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Method Article
Hier beschreiben wir eine einfache und reproduzierbare Methode, die bei Mäusen durch Präzisionsligation der linken vorderen absteigenden Koronararterie durch Mikromanipulation einen Myokardinfarkt oder eine myokardiale Ischämie-Reperfusionsverletzung induzieren kann.
Der akute Myokardinfarkt ist eine häufige Herz-Kreislauf-Erkrankung mit hoher Mortalität. Eine myokardiale Reperfusionsverletzung kann den positiven Auswirkungen des Herzreflows entgegenwirken und eine sekundäre Myokardschädigung induzieren. Ein einfaches und reproduzierbares Modell des Myokardinfarkts und der myokardialen Ischämie-Reperfusionsverletzung ist ein gutes Werkzeug für Forscher. Hier wird eine anpassbare Methode zur Erstellung eines Myokardinfarktmodells (MI) und MIRI durch Präzisionsligation der linken vorderen absteigenden Koronararterie (LAD) durch Mikromanipulation beschrieben. Die genaue und reproduzierbare Ligaturpositionierung des LAD trägt dazu bei, konsistente Ergebnisse bei Herzverletzungen zu erzielen. ST-Segment-Änderungen können helfen, die Modellgenauigkeit zu identifizieren. Der Serumspiegel von kardialem Troponin T (cTnT) wird verwendet, um die Myokardverletzung zu beurteilen, Herzultraschall wird verwendet, um die myokardiale systolische Funktion zu beurteilen, und Evans-Blue/Triphenyltetrazoliumchlorid-Färbung wird verwendet, um die Infarktgröße zu messen. Im Allgemeinen verkürzt dieses Protokoll die Dauer des Eingriffs, gewährleistet eine kontrollierbare Infarktgröße und verbessert das Überleben der Maus.
Der akute Myokardinfarkt (AMI) ist eine weltweit häufige Herz-Kreislauf-Erkrankung und mit hoher Sterblichkeit verbunden1. Fortschritte in der Technologie machen eine frühzeitige und wirksame Revaskularisierung für AMI-Patienten möglich. Nach diesen Behandlungen kann es bei einigen Patienten zu einer myokardialen Ischämie-Reperfusionsverletzung (MIRI) kommen2. Daher ist es von großer Bedeutung, die Wirkmechanismen zu verstehen und MI/MIRI zu verbessern. Mäuse werden aufgrund ihrer geringen Kosten, ihrer kurzen Brutzeit und ihrer einfachen genetischen Veränderungen häufig als Modelle verwendet3. Wissenschaftler haben verschiedene Methoden entwickelt, um MIRI und MI bei Tierenzu modellieren 4,5,6,7,8,9. Diese Strategie fördert die Forschung, aber die unterschiedlichen Kriterien und Methoden erschweren die Interpretation der Ergebnisse zwischen den Forschungsteams.
Bei Mäusen wurde der Myokardinfarkt durch Isoproterenol10, Kryoverletzung 11,12 oder Kauterisation13 induziert. Ein Myokardinfarkt kann leicht durch Isoproterenol induziert werden, aber der pathophysiologische Prozess unterscheidet sich von dem des klinischen Myokardinfarkts. Kryoverletzungs-induzierter Myokardinfarkt hat eine schlechte Konsistenz, löst übermäßige Myokardschäden um die linke anteriore absteigende Koronararterie (LAD) aus und kann leicht Arrhythmien hervorrufen. Der durch Kauterisation induzierte Myokardinfarkt unterscheidet sich deutlich vom natürlichen Prozess des Myokardinfarkts, und die Entzündungsreaktion im brennenden Bereich ist intensiver; Darüber hinaus weist der chirurgische Ansatz technische Schwierigkeiten auf. Darüber hinaus gibt es einige Laboratorien14, die ein MI-Modell bei Minischweinen entwickeln, bei denen Ballonblockierung oder Embolisation oder Thrombose durch interventionelle Technik verwendet wird. Alle diese Methoden können direkt zu einem Verschluss der Herzkranzgefäße führen, aber die Notwendigkeit von Koronarangiographiegeräten und vor allem der zu dünnen Herzkranzgefäße der Maus macht diese Operationen nicht praktikabel. Bei MIRI waren die Unterschiede zwischen den verschiedenen Modellen recht gering, wie z. B. die Verwendung von Atemschutzmasken/Mikromanipulation oder nicht 5,6.
Hier wird eine einfache und zuverlässige Methode beschrieben, die MI induzieren kann, und das MIRI-Modell, das von den zuvor veröffentlichten Methoden 4,5,6,7,8,9,15 adaptiert wurde. Mit dieser Methode können pathophysiologische Prozesse durch direkte Blockade des LAD durch Ligatur simuliert werden. Darüber hinaus kann dieses Modell durch die Entlastung der Ligatur auch eine Reperfusionsschädigung simulieren. In diesem Protokoll wird ein Präpariermikroskop für die LAD-Visualisierung verwendet. Dann kann der Forscher die LAD leicht identifizieren. In der Folge führt eine genaue Ligatur des LAD zu einem reproduzierbaren und vorhersagbaren Blutverschluss und einer ventrikulären Ischämie. Darüber hinaus können elektrokardiographische (EKG) Veränderungen verwendet werden, um Ischämie und Reperfusion zusätzlich zu den unter dem Mikroskop beobachteten Farbänderungen des LAD zu bestätigen. Diese Strategie führt zu einer kürzeren Verfahrensdauer, einem geringeren Risiko für chirurgische Komplikationen und weniger benötigten Versuchsmäusen. Die Methoden für den Troponin-T-Test, den Herzultraschall und die Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC)-Färbung werden ebenfalls beschrieben. Insgesamt ist dieses Protokoll sowohl für Studien des MI/MIR-Mechanismus als auch für die Arzneimittelforschung nützlich.
Tierstudien wurden vom Animal Care and Utilization Committee der Huazhong University of Science and Technology (Wuhan, China) genehmigt.
HINWEIS: Männliche C57BL/6J-Mäuse (8-10 Wochen) werden als Modelle verwendet. Mäuse haben freien Zugang zu Futter und Wasser und werden unter spezifischen, pathogenfreien Bedingungen gezüchtet. Der Raum wird unter kontrollierter Temperatur (22 °C ± 2 °C) und Luftfeuchtigkeit (45%-65%) gehalten. Mäuse werden in der Tierpflegeeinrichtung der Tongji Medical School (Wuhan, China) gemäß den von dieser Einrichtung festgelegten Richtlinien einer 12-stündigen Hell-Dunkel-Umgebung ausgesetzt. Verwenden Sie sterile mikrochirurgische Instrumente und chirurgisches Zubehör. Chirurgische Handschuhe und Masken sind während des gesamten Eingriffs erforderlich. Der experimentelle Arbeitsablauf ist in Abbildung 1A dargestellt.
1. Präoperative Vorbereitung
2. Thorakotomie
3. LAD-Ligatur
HINWEIS: Der LAD erscheint als dünne rote Linie, die senkrecht von der Nähe des Apex nach unten durch die linke Herzkammer verläuft. Der LAD hat eine leuchtend rote Farbe, also achten Sie darauf, ihn nicht mit einer Vene zu verwechseln. In der Regel befindet sich die Ligaturstelle ~1-2 mm unterhalb der linken Ohrmuschel. Diese Ligaturposition erzeugt etwa 40%-50% der Ischämie im linken Ventrikel. Eine höhere Position führt zu einer ausgedehnteren Infarktzone. Eine weiter entfernte Lokalisation führt zu einer kleineren Infarktzone.
4. Reperfusion
5. Nachsorge
6. Validierung nach dem Eingriff
Der experimentelle Arbeitsablauf ist in Abbildung 1A dargestellt. Der Forscher kann die Zeitknoten entsprechend dem Versuchsdesign bei Studienbeginn planen. Die Dauer der LAD-Ligatur richtet sich nach dem Forschungszweck. Bei Myokardinfarkt kann die Forschung den Reperfusionsschritt ignorieren. Herzultraschall ist in verschiedenen Stadien der Studie verfügbar, da er nicht-invasiv ist, während die Evans-Blue/TTC-Färbung nur durchgeführt werden kann, wenn die Maus getötet wird. Für Forsc...
In den letzten Jahren hat sich die Erstellung von Modellen für MI und MIRI in der klinischen und wissenschaftlichen Forschung rasant entwickelt20,21. Es gibt jedoch noch einige Fragen, wie z. B. die Mechanismen der Maßnahmen und wie MI/MIRI verbessert werden können, die geklärt werden müssen. Hier wird ein modifiziertes Protokoll zur Etablierung eines murinen Modells von MI und MIRI beschrieben. Einige wichtige Punkte müssen sorgfältig abgewogen werden.
Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (82070317, 81700390 an Jibin Lin, 8210021880 an Bingjie Lv und 82000428 an Boyuan Wang) und dem National Key R&D Program of China ( 2017YFA0208000 an Shaolin He) unterstützt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9 % sodium chloride solution | Kelun Industry Group,China | - | |
4% paraformaldehyde fixing solution | Servicebio,China | G1101 | - |
4-0 silk suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products,China | C412 | - |
8-0 suture | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products,China | H801 | - |
Buprenorphine | IsoReag,China | IR-11190 | - |
Camera | Canon,Japan | EOS 80D | - |
Depilatory cream | Veet,French | - | |
Elecsys Troponin T hs STAT | Roche,Germany | - | |
Electrochemical luminescence immunoanalyzer | Roche,Germany | Elecsys 2010 | - |
Evans blue | Sigma,America | E2129 | - |
Eye scissors | Shanghai Medical Instruments,China | JC2303 | - |
Haemostatic forceps | Shanghai Medical Instruments,China | J31020 | - |
High frequency in vivo imaging systems | Visualsonics,Canada | Vevo2100 | - |
Ibuprofen | PerFeMiKer,China | CLS-12921 | - |
Intravenous catheter | Introcan,Germany | 4254090B | - |
Ketamine | Sigma-Aldrich,America | K2753 | - |
Medical alcohol | Huichang ,China | - | |
Microneedle holders | Shanghai Medical Instruments,China | WA2040 | - |
Microscopic shears | Shanghai Medical Instruments,China | WA1040 | - |
Microsurgical forceps | Shanghai Medical Instruments,China | WA3020 | - |
Mouse electrocardiograph | Techman,China | BL-420F | - |
Needle holders | Shanghai Medical Instruments,China | JC3202 | - |
operating floor | Chico,China | ZK-HJPT | - |
PE-10 tube | Huamei,China | - | |
Pentobarbital | Merck,America | 1030001 | - |
Rodent Ventilator | Shanghai Alcott Biotech,China | ALC-V8S-P | - |
Stereo microscope | Aomei Industry,China | SZM0745-STL3-T3 | - |
Surgical thermostatic heating pad | Globalebio, China | GE0-20W | - |
Triphenyltetrazolium chloride | Servicebio,China | G1017 | - |
Xylazine | Huamaike Biochemicals and Life Science Research Prouducts,China | 323004 | - |
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