Summary
यहां प्रस्तुत चूहों में बाईं कोरोनरी धमनी के स्थायी बंधाव के लिए एक शल्य चिकित्सा प्रक्रिया है। इस मॉडल का उपयोग मायोकार्डियल रोधगलन के बाद पैथोफिज़ियोलॉजी और संबंधित भड़काऊ प्रतिक्रिया की जांच के लिए किया जा सकता है।
Abstract
इस्केमिक हृदय रोग और बाद में मायोकार्डियल रोधगलन (एमआई) संयुक्त राज्य अमेरिका और दुनिया भर में मृत्यु दर के प्रमुख कारणों में से एक है। मायोकार्डियल रोधगलन के बाद पैथोफिजियोलॉजिकल परिवर्तनों का पता लगाने और भविष्य के उपचार ों को डिजाइन करने के लिए, एमआई के अनुसंधान मॉडल की आवश्यकता होती है। चूहों में बाएं कोरोनरी धमनी (एलसीए) का स्थायी बंधाव एमआई के बाद कार्डियक फ़ंक्शन और वेंट्रिकुलर रीमॉडेलिंग की जांच करने के लिए एक लोकप्रिय मॉडल है। यहां हम एलसीए के स्थायी बंधाव द्वारा कम आक्रामक, विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य सर्जिकल मुराइन एमआई मॉडल का वर्णन करते हैं। हमारे सर्जिकल मॉडल में एक आसानी से प्रतिवर्ती सामान्य संज्ञाहरण, एंडोट्राचेल इंटुबैशन शामिल है जिसे ट्रेकोटॉमी और थोराकोटॉमी की आवश्यकता नहीं होती है। एमआई सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी और ट्रोपोनिन माप किया जाना चाहिए। एमआई के बाद 28 वें दिन इकोकार्डियोग्राफी हृदय समारोह और दिल की विफलता मापदंडों को समझ जाएगी। कार्डियक फाइब्रोसिस की डिग्री का मूल्यांकन मैसन के ट्राइक्रोम स्टेनिंग और कार्डियक एमआरआई द्वारा किया जा सकता है। यह एमआई मॉडल एमआई के बाद पैथोफिजियोलॉजिकल और इम्यूनोलॉजिकल परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिए उपयोगी है।
Introduction
कार्डियोवैस्कुलर बीमारी एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य चिंता है जो हर साल 17.9 मिलियन जीवन का दावा करती है, जो वैश्विक मृत्यु दर का31 प्रतिशत है। कार्डियोवैस्कुलर विसंगति का सबसे प्रचलित प्रकार कोरोनरी हृदय रोग है, और मायोकार्डियल रोधगलन (एमआई) कोरोनरी हृदय रोग2 की प्रमुख अभिव्यक्तियों में से एक है। एमआई आमतौर पर एक कमजोर पट्टिका 3 के टूटने के कारण कोरोनरी धमनी के थ्रोम्बोटिक रोड़ा के कारण होताहै। परिणामस्वरूप इस्केमिया प्रभावित मायोकार्डियम में गहरा आयनिक और चयापचय परिवर्तन का कारण बनता है, साथ ही सिस्टोलिक फ़ंक्शन में तेजी से कमी आती है। एमआई के परिणामस्वरूप कार्डियोमायोसाइट्स की मृत्यु हो जाती है, जो आगे वेंट्रिकुलर डिसफंक्शन और दिल की विफलता का कारण बन सकतीहै।
एमआई5 के रोगियों से प्राप्त ऊतकों की कमी के कारण रोगियों में एमआई पर शोध सीमित है। जैसे, एमआई के मुराइन मॉडल रोग तंत्र का अध्ययन करने के साथ-साथ संभावित चिकित्सीय लक्ष्यों को विकसित करने में उपयोगी हैं। वर्तमान में एमआई के उपलब्ध मुराइन मॉडल में अपरिवर्तनीय इस्केमिया मॉडल (एलसीए और एब्लेशन विधियां) और रीपरफ्यूजन मॉडल (इस्किमिया / चूहों में बाईं कोरोनरी धमनी (एलसीए) का स्थायी बंधाव सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला तरीका है, और यहरोगियों 7,8,9 में एमआई के पैथोफिज़ियोलॉजी और इम्यूनोलॉजी की नकल करता है। स्थायी एमआई को पृथक्करण विधियों द्वारा भी प्रेरित किया जा सकता है, जिसमें विद्युत क्षति या क्रायोइंजरी शामिल है। एब्लेशन विधियां सटीक स्थान10 पर समान आकार के रोधगलन उत्पन्न करने में सक्षम हैं। दूसरी ओर, निशान गठन, इन्फ्रैक्ट आकृति विज्ञान, और आणविक सिग्नलिंग तंत्र पृथक्करण विधियों10,11 के बीच भिन्न हो सकते हैं। मुराइन आई / आर विधि एक और महत्वपूर्ण एमआई मॉडल है क्योंकि यह रीपरफ्यूजन थेरेपी12 के नैदानिक परिदृश्य का प्रतिनिधित्व करता है। आई / आर मॉडल एक परिवर्तनीय इन्फ्रैक्ट आकार, प्रारंभिक चोट की प्रतिक्रियाओं को अलग करने में कठिनाई औररीपरफ्यूजन 6 जैसी चुनौतियों से जुड़ा हुआ है।
हालांकि व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, एलसीए बंधाव विधियां कम जीवित रहने की दर और पोस्ट-ऑपरेटिव दर्द13 से जुड़ी हैं। यह प्रोटोकॉल एलसीए लिगेशन के म्यूरिन सर्जिकल एमआई मॉडल को प्रदर्शित करता है जिसमें चूहों की तैयारी और इंटुबैशन, एलसीए लिगेशन, पोस्ट-ऑपरेटिव देखभाल और एमआई का सत्यापन शामिल है। जानवर को लैरींगोस्कोप का उपयोग करके ऑरोफेरींक्स को रोशन करके संक्रमित किया जाता है, जिससे प्रक्रिया आसान, सुरक्षित और कम दर्दनाकहो जाती है। माउस को वेंटिलेटर सपोर्ट पर रखा जाता है और पूरी प्रक्रिया के दौरान आइसोफ्लुरेन एनेस्थीसिया के तहत रखा जाता है। इसके अलावा, इकोकार्डियोग्राफी और मैसन के ट्राइक्रोम स्टेनिंग क्रमशः एमआई के बाद हृदय समारोह और कार्डियक फाइब्रोसिस का मूल्यांकन करने के लिए किए जाते हैं। कुल मिलाकर, यह विधि एमआई का एक विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य सर्जिकल मुराइन मॉडल प्रदान करती है जिसका उपयोग एमआई के बाद पैथोफिज़ियोलॉजी और सूजन का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
वर्तमान अध्ययन प्रोटोकॉल की समीक्षा की गई और पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय की संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) द्वारा अनुमोदित किया गया। इन प्रयोगों के लिए आठ (शाम एन = 4 और एमआई एन = 4) 1 वर्षीय मादा सी 57बीएल / 6 जे चूहों का वजन 24-30 ग्राम था। लगभग 100% और कम से कम 80% चूहे क्रमशः पहले 24 घंटे और 28 दिनों में बच गए।
1. चूहों की तैयारी और एंडोट्राचेल इंटुबैशन
- एक मोती स्टरलाइज़र ( सामग्री की तालिका देखें) को 250 डिग्री सेल्सियस पर प्रीहीट करें और कुछ मिनटों के लिए इसमें ऑटोक्लेव सर्जिकल उपकरण रखें।
- माउस को 5 मिनट के लिए 3% आइसोफ्लुरेन और 1 एल / मिन ऑक्सीजन के साथ एक प्रेरण कक्ष में एनेस्थेटाइज करें।
- एक दृढ़ पैर की अंगुली चुटकी की प्रतिक्रिया की जांच करके माउस में संज्ञाहरण की गहराई सुनिश्चित करें।
- प्री-ऑपरेटिव एनाल्जेसिक दवा, ब्यूप्रेनोर्फिन (0.1 मिलीग्राम / किग्रा) की खुराक का अनुमान लगाने के लिए माउस का वजन करें। दवा को इंट्रापेरिटोनीली इंजेक्ट करें।
- एक इलेक्ट्रिक रेजर का उपयोग करके वक्ष के बाईं ओर फर को ट्रिम करें।
- सर्जिकल साइट को पोविडोन-आयोडीन और 70% इथेनॉल के साथ तीन बार कीटाणुरहित करें।
- माउस को झुके हुए बोर्ड पर लापरवाह स्थिति में रखें। क्रमशः ऊपरी छेदक और चिपकने वाले टेप से जुड़े लोचदार बैंड का उपयोग करके माउस के सिर और अंगों को सुरक्षित करें। एनेस्थीसिया के तहत सूखापन को रोकने के लिए आंखों पर बाँझ नेत्र स्नेहक लागू करें।
- जबड़े को खोलें और धीरे से जीभ को मौखिक गुहा से बाहर खींचें।
- लैरींगोस्कोप का उपयोग करके ऑरोफैरिंक्स को रोशन करके स्वरयंत्र के उद्घाटन की पहचान करें ( सामग्री की तालिका देखें)।
- 24 ग्राम कैथेटर सुई से लगभग 0.5 सेमी काट लें और कुंद सुई को प्लास्टिक ढाल में डालें। प्लास्टिक ढाल के साथ कुंद सुई को श्वासनली में निर्देशित करें। सुई को बाहर निकालें, प्लास्टिक की ढाल को श्वासनली में छोड़ दें।
- वेंटिलेटर ( सामग्री की तालिका देखें) को 137 बीट्स प्रति मिनट (इस अध्ययन में उपयोग किए गए चूहों के लिए अनुकूलित) और ज्वारीय मात्रा 0.18 सीसी की श्वसन दर पर सेट करें। श्वासयंत्र ट्यूबों को कैथेटर शील्ड से कनेक्ट करें और वेंटिलेटर के साथ सिंक्रनाइज़ छाती आंदोलन की तलाश करके सही इंटुबैशन की पुष्टि करें।
- कैथेटर शील्ड से श्वासयंत्र ट्यूब को डिस्कनेक्ट करें और जानवर को पहले से गर्म तापमान-नियंत्रित सर्जिकल बोर्ड पर लापरवाह स्थिति में रखें। माउस को वेंटिलेटर से फिर से कनेक्ट करें।
2. बाईं कोरोनरी धमनी का स्थायी बंधाव
- पोविडोन-आयोडीन और 70% अल्कोहल के साथ सर्जिकल साइट को कीटाणुरहित करें। सर्जिकल साइट को सुरक्षित करने के लिए केंद्र में एक चौथाई आकार के छेद वाला एक बाँझ ड्रेप लागू करें। धीरे से बल की एक जोड़ी का उपयोग करके त्वचा को उठाएं और सर्जिकल कैंची की एक जोड़ी का उपयोग करके बाएं पेक्टोरलिस प्रमुख और छोटी मांसपेशियों के बीच की रेखा के साथ एक छोटा (1.5-2 सेमी) त्वचीय अनुप्रस्थ चीरा बनाएं।
नोट: चीरा लगाने के लिए कैंची का उपयोग किया गया था क्योंकि यह कट की गहराई और दिशा पर आवश्यक नियंत्रण प्रदान करता है। - अंतर्निहित पेक्टोरलिस मांसपेशियों को बल और विच्छेदन कैंची के साथ अलग करें। लोचदार बैंड से जुड़े रिट्रैक्टर का उपयोग करके मांसपेशियों को अलग किया गया था।
- रिबकेज के प्राकृतिक कोण के बाद माइक्रो कैंची की एक जोड़ी के साथ तीसरे इंटरकोस्टल स्पेस में एक चीरा लगाएं। इस चरण में, हृदय और फेफड़ों को चोट को रोकने के लिए अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए।
- बाएं वेंट्रिकल को उजागर करने के लिए रिट्रैक्टर्स का उपयोग करके पसलियों को धीरे से फैलाएं। पेरिकार्डियल वसा को एक तरफ ले जाएं और एलसीए का पता लगाएं, जो बाएं आलिंद के किनारे से दिल के शीर्ष की ओर चलता है।
- 8-0 से पास सुई धारक की मदद से एलसीए के नीचे नायलॉन सीवन। एलसीए को दोहरी गाँठ के साथ विभाजित करें और उसके बाद एक दूसरी गाँठ (एक संशोधित सर्जन की गाँठ)।
नोट: निचले बाएं वेंट्रिकल की ब्लैंचिंग एक सफल एलसीए बंधाव की पुष्टि करती है। इसके अलावा, ट्रोपोनिन माप, ईसीजी निगरानी (एसटी ऊंचाई), इको / इन विवो कार्डियक-गेटेड एमआरआई, या माइक्रो-सीटी छवियों को भी तुलनीय एमआई घावों की पुष्टि करने की सलाह दी जाती है। - रिट्रैक्टर्स को हटा दें और छाती गुहा में 22 जी कैथेटर सुई डालें। वक्ष गुहा में प्लास्टिक ढाल की नोक छोड़ते हुए सुई को हटा दें। 4-0 नायलॉन सीवन का उपयोग करके रिबकेज बंद करें।
- एक सिरिंज को 22 जी प्लास्टिक शील्ड से कनेक्ट करें और धीरे-धीरे नकारात्मक हवा के दबाव को स्थापित करने के लिए छाती को धीरे से दबाकर वक्ष गुहा में फंसी अतिरिक्त हवा को हटा दें। प्लास्टिक की ढाल को हटा दें।
- 4-0 नायलॉन सीवन के साथ त्वचा को बंद करें।
- आइसोफ्लुरेन आपूर्ति बंद कर दें। इस स्तर पर, माउस ऑक्सीजन की आपूर्ति करने वाले वेंटिलेटर पर है।
3. पोस्ट-ऑपरेटिव देखभाल
- सांस लेने के बाद वेंटिलेटर बंद कर दें।
नोट: प्रक्रिया में चूहों की तैयारी से इस चरण तक प्रति जानवर लगभग 30-35 मिनट लगते हैं। - माउस को हीट लैंप के नीचे रखें और जागने तक इसकी निगरानी करें। जानवर को तब तक लावारिस नहीं छोड़ा जाना चाहिए जब तक कि वह उरोस्थि पुनरावृत्ति बनाए रखने के लिए पर्याप्त चेतना प्राप्त न कर ले।
- सर्जरी के बाद, जानवर को एक अलग पिंजरे में रखें और पूरी तरह से ठीक होने के बाद ही इसे अन्य जानवरों के साथ मूल पिंजरे में वापस करें।
- दर्द या असुविधा के किसी भी संकेत के लिए रोजाना माउस की निगरानी करें।
- सर्जरी के बाद अतिरिक्त 2 दिनों के लिए हर 6-8 घंटे में ब्यूप्रेनोर्फिन (0.1 मिलीग्राम / किग्रा) के इंट्रापरिटोनियल इंजेक्शन को जारी रखें।
4. इकोलॉजिकल मूल्यांकन
नोट: एमआई के बाद 28 वें दिन दिल की विफलता के मापदंडों का मूल्यांकन करने के लिए इकोकार्डियोग्राफी की गई थी।
- सर्जरी के बाद 28 दिनों के बाद, चूहों को 3% आइसोफ्लुरेन और 1 एल / मिन ऑक्सीजन के साथ एनेस्थेटाइज करें, आंखों पर बाँझ नेत्र स्नेहक लागू करें, और बाल हटाने क्रीम का उपयोग करके छाती के बालों को हटा दें। पोविडोन-आयोडीन और 70% इथेनॉल के साथ छाती क्षेत्र को तीन बार कीटाणुरहित करें।
- इमेजिंग प्लेटफॉर्म के ऊपर एनेस्थेटाइज्ड चूहों को सुरक्षित करें ( सामग्री की तालिका देखें) लापरवाह स्थिति में और एनेस्थेटिक सिस्टम (1% -2% आइसोफ्लुरेन और 1 एल / मिन ऑक्सीजन) से जुड़े नाक शंकु का उपयोग करके पूरी प्रक्रिया में संज्ञाहरण का एक स्थिर स्तर बनाए रखें।
- इलेक्ट्रोड जेल के साथ ईसीजी इलेक्ट्रोड पर चार पंजे टेप करें ( सामग्री की तालिका देखें)। मलाशय जांच डालकर जानवर के तापमान की निगरानी करें ( सामग्री की तालिका देखें)।
- स्कैनिंग जेल ( सामग्री की तालिका देखें) को छाती पर लागू करें, ट्रांसड्यूसर को लंबवत रखें, इसे पैरास्टर्नल लाइन (वक्ष के समानांतर) तक कम करें, और बाएं वेंट्रिकल के पैरास्टर्नल लंबे अक्ष दृश्य को प्राप्त करने के लिए 35 डिग्री एंटीक्लॉकवाइज घुमाएं।
- दिल का पूरा लंबा अक्ष दृश्य प्राप्त करने के लिए इमेजिंग सॉफ्टवेयर पर बी-मोड इमेजिंग बटन टैप करें ( सामग्री की तालिका देखें)। गेट आकार और चमक समायोजित करें और बाद के माप 16 के लिए सेव क्लिप या सेव फ्रेम का उपयोग करके छवियों कोसहेजें।
- एम-मोड (गति-मोड) पर स्विच करें और एम-मोड अक्ष को पैपिलरी मांसपेशी के स्तर पर रखें। गेट आकार समायोजित करें और एम-मोड स्टार्ट बटन टैप करें। सेव क्लिप या सेव फ्रेम 16,17 का उपयोग करके छवियों को सहेजें।
- चूंकि 4 डी मोड छवि अधिग्रहण प्रक्रिया स्वचालित है, डेटा प्राप्त करने से पहले सत्यापित करें कि ईसीजी और श्वसन संकेत सक्रिय हैं (चित्रा 1)।
- B-मोड में डेटा प्राप्त करना प्रारंभ करें। 4 डी स्कैन पैनल खोलें और 3 डी मोटर शुरू करें। 4 डी स्कैन पैनल में छवि पैरामीटर सेट करें और स्कैनिंग शुरू करने के लिए स्कैन बटन टैप करें। 2 डी दृश्य में छवियों की समीक्षा करने के बाद, 4 डी बटन में लोड का उपयोग करके छवियों को 4 डी मोड में लोड करें।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
चित्रा 1 शाम (चित्रा 1 ए) और एमआई (चित्रा 1 बी) चूहों के मूल्यांकन के दौरान प्रतिनिधि सक्रिय ईसीजी और श्वसन संकेतों को प्रदर्शित करता है। सक्रिय ईसीजी और श्वसन संकेतों का सत्यापन इकोलॉजिकल डेटा प्राप्त करने से पहले महत्वपूर्ण है। चित्रा 2 एलसीए बंधाव के 28 दिनों के बाद कार्डियक कार्यात्मक मापदंडों के इकोलॉजिकल माप को दर्शाता है। चित्रा 2 शाम (चित्रा 2 ए) और एमआई (चित्रा 2 बी) दिलों के पैरा स्टर्नल शॉर्ट एक्सिस व्यू की एम-मोड छवियों को दर्शाता है। चित्रा 2 बी एलसीए बंधाव के बाद दोषपूर्ण हृदय की दीवार आंदोलन को दर्शाता है। दिल की विफलता के संकेतक, जैसे कि एलवी द्रव्यमान में वृद्धि (चित्रा 2 सी), इजेक्शन अंश में कमी (चित्रा 2 डी), और कार्डियक आउटपुट में कमी (चित्रा 2 ई), शाम समूह की तुलना में एमआई समूह में देखा गया था।
सभी जानवरों को सीओ2 गैस की अत्यधिक खुराक का उपयोग करके मानक प्रोटोकॉल के अनुसार इच्छामृत्यु दी गई थी। दिल को इष्टतम काटने के तापमान (ओसीटी) यौगिक में स्थिर और जमे हुए थे। मैसन के ट्राइक्रोम स्टेनिंग18 को तीन अलग-अलग वेंट्रिकल वर्गों (निचले, मध्य और ऊपरी) के लिए किया गया था और कार्डियक फाइब्रोसिस की डिग्री की जांच के लिए 10 एक्स आवर्धन के तहत एक शोध स्लाइड स्कैनर का उपयोग करके छवियां ली गई थीं। चित्रा 3 इन्फ्रैक्टेड दिल में कोलेजन धुंधलापन (नीला) में वृद्धि दिखाता है, जो संवर्धित फाइब्रोसिस का संकेत देता है।
चित्रा 1: इकोलॉजिकल मूल्यांकन के दौरान सक्रिय ईसीजी और श्वसन संकेत। (ए) शाम और (बी) एमआई चूहों के मूल्यांकन के दौरान प्रतिनिधि सक्रिय ईसीजी और श्वसन संकेत। हरा = ईसीजी संकेत, पीला = श्वसन संकेत। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: सर्जरी के बाद 28 वें दिन एलसीए बंधाव के बाद कार्डियक कार्यात्मक मापदंडों का मूल्यांकन। प्रतिनिधि पैरास्टर्नल शॉर्ट एक्सिस (पीएसएएक्स) एम-मोड (ए) शाम और (बी) एमआई चूहों की इकोलॉजिकल छवियां। (सी) बाएं वेंट्रिकुलर द्रव्यमान (मिलीग्राम), (डी) इजेक्शन अंश (%), और (ई) कार्डियक आउटपुट (एमएल / मिनट) का आकलन और एमआई के साथ चूहों। एलवीएडब्ल्यू = सिस्टोल में बाएं वेंट्रिकुलर पूर्ववर्ती दीवार मोटाई; LVPW;d = डायस्टोलिक में बाएं वेंट्रिकुलर पीछे की दीवार की मोटाई; एलवीपीडब्ल्यू = सिस्टोल में बाएं वेंट्रिकुलर पीछे की दीवार की मोटाई; LVID;d = डायस्टोलिक में बाएं वेंट्रिकुलर आंतरिक व्यास; LVID=s = सिस्टोल में बाएं वेंट्रिकुलर आंतरिक व्यास। डेटा को माध्य ± SD के रूप में दिखाया गया है। * P < 0.05, ** P < 0.01, **** P < 0.0001. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3: सर्जरी के बाद 28 वें दिन एलसीए बंधाव के बाद फाइब्रोसिस का आकलन। प्रतिनिधि छवियों में सर्जरी के 28 दिन बाद मैसन के (ए) शाम और (बी) एमआई दिलों के ट्राइक्रोम धुंधलापन दिखाया गया है। रोधगलित हृदय में फाइब्रोटिक क्षेत्रों को कोलेजन जमाव और मैसन के ट्राइक्रोम धुंधला होने के बाद नीले रंग की विशेषता होती है। स्केल बार = 500 μm. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
एमआई का मुराइन मॉडल कार्डियोवैस्कुलर अनुसंधान प्रयोगशालाओं में लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है, और यह अध्ययन एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक एमआई मॉडल का वर्णन करता है। यह प्रोटोकॉल कई तरीकों से एलसीए बंधाव प्रक्रिया में सुधार करता है। केटामाइन या सोडियम पेंटोबार्बिटल14,15 जैसे इंजेक्टेबल प्री-ऑपरेटिव एनेस्थेटिक्स के उपयोग से बचा जाता है। केवल आइसोफ्लुरेन एनेस्थीसिया का उपयोग किया गया था, जो पशु जीवित रहने की दर (>सर्जरी के 28 दिन बाद 80% जीवित रहने), दवा-प्रेरित जटिलताओं को कम करने में मदद करता है, और अन्यएजेंटों की तुलना में न्यूनतम हृदय प्रभाव होता है। हालांकि, आइसोफ्लुरेन दिल को भी धीमा कर देता है, हालांकि अन्य एनेस्थेटिकएजेंटों की तुलना में कम डिग्री पर। इस प्रोटोकॉल में ट्रेकियोस्टोमी21 से बचने के लिए कम आक्रामक एंडोट्राचेल इंटुबैशन शामिल है, जो पोस्ट-ऑपरेटिव दर्द और असुविधा को कम करता है। पिछले मुराइन एलसीए लिगेशन अध्ययनों ने एंडोट्राचेल इंटुबैशन के विज़ुअलाइज़ेशन में सुधार करने के लिए मध्य-गर्दन चीरा बनाने की सिफारिश की है; हालांकि, वर्तमान प्रोटोकॉल ऑरोफैरिंक्स15 को रोशन करने के बजाय एक लैरींगोस्कोप का उपयोग करता है। लुग्रीन एट अल ने हाल ही में थोरासेंटेसिस14 के बिना एक मुराइन एलसीए एमआई मॉडल का प्रदर्शन किया; हालांकि, वर्तमान प्रोटोकॉल में एक प्रभावी थोरासेंटेसिस शामिल है, जो छाती गुहा से अतिरिक्त रक्त और हवा को हटाने में मदद करेगा, न्यूमोथोरैक्स19 को रोकेगा। इसके अलावा, यह विधि एक कॉटेराइज़र के स्थान पर रक्तस्राव प्रबंधन के लिए बाँझ धुंध का उपयोग करती है, क्योंकि रक्तस्राव को कम करने के लिए एक कॉटेराइज़र का उपयोग करने से आयट्रोजेनिक जलन हो सकती है और भड़काऊ रीडिंग21 को बदल सकती है।
इस सर्जिकल मॉडल में महत्वपूर्ण चरणों में से एक एलसीए की पहचान और बंधाव है। कोरोनरी धमनी का स्थान माउस उपभेदों और जीनोटाइप9 के आधार पर भिन्न हो सकता है। ज्यादातर मामलों में, धमनी माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई नहीं देती है। अनुभव से, बाएं आलिंद के किनारे से 2-4 मिमी नीचे मायोकार्डियल ऊतक को जोड़ने से बाएं वेंट्रिकुलर दीवार का कुशल ब्लैंचिंग होता है। इसके अलावा, प्रक्रिया को अस्थायी मायोकार्डियल इस्किमिया को प्रेरित करने के लिए संशोधित किया जा सकता है, जिसके बाद लिगेशन22 को हटाकर रीपरफ्यूजन (आई / आर) किया जा सकता है। यह पशु मॉडल परक्यूटेनियस कोरोनरी हस्तक्षेप23,24 के बाद एमआई रोगियों में कोरोनरी रक्त प्रवाह की बहाली की नकल करता है। चूंकि स्थायी एलसीए रोड़ा मॉडल कई पहलुओं में आई / आर मॉडल से भिन्न होता है, जैसे कि इन्फ्रैक्ट क्षेत्र का आकार, इन्फ्रैक्ट का स्थान और भड़काऊ कोशिकाओं की घुसपैठ, शोधकर्ताओं को अध्ययन 7,14,25 के आधार पर प्रासंगिक मॉडल का चयन करते समय सतर्क रहना चाहिए।
एलसीए के सफल बंधाव और एमआई के बाद के विकास को सुनिश्चित करने के लिए कई दृष्टिकोण हैं। निचले बाएं वेंट्रिकल के तत्काल ब्लैंचिंग को देखना सफल एलसीए बंधाव की शुरुआती पुष्टि है। इसके अलावा, इवान के नीले या 2,3,5-ट्राइफेनिल टेट्राज़ोलियम क्लोराइड (टीटीसी)26 के साथ पूरे दिल को धुंधला करके मायोकार्डियल इन्फ्रैक्ट की सीमा और स्थान की कल्पना की जा सकती है। परिसंचारी कार्डियक ट्रोपोनिन का माप मायोकार्डियल ऊतक की चोट को और मान्य कर सकताहै 21. इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी का उपयोग एमआई17 के बाद एसटी सेगमेंट की ऊंचाई की पुष्टि करने के लिए एक गैर-इनवेसिव विधि के रूप में किया जा सकता है। एमआई से जुड़े कार्डियक फाइब्रोसिस की डिग्री का मूल्यांकन मैसन के ट्राइक्रोम स्टेनिंग और कार्डियक एमआरआई 27,28,29 द्वारा किया जा सकता है। इकोकार्डियोग्राफी का उपयोग एमआई के बाद 1 और 28 दिनों में दिल की विफलता के मापदंडों का मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है। एमआई के बाद कार्डियक रीमॉडेलिंग की जांच करने के लिए, मैसन के ट्राइकोम स्टेनिंग और इकोकार्डियोग्राफी का उपयोग किया जा सकताहै। एमआई14 के बाद फाइब्रोसिस, सूजन और दिल की विफलता में फंसे जीन और प्रोटीन की अभिव्यक्ति की जांच और पुष्टि करने के लिए क्यूपीसीआर और इम्यूनोब्लॉट का उपयोग करना भी संभव है।
एलसीए बंधाव की प्रमुख सीमा मृत्यु दर की उच्च घटना है, जो पोस्ट-ऑपरेटिव कार्डियक अतालता, वेंट्रिकुलर टूटना, रक्तस्राव, न्यूमोथोरैक्स और पोस्ट-ऑपरेटिव असुविधा19,30 के कारण हो सकती है। हालांकि, एक सफल थोरासेंटेसिस, गैर-लक्ष्य ऊतक क्षति को कम करना, और उचित पोस्ट-ऑपरेटिव दर्द और तापमान प्रबंधन जानवर की मृत्यु को कम करने में मदद कर सकता है। किसी भी अन्य सर्जिकल मॉडल के साथ, सटीक प्रजनन क्षमता इस सर्जिकल मॉडल की एक और सीमा है। हालांकि, शोधकर्ता एमआई को पुन: पेश कर सकते हैं, इन्फ्रैक्ट आकार को नियंत्रित कर सकते हैं, और कठोर अभ्यास और अनुभव द्वारा सर्जरी के बाद के अस्तित्व में सुधार कर सकते हैं।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।
Acknowledgments
इस काम को राष्ट्रीय स्वास्थ्य अनुदान संस्थान (R01HL143967, R01HL142629, R01AG069399, और R01DK129339), AHA परिवर्तनकारी परियोजना पुरस्कार (19TPA34910142), AHA अभिनव परियोजना पुरस्कार (19IPLOI34760566), और ALA Innovation Project Award (IA-629694) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
22 G catheter needle | Exel INT | 26741 | Thoracentesis |
24 G catheter needle | Exel INT | 26746 | Endotracheal intubation |
4-0 nylon suture | Covetrus | 29263 | Suturing of muscles and skin |
8-0 nylon suture | S&T | 3192 | Ligation of LAD |
Anesthetic Vaporizers | Vet equip | VE-6047 | Anesthetic support |
Animal physiology monitor | Fujifilm | VEVO 3100 | Monitor heart rate,respiration rate and body temperature |
Betadine solution | PBS animal health | 11205 | Antispetic |
Buprenorphine | Covetrus | 55175 | Analgesic |
Disecting microscope | OMANO | OM2300S-V7 | Binocular |
Electric razor | Wahl | 79300-1001M | Shaving |
Electrode gel | Parker Laboratories | W60698L | Electrically conductive gel |
Ethanol | Decon Laboratories | 22-032-601 | Disinfectant |
Forceps | FST | 11065-07 | Stainless Steel |
Gauze | Curity | CAR-6339-PK | Sterile |
Heat lamp | Satco | S4998 | Post surgery care |
Heating pad | Kent scientific | Surgi-M | Temperature control |
Hot Bead sterilizer | Germinator 500 | 11503 | Sterilization of surgical instrument |
Isoflurane | Covetrus | 29405 | Anesthesia |
Masson’s trichrome staining kit | Thermoscientific | 87019 | Measurement of cardiac Fibrosis |
Micro Needle Holder | FST | 12500-12 | Stainless Steel |
Micro scissors | FST | 15000-02 | Stainless Steel |
Ophthalmic ointment | Dechra | Puralube Vet | Sterile occular lubricant |
Scanning Gel | Parker Laboratories | Aquasonic 100 | Aqueous ultrasound transmission gel |
Scissors | FST | 14060-11 | Stainless Steel |
Small Animal Laryngoscope | Penn-Century | Model LS-2-M | Illuminating the oropharynx |
Small animal ventilator | Harvard apparatus | 557058 | Ventilator support |
Surgical light | Cole parmer | 41723 | Illuminator Width (in): 7 |
Vevo 3100 preclinical imaging platform | Fujifilm | VEVO 3100 | Echocardiography |
VevoLAB software | Fujifilm | VevoLAB 3.2.6 | Echocardiography data analysis |
References
- Virani, S. S., et al. Heart disease and stroke statistics-2021 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 143 (8), 254 (2021).
- Mendis, S., et al. World Health Organization definition of myocardial infarction: 2008-09 revision. International Journal of Epidemiology. 40 (1), 139-146 (2011).
- Frangogiannis, N. G.
Pathophysiology of myocardial infarction. Comprehensive Physiology. 5 (4), 1841-1875 (2011). - Smit, M., Coetzee, A., Lochner, A. The pathophysiology of myocardial ischemia and perioperative myocardial infarction. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. 34 (9), 2501-2512 (2020).
- Johny, E., et al. Platelet mediated inflammation in coronary artery disease with Type 2 Diabetes patients. Journal of Inflammation Research. 14, 5131 (2021).
- Martin, T. P., et al. Preclinical models of myocardial infarction: from mechanism to translation. British Journal of Pharmacology. 179 (5), 770-791 (2022).
- De Villiers, C., Riley, P. R. Mouse models of myocardial infarction: comparing permanent ligation and ischaemia-reperfusion. Disease Models & Mechanisms. 13 (11), (2020).
- Vasamsetti, S. B., et al. Apoptosis of hematopoietic progenitor-derived adipose tissue-resident macrophages contributes to insulin resistance after myocardial infarction. Science Translational Medicine. 12 (553), (2020).
- Fernandez, 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).
- van Amerongen, M. J., Harmsen, M. C., Petersen, A. H., Popa, E. R., van Luyn, M. J. Cryoinjury: a model of myocardial regeneration. Cardiovascular Pathology. 17 (1), 23-31 (2008).
- Lam, N. T., Sadek, H. A. Neonatal heart regeneration: comprehensive literature review. Circulation. 138 (4), 412-423 (2018).
- Heusch, G., Gersh, B. J. The pathophysiology of acute myocardial infarction and strategies of protection beyond reperfusion: a continual challenge. European Heart Journal. 38 (11), 774-784 (2017).
- Srikanth, G., Prakash, P., Tripathy, N., Dikshit, M., Nityanand, S. Establishment of a rat model of myocardial infarction with a high survival rate: A suitable model for evaluation of efficacy of stem cell therapy. Journal of Stem Cells & Regenerative Medicine. 5 (1), 30-36 (2009).
- Lugrin, J., Parapanov, R., Krueger, T., Liaudet, L. Murine myocardial infarction model using permanent ligation of left anterior descending coronary artery. Journal of Visualized Experiments. (150), e59591 (2019).
- Muthuramu, I., Lox, M., Jacobs, F., De Geest, B. Permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice: a model of post-myocardial infarction remodelling and heart failure. Journal of Visualized Experiments. (94), e52206 (2014).
- Pistner, A., Belmonte, S., Coulthard, T., Blaxall, B. C. Murine echocardiography and ultrasound imaging. Journal of Visualized Experiments. (42), e2100 (2010).
- Li, L., et al. Assessment of cardiac morphological and functional changes in mouse model of transverse aortic constriction by echocardiographic imaging. Journal of Visualized Experiments. (112), e54101 (2016).
- Vasamsetti, S. B., et al. Sympathetic neuronal activation triggers myeloid progenitor proliferation and differentiation. Immunity. 49 (1), 93-106 (2018).
- Reichert, K., et al. Murine left anterior descending (LAD) coronary artery ligation: an improved and simplified model for myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (122), e55353 (2017).
- Alwardt, C. M., Redford, D., Larson, D. F. General anesthesia in cardiac surgery: a review of drugs and practices. The Journal of Extra-Corporeal Technology. 37 (2), 227-235 (2005).
- Kolk, M. V., et al. LAD-ligation: a murine model of myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (32), e1438 (2009).
- Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. -H., McConnell, B. K.
Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments. (48), e2464 (2011). - Kalogeris, T., Baines, C., Krenz, M., Korthuis, R. Chapter six-cell biology of ischemia/reperfusion injury. International Review of Cell and Molecular Biology. , Academic Press. 229-317 (2012).
- Scofield, S. L., Singh, K. Confirmation of myocardial ischemia and reperfusion injury in mice using surface pad electrocardiography. Journal of Visualized Experiments. (117), e54814 (2016).
- Yan, X., et al. Temporal dynamics of cardiac immune cell accumulation following acute myocardial infarction. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 62, 24-35 (2013).
- Xu, Q., et al. Protective effects of fentanyl preconditioning on cardiomyocyte apoptosis induced by ischemia-reperfusion in rats. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 50 (2), 5286 (2017).
- Leuschner, F., et al. Rapid monocyte kinetics in acute myocardial infarction are sustained by extramedullary monocytopoiesis. Journal of Experimental Medicine. 209 (1), 123-137 (2012).
- Leuschner, F., et al.
Silencing of CCR2 in myocarditis. European Heart Journal. 36 (23), 1478-1488 (2015). - Dutta, P., et al. E-selectin inhibition mitigates splenic HSC activation and myelopoiesis in hypercholesterolemic mice with myocardial infarction. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (9), 1802-1808 (2016).
- Jiang, C., et al. A modified simple method for induction of myocardial infarction in mice. Journal of Visualized Experiments. (178), e63042 (2021).