Waiting
Login processing...

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

Developmental Biology

ربط الأذين الأيسر في جنين الطيور كنموذج لتغير الحمل الديناميكي للدورة الدموية أثناء نمو الأوعية الدموية المبكر

Published: June 16, 2023 doi: 10.3791/65330
* These authors contributed equally

Summary

نقدم هنا بروتوكولا مرئيا مفصلا لتنفيذ نموذج ربط الأذين الأيسر (LAL) في جنين الطيور. يغير نموذج LAL التدفق داخل القلب ، مما يغير تحميل إجهاد قص الجدار ، ويحاكي متلازمة القلب الأيسر ناقص التنسج. يتم تقديم نهج للتغلب على تحديات نموذج الجراحة المجهرية الصعب هذا.

Abstract

نظرا لتكوين البطين الناضج المكون من أربع غرف ، وسهولة المزرعة ، والوصول إلى التصوير ، والكفاءة ، فإن جنين الطيور هو نموذج حيواني مفضل للفقاريات لدراسة تطور القلب والأوعية الدموية. الدراسات التي تهدف إلى فهم التطور الطبيعي وتشخيص عيوب القلب الخلقية تعتمد هذا النموذج على نطاق واسع. يتم إدخال التقنيات الجراحية المجهرية لتغيير أنماط التحميل الميكانيكية الطبيعية في نقطة زمنية جنينية محددة وتتبع الشلال الجزيئي والجيني في اتجاه مجرى النهر. التدخلات الميكانيكية الأكثر شيوعا هي ربط الوريد الأيسر ، وربط conotruncal ، وربط الأذين الأيسر (LAL) ، وتعديل ضغط الأوعية الدموية داخل الفم وإجهاد قص الجدار بسبب تدفق الدم. LAL ، خاصة إذا تم إجراؤه في البويضات ، هو التدخل الأكثر تحديا ، مع إنتاجية عينة صغيرة جدا بسبب العمليات الجراحية المجهرية المتسلسلة الدقيقة للغاية. على الرغم من مخاطره العالية ، إلا أن LAL في البويضات ذو قيمة علمية كبيرة لأنه يحاكي التسبب في متلازمة القلب الأيسر الناقص التنسج (HLHS). HLHS هو مرض قلبي خلقي معقد ذو صلة سريريا لوحظ عند الأطفال حديثي الولادة. تم توثيق بروتوكول مفصل ل في ovo LAL في هذه الورقة. لفترة وجيزة ، تم تحضين أجنة الطيور المخصبة عند 37.5 درجة مئوية ورطوبة ثابتة بنسبة 60٪ عادة حتى وصلت إلى مراحل هامبرغر هاملتون (HH) من 20 إلى 21. تم تكسير قشر البيض ، وإزالة الأغشية الخارجية والداخلية. تم تدوير الجنين برفق لكشف المصباح الأذيني الأيسر للأذين المشترك. تم وضع العقد الدقيقة المجمعة مسبقا من 10-0 خيوط نايلون برفق وربطها حول برعم الأذين الأيسر. أخيرا ، أعيد الجنين إلى موضعه الأصلي ، وتم الانتهاء من LAL. أظهر البطينان الطبيعيان والبطينان المزودان ب LAL اختلافات ذات دلالة إحصائية في ضغط الأنسجة. سيساهم خط أنابيب توليد نموذج LAL الفعال في الدراسات التي تركز على التلاعب الميكانيكي والجيني المتزامن أثناء التطور الجنيني لمكونات القلب والأوعية الدموية. وبالمثل ، سيوفر هذا النموذج مصدرا للخلايا المضطربة لأبحاث زراعة الأنسجة وبيولوجيا الأوعية الدموية.

Introduction

عيوب القلب الخلقية (CHDs) هي اضطرابات هيكلية تحدث بسبب التطور الجنيني غير الطبيعي1. بالإضافة إلى الظروف الوراثية ، يتأثر التسبب في المرض بالتحميل الميكانيكي المتغير 2,3. تؤدي متلازمة القلب الأيسر الناقص التنسج (HLHS) ، وهو مرض خلقي في القلب ، إلى تخلف البطين / الشريان الأورطي عند الولادة4 مع ارتفاع معدل الوفيات 5,6. على الرغم من التطورات الأخيرة في إدارتها السريرية ، لا تزال ديناميكيات نمو الأوعية الدموية وتطورها في HLHS غير واضحة7. في التطور الجنيني الطبيعي ، ينشأ شغاف البطين الأيسر (LV) وعضلة القلب من أسلاف القلب مع تقدم تكوين أنبوب القلب الجنيني المبكر. تم الإبلاغ عن الوجود التدريجي لترابيق عضلة القلب ، وطبقات سميكة ، وتكاثر عضلة القلب2. بالنسبة ل HLHS ، لوحظ تغيير إعادة تشكيل التربيق وتسطيح البطين الأيسر ، مما يساهم بشكل أكبر في نقص تنسج عضلة القلب بسبب هجرة خلايا عضلة القلب غير الطبيعية2،8،9،10

من بين الكائنات النموذجية المستخدمة على نطاق واسع لدراسة نمو القلب وفهم ظروف الدورة الدموية 11 ، يفضل جنين الطيور بسبب قلبه الناضج المكون من أربع غرف وسهولة استزراعه11،12،13،14. من ناحية أخرى ، يوفر الوصول المتقدم للتصوير لأجنة الزرد والفئران المعدلة وراثيا / بالضربة القاضية مزايا مميزة11,12. تم اختبار التدخلات الميكانيكية المختلفة لجنين الطيور التي تغير الضغط الداخلي وإجهاد قص الجدار في تطوير مكونات القلب والأوعية الدموية. تشمل هذه النماذج ربط vitelline الأيسر ، وربط conotruncal15 ، وربط الأذين الأيسر (LAL) 11،12،16. يمكن ملاحظة النمط الظاهري الناتج بسبب الحمل الميكانيكي المتغير حوالي 24-48 ساعة بعد التدخل الجراحي في الدراسات التي تركز على التشخيص المبكر11,13. يعد تدخل LAL تقنية شائعة لتضييق الحجم الوظيفي للأذين الأيسر (LA) عن طريق وضع حلقة خياطة حول الفتحة الأذينية البطينية. وبالمثل ، تم إجراء التدخلات الجراحية المجهرية التي تستهدف ربط الأذين الأيمن (RAL)17,18. وبالمثل ، يستهدف بعض الباحثين الزائدة الأذينية اليسرى (LAA) باستخدام مقاطع صغيرة لتقليل حجم LA19,20. في بعض الدراسات ، يتم تطبيق خيط نايلون جراحي على العقدة الأذينية البطينية19,21. أحد التدخلات المستخدمة هو LAL ، والذي يمكن أن يحاكي HLHS ولكنه أيضا أصعب نموذج في الأداء ، مع غلة عينة صغيرة جدا بسبب العمليات الجراحية المجهرية الدقيقة للغاية المطلوبة. في مختبرنا ، يتم إجراء LAL في البويضة بين مرحلتي هامبرغر هاميلتون (HH) 20 و 21 ، قبل أن يتم فصل الأذين المشترك بالكامل6،14،22،23. يتم وضع خياطة جراحية حول لوس أنجلوس ، مما يغير تيارات تدفق الدم داخل القلب. في نماذج LAL من HLHS ، لوحظ زيادة تصلب جدار البطين ، وتغيير زوايا الألياف العضلية ، وانخفاض حجم تجويف LV14,24.

في مقالة الفيديو هذه ، يتم توفير بروتوكول ونهج مفصل ل في ovo LAL. لفترة وجيزة ، تم تحضين أجنة الطيور المخصبة لإجراء جراحة مجهرية ، وتم تكسير قشر البيض ، وتم تطهير الأغشية الخارجية والداخلية. ثم تم تدوير الجنين ببطء بحيث يمكن الوصول إلى LA. تم ربط خياطة جراحية من النايلون 10-0 ببرعم الأذين ، وأعيد الجنين إلى اتجاهه الأصلي ، ليكمل إجراء LAL25. تتم مقارنة LAL والبطينين الطبيعيين لضغط الأنسجة وحجم البطين عن طريق التصوير المقطعي للتماسك البصري والأنسجة الأساسية.

سيساهم خط أنابيب نموذج LAL الذي تم تنفيذه بنجاح ، كما هو موضح هنا ، في الدراسات الأساسية التي تركز على التطور الجنيني لمكونات القلب والأوعية الدموية. يمكن أيضا استخدام هذا النموذج مع التلاعب الجيني وطرق التصوير المتقدمة. وبالمثل ، فإن نموذج LAL الحاد هو مصدر مستقر لخلايا الأوعية الدموية المريضة لتجارب زراعة الأنسجة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

يتم الحصول على بيض Leghorn الأبيض الخصب من موردين موثوقين ويتم تحضينه وفقا للإرشادات المعتمدة من الجامعة. لا تعتبر أجنة الفرخ ، المراحل من 18 (اليوم 3) إلى 24 (اليوم 4) (المراحل المعروضة في هذه الورقة) فقارية حية بموجب توجيه الاتحاد الأوروبي (EU) 2010/63 / EU وإرشادات لجنة رعاية واستخدام الحيوانات المؤسسية (IACUC) في الولايات المتحدة. تعتبر أجنة الكتاكيت "حية" بعد اليوم 19 من الحضانة وفقا لقوانين الولايات المتحدة ، ولكن ليس للاتحاد الأوروبي. يتم تمييز كل بيضة بتاريخ بدء الفقس ومن المقرر أن تفقس في موعد لايتجاوز 10 أيام من الحضانة. بعد أن يفقس البيض ، تتم إزالة الكتاكيت من الحاضنة. يتم تنفيذ البروتوكول في محطتي تشغيل على الطاولة (المحطة 1 والمحطة 2) ، مع التركيز على مراحل توليد النماذج المتخصصة.

1. التحضير قبل الجراحة المجهرية

  1. احصل على البيض المخصب إما من مركز تطوير اللقاحات بدرجة محددة خالية من مسببات الأمراض (SPF) أو من خلال مزرعة موردين تجاريين موثوق بها عن طريق ساعي توصيل هش في حاويات البوليسترين الجافة. قبل الحضانة ، قم بتنظيف قشر البيض برفق باستخدام مناديل خالية من النسالة منقوعة في 70٪ إيثانول لإزالة التلوث.
  2. معايير إدراج / استبعاد الأجنة
    1. لا تحضن البيض الذي تم تشققه أو تلفه أثناء النقل.
    2. إذا لوحظ نزيف أثناء إجراء LAL أو بعد إعادة الحضانة ، فلا تستخدم الجنين.
    3. لا تستخدم الأجنة النامية في وضع الجانب الأيسر لأعلى ، لأن تدفق الدم الديناميكي قد يختلف عن الاتجاه الطبيعي.
    4. تتطور أجنة Dıscard مع عيوب خلقية في كل من الإجراءات قبل وبعد الجراحة.
    5. قم بتضمين الأجنة التي تصل إلى المرحلة المستهدفة النامية في موقعها الأصلي ، ومحاكاة HLHS كنموذج LA.
  3. احتضان بيض الدجاج الأبيض المخصب (Gallus gallus domesticus L.) ، نهاية حادة ، إلى المرحلة المرغوبة عادة عند HH20-2115 (37.5 درجة مئوية ، رطوبة 60٪ ، 3.5 أيام) (الشكل 1).
    ملاحظة: من المهم الحفاظ على البيض في درجة حرارة ورطوبة ثابتة لزيادة الغلة. اعتمادا على نموذج الحاضنة ، فإن إضافة مقلاة مملوءة بالماء المقطر ستحافظ على رطوبة ثابتة. تم تطوير مخططات لنظام إضافي / إضافي للتحكم في درجة الحرارة والرطوبة يناسب معظم الحاضنات من قبل المؤلفين وأوصى بها. يتم توفير الإلكترونيات والأجهزة وتفاصيل التعليمات البرمجية لوحدة الاستشعار / التحكم الداخلية هذه في مستودع بيانات26. قد يسمح الاهتزاز اللطيف المستمر (الدوران) للبويضات أثناء الحضانة بوضع الجنين الأمثل وبالتالي يؤدي إلى نسبة أعلى من الأجنة "القابلة للتشغيل". يمكن أن يعمل الاهتزاز أيضا مع الحاضنات بهذه السعة وزيادة الإنتاجية بشكل أكبر.
  4. قبل البدء في الإجراء ، قم بإعداد العدد المطلوب من العقد عن طريق ربط عقدة علوية فضفاضة في خياطة طولها 1.5 سم 10-0. تأكد من أن العقدة ليست ضيقة وكبيرة بما يكفي لتناسب الأذينين بسهولة أثناء العملية (الشكل 2).
    ملاحظة: اربط العقد مسبقا واحتفظ بها في محلول جرس الفرخ المعقم قبل الاستخدام. تتطلب عملية ربط العقدة استخدام يدين لتشغيل الملقط بشكل متزامن. نظرا لأن هذه مرحلة حرجة في البروتوكول ، يمكن عمل نموذج للأذين من المعجون لممارسة هذه الخطوة (الشكل 3). سيؤدي ذلك إلى تحسين مهارات الجراحة المجهرية ثلاثية الأبعاد اللازمة لأداء الخطوة 3.2.3 في المحطة 2 (الشكل 4).

2. العمليات في المحطة 1 (الشكل 4 أ)

  1. افتح نافذة من الطرف الحاد للبيضة وقم بإزالة الأغشية الخارجية والداخلية15 (الشكل 5A-D).
  2. افتح قشر البيض عن طريق تكسير بلطف بالطرف الخلفي للملاقط ، مع دعم الأصابع الحرة للبيضة بقوة لتقليل انتشار التشقق غير المرغوب فيه.
  3. نظرا لأن LAL إجراء طويل ، حافظ على درجة حرارة ورطوبة الجنين ، حيث يعتمد معدل ضربات القلب على درجة الحرارة. وبالتالي ، تأكد من إنشاء نافذة shell الأولية صغيرة قدر الإمكان ، بما يكفي لتنفيذ العمليات.
    ملاحظة: لا يتم استخدام أنظمة التحكم في الرطوبة أو درجة الحرارة أثناء العملية ، ولكن هذه الأنظمة ، إذا كانت متوفرة ، ستفيد العائد. إذا أمكن ، يتم إيقاف تشغيل نظام تكييف الهواء في المختبر ، ويتم تنفيذ الإجراء بأعلى درجة حرارة ممكنة للغرفة (RT). يوصى أيضا بتحسين معدل ضربات القلب الجنينية ، والذي يمكن التحكم فيه عن طريق درجة الحرارة ، أثناء العملية. تحافظ بعض المختبرات على معدل ضربات القلب بمعدلات أقل قليلا من 120 نبضة في الدقيقة عن طريق التحكم في درجة الحرارة أثناء عملية LAL. على هذا النحو ، فإن التحكم في الرطوبة المستخدم حول المنطقة الجراحية سيزيد من الغلة أكثر. يتم إنشاء نوافذ قشر البيض صغيرة قدر الإمكان ، كبيرة بما يكفي للسماح بالوصول الجراحي. ينطبق هذا أيضا على الغشاء الخارجي السميك ، والذي عادة ما يكون أصغر من قشر البيض فقط إلى حد محيط الجنين. هذه تضمن الحفاظ على درجة حرارة ورطوبة الجنين. أثناء فتح نافذة من الطرف الحاد للبيضة ، يتم تنظيف شظايا القشرة الصغيرة بحيث لا تلحق هذه القطع الضرر بسلامة الأوعية الدموية أو تؤدي إلى قطع أثرية غير مرغوب فيها. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم المختبرات الأخرى مقصا مسننا صغيرا منحنيا لصنع النوافذ. أيضا ، يمكن استخدام عرضين من شريط سكوتش لتثبيت قشر البيض للتحكم في التشقق.
  4. قم بإزالة غشاء vitelline الضروري فقط باستخدام مقص دقيق (الفيديو التكميلي 1).
  5. التطور الجنيني الطبيعي هو الجانب الأيمن. بمجرد أن يصبح الجنين خاليا من غشاء vitelline ، ضع الملقط بأطراف مغلقة أسفل الجزء الظهري من الجنين واقلب الجنين برفق لكشف الجانب الأيسر (أي تكوين الجانب الأيسر لأعلى) (الشكل 6A ، B ؛ الشكل 6A ، B ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ، الشكل 6 أ ، ب ، الشكل 6 أ ، ب ، الشكل 6 أ ، ب ، الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 أ ، ب ؛ الشكل 6 فيديو تكميلي 2).
  6. تأكد من أن برعم الأذين الأيسر مكشوف الآن ولكنه لا يزال مغطى بنظام غشاء معقد، يتكون عادة من طبقة مزدوجة من التامور.
  7. قم بإزالة الأغشية ، بما في ذلك الأغشية الدقيقة ، مباشرة حول برعم الأذيني. هذه مرحلة حرجة أخرى. إجراء إزالة الغشاء من الأغشية الخشنة والتقدم إلى الأغشية الدقيقة حول برعم الأذين الأيسر. احتفظ بأجود أنواع الملقط لإزالة الغشاء الناعم (الفيديو التكميلي 3).
  8. أثناء عملية إزالة الغشاء ، قم بتوجيه الجنين في وضع الجانب الأيسر لأعلى ، بحيث يمكن إجراء عملية وضع العقدة في الخطوة 3.2 دون مزيد من إعادة التموضع. لتحقيق ذلك ، ارفع الجنين باستخدام الأغشية في الخطوة 2.6 وعلقه من قشر البيض ، مع التأكد من أن الجانب الأيسر متجها لأعلى.
    ملاحظة: يمكن أن تكون بعض الأجنة قريبة من محيط قشر البيض ويمكن أن يكون من الصعب تشغيلها. ومع ذلك ، من المرجح أن يتم توجيه هذه الأجنة إلى الجانب الأيمن وإظهار السلوك الطبيعي ، ويمكن تضمينها في الدراسة. في هذه الحالات ، إذا لزم الأمر ، يمكن جعل الأذين المحجوب أكثر سهولة عن طريق تنظيف غشاء التامور برفق باستخدام ملاقط دقيقة # 4 وإزالة قشر البيض في الاتجاه العكسي (نحو فتحة القشرة). يمكن أيضا رفع هذه الأجنة باستخدام أجزاء من الأغشية خارج الجنين وتثبيتها في الموضع المطلوب عن طريق ربط أحد طرفي الغشاء (نهاية الملقط) بقشر البيض ، باستخدام لزوجته الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن توسيع المسافة بين الرأس ومنطقة الحبل الشوكي للجنين بمساعدة ملاقط للكشف عن الأذين المحجوب.

3. العمليات في المحطة 2 (الشكل 4B)

  1. تحت المجهر المجسم ، ضع العقدة المعدة مسبقا من الخطوة 1.4 بالقرب من الجنين في مكان يسهل الوصول إليه (الشكل 6 ب). البرعم الأذيني جاهز الآن للربط (الفيديو التكميلي 4).
  2. استرجع العقدة المفتوحة المعدة مسبقا وقم بتوجيهها فوق برعم الأذين الأيسر. لكي يعمل LAL ، ضع البيضة في اتجاه ثلاثي الأبعاد يميل بشكل فريد.
    1. قم بتوجيه العقدة بشكل صحيح لتنفيذ عملية الشد دون إتلاف الأجنة.
    2. نظف الأغشية الدقيقة على النحو الأمثل في الخطوة 2.7 لتقليل تأثير القلب النابض.
    3. شد الخيط (الشكل 6 ج). في هذه الخطوة ، يعد التدرب على المعجون مفيدا جدا. بالنسبة للأجنة الوهمية ، شد العقدة بما يكفي لعقد العقدة.
  3. بعد ذلك ، استخدم المقص الصغير لقطع الأطراف الزائدة للخياطة في أقرب وقت ممكن من البرعم (الفيديو التكميلي 5).
  4. كن حذرا جدا من أن الأطراف المقطوعة حديثا من الخيط المربوط ليست في وضع يمكنها من ثقب الأوعية القريبة أثناء الدوران أو بسبب ضربات القلب.
  5. باستخدام الملقط ، قم بإزالة قطع الخياطة الزائدة المقطوعة في الخطوة 3.3.
  6. أخيرا ، باستخدام ملاقط مغلقة ، أعد الجنين إلى موضعه الأصلي ، كما في الخطوة 2.5 (الفيديو التكميلي 6).
  7. بعد الانتهاء من عملية LAL ، قم بتغطية البويضة بطبقة مزدوجة من البارافيلم واحتضانها مرة أخرى. يعد الإغلاق المحكم والمعقم للبيض أمرا بالغ الأهمية للبقاء على قيد الحياة ، خاصة بعد 24 ساعة من الحضانة. إذا كان الوصول البصري مطلوبا أيضا ، فاستخدم شمع البارافين مع الشرائح الزجاجية.
    ملاحظة: عند دراسة الفترة الجنينية المبكرة ، يتم تحضين البيض عادة لمدة 24-48 ساعة حتى تصل إلى HH25 أو HH27 تقريبا. ومع ذلك ، لا يوجد حد ، ويمكن دراسة المراحل اللاحقة ، كما حاول باحثون آخرون. لسرعات التشغيل العالية ، يوصى بفريق من شخصين على الأقل. يجب تدريب شخص واحد على فتح البويضة وتنظيف الغشاء الأولي والدوران وتنظيف الغشاء حول برعم الأذين الأيسر ويكون مسؤولا عنه. الشخص الآخر مسؤول فقط عن إعداد العقدة الأولية ووضع العقدة والشد. يمكن إجراء دوران الجنين النهائي بواسطة الشخص 1. تستغرق العملية الجراحية لجنين واحد حوالي 4-5 دقائق.
  8. قبل / بعد العمليات الجراحية ، قم بتنظيف الأسطح والأدوات الموجودة على مقاعد البدلاء بالإيثانول. تأكد من تطبيق محلول جرس الفرخ الطازج (كلوريد الصوديوم ، KCl ، CaCl2 ، و NaHCO3) 16,27 على الأدوات المعدنية التي تلامس الأنسجة الجنينية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

يمكن استخدام تقنيات التصوير المتقدمة التي تم حلها زمنيا لمراقبة التغيرات الهيكلية والمورفولوجية بسبب تدخل LAL10. علاوة على ذلك ، فإن عينات LAL قابلة أيضا للطرق الجزيئية والبيولوجية19,28. في الجدول 1 ، يتم تقديم عينات من الدراسات التي استخدمت نتائج نموذج LAL. في هذا السياق ، تم إجراء تدخل LAL في أجنة الفرخ التي وصلت إلى HH20-21. تمت إزالة كل من قلوب التحكم (السليمة) و LAL من الجنين في HH25-26. بعد ذلك ، تم تثبيت العينات في 4٪ بارافورمالدهيد (PFA) عند 4 °C 6,15. ثم تم تجفيف عينات القلب التي تمت إزالتها في محاليل الإيثانول بتركيزات متزايدة (70٪ و 96٪ و 100٪) لمدة 1 ساعة لكل منها. أخيرا ، تم الاحتفاظ بالعينات في الزيلين عند RT لمدة 0.5 ساعة ، وتم إجراء تضمين البارافين قبل التقسيم بسمك 10 ميكرومتر. كانت العينات المنقولة إلى الشريحة الزجاجية ملطخة بصبغة Elastica van Gieson. تم فحص الأقسام تحت المجهر المجسم ، حيث تم قياس القطر العرضي للبطين. أجرينا أيضا طريقة ثلاثية الأبعاد غير جراحية ، مسح التصوير المقطعي للتماسك البصري (OCT) ، في بعض العينات11,29. تم استئصال كل من قلوب التحكم و LAL في HH25-26 ، وتم قياس أقطار التجويف المتقاطع تحت OCT.

أظهرت النتائج أنه بالنسبة ل LAL ، يتم تحقيق بنية عضلة القلب أكثر إحكاما مع تغيرات مورفولوجية كبيرة مقارنة بالتطور الطبيعي (الشكل 7). بالإضافة إلى ذلك ، لوحظ ترسب مكونات المصفوفة خارج الخلية ، مثل الكولاجين ، حول الخلالي القلبي ، يشبه تليف عضلة القلب على غرار HLHS30. لفهم سماكة عضلة القلب والضغط التربيقي بشكل أفضل ، تم إجراء قياسات المسامية المورفومترية في كل من عينات التحكم و LAL. كما هو متوقع ، أدى تدخل LAL إلى تجويف البطين الأيسر الأصغر والضغط التربيقي عن طريق تشديد التجاويف بين التربيقيات. تؤكد هذه النتائج الفرضية القائلة بأن LAL يغير بنية البطين الصحية ويعيد توجيه الجانب التربيقي22. وبالمثل ، أدى نموذج LAL في HH29 إلى تضخم تجويف البطين الأيمن ، وتغيير البنية التربيقية وحجم عضلة القلب24.

لدعم النتائج التي تم الحصول عليها في هذه الدراسة ، تم استخدام التصوير المقطعي المحوسب لقياس منطقة تقاطع تجويف البطين والطول المحوري (الشكل 8). أظهر LAL انخفاضا كبيرا في حجم البطين الأيسر وقطره مقارنة بالسيطرة. بينما يتركز البطينان فقط هنا ، تم الإبلاغ عن تأثير LAL على تطور قوس الأبهرأيضا 31. أفادت دراسة حديثة ساهمنا فيها في 3D أن سلالات عضلة القلب في منتصف الجدار زادت في كلا البطينين بعد LAL في HH2532. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت مجموعات LAL زيادة في سمك الجدار مقارنة بمجموعات التحكم في HH25. تتوافق هذه الدراسة مع الدراسة السابقة التي أجراها Tobita et al.25 ، والتي أظهرت زيادة كبيرة في ذروة السلالات المحيطية الانقباضية في LAL LV عند HH27.

Figure 1
الشكل 1: نظام الحضانة للنمو الجنيني. تم تحضين بيض دجاج ليغورن الأبيض المخصب (جالوس غالوس) في حاضنة عند رطوبة ثابتة (60٪) ودرجة حرارة (37.5 درجة مئوية). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: تحضير عقدة LAL. تم تحضير عقدة متعددة ~ 0.5-1 مم في القطر وقطع طويلة 1-2 سم باستخدام خيوط جراحية من النايلون 10-0. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: نسخة طبق الأصل من الأذين الأيسر الجنيني المصنوع من المعجون. يتم إنشاء نسخة طبق الأصل من قسم الأذين الأيسر لتدريب وممارسة اتجاه العقدة وخطوات إغلاق العقدة باستخدام ملقطين. سمح لنا ذلك بإجراء العديد من التجارب وإتقان هذه الخطوات قبل تنفيذ هذه المهارة في الجنين الفعلي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: إعداد المحطة . (أ ، ب) تم وضع جميع المواد والحلول للجراحة المجهرية في المنطقة النظيفة للمحطة 1 والمحطة 2. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5: فتح نافذة من الطرف الحاد للبيضة وإزالة كل من الأغشية الخارجية والداخلية. (أ ، ب) تم فتح نافذة صغيرة باستخدام أدوات جراحية مجهرية على قشر البيض بما في ذلك الجنين بأكمله في HH20-21. (ج) أزيلت شظايا قشر البيض في خطوة التكسير الأولى. (د، ه) كما تم تشريح الأغشية خارج الجنين تحت المجهر. (و) بعد اكتمال عملية LAL ، تم تغطية البيضة بطبقة مزدوجة من parafilm. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 6
الشكل 6: لقطة لجراحة ربط الأذين الأيسر داخل البويضة. أ: المنظر الظهري لجنين الفرخ في اتجاهه الطبيعي. يحتوي البطين الجنيني الذي يصل إلى HH20-21 على أذين مشترك بدائي (a) وبطين (v) ومجرى التدفق الخارجي (ot). (ب) منظر ظهري عن قرب للجنين المقلوب والجانب الأيسر لأعلى وموقع العقدة. ) LA مع عقدة خياطة. الاختصارات: LA = الأذين الأيسر. AA = قوس الأبهر. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

Figure 7
الشكل 7: إزالة وفحص السيطرة وقلوب LAL. تمت إزالة كل من (أ) السيطرة و (ب) قلوب LAL التي وصلت إلى مرحلة HH25-26 من الجنين وفحصها تحت المجهر المجسم. يوضح الرسم البياني بالأعمدة الاختلافات في قطر القلب المستعرض بين مجموعة LAL والمجموعة الضابطة ، ومتوسط ±الانحراف المعياري (SD) لأربعة مكررات على الأقل. شريط المقياس = 100 ميكرومتر. الفحص النسيجي لأنسجة القلب في عينات التحكم (C) و (D) LAL باستخدام تقنية تلطيخ Elastica van Gieson. يوضح الرسم البياني الشريطي الاختلافات في المسامية (٪) لإظهار ضغط عضلة القلب بين LAL والمجموعة الضابطة ، ومتوسط ± SD لنسختين متماثلتين على الأقل. ** ص < 0.01. تم استخدام GraphPad Prism الإصدار 9.5.1 للتحليل الإحصائي. شريط المقياس = 50 ميكرومتر. الاختصارات: LAL = ربط الأذين الأيسر. LA = الأذين الأيسر ؛ RA = الأذين الأيمن ؛ RV = البطين الأيمن. LV = البطين الأيسر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 8
الشكل 8: التصوير المقطعي للتماسك البصري. تم فحص كل من (أ) السيطرة و (ب) قلوب LAL التي تصل إلى HH25-26 بواسطة OCT. (C ، D) يشار إلى حجم وطول تقاطع تجويف البطينين في اللوحتين (C) و (D) ، على التوالي. تمثل الرسوم البيانية متوسط ± SD مع ثلاثة تكرارات على الأقل. *ص < 0.05; ** ع < 0.01 ؛ تم استخدام GraphPad Prism الإصدار 9.5.1 للتحليل الإحصائي. شريط المقياس = 100 ميكرومتر. الاختصارات: LAL = ربط الأذين الأيسر. RV = البطين الأيمن. LV = البطين الأيسر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1: استعراض الدراسات البحثية التي تستخدم نموذج ربط الأذين الأيسر (LAL) في أجنة الطيور6،10،12،14،22،24،27،30،32،33.
في جميع الصحف تقريبا ، يتم ربط لوس أنجلوس في HH21. يتم التحقيق في تأثير LAL في مراحل HH اللاحقة (مرحلة التقييم). الاختصارات: AVC = وسادة الأذينية البطينية. LAV = القناة الأذينية البطينية اليسرى ؛ RAV = القناة الأذينية البطينية اليمنى ؛ RA = الأذينين الأيمن ؛ LA = الأذينين الأيسر ؛ RV = البطين الأيمن. LV = البطين الأيسر. SEN = تحت الشغاف. IVS = الحاجز بين البطينين. micro-CT = التصوير المقطعي المحوسب الدقيق. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.

الجدول 2: الفعالية النموذجية لنموذج ربط الأذين الأيسر (LAL) الذي تم إنشاؤه في HH21 وتم تحضينه حتى HH25. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.

فيديو تكميلي 1: تتم إزالة كل من الأغشية الخارجية والداخلية لجنين الطيور. بعد ذلك ، تتم إزالة غشاء vitelline فقط ، كما هو موضح باستخدام مقص صغير. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

فيديو تكميلي 2: توضع الملقط تحت الجزء الظهري من الجنين الأيمن لأعلى وتقلب بعناية لكشف برعم الأذين الأيسر. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

فيديو تكميلي 3: يتم تنظيف الأغشية حول برعم الأذين الأيسر تدريجيا. يتوسع الأذين قليلا ، مما يجعل وضع العقدة وربطها ممكنا. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

الفيديو التكميلي 4: يتم وضع خياطة بطول 0.1-0.3 مم تقريبا بالقرب من الجنين وتشديدها حوله باستخدام ملقطين. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

فيديو تكميلي 5: يتم قطع أطراف الخياطة الزائدة للعقدة بعناية باستخدام مقص صغير. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

الفيديو التكميلي 6: يعاد الجنين بلطف إلى اتجاهه الطبيعي. اكتمال LAL. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

في HLHS ، يتم تغيير تدفق الدم بسبب العيوب الهيكلية ، مما يؤدي إلى مورفولوجيا غير طبيعية على الجانب الأيسر4،6. يوفر النموذج الحالي نظاما تجريبيا عمليا لفهم تطور HLHS بشكل أفضل وقد يحاكي حتى التسبب فيالمرض 8. ومع ذلك ، فإن إنشاء نموذج حيواني HLHS مكافئ سريريا بالكامل يعد مهمة صعبة. بالإضافة إلى نموذج LAL للطيور المقدم هنا ، حاولت الدراسات الحديثة التي أجريت على الفئران والأغنام الجنينية والضفادع تكرار السمات المورفولوجية وديناميكية الدم والفيزيولوجيا المرضية لتشخيص HLHS. في أجنة الفئران ، يتم تغيير التحميل الميكانيكي عن طريق عامل الانصمام الذي يتم حقنه في لوس أنجلوس من خلال تدخل الجنين في اليوم الجنيني (ED) 14.5 (حوالي HH40-41 في أجنة الفرخ)34. نجا ما مجموعه 48 ٪ من الأجنة التي تم إشعاعها بشكل إيجابي من الحمل مع LVs الصغيرة وتدفق الأبهر إلى الوراء. يمكن أن تحد فترة الحمل الطويلة ، والتحديات الإضافية في التدخلات في النقاط الزمنية المبكرة ، وجراحة الجنين الصعبة من جدوى هذا النموذج. كما تم محاكاة نقص تنسج LV في نماذج الحملان الجنينية عن طريق ملء LA بمطاط السيليكون من خلال قسطرة بالون35. في هذا النموذج الحيواني الكبير ، يتم تقليل حجم LV بشكل كاف ، لكن وقت البقاء على قيد الحياة ليس طويلا ، مما يؤدي إلى انخفاض تغلغل المرض. نهج التدخل البديل هو سد الثقبة البيضوية عن طريق القسطرة عبر الكبد عن طريق الجلد ، كما هو الحال في حمل الجنين36 ، على الرغم من أن توجيه الدعامة الانسدادية إلى الثقبة البيضوية يمثل تحديا كبيرا. تعتبر نماذج الأغنام بشكل عام صعبة للغاية بسبب مورفولوجيا الأوعية الدموية الموجودة مسبقا وعلم وظائف الأعضاء الرئوي الضار. على هذا النحو ، فإن الحاجة إلى التكاثر الموسمي ، وعمر الحمل المتأخر ، وحجم العينة الصغير تحد من هذا النموذج. أخيرا ، تم تقديم جنين Xenopus أيضا كنموذج مناسب آخر لمحاكاة أمراض القلب البشرية37 ، على الرغم من قلبه المكون من ثلاث غرف مع بطين واحد والاختلافات في أنماط خلايا القمة العصبية. كما أن توفر الحقن المجهري الكامل للجينوم والتدخلات الجراحية المجهرية ووقت البقاء الطويل يجعل هذا النموذج جذابا أيضا.

في الدراسات السابقة ، تم تقديم تغلغل المرض لستة من أصل 39 جنين طيور تم تشغيله بنسبة 15٪ في نموذجLAL 34. ومع ذلك ، فإن متوسط تغلغل HLHS لنموذج جنين الفرخ الذي فحصناه في المرحلة المبكرة (وصل إلى HH25 و HH27) كان 66٪ (12 من 18 جنين طيور تم تشغيله). أفاد البروفيسور سيدميرا أن متوسط وقت بقاء الأجنة يمكن أن يكون HH40 (ED14) 19. أبلغت المجموعات الأخرى التي تقوم بهذا الربط بانتظام عن معدلات نجاح عالية في نقاط زمنية مبكرة (على سبيل المثال ، 75٪ حتى HH29 ، و 50٪ حتى HH34 ، و 20٪ حتى HH38) 30. ومع ذلك ، في مراحل لاحقة ، يظهر نمط ظاهري متميز ويزيد معدل الوفيات. على الرغم من أن تغلغل المرض يمكن أن يكون منخفضا نسبيا في أجنة الفرخ ، إلا أن الهدف من هذا النموذج هو فحص مسببات وأمراض HLHS قبل الولادة بشكل أفضل ، خاصة في المراحل المبكرة.

نظرا لصغر حجم جنين الفرخ في مراحله المبكرة ، يمكن أن يؤدي تدخل LAL قبل وبعد العملية الجراحية إلى العديد من المضاعفات. كعلاج لمنع التلوث ، يتم تنظيف قشر البيض والمقاعد بنسبة 70 ٪ من الإيثانول ، ويمكن استخدام القفازات طوال العملية. تتمثل إحدى الخطوات الحاسمة في بروتوكول LAL في إزالة غشاء التامور بالكامل للسماح بملاءمة جيدة للعقدة حول برعم الأذين الأيسر. بالإضافة إلى ذلك ، وجدنا أن الفريق المكون من شخصين مفيد للغاية ، لا سيما في التدريب والتخصص في مجموعة مهارات محددة مطلوبة أثناء خطوات البروتوكول. هذا النهج يسرع الإجراء ومنحنى التعلم الخاص به. على هذا النحو ، فإن خطر النزيف والتلوث ثانوي ويفوق فوائد نظام الأصدقاء المقترح. يوصى باستخدام خياطة معدة مسبقا مخزنة في محلول جرس الفرخ المعقم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحفاظ على قوة شد منخفضة للخياطة أمر بالغ الأهمية أيضا لزيادة إنتاجية الجنين. قد تؤدي العقد الأكثر إحكاما على البرعم الأذيني المطبق في HH21 إلى فشل سابق لأوانه في LV غير قادر على توضيح المشاركة الحرجة سريريا لعيوب إعادة تشكيل التوصيل والشريان التاجي والهندسة العضلية الثانوية ، والتي تم وصفها جيدا في الدراسات السابقة22. على وجه التحديد ، يمكن أن يؤدي استخدام أفضل الملقط والمقصات غير المستخدمة في خطوات معينة وأخرى حادة نسبيا إلى تقليل النزيف العرضي. أخيرا ، مباشرة بعد الانتهاء من العقدة ، يجب تحويل الجنين إلى موضعه الأصلي بسرعة ، ويجب إغلاق نافذة قشر البيض بطبقة مزدوجة من البارافيلم للحفاظ على درجة حرارته ورطوبته. يتم عرض العائد النموذجي لنموذج LAL الذي يصل إلى HH25 في الجدول 2. بالإضافة إلى انخفاض حجم البطين، قد تتطور تشوهات الصمامات أيضا، مثل رتق الصمام التاجي/الأبهري. شدة هذه الآفات تزيد من المراضة في المراحل اللاحقة ، كما هو الحال في HLHS. نظرا للتحديات التي تمت مناقشتها هنا ، مقارنة بالتدخلات الميكانيكية الأخرى التي يتم إجراؤها في أجنة الكتاكيت ، مثل النطاقات المشتركة ، ينتج عن نموذج LAL مستويات إنتاجية أقل بكثير. نعتقد ، من خلال الاحتياطات المقدمة هنا ، أنه يمكن تحقيق عائد بنسبة 50٪.

جنين الطيور هو نموذج حيواني فقاري مثالي للبحث في تطور القلب والأوعية الدموية بسبب هيكله المورفولوجي وحجمه وتكلفته المنخفضة وسهولة استزراعه ومعالجته38,39. يوفر هذا النموذج أيضا حماية طبيعية ضد مسببات الأمراض40. يمكن استخدام الأجنة المزودة بأجهزة في التصوير المتقدم في الجسم الحي ومعالجة siRNA المحلية. على هذا النحو ، تتوفر مناطق الجينات المحفوظة للإنسان والدجاج من خلال تسلسل بندقية سانجر ورسم الخرائط الفيزيائية39 ، مما يؤدي إلى دراسات متقدمة حساسة للميكانيكا19. علاوة على ذلك ، تم استخدام نهج microarray الذي يطبقه Krejčí et al. لقياس النجاح فيما يتعلق بالانعكاس المحتمل للتغيرات الديناميكية الدموية في بنية عضلة القلب. وبالتالي ، يمكن استخدام تحديد الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي بين البطينين الأيسر والأيمن كمعيار لفترة التدخل المثالية عندما تبدأ التغييرات التي لا رجعة فيها33.

في الختام ، تشمل الاتجاهات المستقبلية المحتملة للتطبيقات المجهرية في نموذج جنين الفرخ استخدام تقنيات تحرير الجينات القلبية الوعائية التي تركز على جينات مصفوفة محددة ومسارات الإشارات الجزيئية ، ودعم التقدم في زراعة خلايا الأنسجة وتقنيات التصوير32.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

نحن نعترف بجائزة Tubitak 2247A للباحث الرئيسي 120C139 لتوفير التمويل. يود المؤلفون أيضا أن يشكروا PakTavuk Gıda. أ. س.، اسطنبول، تركيا، لتوفير البويضات الخصبة ودعم أبحاث القلب والأوعية الدموية.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10-0 nylon surgical suture Ethicon
Elastica van Gieson staining kit Sigma-Aldrich 115974 For staining connective tissues in histological sections
Ethanol absolute Interlab 64-17-5 For the sterilization step, 70% ethanol was obtained by diluting absolute ethanol with distilled water.
Incubator KUHL, Flemington, New Jersey-U.S.A AZYSS600-110
Kimwipes Interlab 080.65.002
Microscissors World Precision Instruments (WPI), Sarasota FL 555640S Vannas STR 82 mm
Parafilm M Sigma-Aldrich P7793-1EA Sealing stage for egg reincubation
Paraplast Bulk Leica Biosystems  39602012 Tissue embedding medium
Stereo Microscope Zeiss Stemi 508  Stemi 508 Used at station 1
Stereo Microscope Zeiss Stemi 2000-C Stemi 2000-C Used at station 2
Tweezer (Dumont 4 INOX #F4) Adumont & Fils, Switzerland Used to return the embryo
Tweezer (Super Fine Dumont #5SF)  World Precision Instruments (WPI), Sarasota FL 501985 Used to remove the membranes on the embryo

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wang, T., et al. Congenital heart disease and risk of cardiovascular disease: A meta-analysis of cohort studies. Journal of the American Heart Association. 8 (10), e012030 (2019).
  2. Chaudhry, B., et al. The left ventricular myocardium in hypoplastic left heart syndrome. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (8), 279 (2022).
  3. Lashkarinia, S. S., Çoban, G., Ermek, E., Çelik, M., Pekkan, K. Spatiotemporal remodeling of embryonic aortic arch: stress distribution, microstructure, and vascular growth in silico. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 19 (5), 1897-1915 (2020).
  4. Ho, S., Chan, W. X., Yap, C. H. Fluid mechanics of the left atrial ligation chick embryonic model of hypoplastic left heart syndrome. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 20 (4), 1337-1351 (2021).
  5. Gordon, B. M., Rodriguez, S., Lee, M., Chang, R. K. Decreasing number of deaths of infants with hypoplastic left heart syndrome. The Journal of Pediatrics. 153 (3), 354-358 (2008).
  6. Salman, H. E., et al. Effect of left atrial ligation-driven altered inflow hemodynamics on embryonic heart development: clues for prenatal progression of hypoplastic left heart syndrome. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 20 (2), 733-750 (2021).
  7. Fruitman, D. S. Hypoplastic left heart syndrome: Prognosis and management options. Paediatrics & Child Health. 5 (4), 219-225 (2000).
  8. Rahman, A., Chaturvedi, R. R., Sled, J. G. Flow-mediated factors in the pathogenesis of hypoplastic left heart syndrome. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (5), 154 (2022).
  9. Henderson, D. J., Anderson, R. H. The development and structure of the ventricles in the human heart. Pediatric Cardiology. 30 (5), 588-596 (2009).
  10. Kowalski, W. J., Pekkan, K., Tinney, J. P., Keller, B. B. Investigating developmental cardiovascular biomechanics and the origins of congenital heart defects. Frontiers in Physiology. 5, 408 (2014).
  11. Midgett, M., Rugonyi, S. Congenital heart malformations induced by hemodynamic altering surgical interventions. Frontiers in Physiology. 5, 287 (2014).
  12. Kowalski, W. J., et al. Left atrial ligation alters intracardiac flow patterns and the biomechanical landscape in the chick embryo. Developmental Dynamics. 243 (5), 652-662 (2014).
  13. Bruneau, B. G. The developmental genetics of congenital heart disease. Nature. 451 (7181), 943-948 (2008).
  14. Sedmera, D., et al. Cellular changes in experimental left heart hypoplasia. The Anatomical Record. 267 (2), 137-145 (2002).
  15. Celik, M., et al. Microstructure of early embryonic aortic arch and its reversibility following mechanically altered hemodynamic load release. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 318 (5), H1208-H1218 (2020).
  16. Tobita, K., Schroder, E. A., Tinney, J. P., Garrison, J. B., Keller, B. B. Regional passive ventricular stress-strain relations during development of altered loads in chick embryo. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (6), H2386-H2396 (2002).
  17. Alser, M., Shurbaji, S., Yalcin, H. C. Mechanosensitive pathways in heart development: findings from chick embryo studies. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 8 (4), 32 (2021).
  18. Alser, M., et al. Blood flow disturbance and morphological alterations following the right atrial ligation in the chick embryo. Frontiers in Physiology. 13, 849603 (2022).
  19. Sedmera, D. HLHS: Power of the chick model. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (4), 113 (2022).
  20. Rychter, Z., Rychterová, V., Lemez, L. Formation of the heart loop and proliferation structure of its wall as a base for ventricular septation. Herz. 4 (2), 86-90 (1979).
  21. Harh, J. Y., Paul, M. H., Gallen, W. J., Friedberg, D. Z., Kaplan, S. Experimental production of hypoplastic left heart syndrome in the chick embryo. The Americal Journal of Cardiology. 31 (1), 51-56 (1973).
  22. Sedmera, D., Pexieder, T., Rychterova, V., Hu, N., Clark, E. B. Remodeling of chick embryonic ventricular myoarchitecture under experimentally changed loading conditions. The Anatomical Record. 254 (2), 238-252 (1999).
  23. Karakaya, C., et al. Asymmetry in mechanosensitive gene expression during aortic arch morphogenesis. Scientific Reports. 8 (1), 16948 (2018).
  24. Trinidad, F., et al. Effect of blood flow on cardiac morphogenesis and formation of congenital heart defects. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (9), 303 (2022).
  25. Tobita, K., Keller, B. B. Right and left ventricular wall deformation patterns in normal and left heart hypoplasia chick embryos. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 279 (3), H959-H969 (2000).
  26. Bortecine, S., Merve Nur, C., Faruk, K., Kerem, P. Auxiliary humidifier system design and construction for research grade egg incubators. Zenodo. , (2023).
  27. Schroder, E. A., Tobita, K., Tinney, J. P., Foldes, J. K., Keller, B. B. Microtubule involvement in the adaptation to altered mechanical load in developing chick myocardium. Circulation Research. 91 (4), 353-359 (2002).
  28. Rufaihah, A. J., Chen, C. K., Yap, C. H., Mattar, C. N. Z. Mending a broken heart: In vitro, in vivo and in silico models of congenital heart disease. Disease Models & Mechanisms. 14 (3), (2021).
  29. Siddiqui, H. B., Dogru, S., Lashkarinia, S. S., Pekkan, K. Soft-tissue material properties and mechanogenetics during cardiovascular development. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (2), 64 (2022).
  30. Pesevski, Z., et al. Endocardial fibroelastosis is secondary to hemodynamic alterations in the chick embryonic model of hypoplastic left heart syndrome. Developmental Dynamics. 247 (3), 509-520 (2018).
  31. Hu, N., et al. Dependence of aortic arch morphogenesis on intracardiac blood flow in the left atrial ligated chick embryo. Anatomical Record. 292 (5), 652-660 (2009).
  32. Lashkarinia, S. S., et al. Myocardial biomechanics and the consequent differentially expressed genes of the left atrial ligation chick embryonic model of hypoplastic left heart syndrome. Annals of Biomedical Engineering. 51 (5), 1063-1078 (2023).
  33. Krejčí, E., et al. Microarray analysis of normal and abnormal chick ventricular myocardial development. Physiological Research. 61, S137-S144 (2012).
  34. Rahman, A., et al. A mouse model of hypoplastic left heart syndrome demonstrating left heart hypoplasia and retrograde aortic arch flow. Disease Models & Mechanisms. 14 (11), (2021).
  35. Fishman, N. H., Hof, R. B., Rudolph, A. M., Heymann, M. A. Models of congenital heart disease in fetal lambs. Circulation. 58 (2), 354-364 (1978).
  36. Wong, F. Y., et al. Induction of left ventricular hypoplasia by occluding the foramen ovale in the fetal lamb. Scientific Reports. 10 (1), 880 (2020).
  37. Nie, S. Use of frogs as a model to study the etiology of HLHS. Journal of Cardiovascular Development and Disease. 10 (2), 51 (2023).
  38. Vilches-Moure, J. G. Embryonic chicken (Gallus gallus domesticus) as a model of cardiac biology and development. Comparative Medicine. 69 (3), 184-203 (2019).
  39. Kain, K. H., et al. The chick embryo as an expanding experimental model for cancer and cardiovascular research. Developmental Dynamics. 243 (2), 216-228 (2014).
  40. Sukparangsi, W., Thongphakdee, A., Intarapat, S. Avian embryonic culture: A perspective of in ovo to ex ovo and in vitro studies. Frontiers in Physiology. 13, 903491 (2022).

Tags

ربط الأذين الأيسر ، جنين الطيور ، تغيير تحميل الدورة الدموية ، التطور المبكر للأوعية الدموية ، نمو القلب والأوعية الدموية ، عيب القلب الخلقي ، التدخلات الميكانيكية ، ربط الوريد الأيسر ، ربط Conotruncal ، في OVO LAL ، متلازمة القلب الأيسر الناقص التنسج ، HLHS ، العمليات الجراحية المجهرية ، إنتاجية العينات ، المرضية ، البروتوكول
ربط الأذين الأيسر في جنين الطيور كنموذج لتغير الحمل الديناميكي للدورة الدموية أثناء نمو الأوعية الدموية المبكر
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sevgin, B., Coban, M. N., Karatas,More

Sevgin, B., Coban, M. N., Karatas, F., Pekkan, K. Left Atrial Ligation in the Avian Embryo as a Model for Altered Hemodynamic Loading During Early Vascular Development. J. Vis. Exp. (196), e65330, doi:10.3791/65330 (2023).

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