Summary
Mevcut protokol, basınç aşırı kardiyak hipertrofisini indüklemek için farelerde yeni bir aort bantlama tekniğini tanımlamaktadır. Bantlama için, sabit bir iç çapa sahip bir lastik halka kullanılır. Bu yeni teknik, gelecekteki deneyler için daha az varyans ve daha fazla tekrarlanabilir veri vaat ediyor.
Abstract
Farelerde aort bantlaması, kardiyak basıncın aşırı yüklenmesine bağlı kardiyak hipertrofi ve kalp yetmezliğinin indüksiyonu için en sık kullanılan deneysel modellerden biridir. Daha önce kullanılan teknik, darlık oluşturmak için körelmiş bir 27 G iğne üzerine bağlanmış aort kemerinin etrafındaki dişli bir dikişe dayanmaktadır. Bu yöntem, cerrahın ipliği manuel olarak sıkmasına bağlıdır ve bu nedenle çap boyutunda yüksek varyansa yol açar. Melleby ve ark. tarafından tanımlanan yeni rafine edilmiş bir yöntem, ameliyattan sonra daha az varyans ve daha fazla tekrarlanabilirlik vaat ediyor. Yeni teknik, o-ring-aort bantlama (ORAB), iplikli bir dikiş yerine kaymaz bir kauçuk halka kullanır, bu da aşırı basınç yükünde ve kardiyak hipertrofinin tekrarlanabilir fenotiplerinde azalmaya neden olur. Ameliyat sırasında, o-ring brakiyosefalik ve sol karotis arterler arasına yerleştirilir. Başarılı daralma ekokardiyografi ile doğrulanır. 1 gün sonra, halkanın doğru yerleştirilmesi, o-ring kaynaklı darlık üzerinde transvers aortta artan bir akış hızı ile sonuçlanır. 2 hafta sonra, bozulmuş kalp fonksiyonu, azalmış ejeksiyon fraksiyonu ve artmış duvar kalınlığı ile kanıtlanmıştır. Önemli olarak, çap boyutunda daha az varyans olmasının yanı sıra, ORAB transvers aort daralması (TAC) ile karşılaştırıldığında daha düşük intra- ve postoperatif mortalite oranları ile ilişkilidir. Bu nedenle, ORAB yaygın olarak kullanılan TAC cerrahisinden daha üstün bir yöntemi temsil eder, bu da daha tekrarlanabilir sonuçlara ve ihtiyaç duyulan hayvan sayısında olası bir azalmaya neden olur.
Introduction
Fizyolojik kardiyak hipertrofi gelişim, egzersiz ve gebelik sırasında gözlenebilirken, patolojik kardiyak hipertrofi arteriyel hipertansiyon, kapak kalp hastalığı veya gen mutasyonları gibi hemodinamik stres durumlarına yanıt verir. Başlangıçta, kalp, kardiyak fonksiyonu korumak için artmış kardiyomiyosit boyutu ve ventrikül duvarlarının kalınlaşması ile karakterize bir yeniden şekillenmeye uğrar 1,2. Öte yandan, patolojik kardiyak yeniden yapılanma, artmış aritmi, ani ölüm ve yüksek mortalite riski ile ilişkilidir. Son olarak, zamanla, ventriküler dilatasyon, kontraktil fonksiyonda güçlü bir azalma ve sonuçta yüksek morbidite, mortalite ve toplumsal maliyetlerle ilişkili olan kalp yetmezliğine (HF) progresyon ile sonuçlanır3. Bu nedenle, yeni terapötik stratejiler geliştirmek için moleküler arka planı anlamaya acil bir ihtiyaç vardır4.
Aort bandı, farelerde aşırı basınca bağlı sol ventrikül (LV) hipertrofisini ve kalp yetmezliğini taklit eden bir modeldir5. Bu yöntemle, aşırı basınca bağlı kardiyak yeniden şekillenmenin patomekanizmalarını in vivo olarak incelemek mümkündür. Farelerde ilk aort bantlama prosedürü Rockman ve ark.6 tarafından bildirilmiştir. Aşırı basınç yükü, aort çevresinde (brakiyosefalik ve sol ortak karotis arter arasında) iplik sütür bazlı bir ligasyon ile indüklenir. 0.4 mm çapında bir darlık oluşturmak için, 27 G'lik bir iğne ve aortun etrafına bir dikiş yerleştirilir. Ligasyondan sonra iğneçıkarılır 6,7.
İğne çapı sabit olmasına rağmen, ipliğin sıkılığı cerraha büyük ölçüde bağlıdır ve bu nedenle indüklenen kardiyak hipertrofi fenotipini etkiler. Ayrıca iplik/dikiş bazlı yöntemde ameliyat sonrası darlık çapı değişken derecelerde olup, mortalitede yüksek varyans 8,9 ile ilişkilidir. Dahası, bu yöntemin eğitimi, özellikle ipliğin sıkılmasında doğru seviyeyi ve tutarlılığı bulma konusunda zordur. Son olarak, eğitimin başlangıcında, aortun bozulması veya diğer doku hasarlarına bağlı yüksek intra ve postoperatif mortalitenin yanı sıra, hayatta kalan hayvanlarda darlık derecesinde yüksek varyasyon meydana gelir.
Son zamanlarda, Melleby ve ark.10 tarafından optimize edilmiş bir aort bantlama prosedürü tanımlanmıştır. Sabit iç çapı 0.71 mm, 0.66 mm ve 0.61 mm olan kaymaz kauçuk o-ring kullanılarak darlıkta daha az varyans ve yüksek oranda tekrarlanabilir basınç aşırı basınç seviyeleri ile ORAB (o-ring aort bantlama) yöntemini sundular. Kısacası, o-ring kesilir, yükselen kemerin etrafına yerleştirilir ve tekrar ipliklerle kapatılır. Bu o-ringleri kullanan diğer bilim adamları, indüklenen kardiyak hipertrofi9'da daha az değişkenlik bildirmişlerdir. Ayrıca intraoperatif ve postoperatif mortalitenin yanı sıra indüklenen hipertrofik fenotip 9,11'de daha iyi tekrarlanabilirlik ve daha az varyans gözlendi. Bu makalede, adım adım bir protokolde bu benzersiz stratejinin yordamı açıklanmaktadır. Bu raporda paylaşılan uzmanlık, diğer bilim adamlarının bu alandaki tekniklerini geliştirmelerine yardımcı olacaktır.
6 hafta sonra kalp yetmezliği ile sonuçlanan kardiyak hipertrofisi indüklemek için, 12 haftalık C57BL / 6N erkek fareler ameliyat için önerilmektedir. Fare alt suşları C57BL/6N ve C57BL/6J arasındaki aort bandından 2 hafta sonra yapılan karşılaştırmada C57BL/6N farelerde ciddi kardiyak disfonksiyon ve buna bağlı artmış mortalite görüldü. Bu nedenle, bunlar kalp yetmezliği modelleri için daha uygundur12. On iki haftalık erkek ve dişi fareler, aortun maruz kalması ve o-ringin özel aletlerle yerleştirilmesi için en uygun boyuta sahiptir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Hayvan deneyleri, bölgesel komitenin ilkeleri altında gerçekleştirilmiştir (Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein, izin numarası: V242-21249/2020 [38-4/20]). Bu çalışma için kullanılan fareler ticari bir kaynaktan elde edilmiştir (bkz. Hayvanlar standart koşullar altında 12 saat ışık, 12 saat gece döngüsü ile tutuldu; su ve yiyecek ad libitum ikram edildi.
1. Hayvan bakımı
- Fareleri yatak takımları, yuvalama malzemesi, saklanma yeri ve içme suyuna ve yiyeceklere uygun erişim ile özel kafeslerde barındırın.
- Hayvanları sürekli özel veteriner kontrolü ve tedavisi altında tutun.
NOT: Dış tedarikçiler tarafından sipariş edilen fareler için, lütfen işleme başlamadan önce 7 gün alışmayı garanti edin.
2. O-ringin hazırlanması
NOT: 2 hafta sonra kardiyak hipertrofiyi indüklemek için sabit çapı 0,4 mm olan bir o-ring önerilir. İndüklenen kardiyak fenotipin derecesi ve şiddeti, o-ring çapının boyutuna bağlıdır.
- İlk olarak, aortun etrafına yerleştirilmesini sağlamak için makas veya neşter kullanarak mikroskop altında o-ringin bir kesimini (bkz. Malzeme Tablosu) gerçekleştirin (Şekil 1A, B).
- Her bir halka tarafını kesime yakın bir yerde, 8-0 ile bağlanmış bir iğne ile delin emilemeyen dikiş ve ipliği çekin. Son adımda o-halkayı aortun etrafına sabitlemek için bir tarafta 2-3 cm, diğer tarafta 2-3 cm kesip bırakın (Şekil 1C, D).
- Ameliyattan önce, ligasyon yardımını alın (tür aleti, Malzeme Tablosuna bakınız) ve bir halka tarafının ipliğinin ucunu (daha uzun süre tutulur) daralma deliğinden çekin (Şekil 1E, F). Bir sonraki adımda (adım 6) yerleştirmek için bağlı o-ring ile ligasyon yardımcısını bir kenara koyun.
- Halkanın ipliklerle dezenfeksiyonu için, halkayı yarım saat boyunca bir alkol çözeltisine yerleştirin. Daha sonra, kuruması için selüloz üzerine koyun. Kurumuş halkayı kullanana kadar kapalı bir küvette veya kasada saklayın. Ameliyat sırasında, ipliği ligasyon yardımcısından çektikten sonra, halkayı kullanana kadar temiz bir yüzeye yerleştirin.
Şekil 1: Ligasyon için o-ring hazırlığının yapılması . (A) Sabit çaplı bir o-ring, bir tarafta makas veya neşterle kesilir. (B) Bir o-ringin görüntüsü. (C) Her o-ring tarafı 8-0 ile delinir prolene iplik. (D) İki iplikle delinmiş O-ring. (E) O-ringin bir halka tarafının dişleri, ligasyon yardımcısının deliğinden çekilir. (F) Yerleştirmeden önceki son konum: Bir tarafın dişleri ligasyon yardımcısının deliğinden yerleştirilirken, diğer tarafın dişleri gevşek tutulur. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
3. Farelerin premedikasyonu ve ameliyat alanının hazırlanması
- Ameliyat sırasında yeterli analjezi almak için, ameliyata geçmeden 20 dakika önce analjezik buprenorfin (0.1 mg / kg, Materyaller Tablosuna bakınız) intraperitoneal olarak enjekte edin.
NOT: Bu çalışmada, ağrı kesici ilaçlar Gesellschaft für Versuchstierkunde/Society of Laboratory Animal Science (GV-SOLAS) tavsiyelerine uygun olarak kullanılmıştır. - Ön ilaçtan sonra, fareyi% 2-4% izofluran ile% 2.5-1.0 L / dak% 100O2 ile karıştırılmış bir indüksiyon odasında anestezi yapın.
- Yatıştırılmış farenin sol toraks tarafındaki kürkü tıraş edin. Tıraştan sonra, fareyi izofluran dolu odaya geri koyun ve hayvanı entübe etmeden önce yeterli sedasyon bekleyin.
NOT: Sedasyonun doğru zaman noktası yavaş nefes almayı gösterir, ancak anlık nefes almayı önler. İzofluran gazı ayarına bağlı olarak, doğru sedasyon seviyesine ulaşmak 2-3 dakika sürer. - Hayvanın vücut ısısını (37 ° C) korumak için ameliyattan önce ısıtma yastığını açın. Farenin vücut ısısını otomatik olarak korumak için ısıtma yastığını bir rektal proba bağlayın ( Malzeme Tablosuna bakın).
4. Farelerin entübasyonu
- Gerekli aletleri hazırlayın (Şekil 2A). Laringoskopu ameliyattan önce yaklaşık 1-3 dakika boyunca alkole koyarak ve daha sonra gece boyunca kurumaya hazır tutarak dezenfekte edin.
- Fareyi plakadaki ön dişlerle sabitlemek için ısıtma yastığının etrafına bir lastik bant gerin. Yatıştırılmış fareyi ısıtma yastığının üzerine sırtüstü bir konuma getirin.
- Boynu plakaya uzatmak için lastik bandı hayvanın ön dişlerinin üzerine yerleştirin.
- Endotrakeal entübasyon için trakeanın açılmasının iyi görülebilmesi için boğaza bir ışık kaynağı odaklayın (Şekil 2B).
- Bir elinizle entübasyon yardımcısını konumlandırarak ağzınızı nazikçe açın (el yapımı laringoskop, bakınız Malzeme Tablosu) (Şekil 2A[3]).
- Diğer el ve küçük forsepslerle, trakeanın açıklığını temizlemek için dili yavaşça hareket ettirin.
- Bu eli, endotrakeal tüpü trakeaya sokmak için de kullanın. Öte yandan, hala entübasyon yardımını tutun. Entübasyon için 22 G kanül kullanın (bkz. Malzeme Tablosu) (Şekil 2A[1]).
- Farelerin doğru endotrakeal tüp pozisyonunu (endotrakeal) onaylaması için endotrakeal tüp pozisyonunu üç yönlü bir stopcock aracılığıyla bir ventilatöre bağlayın (bkz.
- Doğru ventilasyonu üreticinin talimatlarına göre izleyin (gelgit hacmi 200 μL ve solunum hızı 100-150 nefes/dk arasında) (Şekil 2C).
- Bir ayak parmağı sıkışma refleks kontrolü ile yeterli anestezik derinliği onaylayın (refleks yanıtı yok).
- Anestezi ayarını 0.5-1.0 L/dak %100O2 ile karıştırılmış %2 izoflurana çevirin.
- Ameliyat sırasında kuruluğu önlemek için gözlere oftalmik merhem uygulayın.
- Bir pamuklu çubuk kullanarak, ameliyat alanını ticari olarak temin edilebilen bir dezenfektan çözeltisi ile 3 kez dezenfekte edin (bkz.
Şekil 2: Farenin entübasyonu. (A) Entübasyon aletleri: (1) Endotrakeal tüp olarak (mandalinasız) 22 G i.v. kanül kullanılır; (2) Forseps; (3) El yapımı laringoskop (tahta çubuklar ve bantlarla yapıştırılmış deforme / düzleştirilmiş kanül). (B) Konumlandırılmış ısıtma yastığı üzerinde entübasyon yapılması. (C) Bir ventilatöre bağlı entübe fare. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
5. Ameliyat ve halka konumlandırma için hazırlık
NOT: Enfeksiyonları önlemek için steril malzemeler ve aletler kullanın.
- Ksifoid süreç ile sol aksilla arasındaki çizginin ortasında 0,5-1 cm uzunluğunda bir cilt kesisi yapmak için makas kullanın. Kas tabakasını altta yatan kaburgalardan ayırmak için forseps kullanın ve göğüs kafesini açığa çıkarmak için kesiye iki retraktör (5 mm uzunluğunda, Malzeme Tablosuna bakınız) yerleştirin.
- Sol torakotomiye başlamak için, mikro yay makası kullanarak ikinci ve üçüncü kaburga arasındaki interkostal kaslarda küçük bir kesi (~ 1-2 mm) yapın. Göğüs boşluğunu açın ve insizyonu 45° açılı forseps ile yayın.
- Görselleştirmeyi iyileştirmek için göğüs boşluğunu açmak için insizyona üç göğüs retraktörü (1.0-2.5 mm uzunluğunda) yerleştirin.
- Aort arkını açığa çıkarmak için, ince uçlu 45 ° açılı forseps ile timüs ve yağ dokusunu kemerden kaldırmaya ve yavaşça ayırmaya çalışın.
6. Enine aortun o-ring ile bağlanması
- Aort arkını bir elinizde 45° açılı forseps ile ortaya çıkarın. Öte yandan, bir tarafın dişleri aracılığıyla ligasyon yardımcısına bağlanan o-ringi konumlandırın (adım 2).
- Aort kemerinin altındaki ligasyon yardımcısını kullanarak iplikleri kaudal taraftan brakiyosefalik ve sol ortak karotis arterler arasındaki transvers aortun kraniyal tarafına geçirin (Şekil 3A).
- Her iki ipliği de ligasyon yardımı ile aort kemeri arasındaki forseps ile dikkatlice alın. Ligasyon yardımcısını geri çekin ve çıkarın ve her iki taraftaki dişleri çekerek o-ringi kemerin etrafına yavaşça yerleştirin (Şekil 3B).
- Başarılı bir konumlandırmadan sonra, o-ringi ipliklerle ve cerrahi bir düğümle sabitleyin. Her iki taraftaki düğümü açmaktan kaçınmak için bir tane daha yapın (Şekil 3C).
Şekil 3: O-ring implantasyonunun gerçekleştirilmesi . (A) Aort arkı 1.0-2.5 mm'lik üç retraktör tarafından açığa çıkarılır. Bir halka tarafının her iki uzun ipliği de aortun altından geçirilir. (B) O-ring, halkayı hafifçe iterek ve iplikleri çekerek yerleştirilecektir. (C) O-ring doğru pozisyondadır ve bir kafatası ipliği her iki tarafta kaudal iplik ile düğümlenmiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
7. Dikiş ve ameliyat sonrası iyileşme
- Üç göğüs retraktörünü (2,5 mm uzunluğunda) kesiden çıkarın.
- Gerekirse, torakstan kalan havayı, ılık% 0.9'luk bir izotonik tuz çözeltisi ile doldurarak ortadan kaldırın.
- Toraks insizyonunu dikiş için ortaya çıkarmak için, cildi yan tarafta tutmak için tekrar iki retraktör (5 mm uzunluğunda) alın.
- Toraksı iki veya üç adet 6-0 emilemeyen sütürle kapatın ( bakınız Malzeme Tablosu) ve akciğerleri yeniden şişirmek için ventilatörün çıkışını 2 s boyunca sıkıştırın.
- İki retraktörü çıkarın ve cildi üç ila beş 4-0 emilebilir dikişle kapatın.
- İzofluran ve monitörü kapatın. Hayvan kendi kendine nefes almaya başladığında, bıyıklar hareket ediyor ve ayak parmağı sıkışma refleksleri tetiklenebilir, fareyi ekstübe edin. Fareyi sol tarafa bakım ünitesindeki ısı lambasının altına yerleştirin ve tamamen uyanana kadar gözlemleyin.
- Bir hayvanı yeterli bilinci yeniden kazanana kadar gözetimsiz bırakmayın.
NOT: Ameliyat geçiren bir hayvan, daha iyi iyileşmek için kendi bakım ünitesini (kafes) almalıdır. - 7 gün boyunca içme suyunda tramadol (1 mg / mL) ve gerekirse ameliyattan sonra 3 gün boyunca intraperitoneal enjeksiyonla buprenorfin (0.1 mg / kg, günde 3x) ile ağrı yönetimi yapın.
NOT: Postoperatif analjezi için yerel hayvan etik komitesi tavsiyelerine uyun. - Su şişelerini günlük olarak tartarak ilaçları kontrol edin ve hayvanın davranışını izleyin.
8. Başarılı daralmanın ve halkanın doğru pozisyonunun doğrulanması
- Ameliyattan bir gün sonra, darlık üzerindeki maksimum akış hızını ölçerek ultrason kullanarak darlığı doğrulayın.
- Ölçümler için, ultrason sistemli ekokardiyografi ve 30 MHz frekanslı bir dönüştürücü probu kullanın (bkz.
- Yukarıda tarif edildiği gibi, anesteziyi% 1.5-1.0 L / dak% 100 O2 ile% 1.5 -%2 izofluranda bir maske kullanarak koruyun.
- Anestezi uygulanan hayvanı ısıtma yastığına sırtüstü pozisyonda yerleştirin. Vücut ısısını 37 ° C ± 1 ° C'de tutmak için ısıtma yastığını bir rektal prob ile bağlayın ve dört fare pençesi sensörü kullanarak kalp atış hızını bir EKG ile izleyin (bkz.
- Daha iyi görselleştirme için epilasyon kremi kullanın.
- Başarılı bir şekilde gerçekleştirilen bir ORAB, ultrason (~ 2.400 mm / s) ile ölçülen darlık üzerinde artan bir akış hızı ile sonuçlanır (Şekil 4C). Bu ölçüm için, aort arkını iki boyutlu (2D) görüntüleme ("B-modu") ile lokalize etmek için transdüser kafasını sağ toraks tarafında parasternal olarak konumlandırın.
- Aorttaki kan akışını görselleştirmek ve darlık üzerindeki darbeli dalga Doppler kan akış hızını ölçmek için Doppler rengini kullanın.
NOT: Sahte olarak ameliyat edilen fareler (daralma olmadan kontrol cerrahisi) ~ 600-900 mm / s kan akış hızı gösterir. Ek olarak, başarılı bir ORAB ayrıca faredeki sağ karotis (~150 mm / s) (RC, Şekil 4A) ve sol karotis (~300 mm / s) LC, Şekil 4B) arasında artan bir hız akış oranı ile sonuçlanır.
- Aorttaki kan akışını görselleştirmek ve darlık üzerindeki darbeli dalga Doppler kan akış hızını ölçmek için Doppler rengini kullanın.
- Sağ ve sol arteria karotis internasını iki boyutlu (2D) görüntüleme (B-modu) ile görselleştirin. Transdüser kafasını boynun sol ve sağ taraflarında yatay olarak 45° açıyla konumlandırın ve kan akış hızını belirlemek için darbeli dalga Doppler'i kullanın.
NOT: Sahte olarak çalıştırılan farelerde, her iki arterdeki hız akışı benzerdir.
Şekil 4: Karotis arterlerde pulse dalga Doppler hız ölçümü kullanılarak transvers aort ligasyonunun doğrulanması. (A) Sağ karotis arterin temsili pulse dalga Doppler hız sinyalleri. (B) Darlık, sağ karotis arterde soldan daha yüksek bir akış hızına neden olur. (C) Daralmanın neden olduğu darlık, inen aortta 2.400 mm/s'den fazla bir akış hızına neden olur. Şam fareleri 600-900 mm / s'lik bir akış hızı gösterir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Genel olarak, aort bantlaması insan aort darlığını taklit eder ve farelerde kardiyak hipertrofiye neden olur. Başarılı bir prosedür, kardiyak hipertrofi ile yansıyan kalp dokusu yeniden şekillenmesi ve azalmış kalp fonksiyonuile karakterizedir 5,6.
Ameliyattan 1 gün sonra transvers aortun o-ring daralmasının etkisi ekokardiyografi13 ile in vivo olarak belirlenebilir. Aort darlığının başarılı indüksiyonu, pulse dalga Doppler ultrasonografi ile ölçülen aorttaki darlık üzerinde artan kan akım hızı ile gösterilmiştir (Şekil 4C). Ek olarak, yukarıda açıklandığı gibi, sağ ve sol internal karotis arterler arasındaki kan akış hızı oranını ORAB'ın fonksiyonel bir belirteci olarak belirliyoruz (Şekil 4A, B).
0.4 mm o-ringin yerleştirilmesinden iki hafta sonra, kardiyak hipertrofinin başarılı indüksiyonu ekokardiyografi ile belirlenebilir. İki boyutlu (2B) zaman-hareket modu (M-modu), görselleştirilmiş kardiyak yapıları kalp döngüsü boyunca değiştikçe görüntüler. Ameliyattan iki hafta sonra diyastolde artmış sol ventrikül (LV) arka duvarı (LVPW) ve interventriküler septum (IVS) çapları görülebilir (Şekil 5B). Ek olarak, azalmış sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonu (LVEF) ölçülerek kardiyak fonksiyonun ilerleyici bir şekilde kötüleşmesi belgelenebilir.
Şekil 5: Ekokardiyografi ile ameliyattan 2 hafta sonra indüklenen kardiyak hipertrofinin doğrulanması. (A) Ameliyattan 2 hafta sonra sahte ameliyat edilen bir farenin temsili M-mod görüntüsü. (B) Ameliyattan 2 hafta sonra ORAB'la ameliyat edilen farenin diyastolde artmış sol ventrikül arka duvarı (LVPW) ve interventriküler septum (IVS) çapları ile M-mod görüntülemesi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
İplik/sütür bazlı aort bandı, farelerde aşırı basınç-aşırı kardiyak hipertrofisi indüklemek için uzun yıllardır kullanılmaktadır. Kardiyak remodeling ve hastalığın progresyonunun patomekanizmalarını in vivo olarak araştırmak için kurulmuş bir yöntemdir. Sınırlamalar, darlık derecesindeki nispeten yüksek varyans ve sonuç olarak yeniden şekillenmedir. İlk olarak Melleby ve ark.10 tarafından tanımlanan yakın zamanda tanıtılan ORAB tekniği, kauçuk bir o-ring kullanarak geleneksel yöntemi optimize eder.
Bu tekniğin en değerli yararı, o-ringin sabit çapıdır, bu da darlık derecesinde daha az değişkenliğe ve sonuç olarak ameliyat sonrası kardiyak hipertrofinin daha tekrarlanabilir fenotiplerine yol açar. Diğer bir avantajı ise bu yöntemde daha hızlı öğrenme ve daha kolay yerleştirmedir. İplik/dikiş bazlı işlemle, aort çevresinde doğru derecede ligasyon bulmak genellikle zaman ve deneyim gerektirir. Buna karşılık, sabit çap veya o-ring nedeniyle o-ring yaklaşımı ile aynı ölçüde gerekli değildir.
Açık göğüs cerrahisi, hayvan için acı verici olan ancak o-ring ligasyonu için gerekli olan ORAB tekniğinde kritik bir noktadır. Daha iyi iyileşme sağlamak ve atelektazi oluşumunu önlemek için, akciğer hasarını önlemek ve ventilatörden ventilasyonu izlemek önemlidir. İplik/dikiş bazlı yöntem için minimal invaziv bir teknik imkanı vardır. Bu prosedürde, doku sadece ipliği aortun etrafına koymak için bir çift forseps ile yayılır 7,13. Bununla birlikte, bu prosedürün dezavantajı, ligasyon nedeniyle aortun olası yaralanmasıdır.
Son zamanlarda, Nakao ve ark.9 , ORAB yaklaşımına benzer bir teknik bildirmiştir. O-ring kaynaklı transvers aort daralması (OTAC) adı verilen yöntem, entübasyon olmaksızın mini stereotomi ile gerçekleştirilir. Bu çalışmaya benzer şekilde, sonuçlar yüksek tekrarlanabilirlik göstermektedir. Bununla birlikte, farelerde sternotomi, hayvanlar için dokuyu retraktörlerle yaymaktan daha acı verici olabilir.
Eşsiz ORAB tekniği, iplik / dikiş bazlı teknikte bir gelişmedir. O-ringin sabit çapı ile, darlığın ve ardından gelen kardiyak hipertrofinin değişkenliği daha düşüktür ve bu da daha tekrarlanabilir sonuçlarla sonuçlanır. Ayrıca, prosedürdeki eğitim daha az fare gerektirir. Bu yöntemin düşük mortalite oranı, iplik / sütür TAC modeline potansiyel olarak üstün bir alternatif olduğunu göstermektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.
Acknowledgments
Bu çalışma Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) tarafından L.L., N.F. ve 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).
