Summary
הפרוטוקול הנוכחי מתאר טכניקה חדשה של פסים באבי העורקים בעכברים כדי לגרום לעומס יתר על הלחץ היפרטרופיה לבבית. עבור להקות, טבעת גומי עם קוטר פנימי קבוע משמש. טכניקה חדשה זו מבטיחה פחות שונות ויותר נתונים הניתנים לשחזור עבור ניסויים עתידיים.
Abstract
פסים באבי העורקים בעכברים הם אחד המודלים הניסיוניים הנפוצים ביותר להיפרטרופיה לבבית הנגרמת על ידי עומס יתר בלחץ לב והשראת אי ספיקת לב. הטכניקה ששימשה בעבר מבוססת על תפר מושחל סביב קשת אבי העורקים הקשורה מעל מחט קהה של 27 G כדי ליצור היצרות. שיטה זו תלויה במנתח הידוק ידני של החוט, ובכך מוביל לשונות גבוהה בגודל הקוטר. שיטה חדשה ומעודנת שתוארה על ידי Melleby et al. מבטיחה פחות שונות ויותר שכפול לאחר הניתוח. הטכניקה החדשה, o-ring- aortic banding (ORAB), משתמשת בטבעת גומי מונעת החלקה במקום בתפר עם חוט, וכתוצאה מכך מופחתת השונות בעומס הלחץ ובפנוטיפים הניתנים לשחזור של היפרטרופיה לבבית. במהלך הניתוח, o-ring ממוקם בין העורקים brachiocephalic ו שמאל הצוואר. התכווצות מוצלחת מאושרת על ידי אקוקרדיוגרפיה. לאחר יום אחד, מיקום נכון של הטבעת גורם למהירות זרימה מוגברת באבי העורקים הרוחבי על פני היצרות הנגרמת על ידי o-ring. לאחר שבועיים, תפקוד לב לקוי מוכח על ידי ירידה בחלק הפליטה ועובי דופן מוגבר. חשוב לציין כי מלבד שונות פחותה בגודל הקוטר, ORAB קשור לשיעורי תמותה תוך-ניתוחיים ופוסט-ניתוחיים נמוכים יותר בהשוואה להתכווצות אבי העורקים הרוחבי (TAC). לפיכך, ORAB מייצג שיטה עדיפה על ניתוח TAC הנפוץ, וכתוצאה מכך תוצאות ניתנות לשחזור יותר והפחתה אפשרית במספר בעלי החיים הדרושים.
Introduction
בעוד שניתן לצפות בהיפרטרופיה לבבית פיזיולוגית במהלך ההתפתחות, הפעילות הגופנית וההריון, היפרטרופיה לבבית פתולוגית מגיבה למצבי עקה המודינמיים כמו יתר לחץ דם עורקי, מחלת לב ערכית או מוטציות גנטיות. בתחילה, הלב עובר שיפוץ המאופיין בגודל קרדיומיוציטים מוגבר ועיבוי של קירות החדר כדי לשמור על תפקוד הלב 1,2. מאידך גיסא, שיפוץ לב פתולוגי קשור לסיכון מוגבר להפרעות קצב, מוות פתאומי ותמותה גבוהה. לבסוף, עם הזמן, זה גורם להתרחבות חדרית, ירידה חזקה בתפקוד ההתכווצות, ובסופו של דבר התקדמות לאי ספיקת לב (HF), אשר קשורה תחלואה גבוהה, תמותה, ועלויות חברתיות3. לכן, יש צורך דחוף להבין את הרקע המולקולרי על מנת לפתח אסטרטגיות טיפוליות חדשות4.
פסים באבי העורקים הם מודל המחקה היפרטרופיה של עומס יתר על החדר השמאלי (LV) ואי ספיקת לב בעכברים5. בשיטה זו, ניתן לבחון את הפתומנגינות של שיפוץ לב הנגרם על ידי עומס יתר בלחץ in vivo. הליך הפסים הראשון של אבי העורקים בעכברים דווח על ידי Rockman et al.6. עומס יתר בלחץ נגרם על ידי קשירה מבוססת תפר חוט סביב אבי העורקים (בין עורק הצוואר הברכיוצפלי לעורק הצוואר המשותף השמאלי). כדי ליצור היצרות בקוטר 0.4 מ"מ, תפר ממוקם סביב מחט 27 גרם ואת אבי העורקים. לאחר קשירה, המחט מוסרת 6,7.
למרות שקוטר המחט קבוע, הידוק החוט תלוי מאוד במנתח, ולכן משפיע על הפנוטיפ המושרה של היפרטרופיה לבבית. בנוסף, בשיטה מבוססת חוט/תפר, קיימת דרגת היצרות משתנה לאחר הניתוח, הקשורה לשונות גבוהה בתמותה 8,9. יתר על כן, אימון בשיטה זו הוא מאתגר, במיוחד לגבי מציאת הרמה הנכונה ועקביות בהידוק החוט. לבסוף, בתחילת האימון מתרחשת תמותה תוך-ניתוחית גבוהה ופוסט-ניתוחית עקב הפרעה באבי העורקים או פגיעה ברקמות אחרות, כמו גם שונות גבוהה במידת ההיצרות אצל בעלי החיים ששרדו.
לאחרונה, הליך אופטימלי של פסים אבי העורקים תואר על ידי Melleby et al.10. הם הציגו את שיטת ORAB (פסים אאורטליים של o-ring) עם פחות שונות בהיצרות ורמות שכפולות מאוד של עומס לחץ על ידי שימוש בטבעת o גומי מונעת החלקה עם קוטר פנימי קבוע של 0.71 מ"מ, 0.66 מ"מ ו-0.61 מ"מ. בקיצור, טבעת ה- o נחתכת, מונחת סביב הקשת העולה, ונסגרת שוב על ידי חוטים. מדענים אחרים שהשתמשו בטבעות O אלה דיווחו על שונות פחותה בהיפרטרופיה לבבית9. הם גם צפו בתמותה תוך-ניתוחית ואחריה, כמו גם בשחזור טוב יותר ובשונות פחותה בפנוטיפ ההיפרטרופיהמושרה 9,11. המאמר הנוכחי מתאר את ההליך של אסטרטגיה ייחודית זו בפרוטוקול שלב אחר שלב. המומחיות המשותפת בדו"ח זה תסייע למדענים אחרים לשפר את הטכניקות שלהם בתחום זה.
כדי לגרום להיפרטרופיה לבבית וכתוצאה מכך לאי ספיקת לב לאחר 6 שבועות, עכברים זכרים C57BL/6N בני 12 שבועות מומלצים לניתוח. השוואה של שבועיים לאחר פסים של אבי העורקים בין תת-הזנים של העכברים C57BL/6N ו-C57BL/6J הראתה תפקוד לב חמור ותמותה מוגברת נלווית בעכברים C57BL/6N. לכן, אלה מתאימים יותר עבור מודלים של אי ספיקת לב12. עכברים זכרים ונקבות בני 12 שבועות הם בעלי גודל אופטימלי לחשיפה של אבי העורקים ומיקום ה- o-ring עם מכשירים מיוחדים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
הניסויים בבעלי חיים בוצעו על פי עקרונות הוועדה האזורית (Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein, מספר הרשאה: V242-21249/2020 [38-4/20]). העכברים ששימשו למחקר הנוכחי התקבלו ממקור מסחרי (ראו טבלת חומרים). בעלי החיים הוחזקו בתנאים סטנדרטיים עם מחזור אור של 12 שעות, 12 שעות לילה; מים ומזון הוצעו ad libitum.
1. טיפול בבעלי חיים
- לשכן את העכברים בכלובים מיוחדים עם מצעים, חומר קינון, מקום מסתור וגישה נאותה למי שתייה ומזון.
- יש לשמור על בעלי החיים תחת בקרה וטיפול וטרינרי מתמשך ומתמחה.
הערה: עבור עכברים שהוזמנו על ידי ספקים חיצוניים, אנא הקפידו על 7 ימי התאקלמות לפני תחילת ההליך.
2. הכנת ה-o-ring
הערה: טבעת O בקוטר קבוע של 0.4 מ"מ מומלצת כדי לגרום להיפרטרופיה לבבית לאחר שבועיים. היקף וחומרת הפנוטיפ הלבבי המושרה תלויים בגודל קוטר הטבעת o.
- ראשית, בצעו חיתוך אחד של טבעת ה-o (ראו טבלת חומרים) מתחת למיקרוסקופ באמצעות מספריים או אזמל כדי לאפשר את המיקום סביב אבי העורקים (איור 1A, B).
- מנקבים כל צד טבעת קרוב לחתך עם מחט המחוברת עם 8-0 תפר שאינו נספג ומושך את החוט. חותכים ומשאירים 2-3 ס"מ בצד אחד ו-2 ס"מ בצד השני כדי להדק את טבעת ה-o סביב אבי העורקים בשלב האחרון (איור 1C, D).
- לפני הניתוח, קח את עזר הקשירה (מכשיר מינים, ראה טבלת חומרים) ומשוך את קצה החוט (שנשמר זמן רב יותר) של צד טבעת אחד דרך חור הכיווץ (איור 1E, F). שים את עזר הקשירה עם טבעת o המצורפת בצד למיקום בשלב הבא (שלב 6).
- לחיטוי הטבעת עם החוטים, מניחים את הטבעת בתמיסת אלכוהול למשך חצי שעה. לאחר מכן, הניחו אותו על תאית לייבוש. יש לשמור את הטבעת המיובשת באמבט סגור או במארז סגור עד לשימוש. במהלך הניתוח, לאחר משיכת החוט דרך עזר הקשירה, מניחים את הטבעת על משטח נקי עד לשימוש.
איור 1: ביצוע הכנת טבעת ה-o לקשירה . (A) טבעת O בקוטר קבוע נחתכת במספריים או באזמל בצד אחד. (B) תמונה של טבעת o. (C) כל צד o-ring מנוקב עם 8-0 חוט פרולין. (D) טבעת O מנוקבת בשני חוטים. (E) החוטים של צד טבעת אחד של טבעת ה-o נמשכים דרך החור של עזר הקשירה. (F) מיקום סופי לפני המיקום: החוטים של צד אחד מונחים דרך החור של עזר הקשירה, בעוד החוטים של הצד השני נשמרים רופפים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
3. טיפול מקדים של העכברים והכנת שדה הניתוח
- כדי לקבל משכך כאבים מספיק במהלך הניתוח, יש להזריק את משכך הכאבים בופרנורפין (0.1 מ"ג/ק"ג, ראו טבלת חומרים) באופן תוך-צפקי 20 דקות לפני שממשיכים לניתוח.
הערה: במחקר הנוכחי, נעשה שימוש בתרופות נגד כאבים בהתאם להמלצות של Gesellschaft für Versuchstierkunde / האגודה למדעי חיות המעבדה (GV-SOLAS). - לאחר premedication, להרדים את העכבר בתא אינדוקציה עם 2%-4% isoflurane מעורבב עם 0.5-1.0 L/min של 100% O2.
- לגלח את הפרווה בצד בית החזה השמאלי של העכבר המסומם. לאחר הגילוח, החזירו את העכבר לתא המלא באיזופלוראן והמתינו לטשטוש מספיק לפני שמכניסים את החיה.
הערה: נקודת הזמן הנכונה של הטשטוש מראה נשימה איטית אך נמנעת מנשימה מהירה. בהתאם להגדרת גז isoflurane, זה לוקח 2-3 דקות כדי להשיג את הרמה הנכונה של הרגעה. - הפעל את כרית החימום לפני הניתוח כדי לשמור על טמפרטורת הגוף של בעל החיים (37 מעלות צלזיוס). חבר את כרית החימום לבדיקה רקטלית (ראה טבלת חומרים) כדי לשמור על טמפרטורת הגוף של העכבר באופן אוטומטי.
4. אינטובציה של העכברים
- הכינו את המכשירים הנדרשים (איור 2A). לחטא את laryngoscope לפני הניתוח על ידי הצבתו באלכוהול במשך כ 1-3 דקות ולאחר מכן לשמור אותו לייבוש לילה.
- מתחו גומייה סביב כרית החימום כדי לקבע את העכבר עם השיניים הקדמיות על הצלחת. הניחו את העכבר המסומם על כרית החימום במצב שכיבה.
- הניחו את הגומייה על השיניים הקדמיות של החיה כדי להאריך את הצוואר בצלחת.
- מקד מקור אור בגרון כדי לראות היטב את פתח קנה הנשימה עבור האינטובציה האנדו-טרכאלית (איור 2B).
- פתח את הפה בעדינות עם יד אחת במיקום עזר אינטובציה (לרינגוסקופ בעבודת יד, ראו טבלת חומרים) (איור 2A[3]).
- עם היד השנייה ומלקחיים קטנים, בעדינות להזיז את הלשון כדי לנקות את הפתח של קנה הנשימה.
- השתמש ביד זו גם כדי להכניס את הצינור האנדוטרכאלי לקנה הנשימה. מצד שני, עדיין להחזיק את עזר אינטובציה. עבור אינטובציה, השתמשו בצינורית של 22 גרם (ראו טבלת חומרים) (איור 2A[1]).
- חבר את מיקום הצינור האנדוטרכאלי באמצעות פקק תלת-כיווני למכונת הנשמה (ראה טבלת חומרים) עבור עכברים כדי לאשר את מיקום הצינור האנדוטרכאלי הנכון (אנדוטרכאלי).
- עקוב אחר האוורור הנכון בהתאם להוראות היצרן (נפח גאות של 200 μL וקצב נשימה בין 100-150 נשימות לדקה) (איור 2C).
- אשרו עומק הרדמה מספיק על ידי בדיקת רפלקס צביטה בבוהן (ללא תגובת רפלקס).
- הפוך את הגדרת ההרדמה ל 2% איזופלורן מעורבב עם 0.5-1.0 L/min 100% O2.
- יש למרוח משחה אופטלמית על העיניים כדי למנוע יובש במהלך הניתוח.
- באמצעות צמר גפן, יש לחטא את אזור הניתוח 3 פעמים באמצעות תמיסת חיטוי מסחרית (ראו טבלת חומרים).
איור 2: אינטובציה של העכבר. (A) מכשירי אינטובציה: (1) צינורית 22 G i.v. משמשת כצינורית אנדוטרכאלית (ללא מנדרינית); (2) מלקחיים; (3) לרינגוסקופ בעבודת יד (צינורית מעוותת/שטוחה מודבקת עם מקלות עץ וסרט הדבקה). (B) ביצוע אינטובציה על כרית החימום הממוקמת. (C) עכבר אינטובציה המחובר למכונת הנשמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
5. ניתוח והכנה למיקום הטבעת
הערה: השתמש בחומרים ובמכשירים סטריליים כדי למנוע זיהומים.
- השתמש במספריים כדי לבצע חתך עור באורך 0.5-1 ס"מ באמצע קו בין תהליך הקסיפואיד לבית השחי השמאלי. השתמשו במלקחיים כדי להפריד את שכבת השריר מהצלעות שמתחתיה והכניסו שני מלקחיים (אורך 5 מ"מ, ראו טבלת חומרים) לתוך החתך כדי לחשוף את כלוב הצלעות.
- כדי להתחיל את כריתת בית החזה השמאלית, בצע חתך קטן (~ 1-2 מ"מ) בשרירים האינטרקוסטליים בין הצלע השנייה והשלישית באמצעות מספריים מיקרו קפיץ. פותחים את חלל בית החזה ומורחים את החתך במלקחיים זוויתיים בזווית של 45°.
- הכניסו שלושה מעצורי חזה (אורך 1.0-2.5 מ"מ) לתוך החתך לפתיחת חלל בית החזה כדי לשפר את ההדמיה.
- כדי לחשוף את קשת אבי העורקים, נסו להרים ולהפריד בעדינות את רקמת התימוס והשומן מהקשת בעזרת מלקחיים זוויתיים עדינים בזווית של 45°.
6. קשירת אבי העורקים הרוחבי עם טבעת ה- o
- חשוף את קשת אבי העורקים עם מלקחיים זוויתיים של 45° ביד אחת. מקם, ביד השנייה, את טבעת ה- o המחוברת לעזר הקשירה באמצעות חוטים של צד אחד (שלב 2).
- העבירו את החוטים בעזרת עזר הקשירה שמתחת לקשת אבי העורקים מהצד הקאודלי לצד הגולגולתי של אבי העורקים הרוחבי בין העורקים הברכיוצפליים והעורקים המשותפים השמאליים (איור 3A).
- קח את שני החוטים בין עזר קשירה לבין קשת אבי העורקים עם מלקחיים בזהירות. נסוגו והסירו את כלי הקשירה ומקמו בעדינות את טבעת ה-o סביב הקשת על ידי משיכת החוטים מכל צד (איור 3B).
- לאחר מיקום מוצלח, לתקן את o-ring עם החוטים וקשר כירורגי. הכינו קשר נוסף כדי להימנע מפתיחת הקשר מכל צד (איור 3C).
איור 3: ביצוע השתלת o-ring . (A) קשת אבי העורקים נחשפת על ידי שלושה רטרקטורים של 1.0-2.5 מ"מ. שני החוטים הארוכים של צד טבעת אחד מועברים מתחת לאבי העורקים. (B) טבעת ה-o תוצב על ידי דחיפה עדינה של הטבעת ומשיכת החוטים. (C) טבעת ה-o נמצאת במיקום הנכון, וחוט גולגולתי אחד קשור בחוט קאודאלי בכל צד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
7. תפר והתאוששות לאחר הניתוח
- יש להסיר את שלושת מעצורי החזה (אורך 2.5 מ"מ) מהחתך.
- במידת הצורך, יש לסלק את שאריות האוויר מבית החזה על ידי מילויו בתמיסת מלח איזוטונית חמה של 0.9%.
- כדי לחשוף את החתך בבית החזה לתפר, יש ליטול שוב שני רטרקטורים (אורך 5 מ"מ) כדי להחזיק את העור בצד.
- סוגרים את בית החזה עם שניים או שלושה תפרים שאינם נספגים 6-0 (ראו טבלת חומרים) וצובטים את זרימת מכונת ההנשמה למשך 2 שניות כדי לנפח מחדש את הריאות.
- מסירים את שני התפרים וסוגרים את העור עם שלושה עד חמישה תפרים נספגים 4-0.
- כבה את האיזופלוראן והצג. כאשר החיה מתחילה לנשום את עצמה, השפם זז, ואת רפלקסים צביטה הבוהן יכול להיות מופעל, extubate העכבר. הנח את העכבר על הצד השמאלי מתחת למנורת החום ביחידת הטיפול שלו והתבונן בו עד שהוא ער לחלוטין.
- אין להשאיר בעל חיים ללא השגחה עד שהוא חוזר להכרה מספקת.
הערה: בעל חיים שעבר ניתוח צריך לקבל יחידת טיפול (כלוב) משלו להחלמה טובה יותר. - בצע ניהול כאב עם טרמדול (1 מ"ג / מ"ל) במי שתייה במשך 7 ימים ובופרנורפין (0.1 מ"ג / ק"ג, 3x ביום) על ידי הזרקה תוך צפקית במשך 3 ימים לאחר הניתוח במידת הצורך.
הערה: עקוב אחר המלצות ועדת האתיקה המקומית לבעלי חיים לשיכוך כאבים לאחר הניתוח. - בדקו את התרופות על ידי שקילת בקבוקי המים מדי יום וצפו בהתנהגות החיה.
8. אישור התכווצות מוצלחת ומיקום נכון של הטבעת
- יום לאחר הניתוח יש לוודא את ההיצרות באמצעות אולטרסאונד על ידי מדידת מהירות הזרימה המרבית על פני ההיצרות.
- למדידות, השתמש באקו-לב עם מערכת אולטרסאונד ובדיקה מתמר בתדר של 30 מגה-הרץ (ראה טבלת חומרים).
- כפי שתואר לעיל, לשמור על הרדמה באמצעות מסכה ב 1.5%-2% isoflurane עם 0.5-1.0 L / min של 100% O2.
- הניחו את החיה המורדמת על כרית החימום במצב שכיבה. חבר את כרית החימום עם בדיקה רקטלית כדי לשמור על טמפרטורת הגוף ב- 37 °C ± 1 °C, ונטר את הדופק באמצעות אק"ג באמצעות ארבעה חיישני כפות עכבר (ראה טבלת חומרים).
- להדמיה טובה יותר, השתמשי בקרם דפילציה.
- ORAB שבוצע בהצלחה גורם למהירות זרימה מוגברת מעל ההיצרות כפי שנמדדה על ידי אולטרסאונד (~2,400 מ"מ לשנייה) (איור 4C). לצורך מדידה זו, מקם את ראש המתמר באופן פרסטרמלי בצד בית החזה הימני כדי למקם את קשת אבי העורקים על ידי הדמיה דו-ממדית (2D) ("מצב B").
- השתמש בצבע דופלר כדי לדמיין את זרימת הדם באבי העורקים ולמדוד עם הגל הפועם את מהירות זרימת הדם של דופלר על פני ההיצרות.
הערה: עכברים המופעלים על ידי Sham (ניתוח בקרה ללא התכווצות) מראים מהירות זרימת דם של ~ 600-900 מ"מ לשנייה. בנוסף, ORAB מוצלח גורם גם ליחס זרימת מהירות מוגבר בין הקרוטיד הימני (~150 מ"מ לשנייה) (RC, איור 4A) לבין הקרוטיד השמאלי (~300 מ"מ לשנייה) LC, איור 4B) בעכבר.
- השתמש בצבע דופלר כדי לדמיין את זרימת הדם באבי העורקים ולמדוד עם הגל הפועם את מהירות זרימת הדם של דופלר על פני ההיצרות.
- דמיינו את העורק הימני והשמאלי קרוטיס אינטרנה על ידי הדמיה דו-ממדית (דו-ממדית) (מצב B). מקם את ראש המתמר אופקית בצד שמאל וימין של הצוואר בזווית של 45° והשתמש בדופלר הגל הפועם כדי לקבוע את מהירות זרימת הדם.
הערה: בעכברים המופעלים על ידי sham, זרימת המהירות בשני העורקים דומה.
איור 4: אישור קשירת אבי העורקים הרוחבית באמצעות מדידת מהירות דופלר של גל דופק בעורקי הצוואר. (A) אותות מהירות דופלר גל פועם מייצגים של עורק הצוואר הימני. (B) ההיצרות גורמת למהירות זרימה גבוהה יותר בעורק הצוואר הימני מאשר בעורקי הצוואר השמאלי. (C) ההיצרות הנגרמת על ידי התכווצות גורמת למהירות זרימה באבי העורקים היורד של יותר מ-2,400 מ"מ לשנייה. עכברי שאם מראים מהירות זרימה של 600-900 מ"מ לשנייה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
באופן כללי, פסים אבי העורקים מחקים היצרות אבי העורקים האנושי וגורמים להיפרטרופיה לבבית בעכברים. הליך מוצלח מאופיין בשיפוץ רקמת הלב המשתקף על ידי היפרטרופיה לבבית וירידה בתפקוד הלב 5,6.
ישירות 1 יום לאחר הניתוח, את ההשפעה של התכווצות o-ring של אבי העורקים רוחבי ניתן לקבוע in vivo על ידי אקוקרדיוגרפיה13. אינדוקציה מוצלחת של היצרות אבי העורקים מוצגת על ידי מהירות זרימת דם מוגברת על פני ההיצרות באבי העורקים הנמדדת על ידי אולטרסאונד דופלר גל פועם (איור 4C). בנוסף, כפי שתואר לעיל, אנו קובעים את יחס מהירות זרימת הדם בין עורקי הצוואר הפנימיים הימניים והשמאליים כסמן פונקציונלי של ORAB (איור 4A,B).
שבועיים לאחר הצבת 0.4 מ"מ o-ring, אינדוקציה מוצלחת של היפרטרופיה לבבית ניתן לקבוע על ידי אקוקרדיוגרפיה. מצב תנועת הזמן הדו-ממדי (2D) (מצב M) מציג את מבני הלב החזותיים כשהם משתנים במהלך מחזור הלב. שבועיים לאחר הניתוח ניתן להבחין בהגדלת הדופן האחורית של החדר השמאלי (LVPW) ובקטרים של מחיצה בין-חדרית (IVS) בדיאסטולה (איור 5B). בנוסף, ניתן לתעד החמרה הדרגתית בתפקוד הלב על ידי מדידת ירידה בשבר הפליטה של החדר השמאלי (LVEF).
איור 5: אישור על היפרטרופיה לבבית מושרית לאחר שבועיים לאחר ניתוח על ידי אקוקרדיוגרפיה . (A) תמונה מייצגת במצב M של עכבר המופעל על-ידי בושה שבועיים לאחר הניתוח. (B) הדמיה במצב M של עכבר המופעל על ידי ORAB שבועיים לאחר הניתוח עם דופן אחורית מוגברת של החדר השמאלי (LVPW) וקוטר מחיצה בין-חדרית (IVS) בדיאסטולה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
פסים אאורטליים מבוססי חוט/תפר משמשים כבר שנים רבות כדי לגרום להיפרטרופיה לבבית של עומס יתר בעכברים. זוהי שיטה מבוססת לחקור את הפתומנגמניזמים של שיפוץ לב והתקדמות המחלה in vivo. המגבלות הן השונות הגבוהה יחסית במידת ההיצרות וכתוצאה מכך השיפוץ. טכניקת ORAB שהוצגה לאחרונה ותוארה לראשונה על ידי Melleby et al.10 מייעלת את השיטה הקונבנציונלית על ידי שימוש בטבעת o-ring מגומי.
היתרון החשוב ביותר של טכניקה זו הוא הקוטר הקבוע של o-ring, מה שמוביל פחות השתנות במידת ההיצרות, וכתוצאה מכך, לפנוטיפים משוחזרים יותר של היפרטרופיה לבבית לאחר הניתוח. יתרון נוסף הוא הלמידה המהירה יותר והמיקום הקל יותר בשיטה זו. בתהליך מבוסס חוט/תפר, מציאת דרגת הקשירה הנכונה סביב אבי העורקים דורשת בדרך כלל זמן וניסיון. לעומת זאת, זה לא הכרחי באותה מידה עם גישת o-ring בגלל הקוטר הקבוע או o-ring.
ניתוח חזה פתוח הוא נקודה קריטית בטכניקת ORAB, אשר כואבת לבעל החיים אך הכרחית לקשירת o-ring. על מנת להשיג התאוששות טובה יותר ולמנוע התרחשות של atelectasis, חשוב למנוע פגיעה בריאות ולפקח על אוורור דרך מכונת ההנשמה. בשיטה מבוססת חוט/תפר, יש הזדמנות לטכניקה זעיר פולשנית. בהליך זה, הרקמה מתפשטת עם זוג אחד של מלקחיים רק עבור לשים את החוט סביב אבי העורקים 7,13. עם זאת, החיסרון של הליך זה הוא עדיין הפגיעה האפשרית של אבי העורקים עקב קשירה.
לאחרונה, Nakao et al.9 דיווחו על טכניקה דומה לגישת ORAB. מה שנקרא o-ring-המושרה התכווצות אבי העורקים הרוחבית (OTAC) מבוצעת עם מיני סטריאוטומיה ללא אינטובציה. בדומה למחקר הנוכחי, התוצאות מראות יכולת שכפול גבוהה. עם זאת, סטרנוטומיה בעכברים עשויה להיות כואבת יותר לבעלי חיים מאשר להפיץ את הרקמה עם retractors.
טכניקת ORAB הייחודית היא שיפור לטכניקה מבוססת חוט/תפר. עם הקוטר הקבוע של o-ring, השתנות ההיצרות והיפרטרופיה לבבית לאחר מכן נמוכה יותר, וכתוצאה מכך תוצאות ניתנות לשחזור יותר. יתר על כן, אימון בהליך דורש פחות עכברים. שיעור התמותה הנמוך של שיטה זו מצביע על כך שהיא מהווה חלופה עדיפה פוטנציאלית למודל TAC של חוט/תפר.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי ה-Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ל-L.L., N.F., ו-O.J.M. (IVOLADMT-HF; FKZ 01KC2006A).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1 x long Fixators, 6 cm | 18200-01 | ||
| 2 x Blunt Retractors, 5 mm wide | 18200-11 | ||
| 2 x Short Fixators, 3 cm | 18200-02 | ||
| 2 x fine tip 45° angled forceps | FST (fine sience tools) | 11160-10 | |
| 3 x Blunt Retractors, 2.5 mm wide | 18200-10 | ||
| 3 x Retractor Wires | 18200-05 | ||
| 4-0 absorbable suture (Vicryl) | ETHICON | SABBKLT0 | Used to suture skin |
| 6-0 suture (Prolene), needle size:13 mm | ETHICON | JDP879 | Used to suture chest muscle |
| 8-0 suture (Prolene), needle size: 6.5 mm | ETHICON | RHBECH | Used to fast the Ring |
| Anesthetizing Box, Small | Havard apparatus | 50-0108 | |
| C57BL/6N mice | Charles River | ||
| Fluosorber Activated Charcoal Filter Canister | Havard apparatus | 34-0415 | Used to induce and maintain anesthesia |
| Handmade laryngsopcope | Intubationshelp | ||
| Harvard Apparatus Anesthetic Vaporizer | Havard apparatus | Used to induce and maintain anesthesia | |
| Heating pad + rectal probe (LSI Letica Scientific Instruments:Temperature control unit HB 101/2 ) | Panlab/ Havard apparatus | Used to control and maintain body temperature | |
| i.v. cannula blue 22-gauge (Vasofix Braunüle 0.9 x 25 mm) | B/Braunsharing Expertise | 4268091B | intubation |
| isofluran | Baxter | Anesthesia | |
| Kodan (betadine solution) | Schülke | 20003960-A | Desinfection |
| ligation aid | FST (fine sience tools) | 18062-12 | Used to perform liagtion with O-ring |
| Microscope Lighting: Schott VisiLED Set MC1500/S80-55 (+ controller) | SCHOTT | Ligth | |
| Microscope camera (Leica IC80 HD) | Leica | Used for visualiation operating field | |
| MiniVac Complete Anesthesia Systems for small rodents | Havard apparatus | 75-0233 | Used to induce and maintain anesthesia |
| Mouse Ventilator MiniVent Type 845 | Havard Apparatus | 73-0044 | Used to ventilation during surgery |
| Needle holder | FST (fine sience tools) | TE-10804 | |
| O-ring, non-slip rubber (0.0018 mm x 0.020 mm) | Apple Rubber Products | Liagtion of the aortic arch | |
| Scissors | FST (fine sience tools) | 14040-09 | Used to cut the skin and threads |
| Small Animal Retraction System (Kit for Animals up to 200 g) | FST (fine sience tools) | 18200-20 | |
| Small Base Plate, 20 x 30 cm | 18200-03 | ||
| Table intgerated with heating pad + rectal probe + ECG and transducer tripod | FujiFilm Visual Sonics Imaging System | Echocardiography | |
| Temgesic (Buprenorphin) | Indivior UK Limited | 997.00.00 | Pain pre-medication |
| three-way stop cock (blue) | |||
| Tramal (Tamadol) | Grünental | Pain post-medication | |
| transducer probe MS400 (Visual Sonics) | FujiFilm Visual Sonics Imaging System | Echocardiography | |
| Ultrasound system with cardioligy package | FujiFilm Visual Sonics Imaging System | Echocardiography | |
| Vannas Spring Scissors - 2.5 mm Cutting Edge | FST (fine sience tools) | 15000-08 | Used to cut intercostal chest muscle |
| vet ointment | Bepanten | Used to prevent eyes from drying out |
References
- Frey, N., Olson, E. N. Cardiac hypertrophy: The good, the bad, and the ugly. Annual Review of Physiology. 65, 45-79 (2003).
- Bui, A. L., Horwich, T. B., Fonarow, G. C. Epidemiology and risk profile of heart failure. Nature Reviews Cardiology. 8 (1), 30-41 (2011).
- Bolli, R. New initiatives to improve the rigor and reproducibility of articles published in Circulation Research. Circulation Research. 121 (5), 472-479 (2017).
- Dunlay, S. M., Weston, S. A., Jacobsen, S. J., Roger, V. L. Risk factors for heart failure: A population-based case-control study. The American Journal of Medicine. 122 (11), 1023-1028 (2009).
- Riehle, C., Bauersachs, J. Small animal models of heart failure. Circulation Research. 115 (13), 1838-1849 (2019).
- Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 88 (18), 8277-8281 (1991).
- Hu, P., et al. Minimally invasive aortic banding in mice: effects of altered cardiomyocyte insulin signaling during pressure overload. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 285 (3), 1261-1269 (2003).
- Mohammed, S. F., et al. Variable phenotype in murine transverse aortic constriction. Cardiovascular Pathology. 21 (3), 188-198 (2012).
- Nakao, Y., et al. O-ring-induced transverse aortic constriction (OTAC) is a new simple method to develop cardiac hypertrophy and heart failure in mice. Scientific Reports. 12, 85 (2022).
- Melleby, A. O., et al. A novel method for high precision aortic constriction that allows for generation of specific cardiac phenotypes in mice. Cardiovascular Research. 114 (12), 1680-1690 (2018).
- Lindsey, M. L., Kassiri, Z., Virag, J. A. I., de Castro Bras, L. E., Scherrer-Crosbie, M. Guidelines for measuring cardiac physiology in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 314 (4), 733-752 (2018).
- Garcia-Menendez, L., Karamanlidis, G., Kolwicz, S., Tian, R. Substrain specific response to cardiac pressure overload in C57BL/6 mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 305 (3), 397-402 (2013).
- deAlmeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. Transverse aortic constriction in mice. Journal of Visualized Experiments. (38), e1729 (2010).
