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Medicine

티베트 Minipigs에서 박출률이 보존된 심부전의 수술 모델

Published: February 18, 2022 doi: 10.3791/63526
* These authors contributed equally

Summary

본 프로토콜은 하행 대동맥 수축을 사용하여 박출률이 보존된 심부전의 minipig 모델을 확립하기 위한 단계별 절차를 설명합니다. 이 질병 모델의 심장 형태, 조직학 및 기능을 평가하는 방법도 제시됩니다.

Abstract

전 세계적으로 심부전(HF) 사례의 절반 이상이 박출률이 보존된 심부전(HFpEF)으로 분류됩니다. 대형 동물 모델은 HFpEF의 기본 메커니즘을 조사하고 잠재적인 치료 표적을 식별하는 데 한계가 있습니다. 이 연구는 HFpEF의 대형 동물 모델을 확립하기 위해 티베트 미니피그에서 하행 대동맥 수축(DAC)의 수술 절차에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 이 모델은 좌심실의 만성 압력 과부하를 유도하기 위해 하행 대동맥의 정밀하게 제어된 수축을 사용했습니다. 심장초음파는 심장의 형태학적, 기능적 변화를 평가하기 위해 사용되었다. 12주간의 DAC 스트레스 후, 심실 중격은 비대되었지만, 좌심실의 확장과 함께 후벽의 두께가 현저히 감소했습니다. 그러나 모델 하트의 LV 박출률은 12주 동안 >50%로 유지되었습니다. 또한 DAC 모델은 섬유증, 염증 및 심근 세포 비대를 포함한 심장 손상을 나타냈습니다. 심부전 표지자 수치는 DAC 그룹에서 유의하게 상승했습니다. 미니피그에서 이 DAC 유도 HFpEF는 이 질병의 분자 메커니즘을 조사하고 전임상 테스트를 위한 강력한 도구입니다.

Introduction

박출률이 보존된 심부전(HFpEF)은 심부전 사례의 절반 이상을 차지하며 전 세계 공중 보건 문제가 되었습니다1. 임상 관찰에 따르면 HFpEF의 몇 가지 중요한 특징은 (1) 수축기 경직 증가를 동반하는 심실 이완기 기능 장애, (2) 운동 수행 능력 저하와 함께 안정 시 정상 박출률, (3) 심장 리모델링2. 제안된 기전으로는 호르몬 조절 장애, 전신 미세혈관 염증, 대사 장애, 육종 및 세포외 기질 단백질의 이상이 있다3. 그러나 실험 연구에 따르면 박출률이 감소한 심부전(HFrEF)이 이러한 변화를 유발하는 것으로 나타났습니다. 임상 연구는 HFpEF 4,5에서 HFrEF를 치료하기 위한 안지오텐신 수용체 억제제 및 약물의 치료 효과를 탐구했습니다. 그러나 HFpEF에 대한 독특한 치료법이 필요합니다. 임상 증상을 이해하는 것과 비교할 때 HFpEF의 병리학, 생화학 및 분자 생물학의 변화는 여전히 제대로 정의되지 않았습니다.

HFpEF의 동물 모델은 메커니즘, 진단 마커 및 치료 접근법을 탐구하기 위해 개발되었습니다. 돼지, 개, 쥐, 생쥐 등 실험동물에서 HFpEF가 발생할 수 있으며, 고혈압, 당뇨병, 노화 등 다양한 위험인자를 유도인자로 선정하였다 6,7. 예를 들어, 디옥시코르티코스테론 아세테이트를 단독으로 또는 고지방/설탕 식단과 병행하면 돼지 8,9에서 HFpEF를 유도할 수 있습니다. 심실 압력 과부하는 크고 작은 동물 모델에서 HFpEF를 개발하는 데 사용되는 또 다른 기술이다10. 또한, 유럽 심장학회 가이드라인, 미국 심장학회/미국 심장 협회(American College of Cardiology Foundation)/미국 심장 협회(American Heart Association)11, 일본 순환 학회(Japanese Circulation Society)/일본 심부전 학회(Japanese Heart Failure Society) 12에서 볼 수 있듯이 HFpEF를 정의하기 위한 특정 EF 컷오프 값이 최근 몇 년 동안 대륙 전반에 걸쳐 채택되었습니다. 따라서 임상 기준이 채택되면 이전에 확립된 많은 모델이 HFpEF 연구에 적합해질 수 있습니다. 예를 들어, Youselfi et al.은 유전자 변형 마우스 균주인 Col4a3-/-가 효과적인 HFpEF 모델이라고 주장했습니다. 이 균주는 이완기 기능 장애, 미토콘드리아 기능 장애 및 심장 리모델링과 같은 전형적인 HFpEF 심장 증상을 일으켰다13. 이전 연구에서는 대사 장애, 섬유증 및 심근 내 액토미오신 MgATPase 감소를 특징으로 하는14세 원숭이에서 중간 범위의 EF로 심장 리모델링을 유도하기 위해 고에너지 식단을 사용했습니다. 마우스 횡방향 대동맥 수축(TAC)은 고혈압 유발 심실 심근병증을 모방하기 위해 가장 널리 사용되는 모델 중 하나입니다. 좌심실은 EF가 증가한 동심원 비대에서 EF15,16이 감소한 확장 리모델링으로 진행됩니다. 이 두 가지 전형적인 단계 사이의 전이 표현형은 대동맥 수축 기법을 사용하여 HFpEF를 연구할 수 있음을 시사합니다.

돼지 HFpEF 모델의 병리학적 특징, 세포 신호 전달 및 mRNA 프로파일은 이전에 발표된 바있습니다 17. 여기에서는 이 모델과 이 모델의 표현형을 평가하기 위한 접근 방식을 설정하기 위한 단계별 프로토콜을 제시합니다. 이 절차는 그림 1에 나와 있습니다. 간단히 말해서, 수술 계획은 수석 연구자, 외과의, 실험실 기술자 및 동물 관리 직원이 공동으로 만들었습니다. 미니피그는 생화학 검사와 심장 초음파 검사를 포함한 건강 검진을 받았다. 수술 후에는 항염증 및 진통 시술을 실시하였다. 심장 초음파, 조직학적 검사 및 바이오마커를 사용하여 표현형을 평가했습니다.

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Protocol

모든 동물 연구는 광둥성 실험동물모니터링연구소(Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute)의 기관 동물 관리 및 이용 위원회(Institutional Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았습니다. IACUC2017009). 모든 동물 실험은 Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (8th Ed., 2011, The National Academies, USA)에 따라 수행되었습니다. 이 동물들은 광둥성 실험동물감시연구소(Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute)의 AAALAC 인증 시설에 수용되었다. SYXK (YUE) 2016-0122, 중국). 6마리의 수컷 티베트 미니피그(가짜 그룹과 DAC 그룹 각각 n = 3, 체중 25-30kg)를 사용하여 HFpEF 모델을 개발했습니다.

1. 동물 및 기구 준비

  1. 수술 전 14일 동안 동물을 시설에 적응시킵니다.
  2. 수술 전에 생화학 검사 및 심장 초음파를 포함한 건강 검진을 실시합니다. T/CALAS85-2020 Laboratory animals - Guidelines for the health assessment of major organs, such as the heart, liver, kidney, and brain(Chinese Association for Laboratory Animal Sciences, China)에 따라 구조(심실 확장 또는 비대) 및 기능(EF <50%)에 심장 이상이 있는 동물을 제외합니다.
  3. 마취 전에 12시간 이상 동물을 단식시켜 수술 당일에 먹이를 주지 마십시오.
  4. 수술실과 장치를 준비합니다(그림 2). 마취 인공호흡기 스테이션, 수의학 및 환자 모니터, 수의학 초음파 시스템, 흡인기 및 기타 수술 장치를 확인하십시오. 가위, 집게, 견인기, 메스 손잡이, 흡입기 헤드, 수술용 바늘 등을 오토클레이브합니다( 재료 표 참조).

2. 진정, 기관 삽관 및 정맥 캐뉼레이션

  1. 동물의 무게를 측정하고 마취제를 계산합니다. 졸레틸 주사 1mg/kg(주사용 틸레타민 및 졸라제팜)과 자일라진 염산염 주사 0.5mg/kg으로 미니피그를 진정시킵니다( 재료 표 참조).
  2. 미니피그를 고정하고 수술 테이블의 오른쪽 측면 누운 위치에 놓습니다. 동물의 체온을 유지하기 위해 난방 시스템을 켜십시오.
  3. 심장 초음파(5단계)를 수행하고 2mL의 혈액 샘플을 수집합니다.
  4. 수의학 마취 인공호흡기 스테이션(그림 3A)에 연결된 기관내 튜브로 미니피그를 삽관합니다( 재료 표 참조).
  5. 8mL/kg의 일회 호흡량과 분당 30회 호흡으로 환기를 시작합니다. 수술 과정에서 1.5%-2.5%의 이소플루란으로 동물을 유지하십시오.
  6. 귀 정맥(일반적으로 가장자리 귀 정맥, 그림 3B)에서 말초 정맥 카테터(26G)(재료 표 참조)를 사용하여 정맥 캐뉼레이션을 설정합니다.
  7. 동물을 수의학 모니터에 연결하십시오.

3. 수술 절차

  1. 왼쪽 흉부를 면도합니다. 0.7%의 요오드와 75%의 알코올을 도포하여 견갑골에서 횡격막까지 피부를 무균 상태로 준비합니다(그림 3C).
  2. 수술 부위에 멸균 커튼을 놓습니다.
  3. 프로포폴(5mg/kg)( 자료표 참조)을 정맥 주사로 투여하여 전신 마취를 유지합니다.
  4. 전기소작으로 피부를 절개하기 전에 4번째 늑간을 따라 절개부(~15cm 길이)를 표시합니다.
  5. 소작과 근육 및 결합 조직의 둔기 해부를 조합하여 흉부를 엽니다. 수술 중 흡인기로 혈액을 제거하십시오.
  6. 리브 리트랙터를 사용하여 리브를 펼칩니다(그림 3D).
  7. 흉부 하행 대동맥 세그먼트를 찾아 수축 부위를 결정합니다(그림 3E). 두 개의 3-0 수술용 봉합사를 사용하여 세그먼트 주위를 두 번 감습니다(그림 3F). 봉합사에 의한 조직 손상을 방지하기 위해 봉합사와 대동맥 사이에 의료용 거즈를 3겹 끼웁니다.
  8. 수축 정도를 결정하기 위해 압력 측정 단위를 설정합니다(그림 3F-H).
    알림: 이 장치에는 혈관 벽에 구멍을 뚫는 카테터, 연결 튜브, 압력 변환기 및 환자 모니터가 포함되어 있습니다.
  9. 하행 대동맥 분절을 둘러싼 수술용 봉합사를 서서히 조여 원하는 수축 정도를 얻습니다. 압력 판독값이 20분 동안 안정화되도록 하고 수술 매듭을 영구적으로 조입니다.
  10. 배액 흉관을 사용하여 흉강의 공기와 과도한 체액을 배출합니다.
  11. 흉벽을 여러 겹으로 닫고 흡수성 봉합사로 갈비뼈와 분할된 근육을 근사화합니다.
  12. 출혈이 있는지 확인하고 지혈이 잘 되었는지 확인하십시오.
  13. 수술 후 수술 부위에 벤질페니실린 한 병(800,000 단위)( 재료 표 참조)을 바릅니다.
  14. 동물의 눈 깜박임과 팔다리 움직임의 존재를 모니터링합니다. 인공호흡기를 분리하되 기관내 튜브는 그대로 둡니다. 자발적인 호흡의 존재를 모니터링하십시오.
  15. 동물을 사육실로 돌려보내고 자동으로 깨어나도록 놔둔다.

4. 수술 후 관리

  1. 벤질페니실린을 1주일(20,000U/kg) 동안 매일 바릅니다.
  2. 1주일 동안 매일 1mg/kg의 플루니신 메글루민( 재료 표 참조)을 적용합니다.
    참고: 오피오이드 및 NSAID 진통제는 수술 중 및 수술 후에 투여해야 합니다.

5. 경흉부 심장 초음파

  1. 졸레틸 1mg/kg으로 동물을 진정시킵니다.
  2. 캔버스 덮개가 있는 이동식 안전 장치에 동물을 놓습니다.
    알림: 이동식 고정 장치( 재료 표 참조)에는 동물의 앞다리와 뒷다리를 확장하도록 설계된 4개의 구멍이 있습니다.
  3. 동물의 왼쪽 가슴을 면도하십시오.
  4. 가슴의 왼쪽 중앙에 손가락을 대고 정점 맥박을 느낍니다. 초음파 젤을 주변 부위에 바릅니다.
  5. 초음파 시스템의 위상 배열 변환기(3-8Hz)를 세 번째 늑간 공간에 놓습니다. 변환기를 전방 또는 후방 방향으로 이동하고 노치 각도를 조정합니다.
  6. 심방, 심실 및 대동맥을 식별합니다. B-모드 및 M-모드 흉골 주위 장축 이미지를 기록합니다.
    참고: B-모드 이미지는 유두근 수준에서 좌심실의 단면을 나타내고 M-모드 이미지는 시간 경과에 따른 좌심실의 움직임을 보여줍니다.
  7. 변환기 헤드를 시계 방향으로 90° 돌려 parasternal short-axis view. 좌심실, 우심실, 유두근을 확인합니다. B-모드 및 M-모드 이미지를 기록합니다.
  8. 초음파 시스템 제조업체에서 제공하는 워크스테이션을 사용하여 심장 구조와 기능을 평가하십시오.

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Representative Results

심초음파검사
심장 구조 및 기능은 0주, 2주, 4주, 6주, 8주, 10주 및 12주에 평가되었습니다. 흉골 단축 보기의 B-모드 및 M-모드 기록은 그림 4A에 표시되어 있습니다. 심초음파 측정에는 심실 중격 두께(VST), 후벽 두께(PWT) 및 좌심실 내부 치수(LVID)가 포함되었습니다. 말단 이완기의 VST는 DAC 심장에서 증가한 반면, 말단 이완기의 PWT는 관찰 기간 동안 증가했다가 감소하여 DAC 미니피그의 좌심실에 비후성 리모델링이 존재했음을 시사합니다(그림 4B,C). 이완기 말단의 LVID는 4주차와 6주차에 감소했다가 8주차 이후 점진적으로 증가하여 심실이 팽창하기 전에 동심원 비대를 겪었음을 시사합니다(그림 4D). 모델 하트의 LVEF는 12주 동안 >50%로 유지되었습니다(그림 4E).

형태학 및 심부전 마커
12주 후, 심장은 앞서 설명한대로 수확되었습니다 17. 가짜 심장과 비교했을 때, DAC 심장의 확대가 관찰되었다(그림 5A). 심장 트로포닌 I(cTnI)의 혈청 농도는 제조업체의 지침에 따라 0, 4, 8 및 12주에 효소 결합 면역흡착 분석 키트를 사용하여 측정되었습니다(재료 표 참조). 광학 밀도는 마이크로플레이트 리더를 사용하여 450nm에서 측정되었습니다. 심부전 표지자 cTnI는 해당 시점에서 가짜 그룹보다 DAC 그룹에서 4주, 8주 및 12주에 유의하게 높았습니다(그림 5B).

조직학적 검사
좌심실과 우심실, 심실 중격, 좌심방 및 우심방, 승모판막, 대동맥의 자유벽에서 조직을 채취하여 4% 파라포름알데히드로 고정하였다. 조직을 매립하고, 절편으로 슬라이스하고, 이전 보고서17에 따라 헤마톡실린 및 에오신(H&E) 용액으로 염색하였다. 비후성 심근세포, 섬유증, 염증 세포, pyknotic 핵 및 기타 구조는 광학 현미경으로 식별되었습니다. 심방, 심실 중격 및 심실의 심근세포는 pyknosis와 함께 비대를 나타냈습니다(그림 6A). 승모판막에서 근육층이 감소하였고(그림 6B), 대동맥에서 혈관 내피 증식이 관찰되었습니다(그림 6C). 더욱이, DAC는 좌심실, 우심방 및 대동맥 벽의 염증 세포 침윤을 동반한 미니피그의 심근에서 광범위한 섬유증을 유발했습니다(그림 7A).

Figure 1
그림 1: 실험 설계. 실험 계획은 수석 연구자, 외과 의사, 실험실 기술자 및 동물 관리 직원이 공동으로 만들었습니다. 미니피그는 생화학 검사와 심장 초음파 검사를 포함한 건강 검진을 받았다. 수술 후에는 항염증 및 진통 시술을 실시했습니다. 심장 초음파, 조직학적 검사 및 바이오마커 검사는 심부전 표현형을 평가했습니다. 동물의 수, n = 3 각각은 가짜 및 DAC 그룹에 대한 것입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
그림 2. 수술 장치. DAC 수술에 필요한 장치(A)에는 흡인기(a), 수술대(b), 수의학 모니터(c), LED 수술용 조명(d) 및 마취 인공호흡기 스테이션(e)이 포함되었습니다. 수술 전후에 동물 심장의 구조와 기능을 평가하기 위해 수의학 초음파 시스템이 사용되었습니다(B). 수술 도구에는 후두경(C)과 다양한 집게, 메스 손잡이 및 가위(D)가 포함되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 3
그림 3: 수술 절차. 진정 후, 동물을 기관내 튜브(A)로 삽관하고, 귀 정맥(B)을 통해 정맥 캐뉼레이션을 확립하였다. 수술 부위는 동물의 왼쪽 가슴(C)에 있었다. 하행 대동맥(D,E)을 노출시킨 후, 압력 모니터링을 위한 수축 부위(SB)와 침습 부위(SA, SC)를 결정하고(F,G), 환자 모니터(H)를 이용하여 대동맥압을 측정하였다. 만화는 수축 전략(I)의 개요를 표시합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 4
그림 4: 경흉부 심장 초음파 평가. 0주차부터 12주차까지의 압력 과부하 심장의 대표적인 B-모드 및 M-모드 이미지가 (A)에 표시됩니다. 4초 동안 녹화된 M 모드 이미지가 표시됩니다. 분홍색 눈금 막대는 1초의 기록 길이를 나타냅니다.DAC 심장(B)에서 이완기 말단의 심실 중격 두께(VST)가 증가했습니다. 대조적으로, 이완기 말기의 후벽 두께(PWT)는 관찰 기간(C) 동안 점차적으로 증가하거나 감소했습니다. 이완기 말단의 좌심실 내치수(LVID)는 4주차와 6주차에 감소했다가 8주차(D) 이후 점차 증가했습니다. 모델 하트의 LVEF는 12주 동안 >50%로 유지되었습니다(E). 동물의 수, n = 3 각각은 가짜 및 DAC 그룹에 대한 것입니다. 쌍을 이루지 않은 t-검정을 사용하여 그룹 간의 차이를 확인했습니다. *P < 0.05 가짜 그룹. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 5
그림 5: 심장 형태 및 혈청 cTnI. 심장의 크기가 커진 것처럼 보였다(A). 심부전 표지자 cTnI는 해당 시점(B)의 가짜 그룹보다 DAC 그룹에서 4주, 8주 및 12주에 유의하게 높았습니다. 동물의 수, n = 3 각각은 가짜 및 DAC 그룹에 대한 것입니다. 쌍을 이루지 않은 t-검정을 사용하여 그룹 간의 차이를 확인했습니다. *P < 0.05 가짜 그룹. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 6
그림 6: 심근, 승모판막, 대동맥벽의 조직학. H&E 염색은 실험 종료 시 심장 조직을 검사하기 위해 사용하였다. 심방, 심실 중격 및 심실의 심근세포는 비대를 나타냈습니다(녹색 화살표; A), pyrosis(노란색 화살표; 모판막의 근육층이 감소하였다(파란색 화살표; 동맥에서 혈관 내피 증식증이 관찰되었습니다(파란색 선 안의 영역; C). 빨간 별표: 시험한 조직; L. 심실, 좌심실; R. 심실, 우심실; L. 아트리움, 좌심방; R. 아트리움, 우심방. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 7
그림 7: DAC 심장의 섬유증 및 염증. 조직학적 검사에서 DAC 미니피그에서 광범위한 심근 섬유증이 나타났습니다. 좌심실의 섬유화 부위가 표시되었습니다(노란색의 별표와 화살표; 염증 세포의 침윤은 좌심실, 우심방 및 대동맥 벽에서 관찰되었습니다 (녹색 별표; B). 빨간 별표: 검사한 조직; 파란색 화살표, 호산구; L. 심실, 좌심실; R. 아트리움, 우심방. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

이 연구는 DAC 기술을 사용하여 티베트 미니피그를 위한 HFpEF 모델을 개발했습니다. 진정, 기관 삽관, 정맥 캐뉼레이션, 수술 절차 및 수술 후 관리를 포함한 단계별 동물 및 기구 준비 프로토콜이 여기에 제시되어 있습니다. 심장 초음파 B-모드 및 M-모드 심장 영상에 대한 기록 기술도 제시됩니다. DAC 후 심장은 4주차와 6주차에 좌심실 비대를 겪었고 8주차 후에는 확장을 겪었습니다. LVEF는 12주 동안 보존되었습니다. 섬유증과 염증은 DAC 심장에서 관찰되었습니다.

개흉 수술과 대동맥 수축의 조합은 크고 작은 동물의 심부전 모델을 개발하는 데 사용되었습니다. 예를 들어, 설치류 대동맥 수축으로 인한 고혈압은 1950년대 초에 보고되었다18. 돼지에서 상행 대동맥의 수축은 2-4주 된 돼지에서 경미한 좌심실 비대를 유발했습니다. 상행 대동맥의 위치를 찾기 위한 수술 부위와 관련하여, 몇몇 연구에서는 제3 늑간 공간(19,20)을 선택하였고, 또 다른 연구에서는 외측 개흉술(lateral thoracotomy)을 위한 제4 늑간 공간(intercostal space)을 선택하였다(21). 하행 대동맥의 수축은 성인 티베트 미니피그에서 실용적이라는 것이 밝혀졌습니다. 하행 대동맥 분절은 네 번째 늑간 공간 바로 아래에 위치했으며 작은 결합 조직으로 둘러싸여 있었습니다.

수축 정도는 HFpEF의 주요 기능을 유도하는 데 중요할 수 있습니다. Melleby et al.은 고리 크기가 작을수록 비대가 가속화되는 반면, 고리 크기가 클수록 상행 대동맥 수축이 있는 마우스에서 8-20주 동안 EF가 보존된다고 보고했습니다22. Massie et al.은 심실 비대를 유도하기 위해 돼지의 개흉부 수술에 대해 20mmHg의 압력 구배를 설정했습니다21. Charles et al.은 암컷 Yorkshire-Landrace 돼지에서 HFpEF를 생성하기 위해 점진적 커프 팽창을 채택했습니다23. 이번 연구에서는 12주 동안 하행 대동맥의 압력이 20% 증가하여 HFpEF가 발생했습니다. 연구원들은 또한 대동맥 수축 기술을 deoxycorticosterone 아세테이트 또는 서양 식단과 결합하여 암컷 Ossabaw 돼지10,24에서 HFpEF를 유도했습니다. 수축 정도는 일반적으로 마이크로 압력계, 카테터 또는 심장 초음파를 사용하여 측정된 압력으로 추정됩니다. 대동맥 압력을 측정하기 위해 도구가 수정되었습니다. 환자 모니터에 연결된 일회용 혈압 변환기가 있는 카테터를 사용하여 하행 대동맥의 압력을 기록했습니다.

우리의 이전 연구는 미니피그17에서 HFpEF 심장의 전형적인 흉골 주위 장축 이미지를 제시했습니다. 여기에, 대표적인 parasternal short-axis 이미지가 추가된다. 이전 결과와 일관되게 minipig DAC 모델은 12주 관찰 기간 동안 심장 리모델링, 동심원 비대 및 확장의 두 가지 뚜렷한 단계를 보여주었습니다. 이러한 표현형은 HFpEF의 임상 증상과 일치합니다. HFpEF 모델의 새로운 조직학적 발견도 이 연구에서 밝혀졌습니다. 심방, 심실 중격 및 심실에서 심근 세포 비대가 발견됩니다. 또한 좌심실, 우심방, 대동맥벽에 심한 염증세포 침윤이 생깁니다. 이는 DAC 심근17에서 인터루킨 -6 및 -1β, NFκB 및 사이토카인 생산의 상향 조절을 입증한 이전 연구 결과를 보완합니다. HFpEF 돼지의 승모판막에서 근육층이 사라졌는데, 이는 승모판막의 이상이 심장 기능 장애에 기여했음을 시사합니다.

무균 수술 절차를 확립하는 것은 성공적이고 안정적인 돼지 모델을 얻는 데 매우 중요합니다. 돼지의 대동맥 수축 수술은 설치류보다 더 많은 수술이 필요합니다. 일반적으로 외과 의사 2명, 마취과 의사 1명, 수술실 간호사 2명으로 구성된 숙련된 수술 팀이 필요합니다. 이러한 역할은 수의사, 인간 외과 의사 및/또는 잘 훈련된 기술자가 수행할 수 있습니다. 대동맥 수축 시술을 완료하는 데 약 30분이 걸리는 설치류 수술과 비교할 때 돼지의 경우 유사한 시술을 완료하는 데 3시간 이상이 걸릴 수 있습니다. 실제로 대동물 수술을 위한 시설과 숙련된 인력이 부족하여 돼지 수술 모델의 적용이 제한되고 있습니다.

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Disclosures

저자는 서로 상충되는 이해관계가 없다고 선언한다.

Acknowledgments

이 연구는 광둥성 과학기술프로그램(2008A08003, 2016A020216019, 2019A030317014), 광저우과학기술프로그램(201804010206), 중국국가자연과학재단(31672376, 81941002), 광둥성 실험동물중점연구소(2017B030314171)의 지원을 받았다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Absorbable surgical suture Putong Jinhua Medical Co. Ltd, China 4-0
Aesthesia ventilator station Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd, China WATO EX-35vet
Aspirator Shanghai Baojia Medical Apparatus Co., Ltd, China YX930D
Benzylpenicillin Sichuan Pharmaceutical. INC, China H5021738
Disposal endotracheal tube with cuff Shenzhen Verybio Co., Ltd, China 20 cm, ID 0.9
Disposal transducer Guangdong Baihe Medical Technology Co., Ltd, China
Dissection blade Shanghai Medical Instruments (Group) Co., Ltd, China
Electrocautery Shanghai Hutong Medical Instruments (Group) Co., Ltd, China GD350-B
Enzyme-linked immunosorbent assay ELISA kit Cusabio Biotech Co., Ltd, China CSB-E08594r
Eosin Sigma-Aldrich Corp. E4009
Flunixin meglumine Shanghai Tongren Pharmaceutical Co., Ltd., China Shouyaozi(2012)-090242103
Forceps Shanghai Medical Instruments (Group) Co., Ltd.,China
Hematoxylin Sigma-Aldrich Corp. H3136
Isoflurane RWD Life Science Co., Ltd, China Veteasy for animals
Laryngoscope Taixing Simeite Medical Apparatus and Instruments Limited Co., Ltd, China For adults
LED surgical lights Mingtai Medical Group, China ZF700
Microplate reader Thermo Fisher Scientific, USA Multiskan FC
Microscope Leica, Germany DM2500
Mobile restraint unit Customized N/A A mobile restraint unit, made by metal frame and wheels, with a canvas cover
Oxygen Local suppliers, Guangzhou, China
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich Corp. V900894
Patient monitor Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Company, China Beneview T5
Peripheral Intravenous (IV) Catheter Shenzhen Yima Pet Industry Development Co., Ltd., China 26G X 16 mm
Propofol Guangdong Jiabo Phamaceutical Co., Ltd. H20051842
Rib retractor Shanghai Medical Instruments (Group) Co., Ltd.,China
Ruler Deli Manufacturing Company, China
Scalpel handles Shanghai Medical Instruments (Group) Co., Ltd.,China
Scissors (g) Shanghai Medical Instruments (Group) Co., Ltd.,China
Suture Medtronic-Coviden Corp. 3-0, 4-0
Ultrasonic gel Tianjin Xiyuansi Production Institute, China TM-100
Veterinary monitor Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Company, China ePM12M Vet
Veterinary ultrasound system Esatoe, Italy MyLab30 Equiped with phased array transducer (3-8 Hz)
Xylazine hydrochloride injection Shenda Animal Phamarceutical Co., Ltd., China Shouyaozi(2016)-07003
Zoletil injection Virbac, France Zoletil 50 Tiletamine and zolazepam for injection

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수술 모델 심부전 보존 박출률 티베트 미니 피그 대동물 모델 하행 대동맥 수축 만성 압력 과부하 좌심실 심초음파 형태 학적 변화 기능 변화 심실 중격 비대 후방벽 두께 감소 좌심실 확장 LV 박출률 심장 손상 섬유증 염증 심근 세포 비대 심부전 마커 분자 메커니즘
티베트 Minipigs에서 박출률이 보존된 심부전의 수술 모델
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Li, X., Tan, W., Li, X., Zheng, S.,More

Li, X., Tan, W., Li, X., Zheng, S., Zhang, X., Chen, H., Pan, Z., Zhu, C., Yang, F. H. A Surgical Model of Heart Failure with Preserved Ejection Fraction in Tibetan Minipigs. J. Vis. Exp. (180), e63526, doi:10.3791/63526 (2022).

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