إنشاء وتأكيد نموذج ماوس حجم البطين الأيمن بعد الولادة
Summary
يقدم هذا البروتوكول إنشاء وتأكيد نموذج الحمل الزائد لحجم البطين الأيمن بعد الولادة (VO) في الفئران المصابة بالناسور الشرياني الوريدي البطني (AVF) ، والذي يمكن تطبيقه للتحقيق في كيفية مساهمة VO في نمو القلب بعد الولادة.
Abstract
يعد الحمل الزائد لحجم البطين الأيمن (RV) (VO) شائعا لدى الأطفال المصابين بأمراض القلب الخلقية. في ضوء مراحل النمو المتميزة ، قد تستجيب عضلة القلب RV بشكل مختلف ل VO عند الأطفال مقارنة بالبالغين. تهدف الدراسة الحالية إلى إنشاء نموذج RV VO بعد الولادة في الفئران باستخدام ناسور شرياني وريدي بطني معدل. لتأكيد إنشاء VO والتغيرات المورفولوجية والدورة الدموية التالية لعربة سكن متنقلة ، تم إجراء الموجات فوق الصوتية في البطن ، تخطيط صدى القلب ، وتلطيخ الأنسجة الكيميائية لمدة 3 أشهر. ونتيجة لذلك ، أظهر الإجراء في الفئران بعد الولادة معدل بقاء مقبول ونجاح الناسور. في الفئران VO ، تم توسيع تجويف RV بجدار حر سميك ، وزاد حجم السكتة الدماغية بحوالي 30٪ -40٪ في غضون شهرين بعد الجراحة. بعد ذلك ، زاد الضغط الانقباضي RV ، ولوحظ قلس الصمام الرئوي المقابل ، وظهرت إعادة تشكيل الشريان الرئوي الصغيرة. في الختام ، من الممكن إجراء جراحة الناسور الشرياني الوريدي المعدل (AVF) لإنشاء نموذج RV VO في الفئران بعد الولادة. بالنظر إلى احتمال إغلاق الناسور وارتفاع مقاومة الشريان الرئوي ، يجب إجراء الموجات فوق الصوتية في البطن وتخطيط صدى القلب لتأكيد حالة النموذج قبل التطبيق.
Introduction
يعد الحمل الزائد لحجم البطين الأيمن (RV) (VO) شائعا عند الأطفال المصابين بأمراض القلب الخلقية (CHD) ، مما يؤدي إلى إعادة تشكيل عضلة القلب المرضية وسوء التشخيص على المدىالطويل 1،2،3. يعد الفهم المتعمق لإعادة تشكيل عربة سكن متنقلة والتدخلات المستهدفة المبكرة ذات الصلة أمرا ضروريا لتحقيق نتائج جيدة لدى الأطفال المصابين بأمراض القلب التاجية. هناك العديد من الاختلافات في الهياكل الجزيئية والوظائف الفسيولوجية والاستجابات للمنبهات في قلوب البالغين والأطفال1،4،5،6. على سبيل المثال ، تحت تأثير الحمل الزائد للضغط ، فإن تكاثر خلايا عضلة القلب هو الاستجابة الرئيسية في قلوب الأطفال حديثي الولادة ، بينما يحدث التليف في قلوب البالغين 5,6. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العديد من الأدوية الفعالة في علاج قصور القلب لدى البالغين ليس لها تأثير علاجي على قصور القلب لدى الأطفال ، وقد تسبب المزيد من الضرر 7,8. لذلك ، لا يمكن تطبيق الاستنتاجات المستخلصة من الحيوانات البالغة مباشرة على الحيوانات الصغيرة.
تم استخدام نموذج الناسور الشرياني الوريدي (AVF) للحث على القلب المزمن VO وضعف القلب المقابل لعقود في الحيوانات البالغة من الأنواع المختلفة9،10،11،12،13. ومع ذلك ، لا يعرف الكثير عن النموذج في الفئران بعد الولادة. في دراساتنا السابقة ، تم إنشاء نموذج فأر VO بعد الولادة بنجاح عن طريق إنشاء AVF البطني. كما تم عرض المسار التنموي المتغير للعربة الترفيهية في قلب ما بعد الولادة14،15،16،17.
لاستكشاف العملية الجراحية المعدلة الأساسية وخصائص النموذج الحالي ، يتم تقديم بروتوكول مفصل ؛ تم تقييم النموذج لمدة 3 أشهر في هذه الدراسة.
Protocol
Representative Results
Discussion
في السابق ، تم إنشاء نموذج RV VO الكلاسيكي باستخدام قلس الصمام21 ؛ ومع ذلك ، بالمقارنة مع AVF ، قد تتطلب جراحة صمام القلب المفتوح تقنيات أكثر تطورا وقد تترافق مع معدل وفيات أعلى بكثير ، خاصة في الفئران بعد الولادة. نظرا لأن الدراسات التي أجريت على الحيوانات أظهرت أن نفس تأثير VO قد ت?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم في الصين (رقم 82200309) ومشروع الابتكار للفريق الطبي المتميز في نينغبو (رقم 2022020405)
Materials
| 70% Ethanol | Tiandz,Chia | ||
| ACETAMINOPHEN Oral Solution | VistaPharm, Inc. Largo, FL 33771, USA | NDC 66689-054-01 | |
| Anesthesia machine | RWD Life Science,China | R550IP | |
| Anesthesia mask | RWD Life Science,China | 68680 | |
| C57BL/6 mice | Xipu’er-bikai Experimental Animal Co., Ltd (Shanghai, China) | ||
| Hair removal cream | Veet, France | VT-200 | |
| Hematoxylin and eosin Kit | Beyotime biotech | C0105M | |
| Isoflurane | RWD Life Science,China | R510-22-10 | |
| Microscope | Yuyan Instruments, China | SM-301 | |
| Surgical suture needles | NINGBO MEDICAL NEEDLE CO.,LTD, China | ||
| Thermostatic heating platform | Qingdao Juchuang Environmental Protection Group Co., Ltd, China | ||
| Ultrasound device | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | Image modes includes B-Mode, Color Doppler Mode and Pulsed Wave Doppler Mode |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories,United States | REF 01-08 | |
| Ultrasound transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS 400 |
References
- Sanz, J., Sanchez-Quintana, D., Bossone, E., Bogaard, H. J., Naeije, R. Anatomy, function, and dysfunction of the right ventricle: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 73 (12), 1463-1482 (2019).
- Alonso-Gonzalez, R., Dimopoulos, K., Ho, S., Oliver, J. M., Gatzoulis, M. A. The right heart and pulmonary circulation (IX). The right heart in adults with congenital heart disease. Revista Española de Cardiología. 63 (9), 1070-1086 (2010).
- Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening. Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).
- Ye, L., et al. Role of blood oxygen saturation during postnatal human cardiomyocyte cell cycle activities. JACC: Basic to Translational Science. 5 (5), 447-460 (2020).
- Ye, L., et al. Pressure overload greatly promotes neonatal right ventricular cardiomyocyte proliferation: a new model for the study of heart regeneration. Journal of the American Heart Association. 9 (11), e015574 (2020).
- Geraets, I. M. E., Glatz, J. F. C., Luiken, J., Nabben, M. Pivotal role of membrane substrate transporters on the metabolic alterations in the pressure-overloaded heart. Cardiovascular Research. 115 (6), 1000-1012 (2019).
- Burns, K. M., et al. New mechanistic and therapeutic targets for pediatric heart failure: report from a National Heart, Lung, and Blood Institute working group. Circulation. 130 (1), 79-86 (2014).
- Shaddy, R. E., et al. Carvedilol for children and adolescents with heart failure: a randomized controlled trial. Journal of the American Medical Association. 298 (10), 1171-1179 (2007).
- Flaim, S. F., Minteer, W. J., Nellis, S. H., Clark, D. P. Chronic arteriovenous shunt: evaluation of a model for heart failure in rat. American Journal of Physiology. 236 (5), H698-H704 (1979).
- Liu, Z., Hilbelink, D. R., Crockett, W. B., Gerdes, A. M. Regional changes in hemodynamics and cardiac myocyte size in rats with aortocaval fistulas. 1. Developing and established hypertrophy. Circulation Research. 69 (1), 52-58 (1991).
- Scheuermann-Freestone, M., et al. A new model of congestive heart failure in the mouse due to chronic volume overload. European Journal of Heart Failure. 3 (5), 535-543 (2001).
- Du, Y., Plante, E., Janicki, J. S., Brower, G. L. Temporal evaluation of cardiac myocyte hypertrophy and hyperplasia in male rats secondary to chronic volume overload. The American Journal of Pathology. 177 (3), 1155-1163 (2010).
- Wu, J., Luo, X., Huang, Y., He, Y., Li, Z. Hemodynamics and right-ventricle functional characteristics of a swine carotid artery-jugular vein shunt model of pulmonary arterial hypertension: An 18-month experimental study. Experimental Biology and Medicine. 240 (10), 1362-1372 (2015).
- Sun, S., et al. Postnatal right ventricular developmental track changed by volume overload. Journal of the American Heart Association. 10 (16), e020854 (2021).
- Wang, S., et al. Metabolic maturation during postnatal right ventricular development switches to heart-contraction regulation due to volume overload. Journal of Cardiology. 79 (1), 110-120 (2022).
- Zhou, C., et al. Downregulated developmental processes in the postnatal right ventricle under the influence of a volume overload. Cell Death Discovery. 7 (1), 208 (2021).
- Cui, Q., et al. Volume overload initiates an immune response in the right ventricle at the neonatal stage. Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 772336 (2021).
- Cheng, H. W., et al. Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography. Journal of Visualized Experiments. (84), e51041 (2014).
- Sawada, H., et al. Ultrasound imaging of the thoracic and abdominal aorta in mice to determine aneurysm dimensions. Journal of Visualized Experiments. (145), e59013 (2019).
- Thibault, H. B., et al. Noninvasive assessment of murine pulmonary arterial pressure: validation and application to models of pulmonary hypertension. Circulation: Cardiovascular Imaging. 3 (2), 157-163 (2010).
- Mori, Y., et al. A new dynamic three-dimensional digital color doppler method for quantification of pulmonary regurgitation: validation study in an animal model. Journal of the American College of Cardiology. 40 (6), 1179-1185 (2002).
- Bossers, G. P. L., et al. Volume load-induced right ventricular dysfunction in animal models: insights in a translational gap in congenital heart disease. European Journal of Heart Failure. 20 (4), 808-812 (2018).
- Yamamoto, K., et al. The mouse aortocaval fistula recapitulates human arteriovenous fistula maturation. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 305 (12), H1718-H1725 (2013).
- Jouannic, J. M., et al. The effect of a systemic arteriovenous fistula on the pulmonary arterial blood pressure in the fetal sheep. Prenatal Diagnosis. 22 (1), 48-51 (2002).
- Jouannic, J. M., et al. Systemic arteriovenous fistula leads to pulmonary artery remodeling and abnormal vasoreactivity in the fetal lamb. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 285 (3), L701-L709 (2003).
- Patel, M. D., et al. Echocardiographic assessment of right ventricular afterload in preterm infants: maturational patterns of pulmonary artery acceleration time over the first year of age and implications for pulmonary hypertension. Journal of the American Society of Echocardiography. 32 (7), 884-894 (2019).
- Habash, S., et al. Normal values of the pulmonary artery acceleration time (PAAT) and the right ventricular ejection time (RVET) in children and adolescents and the impact of the PAAT/RVET-index in the assessment of pulmonary hypertension. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (2), 295-306 (2019).
- Arkles, J. S., et al. Shape of the right ventricular Doppler envelope predicts hemodynamics and right heart function in pulmonary hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 183 (2), 268-276 (2011).
