG (bly III) ST-segmentets højde.
BEMÆRK: Fordi musen RCA er usynlig, skal dens anatomiske placering bekræftes omhyggeligt. RV'ens myokardie er meget tyndere end LV'ens. Derfor er det svært at forstå dybden af den indsatte nål. Det er let at fremkalde sinusbradykardi og atrioventrikulær blok, hvis dybden af den indsatte nål er for dyb, og ligationsområdet er for stort.
- Lav et 1 cm langt snit i huden parallelt med den tredje højre ribben med oftalmisk saks. Bestem den tredje intercostal igen og sørg for tilstrækkelig plads i henhold til brystbensvinklen.
- Fjern de sterile bomulds- og suturmuskler og hud med en steril 5-0 nylontråd for at lukke det interkostale snit. Desinficer huden igen med 75% alkohol og single-house musen efter operationen.
BEMÆRK: Den velsyturerede muskel er vigtig for at undgå aerothorax. Et sterilt drænrør placeres i brysthulen indtil afslutningen af brystlukningen, og derefter evakueres brysthulrummet af en injektionssprøjte, der forbinder drænrøret.
BEMÆRK: Efter operationen placeres mus på en varmepude. Analgetika såsom buprenorphin (0,1 mg/kg legemsvægt, subkutan injektion) er nødvendige for at reducere dyrenes smerter efter operationen. De forventede komplikationer er sinusbradykardi og atrioventrikulær blok, og dødeligheden efter operationen er 10-20%.
3. Ekkokardiografisk vurdering af RV-funktionen efter operationen
BEMÆRK: Til ekkokardiografi skal du bruge en MS400D-sonde med en centerfrekvens på 30 MHz, der er forbundet til et ultralydsbilleddannelsessystem med høj opløsning (se Materialetabel). Ekkokardiografiundersøgelsen udføres 4 uger efter operationen.
- Anæstesi musen med 3% isofluran via indånding.
- Placer musen i liggende stilling på en ultralydsplatform til dyrefiksering og ultralydsoperation. Tape sine klør til elektroden for at opnå en EKG-optagelse gennem et system, der er fastgjort til ultralydsmaskinen.
- Overvåg pulsen gennem EKG og hold den mellem 450-550 slag / min ved at justere bedøvelseskoncentrationen mellem 1,5% og 3%.
- Fjern håret fra musens bryst med en hårfjerningscreme og påfør ultralydsgel på brystets hud.
- Indstil platformen til vandret position. Orienter transduceren parallelt med venstre ben og opnå det venstre ventrikulære langaksede billede. Drej sonden 90° med uret for at få LV-kortaksevisningen. Tryk på Cine store-knappen for at gemme billederne.
BEMÆRK: Øverst til venstre på platformen vippes på det laveste punkt. Transducerens LV-kortaksede rotationsvinkel opretholdes, mens transduceren er orienteret mod musens højre skulder. - Flyt transduceren lodret ned, og bevar dens position over den øvre del af maven og under musens membran under B-tilstand. Juster platformens position en smule ved at dreje x- og y-akserne, indtil RV, højre atrium (RA), venstre atrium (LA) og LV ses tydeligt på skærmen. Gem apikale billeder med fire kamre ved at trykke på Cine Store - eller Frame-butiksknappen .
BEMÆRK: B-tilstand bruges til at vise den todimensionelle (2D) visning af hjertet. - Tryk på M-tilstand; Når 2x indikatorlinjen vises, skal du finde indikatorlinjen ved tricuspidventilåbningen for at opnå bevægelsen af det tricuspid ringformede plan. Tryk på Cine Store eller Frame Store-knappen for at gemme data og billeder.
BEMÆRK: M-tilstand betyder bevægelsestilstand, som afslører hjertets eller karrets bevægelse i en kurveform. - Tryk på knappen Mål for at åbne måletilstand. Klik på knappen Arealmåling for at zonere ind i RV og LV. Beregn arealet af RV og LV for at opnå arealforholdet mellem RV og LV.
- Klik på tidslinjeknappen og lav to basislinjer for at definere bevægelsesområdet for det tricuspid ringformede plan i de systoliske og diastoliske perioder. Klik på knappen Afstand , og mål afstanden mellem to basislinjer for at opnå tricuspid ringformet plan systolisk udflugt (TAPSE).
- Vip venstre side af platformen på det laveste punkt. Hold sonden i en vinkel på 30° i retning af den vandrette akse langs den højre forreste aksillære linje. Drej x- og y-akserne på platformen for at vise rv'en.
- Tryk på M-mode-knappen , og find indikatorlinjen ved septumets hyperechoiske punkt for at få M-mode-billedet af RV-grænsefladen. Tryk på Cine store-knappen for at gemme billedet.
- Åbn M-mode-billedet af RV-grænsefladen, tryk på knappen Mål for at gå ind i måletilstand. Mål RV's indre afstand i slutningen af diastol (RVIDd), RV-udstødningsfraktion (RVEF) og RV-fraktionsforkortelse (RVFS) ved hjælp af det indbyggede måleværktøj i det ekkokardiografiske system.
- Stop med at administrere isofluran og læg musen på varmepuden i 3-5 minutter, indtil den genvinder bevidstheden. Derefter returneres musen til sit bur med 12 timers lys / mørk cyklus.
4. Invasive målinger af RV hæmodynamisk
BEMÆRK: RV hæmodynamisk vurderes gennem højre hjertekateterisering 4 uger efter RVI. Et 1,0 F kateter sammen med et overvågningssystem anvendes.
- Anæstesi musen med en intraperitoneal injektion på 50 mg/kg natriumpentobarbital (se tabel over materialer).
- Når du har bekræftet, at pedaludtagningsrefleksen forsvinder, skal du holde musen i liggende stilling og immobilisere den med tape.
- Barber brysthåret fra brystvinklen til xiphoiden. Desinficer operationsområdet med 75% alkohol.
- Udfør tracheal intubation og indstil parameteren for dyreventilatoren som beskrevet i trin 1.5.2-1.5.3.
- Lav et 1 cm bilateralt snit på huden over xiphoid-processen og transekter membranen og ribben med oftalmisk saks for at udsætte hjertet.
- Punktere den højre ventrikulære frie væg med en 32 G nål. Fjern nålen og tryk på såret med bomuld for at standse blødningen.
- Indsæt spidsen af kateteret i højre ventrikel gennem punkteringsstedet, og skub kateteret langsomt fremad. Juster spidsens position for at opnå en typisk RV-trykbølgeform, der vises på en skærm og et optagelsessystem.
BEMÆRK: Højre halsvene er også en passende rute til hæmodynamisk måling. - Efter 10 minutters stabilisering skal du registrere dataene for RV systolisk blodtryk (RVSBP), RV end-diastolisk tryk (RVEDP) og RV dP / dt. Klik på knappen Vælg for at vælge hjertecyklusser til beregning, og klik derefter på knappen Analyser for at beregne gennemsnitsværdierne for de valgte cyklusser.
- Fjern kateteret efter afslutningen af optagelsen, og anbring det derefter i normal saltopløsning.
- Afliv musen med en intraperitoneal injektion af overdosis pentobarbital natrium (150 mg / kg) og ofre den derefter ved cervikal dislokation.
- Saml hjertet og skinnebenet til histologisk analyse.
5. Koronar vaskulær støbning ved hjælp af et vaskulært støbemiddel
- Hepariniser musen med en intraperitoneal injektion på 200 IE/ml heparinnatrium ved 2000 IE/kg (se materialetabel).
- Anæstesi musen med en intraperitoneal injektion af 50 mg / kg natrium pentobarbital.
- Placer dyrets liggende på puden og intuber til kunstig ventilation ved at følge trin 1.5.2-1.5.3.
- Åbn brystet med en kirurgisk saks som beskrevet i trin 4.5, og udsæt hjertet.
- Lav et 3 mm hak med oftalmisk saks på højre atrier og perfuser hjertet med 5 ml normalt saltvand gennem hjertespidsen med en injektor.
- Bloker blodet fra aorta med en aortaklemme og perfus 0,1 ml nitroglycerin (1 mg / ml) gennem hjertespidsen med en injektor for at udvide koronararterien.
- Forbered det støbte reagens ved at blande ingredienserne i sættet i henhold til producentens anvisninger (se Materialetabel).
BEMÆRK: Det anbefales at forberede det støbte reagens og perfusion med normalt saltvand og nitroglycerin samtidigt for at forhindre mikrovaskulær lukning. - Perfuse hjertet med 1 ml støbt reagens gennem hjertespidsen og vent i 2-3 timer.
- Eroderer hjertet med 50% natriumhydroxid i 2-3 dage og fjern muskelvæv eller bindevæv ved skylning med normalt saltvand.
- Tag billeder under et kamera.
FORSIGTIG: Det støbte reagens er skadeligt for øjne, hud og luftveje. Natriumhydroxid er ætsende. Brug af beskyttelseshandsker, beskyttelsesbriller og en laboratoriefrakke er påkrævet. Det støbte reagens skal fremstilles i en stinkhætte.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
I denne undersøgelse blev mus tilfældigt tildelt RVI (n = 11) eller sham operation (n = 11) gruppen. Koronarkastet i 2 normale musehjerter er vist i figur 1A. Som reaktion på RCA-ligering blev ST-segmenthøjde set i bly III i EKG (figur 1B). Desuden viste farvning af 2,3,5-triphenyltetrozoloiumchlorid (TTC), at infarktområdet tegner sig for 45% af den RV-frie væg ved 24 timer postoperativt (figur 1C,D). Ovenstående data indikerede den vellykkede generering af RVI-musemodellen.
Optagelser af 4-kammer apex visning (figur 2A) og 2-kammer visning på LV kort akse og den tilsvarende M-mode ekkokardiografi (figur 2B) målinger blev udført 4 uger efter operationen for at evaluere RV ombygning og funktion. Sammenlignet med den i sham-gruppen steg RV-interne dimension i slutningen af diastol (RVIDd) i RVI-gruppen (figur 2C), og den var mere end 2 gange i sham-gruppen (figur 2A). RV-udstødningsfraktion (RVEF), RV-fraktionsforkortelse (RVFS) og tricuspid ringformet plan systolisk udflugt (TAPSE) var signifikant mindre i RVI-gruppen end i sham-gruppen (figur 2D-F). RV/LV-arealforholdet steg med ca. 50 % i forhold til sham-gruppen (figur 2G).
Musene blev underkastet RV hæmodynamisk måling 4 uger efter operationen. I RVI-gruppen var RVSBP, dp / dt max, dp / dt min og RV-kontraktilitet signifikant mindre. Samtidig var RVEDP- og τ-indekset (tau) betydeligt mere signifikante end indekset i sham-gruppen (figur 3A-E).
Fire uger efter operationen blev musene ofret. En RV-aneurisme var synlig i det infarkterede område (figur 4A). Forholdet mellem hjertevægt og kropsvægt (HW/ BW) og forholdet mellem hjertevægt og skinnebenslængde (HW / TL) i RVI-gruppen var lidt større (uden statistisk signifikans) end dem i sham-gruppen (figur 4B, C). Massonfarvning22 indikerede signifikant fibrose i den RV-fri væg, og sjældent forekom fibrose i septum i RVI-gruppen (figur 4D,E). I modsætning hertil var nogle få overlevende kardiomyocytter i infarktområdet (figur 4F).
Figur 1: Elektrokardiografi (EKG) ændringer og infarktstørrelse efter ligering af højre koronararterie (RCA). (A) Repræsentative billeder af musens koronar vaskulære støbning. Skalastang = 4 mm. (B) Bly III EKG-ændring som reaktion på RCA-ligering. (C) Repræsentative billeder af farvning af 2,3,5-triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) (hvid angiver infarktområde, rød angiver levedygtigt væv). Skalastang = 4 mm. (D) Kvantation af myokardieinfarktstørrelsen af RVI-mus. Data præsenteres som gennemsnitlige ± SEM, *P < 0,01 vs. sham-gruppe, n = 6 pr. gruppe (to uafhængige stikprøve t-test). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Ekkokardiografi vurdering af højre ventrikulær (RV) ombygning og funktion hos mus, der udsættes for RCA-ligering. (A) Repræsentative B-mode billeder i fire-kammer visning 4 uger efter RCA ligation; skalabjælke = 2 mm. (B) Typiske billeder af B-tilstand ved højre ventrikelgrænseflade (øverst) og den tilsvarende M-tilstand (nederst), der viser både LV og RV 4 uger efter RCA-ligering; skalastang = 2 mm. (C) RV intern dimension i enden af diastolen (RVIDd). (D) RV fraktion forkortelse (RVFS). (E) RV-udstødningsfraktion (RVEF). (F) Tricuspid ringformet plan systolisk udflugt (TAPSE). G) RV/LV arealforhold. Data præsenteres som gennemsnitlige ± SEM. *P < 0,01 vs. sham-gruppe, n = 6 pr. gruppe (to uafhængige stikprøve t-test). LV, venstre ventrikel; RVI, højre ventrikulært infarkt. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Højre ventrikulær (RV) hæmodynamik 4 uger efter højre koronararterieligation. (A) Repræsentative trykkurver blev opnået med et trykkateter. (B) Højre ventrikulære systoliske blodtryk (RVSBP) og højre ventrikulære ende-diastoliske tryk (RVEDP). (C) Den maksimale og minimale stigende hastighed for RV-tryk (dp/dt max, dp/dt min). (D) RV-kontraktilitet. (E) Den eksponentielle tidskonstant for RV-afslapning (τ). *P < 0,01 vs. sham-gruppe, n = 6 pr. gruppe (to uafhængige stikprøve t-test). Data præsenteres som gennemsnitlige ± SEM. RVI, højre ventrikulært infarkt; RVP, højre ventrikulært tryk. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Histologiske resultater 4 uger efter RVI. (A) Billeder af hele repræsentativt hjerte fra sham og RVI-gruppe (rød cirkel angiver infarktvæg; skalabjælke = 3 mm). (B) Forholdet mellem hjertevægt og kropsvægt (HW / BW), P = 0,0536 mellem RVI og sham-gruppe. C) Forholdet mellem længde mellem HW og skinneben (HW/TL), P = 0,1682 mellem RVI og sham-gruppen. (D) Repræsentere billeder af hæmatoxylin-eosinfarvning og Massonfarvning af hjertesektioner (skalastang = 3 mm). (E) Kvantitative resultater af myokardiefibrose. (F) Repræsentative Masson-farvningsbilleder, der viser overlevelseskardiomyocytter i infarktområdet (det højre billede (skalabjælke = 100 μm) er en forstørrelse af vævet i venstre boks (skalabjælke = 1 mm). *P < 0,01 vs. sham-gruppe, n = 6 pr. gruppe (to uafhængige prøver t-test). Data præsenteres som gennemsnitlige ± SEM. RVI, højre ventrikulært infarkt. Klik her for at se en større version af denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Sicard og kolleger fra Frankrig rapporterede først en musemodel af RVI i 2019, som beskrev den kirurgiske proces og fokuserede på samspillet mellem LV og RV efter RVI9. Til dato har ingen undersøgelse rapporteret at bruge denne model til yderligere undersøgelser. En mere detaljeret procedure ville være nyttig for forskere at bruge musemodellen af RVI til undersøgelse. I modsætning til rapporten fra Sicard et al.9 leverede vi trinvis information til modelgenerering og strategi for kvalitetskontrol og evaluerede yderligere den anatomiske fordeling af RCA, RV-hæmodynamik og overlevelsen af kardiomyocytter i infarktområdet. En nylig rapport viste, at kardiomyocytter i infarktområdet spiller en væsentlig rolle i myokardieregenerering23. RV-funktionen hos patienter med RVI ville komme sig spontant inden for 3-12 måneder, selv uden reperfusion16,24. Disse resultater tyder på, at musens RVI-model ville hjælpe med at søge efter potentielle terapeutiske mål for højre hjertesvigt eller hjerteregenerering. Derfor er det nødvendigt at popularisere modellen.
På grund af RCA's usynlighed og variationen i RCA-distributionen ville det være vanskeligt for junioroperatørerne at generere RVI-modeller med stabile infarktstørrelser. For at overvinde denne begrænsning anbefales det at kontrollere ligeringsniveauet og -rækkevidden og sikre tilstrækkelig højde af ST-segmentet i II- eller III-bly af EKG. Det mest kritiske trin for succesfuld generering af en mus RVI-model er at lokalisere den anatomiske struktur af RCA. Som vist i figur 1A kan mus RCA indeholde en primær eller flere parallelle arterier; således afhænger infarktstørrelsen af, hvor mange arterier der er blokeret. Derfor kan RCA's position intraoperativt bekræftes i henhold til de anatomiske egenskaber ved at nabolandet højre atrium og den synlige vene. RVI-mus udviser normalt myokardieinfarkt i rv's frie væg. Alligevel kan septum også sjældent være involveret, hvis septalarterien stammer fra RCA, som vist i figur 4D. Septum kan vandes i mus af sin egen septale koronararteriegren25 eller en gren af RCA eller LCA 26,27. Efter ligating af RCA er den klassiske EKG-ændring af ST-segmenthøjde i EEG-ledninger II eller III-ledninger guldstandarden til at bedømme RVI's succes.
Da RV-udvidelse induceret af RCA-ligering ville øge intraperikardietrykket og derefter begrænse hjertefyldning, hvilket ville resultere i forværring af hæmodynamisk lidelse 9,10, bør perikardiet rives fra hinanden under operationen. I modsætning til den høje forekomst af hjertebrud hos mus med LCA-ligering blev der ikke observeret hjertebrud hos RVI-musene. Imidlertid kan kirurgisk dødelighed på grund af blødning og atrioventrikulær blok være så høj som 50% for begyndere, hvilket kan undgås ved at reducere piercingdybden af nålesøm og myokardieområde af suturligation, sænke ligationspositionen og blid manipulation. Erfarne teknikere i vores laboratorium kan færdiggøre generationen af en RVI-musemodel på ca. 30 minutter med en succesrate på 80-90 % beregnet ud fra overlevelsesandelen af mus med betydelig infarktstørrelse. Operationens succes blev bedømt ved øjeblikkelig forhøjelse af ST-segmentet i bly II eller III af EKG efter RCA-ligering, TTC negativ farvning af myokardium i 1st 24 timer efter operationen og RV-udvidelse målt ved ekkokardiografi 3 dage eller 1 uge efter operationen. ST-forhøjelse i EKG-ledninger med ringere væg og ekkokardiografisk udvidelse af RV 3 dage efter operationen kan anvendes som inklusionskriterier for undersøgelser, der anvender musens RVI-model.
I løbet af den 4-ugers opfølgningsperiode blev der observeret en hel del overlevende kardiomyocytter i infarktområdet hos RVI-mus, hvilket kan være et rimeligt grundlag for regenerativ forskning. RV-ombygning og dysfunktionsgendannelse efter 4 uger blev ikke noteret efter RVI i denne model, hvilket tyder på, at denne model også er mulig for grundforskning om højre hjerteombygning og svigt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af tilskud fra National Natural Science Foundation of China (82073851 to Sun) og National China Postdoctoral Science Foundation (2021M690074 til Lin).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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. 0, 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).
