Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

تحسين نموذج القوارض من نقص تروية عضلة القلب وإصابة التروية

Published: March 7, 2022 doi: 10.3791/63510
Automatic Translation
*1,2,3, *3, 3, 4, 5, 3, 5, 6, 1,2, 7
1Department of Cardiology, Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine, 2Department of Cardiology, Jiangsu Province Hospital of Chinese Medicine, 3First College of Clinical Medicine, Biological Technology Center for Innovation in Chinese Medicine, Nanjing University of Chinese Medicine, 4School of Health Preservation and Rehabilitation, Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Ministry of Education, 5Department of Cardiology, Jiangsu Provincial Hospital of Chinese Medicine, 6Department of Cardiology, Yancheng TCM Hospital Affiliated to Nanjing University of Chinese Medicine, 7Jiangsu Collaborative Innovation Center of Traditional Chinese Medicine (TCM) Prevention and Treatment of Tumor, Nanjing University of Chinese Medicine
* These authors contributed equally

ERRATUM NOTICE

Summary

تم تحسين نموذج نقص تروية عضلة القلب لقلب الفئران باستخدام متراجع ذاتي الصنع ، وأنبوب كلوريد البولي فينيل ، وطريقة عقد فريدة من نوعها. أظهر مخطط كهربية القلب وكلوريد ثلاثي فينيل تترازوليوم والتلطيخ النسيجي ونتائج تحليل البقاء على قيد الحياة في المئة أن مجموعة النماذج المحسنة لديها معدلات نجاح وبقاء أعلى من مجموعة النماذج الموجودة بالفعل.

Abstract

يسبب نقص تروية عضلة القلب وإصابة التروية (MIRI) ، الناجمة عن أمراض القلب التاجية (CHD) ، تلفا في الخلايا العضلية القلبية. علاوة على ذلك ، تشير الأدلة إلى أن العلاج بالتخثر أو التدخل التاجي الأولي عن طريق الجلد (PPCI) لا يمنع إصابة التروية. لا يوجد حتى الآن نموذج حيواني مثالي ل MIRI. تهدف هذه الدراسة إلى تحسين نموذج MIRI في الفئران لجعل الجراحة أسهل وأكثر جدوى. تم تطوير طريقة فريدة لإنشاء MIRI باستخدام أنبوب ناعم خلال خطوة رئيسية من فترة نقص التروية. لاستكشاف هذه الطريقة ، تم تقسيم ثلاثين فأرا عشوائيا إلى ثلاث مجموعات: مجموعة صورية (n = 10) ؛ مجموعة النماذج التجريبية (n = 10) ؛ ومجموعة النماذج الحالية (n = 10). تتم مقارنة نتائج تلطيخ كلوريد ثلاثي فينيل تيترازوليوم ، وتخطيط القلب الكهربائي ، والنسبة المئوية للبقاء على قيد الحياة لتحديد دقة ومعدلات البقاء على قيد الحياة للعمليات. استنادا إلى نتائج الدراسة ، تم التوصل إلى أن طريقة الجراحة المحسنة ترتبط بمعدل بقاء أعلى ، وشريحة ST-T مرتفعة ، وحجم احتشاء أكبر ، والذي من المتوقع أن يحاكي أمراض MIRI بشكل أفضل.

Introduction

مرض القلب الإقفاري هو السبب الرئيسي للوفيات في جميع أنحاء العالم. وفيات القلب والأوعية الدموية لها دور حاسم في الصحة العامة وعلم الأوبئة على الصعيد العالمي1. يلعب نقص تروية عضلة القلب وإصابة التروية وظائف أساسية في مرض نقص تروية القلب ، والذي يشير إلى عملية فسيولوجية مرضية معقدة تشمل استنفاد الأدينوسين ثلاثي الفوسفات2 ، والتوليد المفرط لأنواع الأكسجين التفاعلية3 ، والتفاعلات الالتهابية4 ، وخلل الميتوكوندريا بسبب الحمل الزائد للكالسيوم5 ، مما يؤدي إلى احتشاء عضلة القلب الحاد عن طريق الخلل الأيضي والضرر الهيكلي6.

ومع ذلك، لا تزال الآليات التفصيلية الكامنة وراء نقص تروية عضلة القلب وإصابة التروية (MIRI) غير معروفة. يهدف هذا العمل إلى تطوير نموذج حيواني فريد يحاكي بشكل كاف العرض السريري وعلاج MIRI. خلاف ذلك ، في عملية بحث نموذج MIRI ، تتطلب الحيوانات الكبيرة7 (مثل الخنازير) جراحة تدخلية ، وهي مكلفة. تتطلب الحيوانات الصغيرة (مثل الأرانب 8 والفئران 9،10،11،12 والجرذان13) جراحة دقيقة تحت الفحص المجهري 10 ، أو أكياس يتم التحكم فيها عن بعد 8،11 ، أو الضغط على القلب خارج التجويف9 ، الأمر الذي يتطلب مستوى عال من التكنولوجيا وقد يسبب العديد من مضاعفات ما بعد الجراحة التي تزعج دقة النتائج. سيلعب نموذج MIRI المثالي بمعدل بقاء أعلى وتكلفة أقل دورا حاسما في الأبحاث المرضية.

هدفت هذه الدراسة إلى مكافحة هذه القضايا من خلال إنشاء نموذج أكثر سهولة وجدوى من MIRI في الفئران لتسهيل البحث في علم أمراض MIRI ، مما قد يؤدي إلى اكتشاف العلاجات السريرية ل MIRI.

Protocol

تمت الموافقة على الدراسة من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوانات بجامعة نانجينغ للطب الصيني (إذن رقم 202004A002). اتبعت الدراسة بدقة المبادئ التوجيهية للمعاهد الوطنية للصحة (NIH) بشأن استخدام المختبر (منشور المعاهد الوطنية للصحة رقم 85-23 ، المنقح 2011). تم استخدام ثلاثين من ذكور فئران Sprague-Dawley (الوزن ، 300 ± 50 جم ؛ العمر ، 12 ± 14 أسبوعا) في هذا العمل.

1. إعداد الحيوان

  1. حرمان الفئران من الطعام والماء لمدة 12 ساعة قبل الجراحة. يهدف الصيام قبل الجراحة إلى منع الطموح الرئوي14.
  2. تعقيم جميع الأدوات قبل الجراحة باستخدام معقم بخار عالي الضغط.
  3. تخدير الفئران عن طريق إعطاء الصوديوم بنتوباربيتال (1.5 ٪ ، 75 ملغ / كغ) عن طريق الحقن داخل الصفاق (انظر جدول المواد).
  4. تقييم فعالية التخدير عن طريق إجراء اختبار قرصة إصبع القدم.
    ملاحظة: يعتبر الفئران مخدرا بما فيه الكفاية إذا لم تلاحظ أي ردود فعل عندما يتم الاحتفاظ بمخلبه الخلفي بواسطة الملقط.
  5. قم بتصويب القسم الأوسط من مشبكي ورق لتشكيل شكل "S". اسحب القسم العريض من كل حرف "S" لأسفل لتشكيل متراجع صغير.
  6. قطع أنبوب بولي فينيل كلوريد (PVC) قطره 2 مم إلى قطع بطول 7 مم. أدخل خياطة 4-0 بطول 10 سم في أنبوب PVC ، واربط نهاياتها.
  7. قم بربط الشريان التاجي الأمامي الأيسر النازل (LAD) وأنبوب PVC معا باستخدام خياطة 6-0. قم بقطع أخدود في منتصف أنبوب PVC باستخدام مقص العيون ، واستخدم الأخدود لخيط خياطة 6-0 عبر الأنبوب لمنعه من السقوط.
    ملاحظة: يظهر أنبوب PVC ومنسحبات الشكل "S" في الشكل التكميلي 1.

2. إجراء الجراحة

  1. قم بإجراء عملية جراحية لإنشاء نموذج الفئران MIRI المحسن باتباع الخطوات أدناه.
    ملاحظة: يشار إلى مجموعة النماذج الحيوانية الناتجة عن طريقة MIRI المحسنة باسم مجموعة النماذج التجريبية في جميع أنحاء المقالة.
    1. بعد التخدير (الخطوة 1.2) ، قم بإصلاح أطراف الفئران بشريط لاصق عن طريق وضع الفئران على اللوحة الجراحية في وضع ضعيف. احلق الرقبة ومنطقة الصدر الأمامية اليسرى بكريم مزيل للشعر ، ونظف البشرة ب 75٪ من الكحول ومقشر اليودوفور.
    2. قطع جلد الرقبة بالطول على طول خط عنق الرحم المتوسط باستخدام مقص العيون.
    3. افصل عضلات الرقبة باستخدام ملاقط العيون ، وضع متراجعا (الخطوة 1.4) على كل جانب لسحبها أكثر.
      ملاحظة: من الضروري كشف القصبة الهوائية بشكل كاف ، لأنها ضرورية لمنع النزيف من الغدة الدرقية خلال هذه الخطوة.
    4. بعد كشف القصبة الهوائية ، حدد المسافة بين حلقات القصبة الهوائية الرابعة والخامسة. هذه المساحة هي نقطة الثقب.
    5. ضع علامة على هذه النقطة باستخدام الحافة الحادة لطرف الإبرة. قم بعمل شق 3 مم مواز للغضروف الكريكويد في هذه المرحلة.
    6. أدخل مبزل شفط (انظر جدول المواد) في القصبة الهوائية عبر الشق (الخطوة 2.1.5) ، وقم بتهوية الفئران ميكانيكيا للحفاظ على التنفس الطبيعي بمعدل 80 نفسا / دقيقة وحجم المد والجزر 8 مل / كجم.
    7. بعد ذلك ، قم بعمل شق 4-5 سم من الخناق إلى منتصف المساحة الوربية اليسرى الثانية أثناء تثبيت المشرط بزاوية 45 درجة. بلطف وبطء، افصل العضلات الصدرية الرئيسية والعضلات الأمامية الخزفية باستخدام ملاقط العيون للوصول إلى المساحة الوربية.
    8. قم بعمل شق 1.5 سم بشكل عرضي بين الضلعين الثالث والرابع الأيسر باستخدام مقص العيون.
    9. إذا لزم الأمر ، اقطع الضلع الرابع لفضح القلب المغطى بالرئة اليسرى. هذا يعطي رؤية أفضل.
    10. لمنع الإصابات ، ضع كرات القطن المنقوعة في المحلول الملحي الفسيولوجي فوق الرئتين في التجويف الصدري. تشريح التامور باستخدام ملاقط العيون ، ورفع الزائدة الأذينية اليسرى بواسطة ملاقط ، وتحديد أوستيوم الشريان التاجي الموجود في جذر الشريان الأبهري.
    11. في القسم الواقع بين الرئة اليسرى والأذن، قم بربط LAD والأنبوب القصير المعد مسبقا (الخطوة 1.6) معا باستخدام خياطة جراحية 6-0، واربطه باستخدام عقدة. ضع العقدة في أخدود الأنبوب PVC ، وشد الأنبوب المربوط و LAD باستخدام عقدة ثانية لمدة 45 دقيقة15 (الشكل 1A ، B).
    12. سجل تغير اللون في الجزء الأمامي من البطين الأيسر وارتفاع الجزء ST على مخطط كهربية القلب (ECG) خلال فترة نقص التروية.
      ملاحظة: يصبح الجزء الأمامي من البطين الأيسر شاحبا خلال فترة نقص التروية.
    13. قم بتثبيت عضلات الصدر والجلد باستخدام مشبك شريان ، وقم بتغطية الجرح بشاش ملحي رطب.
    14. قم بفك العقدة ، وقم بإزالة الأنبوب القصير المعد مسبقا بعد 45 دقيقة15 (الشكل 1C).
    15. الحفاظ على الفئران مخدرة أثناء التروية لمدة 2 ساعة.
  2. قم بإجراء عملية جراحية لتوليد نموذج الفئران باتباع الإجراءالمنشور سابقا 16.
    ملاحظة: يشار إلى مجموعة النماذج الحيوانية هذه باسم مجموعة النماذج الموجودة في جميع أنحاء المقالة.
    1. قبل ربط الشريان التاجي LAD ، قم بإجراء نفس الخطوات مثل مجموعة النموذج التجريبي.
    2. خلال فترة نقص التروية ، قم بربط الشريان التاجي LAD القريب لكل فأر باستخدام عقدة انزلاقية فقط باستخدام خياطة جراحية 6-0 في نفس موضع مجموعة النموذج التجريبي وربط عقدة انزلاقية لمدة 45 دقيقة.
    3. بعد الربط ، قم بفك العقدة باستخدام ملاقط ، وخياطة شقوق الفئران بإبرة خياطة وملاقط ، والحفاظ على الحيوان في تخدير عميق بنسبة 1.5٪ من الصوديوم البنتوباربيتال طوال فترة التروية 17،18،19 لمدة 2 ساعة قبل حصاد قلوب الفئران.

3. تقييم تلطيخ كلوريد ثلاثي فينيل تيترازوليوم

  1. في نهاية التروية ، يتم تأصيل الفئران بينما لا تزال مخدرة بعمق. التضحية بالفئران وحصاد قلوبهم16,20 على الفور. اغسل القلوب في محلول PBS ، وخزنها عند -20 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة تقريبا لتصلب الأنسجة.
  2. بعد ذلك ، قم بتقطيع القلوب إلى شرائح 2 مم باستخدام شفرة microtome ، واحتضنها بكلوريد ثلاثي فينيل تترازوليوم 2٪ (TTC) (انظر جدول المواد) عند 37 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة تقريبا ، وقم بإصلاحها في الفورمالين المحايد بنسبة 10٪.
  3. قم بتصوير شرائح القلب، واحسب مناطق الاحتشاء باستخدام برنامج معالجة الصور لبرنامج ImageJ (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: بسبب التلطيخ ، تظهر مواقع الاحتشاء بيضاء شاحبة ، بينما تظهر الأنسجة الطبيعية باللون الأحمر الداكن.

4. تلطيخ الأنسجة

  1. حصاد القلوب تحت التخدير العميق من الصوديوم بنتوباربيتال 1.5 ٪ في نهاية فترة إعادة التروية.
  2. إصلاح القلوب في 10 ٪ الفورمالين في 4 درجة مئوية لمدة 48 ساعة.
  3. بعد ذلك ، قسم القلوب مع ميكروتوم إلى 6 شرائح على الأقل (بسماكة 5 ميكرومتر) وتأكد من ثلاث شرائح على الأقل للهيماتوكسيلين والإيوسين (H & E) وتلطيخ ماسون20,21.
  4. راقب الشرائح تحت المجهر الضوئي ، وصورها.

5. تقييم تخطيط القلب

  1. تقسيم الحيوانات عشوائيا إلى مجموعات نموذج MIRI تجريبية أو موجودة أو مجموعات صورية لتقييم تغيرات تخطيط القلب.
  2. تخدير جميع الفئران أثناء عمليات الربط الجراحية وتقييم الطرف القياسي الثاني تتبع20,21 لتحديد تغيرات تخطيط القلب وتأكيد نقص تروية عضلة القلب.
  3. تخزين جميع الصور في مكتبة رقمية.

6. التحليل الإحصائي

  1. إجراء التحليلات الإحصائية باستخدام برامج الرسوم البيانية والإحصاء العلمي (انظر جدول المواد).
  2. التعبير عن جميع البيانات كمتوسط ± خطأ قياسي للمتوسط. بعد اختبارات طبيعية ومنطقية لكل مجموعة ، قم بإجراء تحليل أحادي الاتجاه للتباين واختبارات t22 لتحديد الاختلافات المعنوية بين المجموعات. ضع في اعتبارك قيمة p <0.05 كقيمة إحصائية.

Representative Results

TTC تلطيخ
تم تلطيخ أقسام القلب من الفئران التي خضعت إما لإجراء MIRI الحالي أو المحسن أو الجراحة الصورية ب TTC ، وتم تخزين الصور رقميا وتحليلها باستخدام ImageJ. الفئران التي خضعت إما لإجراءات MIRI الموجودة بالفعل أو المحسنة كانت تعاني من احتشاء عضلة القلب ، في حين أن الفئران من المجموعة الوهمية لم تفعل ذلك (الشكل 2B). بالمقارنة مع الفئران في المجموعة الصورية ، كان لدى الفئران في مجموعات نموذج MIRI الموجودة (p < 0.0001) والتجريبية (p < 0.0001) فرقا كبيرا في حجم احتشاء عضلة القلب ، وكان لمجموعة النماذج التجريبية حجم احتشاء عضلة القلب أكبر من مجموعة النماذج الحالية (p = 0.0176) (الشكل 3B).

تلطيخ نسيجي
أظهر تحليل العينات الملطخة باستخدام بقع H&E و Masson 22,23 أنه بالمقارنة مع المجموعة الوهمية ، فإن الخلايا العضلية القلبية لكل من المجموعات النموذجية التجريبية والحالية قد تعرضت لأضرار جسيمة وانحلال نووي وتم اختراقها بواسطة العديد من العدلات (الشكل 3).

اختبار تخطيط القلب
كانت شرائح تخطيط القلب ST-T من الفئران في مجموعات نموذج MIRI الحالية والتجريبية مرتفعة مقارنة بشرائح الفئران في المجموعة الصورية (الشكل 4A) ، وكانت الاختلافات بين النموذج التجريبي والمجموعات الصورية (p < 0.0001) أو مجموعات النموذج والصورية الحالية (p < 0.0001) معنوية (الشكل 4B). وعلاوة على ذلك، كان قطاع ST-T أكثر ارتفاعا في مجموعة النماذج التجريبية منه في مجموعة النماذج الحالية (p = 0.0274) (الشكل 4C).

النسبة المئوية للبقاء على قيد الحياة
كان معدل البقاء على قيد الحياة مختلفا اختلافا كبيرا بين مجموعتي نموذج MIRI (الشكل 4D). ماتت أربعة من الفئران العشرة في المجموعة النموذجية الحالية. كان معدل الوفيات 40٪ خلال فترة إعادة التروية. في المقابل، لم يمت أي من الفئران في مجموعة النموذج التجريبي أثناء الجراحة، مما يدل على أن النموذج المحسن الحالي لديه معدل بقاء أعلى (p = 0.0291).

Figure 1
الشكل 1: الخطوات الرئيسية لجراحة نموذج إصابة نقص تروية عضلة القلب والإصابة التروية (MIRI). تشير النقاط الخضراء إلى بروتوكول الرباط خلال فترة نقص التروية ، بما في ذلك وضع الأنبوب الناعم على الشرايين التاجية (A) ، وربط خط الخياطة في أخدود الأنبوب الناعم المعد مسبقا (B) ، وتخفيف العقدة ، وإزالة الأنبوب الناعم عند بدء فترة التروية (شريط المقياس = 1 سم) (C ). LAA: الزائدة الأذينية اليسرى ، RAA: الزائدة الأذينية اليمنى ، LAD: الأسفل الأمامي الأيسر ، RCA: الشريان التاجي الأيمن ، IVC: الوريد الأجوف السفلي ، SVC: الوريد الأجوف العلوي ، AO: الشريان الأورطي ، PA: الشريان الرئوي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: إجراء الجراحة بأكمله والاختلافات في تلطيخ كلوريد ثلاثي فينيل تترازوليوم (TTC) بين المجموعات المختلفة. يتم عرض المتراجع الصغير المعد مسبقا (شريط المقياس = 15 مم) ، والأنبوب الناعم (شريط المقياس = 10 مم) ، والجراحة بأكملها (شريط المقياس = 15 مم) (A). تم تقسيم ثلاثين فأرا عشوائيا إلى مجموعات تجريبية (n = 10) ، ومجموعة صورية (n = 10) ، ونموذج موجود (n = 10). أشار تلطيخ TTC إلى أن كلا من مجموعات النماذج التجريبية والحالية لديها تغييرات كبيرة مقارنة بالمجموعة الصورية (B). تحول الجدار الأمامي لعضلة القلب في المجموعة التجريبية والجدار الجانبي في مجموعات النماذج الحالية إلى اللون الأبيض الباهت ، مما يؤكد موقع المنطقة الإقفارية (شريط المقياس = 5 مم). يصور "النموذج الحالي" على أنه "النموذج القديم" في الشكل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: الاختلافات في تلطيخ H&E و Masson بين المجموعات. تم تقسيم ثلاثين من ذكور فئران Sprague Dawley عشوائيا إلى مجموعات تجريبية (n = 10) ، ومجموعة صورية (n = 10) ، ونموذج موجود (n = 10) مجموعات ، وتظهر مقارنة التغيرات المورفولوجية الخلوية بين المجموعات (شريط المقياس = 2 مم). يظهر الهيماتوكسيلين والإيوسين (H & E) ، وتلطيخ ماسون أن خلايا عضلة القلب في النموذج التجريبي ومجموعات النماذج الحالية لها أضرار جسيمة ، وانحلال النواة ، ويتم اختراقها بواسطة العديد من العدلات مقارنة بتلك الموجودة في المجموعة الصورية (شريط المقياس = 100 ميكرومتر). يصور "النموذج الحالي" على أنه "النموذج القديم" في الشكل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: الفروق في النتائج الإحصائية بين المجموعات. تم تقسيم ثلاثين من ذكور فئران سبراغ داولي عشوائيا إلى مجموعات تجريبية (ن = 10) ، ومجموعة صورية (ن = 10) ، ونموذج موجود (ن = 10). تظهر نتائج مخطط كهربية القلب أنه بالمقارنة مع مجموعة النماذج الموجودة بالفعل ، فإن مجموعة النماذج التجريبية لديها حجم احتشاء عضلة القلب أكبر (****p < 0.0001 ، * p = 0.0176) (A) ، وارتفاع أعلى لشريحة ST (****p < 0.0001 ، * p = 0.0274) (B) ، ونسبة بقاء أعلى (p = 0.0291) (C ). على وجه الخصوص ، كانت الفئران من المجموعة النموذجية الحالية أكثر عرضة للموت في بداية فترة نقص التروية وبداية فترة إعادة التروية (D). يصور "النموذج الحالي" على أنه "النموذج القديم" في الشكل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل التكميلي 1: تفاصيل المتراجع المعد مسبقا وأنبوب PVC. يتم عرض المتراجع المعد مسبقا (A) وأنبوب PVC (B). يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الملف.

Discussion

كان الفرق الرئيسي بين الطرق الموجودة بالفعل والمحسنة هو استخدام أنابيب PVC في عملية الربط. في طريقة الجراحة الحالية ، تم ربط أنسجة عضلة القلب باستخدام خياطة الحرير 6-0 فقط ، مما تسبب في تلف عضلة القلب أثناء الربط مما أدى إلى الوفاة أثناء الجراحة. علاوة على ذلك ، فإن نبض القلب من شأنه أن يخفف من العقدة. في المقابل ، في الطريقة المحسنة مع أنبوب PVC ، يمكن تشديد الانزلاق الموضوعة في أخدود الأنبوب ، وزيادة مساحة عضلة القلب المتأثرة بالربط. لوحظت هذه الفوائد أثناء الإجراء التجريبي وأكدتها نتائج تلطيخ TTC والنسبة المئوية للبقاء على قيد الحياة.

كانت الخطوة الحاسمة لطريقة الجراحة المحسنة هي وضع الأنبوب الناعم على الشريان التاجي LAD القريب ، مصحوبا بالأعصاب والأوعية اللمفاوية وأنسجة عضلة القلب أثناء الربط في فترة نقص التروية. يمكن أن يكون هذا الأنبوب الناعم المعد مسبقا بمثابة وسادة تحمي الأنسجة الطرفية (الأعصاب وعضلة القلب والأوعية اللمفاوية) وتقلل من الوفيات أثناء ربط الشريان التاجي. كانت الجراحة التي أجرتها الطريقة الموجودة بالفعل مشابهة لجراحة احتشاء عضلة القلب. أشارت نتائج البقاء على قيد الحياة في المئة إلى أن الفئران في المجموعة النموذجية الحالية ماتت بشكل رئيسي خلال فترة نقص التروية (توفي اثنان من الفئران في 2 دقيقة بعد الربط ، وتوفي اثنان من الفئران في 45 دقيقة بعد الربط). خلاف ذلك ، لا تزال الأسباب الكامنة وراء الوفاة غير واضحة ، وهناك سلسلة من الفرضيات ، بما في ذلك الأضرار الإضافية للهياكل العصبية23 ، والأوعية اللمفاوية ، وعضلة القلب.

فيما يتعلق بالضرر العصبي ، أشارت الدراسات السابقة إلى أنه خلال فترة نقص تروية النموذج الحيواني ، إلى جانب الآثار المحلية المباشرة لنقص التروية على الهياكل العصبية ، ربما يكون هناك أيضا انخفاض كبير في مستويات neuropeptide Y (NPY) التي تسهم في اضطرابات في النقل الأكسوبلامي في التعصيب الودي24. تتفق هذه النتيجة مع النتائج التي أبلغ عنها Han et al.25 ، الذي كشف عن حدوث اختفاء تدريجي ل NPY داخل عضلة القلب المحتقنة بعد ربط الشريان التاجي LAD في الفئران. ومع ذلك، لا يزال دور NPY في هذا السياق غير واضح. يؤدي حذفه إلى تخفيف الخلل الوظيفي في القلب وموت الخلايا المبرمج أثناء احتشاء عضلة القلب الحاد26 ، ويرتبط بعدم انتظام ضربات القلب 27 ، وارتفاع ضغط الدم ، ووظيفة الأوعية الدموية الدقيقة التاجية28.

علاوة على ذلك ، حدث انسداد ضار في التدفق اللمفاوي القلبي خلال فترة نقص تروية القلب ، مما أدى إلى وذمة قلبية حادة ، وخلل وظيفي في اليسار ، ونزيف29 ، والذي قد يكون سببا آخر للوفاة في الفئران. خلال هذه العملية المرضية ، يمكن أن يعزى رباط الشريان التاجي LAD إلى انسداد الشرايين التاجية أو النقل اللمفاوي القلبي داخل منطقة الاحتشاء ، والتي يمكن أن تسبب مضاعفات إضافية ، مثل إعادة التشكيل السلبي للليمفاوية المجمعة للقلب ، وانخفاض التدفق اللمفاوي ، والوذمة المستمرة30.

لذلك ، تلعب الدورة الدموية في الأوعية اللمفاوية دورا وظيفيا في التوازن القلبي31 والتئام الجروح32 ، وتشير نتائج البقاء على قيد الحياة في هذه الدراسة إلى أن الإجراء الجراحي المحسن MIRI قد يتجنب التلف اللمفاوي ويعزز التروية اللمفاوية عن طريق وضع الأنبوب الناعم على الشريان التاجي LAD أثناء الرباط. في المقابل ، من المرجح أن تمزق طريقة الجراحة الحالية عضلة القلب وتسبب نزيفا هائلا أثناء ربط الشريان التاجي LAD ، دون تأثير توسيد الأنبوب الناعم. بالإضافة إلى ذلك ، كان قطر الأنبوب الناعم المعد مسبقا أكبر بكثير من خياطة الحرير 6-0 ، وربما يكون الأنبوب قد تقلص وتسبب في حجم احتشاء أكبر عندما تم ربط العقدة بالأنبوب خلال فترة نقص التروية.

كان لهذه الدراسة بعض القيود. تم تحليل حجم احتشاء القلب في التجربة الأولية. تم حساب صيغة الاستبدال (N = 7.75) باستخدام معادلة33 تم الإبلاغ عنها سابقا. وبالنظر إلى احتمال وفاة الفئران أثناء العملية، تم رفع N بنسبة 25٪. وبالتالي ، تم تحديد n = 10 (عشرة فئران لكل مجموعة). خلاف ذلك ، فإن الطريقة الموجودة بالفعل لإنشاء نموذج MIRI لديها معدل وفيات مرتفع. لذلك ، أثرت حالات قليلة (انخفاض حجم العينة) في مجموعة النموذج التجريبي على النتائج الإحصائية. كانت العديد من التقييمات ، بما في ذلك تخطيط صدى القلب30 ، و Evans Blue staining 34 ، وقياس إنزيم عضلة القلب35 ، ضرورية لتقييم وظائف القلب وتحليلها. ونظرا لانخفاض حجم عينة هذا العمل، لم تجر هذه التقييمات وسيتم وصفها في دراسة مستقبلية للبحوث الدوائية الدينامية في معهد ميري. ومع ذلك ، بالنظر إلى أن الإجراء الجراحي الحالي لإنشاء نموذج MIRI يرتبط بتلف عضلة القلب على نطاق واسع ، فمن المفيد الإبلاغ عن هذه الطريقة الحالية لتحسين نمذجة MIRI في الفئران وتسليط الضوء على هذا النموذج قبل السريري الذي يحاكي بشكل صحيح مرض نقص تروية القلب.

في الختام ، كان لطريقة الجراحة المحسنة لتوليد نموذج MIRI معدل بقاء أعلى ، وشريحة ST-T مرتفعة ، وحجم احتشاء أكبر من طريقة توليد نموذج MIRI الحالية ، مما يشير إلى أن النموذج المحسن يحاكي بشكل أفضل علم أمراض MIRI.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

تم دعم هذا العمل من قبل إدارة الطب الصيني التقليدي [SLJ0204] ، ومستشفى مقاطعة جيانغسو للطب الصيني (Y21017) ، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين [81973763 ، 81973824 ، 82004239].

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10% Neutral Formalin Chunyu, China _
2,3,5-Triphenyl-2H-Tetrazolium Chloride Solarbio, China T8107
75% Alchol SCR, China 10009261
Artery Clip Zhonglin Dongsheng, China 6.5cm
Camera Olympus Corporation, Japan EPL5
Cotton ball Huachen, China _
Dpilatory cream Veet, China _
Eye speculum Shanghai Jingzhong, China _
Gauze Zhonggan, China _
GraphPad GraphPad Software, USA 8.0
H&E Kit Solarbio, China G1120
High-pressure steam sterilizer TOMY, Japan SX-500
ImageJ NIH, USA _
Masson Kit Solarbio, China G1340
Medical Tape Mr.Song, China _
Microscope Olympus Corporation, Japan CKX31
Microscopy TEKSQRAY, China _
Microtome Leica, Germany RM2235
Microtome Blade Leica, Germany 819
Needle holder Shanghai Jingzhong, China _
Ophthalmic scissors Shanghai Jingzhong, China _
Ophthalmic tweezers Shanghai Jingzhong, China _
Paper clip Chenguang, China ABS91613
Physiological saline solution Kelun, China _
Powerlab ECG ADINSTRUMENTS ,China 4/35
PVC tube Guanzhijia, China _
Small animal ventilator TECHMAN, China HX-101E
Sodium Pentobarbital SIGEMA, USA 1030001
Suction trocar TECHMAN, China HX-101E
Suture line Lingqiao, China 4-0
Suture needle with thread Shanghai Pudong Jinhua Medical Products Co LTD, China 6-0

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mozaffarian, D., et al. Heart disease and stroke statistics-2016 update: a report from the American heart association. Circulation. 133 (4), 38 (2016).
  2. Allen, D. G., Orchard, C. H. Myocardial contractile function during ischemia and hypoxia. Circulation Research. 60 (2), 153-168 (1987).
  3. Ashraf, M. I., et al. A p38MAPK/MK2 signaling pathway leading to redox stress, cell death and ischemia/reperfusion injury. Cell Communication and Signaling. 12, 6 (2014).
  4. Hernandez-Resendiz, S., et al. The role of redox dysregulation in the inflammatory response to acute myocardial ischaemia-reperfusion injury - adding fuel to the fire. Current Medicinal Chemistry. 25 (11), 1275-1293 (2018).
  5. Heidrich, F., et al. The role of phospho-adenosine monophosphate-activated protein kinase and vascular endothelial growth factor in a model of chronic heart failure. Artificial Organs. 34 (11), 969-979 (2010).
  6. Shen, Y., Liu, X., Shi, J., Wu, X. Involvement of Nrf2 in myocardial ischemia and reperfusion injury. International Journal of Biological Macromolecules. 125, 496-502 (2019).
  7. Hinkel, R., et al. AntimiR-21 prevents myocardial dysfunction in a pig model of ischemia/reperfusion injury. Journal of the American College of Cardiology. 75 (15), 1788-1800 (2020).
  8. Torrado, J., et al. Sacubitril/Valsartan averts adverse post-infarction ventricular remodeling and preserves systolic function in rabbits. Journal of the American College of Cardiology. 72 (19), 2342-2356 (2018).
  9. Guan, L., et al. MCU Up-regulation contributes to myocardial ischemia-reperfusion Injury through calpain/OPA-1-mediated mitochondrial fusion/mitophagy Inhibition. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 23 (11), 7830-7843 (2019).
  10. Fan, Q., et al. Dectin-1 contributes to myocardial ischemia/reperfusion injury by regulating macrophage polarization and neutrophil infiltration. Circulation. 139 (5), 663-678 (2019).
  11. Huang, C., et al. Effect of myocardial ischemic preconditioning on ischemia-reperfusion stimulation-induced activation in rat thoracic spinal cord with functional MRI. International Journal of Cardiology. 285, 59-64 (2019).
  12. Li, D., et al. Cardioprotection of CAPE-oNO2 against myocardial ischemia/reperfusion induced ROS generation via regulating the SIRT1/eNOS/NF-κB pathway in vivo and in vitro. Redox Biology. 15, 62-73 (2018).
  13. Cui, Y., Wang, Y., Liu, G. Protective effect of Barbaloin in a rat model of myocardial ischemia reperfusion injury through the regulation of the CNPY2PERK pathway. International Journal of Molecular Medicine. 43 (5), 2015-2023 (2019).
  14. Lin, M. W., et al. Prolonged preoperative fasting induces postoperative insulin resistance by ER-stress mediated Glut4 down-regulation in skeletal muscles. Int J Med Sci. 11 (5), 1189-1197 (2021).
  15. Wu, J., et al. Sevoflurane alleviates myocardial ischemia reperfusion injury by inhibiting P2X7-NLRP3 mediated pyroptosis. Frontiers in Molecular Biosciences. 26 (8), 768594 (2021).
  16. Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. H., McConnell, B. K. Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments. (48), e2464 (2011).
  17. Zhang, C. X., et al. Mitochondria-targeted cyclosporin: A delivery system to treat myocardial ischemia reperfusion injury of rats. Journal of Nanobiotechnology. 17 (1), 18 (2019).
  18. Liu, X. M., et al. Long non-coding RNA MALAT1 modulates myocardial ischemia-reperfusion injury through the PI3K/Akt/eNOS pathway by sponging miRNA-133a-3p to target IGF1R expression. European Journal of Pharmacology. 916, 174719 (2022).
  19. Li, L., et al. Ginsenoside Rg3-loaded, reactive oxygen species-responsive polymeric nanoparticles for alleviating myocardial ischemia-reperfusion injury. Journal of Controlled Release. 317, 259-272 (2020).
  20. Mickelson, J. K., et al. Streptokinase improves reperfusion blood flow after coronary artery occlusion. International Journal of Cardiology. 23 (3), 373-384 (1989).
  21. Verscheure, Y., Pouget, G., De Courtois, F., Le Grand, B., John, G. W. Attenuation by R 56865, a novel cytoprotective drug, of regional myocardial ischemia- and reperfusion-induced electrocardiographic disturbances in anesthetized rabbits. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 25 (1), 126-133 (1995).
  22. Fan, M. L., et al. Animal model of coronary microembolization under transthoracic echocardiographic guidance in rats. Biochemical and Biophysical Research Communications. 568 (3), 174-179 (2021).
  23. Lim, M., et al. Intravenous injection of allogeneic umbilical cord-derived multipotent mesenchymal stromal cells reduces the infarct area and ameliorates cardiac function in a porcine model of acute myocardial infarction. Stem Cell Research & Therapy. 9 (1), 129 (2018).
  24. Trautner, H., et al. Heart innervation after ligation of the left anterior descending coronary artery (LAD). Histochemistry. 92 (2), 103-108 (1989).
  25. Han, C., Wang, X. A., Fiscus, R. R., Gu, J., McDonald, J. K. Changes in cardiac neuropeptide Y after experimental myocardial infarction in rat. Neuroscience Letters. 104 (1-2), 141-146 (1989).
  26. Huang, W., et al. Deletion of neuropeptide Y attenuates cardiac dysfunction and apoptosis during acute myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 10, 1268 (2019).
  27. Kalla, M., et al. The cardiac sympathetic co-transmitter neuropeptide Y is pro-arrhythmic following ST-elevation myocardial infarction despite beta-blockade. European Heart Journal. 41 (23), 2168-2179 (2020).
  28. Cuculi, F., et al. Relationship of plasma neuropeptide Y with angiographic, electrocardiographic and coronary physiology indices of reperfusion during ST elevation myocardial infarction. Heart (British Cardiac Society). 99 (16), 1198-1203 (2013).
  29. Vuorio, T., Tirronen, A., Ylä-Herttuala, S. Cardiac Lymphatics - a new avenue for therapeutics. Trends in Endocrinology and Metabolism: TEM. 28 (4), 285-296 (2017).
  30. Henri, O., et al. Selective stimulation of cardiac lymphangiogenesis reduces myocardial edema and fibrosis leading to improved cardiac function following myocardial infarction. Circulation. 133 (15), 1484-1497 (2016).
  31. Oliver, G., Kipnis, J., Randolph, G. J., Harvey, N. L. The lymphatic vasculature in the 21st century: novel functional roles in homeostasis and disease. Cell. 182 (2), 270-296 (2020).
  32. Klotz, L., et al. Cardiac lymphatics are heterogeneous in origin and respond to injury. Nature. 522 (7554), 62-67 (2015).
  33. Percie du Sert, N., et al. Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0. PLoS Biology. 18 (7), 3000411 (2020).
  34. Miller, D. L., Li, P., Dou, C., Armstrong, W. F., Gordon, D. Evans blue staining of cardiomyocytes induced by myocardial contrast echocardiography in rats: evidence for necrosis instead of apoptosis. Ultrasound in Medicine & Biology. 33 (12), 1988-1996 (2007).
  35. Deng, C., et al. α-Lipoic acid reduces infarct size and preserves cardiac function in rat myocardial ischemia/reperfusion injury through activation of PI3K/Akt/Nrf2 pathway. PLoS ONE. 8 (3), 58371 (2013).

Tags

الطب، العدد 181،

Erratum

Formal Correction: Erratum: Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury
Posted by JoVE Editors on 07/27/2022. Citeable Link.

An erratum was issued for: Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury. The Authors section was updated.

The Authors section was updated from:

Hua-Qin Tong*1
Man-Lu Fan*1
Tong Sun1
Hao-Wen Zhang2
Jie Han3
Meng-Xi Wang1
Jian-Dong Chen3
Wei-Xin Sun4
Xiao-Hu Chen3
Mian-Hua Wu5
1First College of Clinical Medicine, Biological Technology Center for Innovation in Chinese Medicine, Nanjing University of Chinese Medicine
2School of Health Preservation and Rehabilitation, Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Ministry of Education
3Department of Cardiology, Jiangsu Provincial Hospital of Chinese Medicine
4Department of Cardiology, Yancheng TCM Hospital Affiliated to Nanjing University of Chinese Medicine
5Jiangsu Collaborative Innovation Center of Traditional Chinese Medicine (TCM) Prevention and Treatment of Tumor, Nanjing University of Chinese Medicine
* These authors contributed equally

to:

Hua-Qin Tong*1,2,3
Man-Lu Fan*3
Tong Sun3
Hao-Wen Zhang4
Jie Han5
Meng-Xi Wang3
Jian-Dong Chen5
Wei-Xin Sun6
Xiao-Hu Chen1,2
Mian-Hua Wu7
1Department of Cardiology, Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine
2Department of Cardiology, Jiangsu Province Hospital of Chinese Medicine
3First College of Clinical Medicine, Biological Technology Center for Innovation in Chinese Medicine, Nanjing University of Chinese Medicine
4School of Health Preservation and Rehabilitation, Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Ministry of Education
5Department of Cardiology, Jiangsu Provincial Hospital of Chinese Medicine
6Department of Cardiology, Yancheng TCM Hospital Affiliated to Nanjing University of Chinese Medicine
7Jiangsu Collaborative Innovation Center of Traditional Chinese Medicine (TCM) Prevention and Treatment of Tumor, Nanjing University of Chinese Medicine
* These authors contributed equally

تحسين نموذج القوارض من نقص تروية عضلة القلب وإصابة التروية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tong, H. Q., Fan, M. L., Sun, T.,… More

Tong, H. Q., Fan, M. L., Sun, T., Zhang, H. W., Han, J., Wang, M. X., Chen, J. D., Sun, W. X., Chen, X. H., Wu, M. H. Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury. J. Vis. Exp. (181), e63510, doi:10.3791/63510 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter