Este trabajo fue apoyado por una subvención del Departamento de Salud de Pennsylvania. Dr. Miguel García Toscano era un becario postdoctoral en la Universidad de Temple, financiado por la Fundación Alfonso Martín Escudero durante este estudio. Queremos agradecer a Iliya Yordanov y Kotredes Kevin para la realización del video.

1. La ligadura y punción cecal como un modelo de ratón para la sepsis humana Para este procedimiento de C57BL / 6 ratones (7-9 semanas de edad) se utilizan. <ol><li> Anestesiar a los ratones mediante la inyección intraperitoneal de una solución de 1:01 de ketamina (75mg/kg) y xilazina (15mg/kg). Como referencia, se inyectan 30 ul de la solución de 1:1 en un ratón de 20 gramos. Por otra parte, los ratones pueden ser anestesiados con isoflurano inhalado usando un vaporizador de anestesia. </li><li> Afeitarse el abdomen del ratón y desinfectar la zona por la primera solución de betadine seguido aplicando la limpieza con un hisopo de alcohol al 70% (el número 1 en la secuencia de imágenes a continuación). La clorhexidina puede ser utilizado como un antiséptico alternativo. Opcional: un campo estéril puede ser usado para mantener el área limpia. </li><li> En condiciones asépticas, la práctica de un 1 a 2 cm laparotomía media y exponer el ciego con el intestino adyacente (2 y 3). </li><li> El ciego está estrechamente ligado con una sutura de seda 6.0 (6-0 PROLENE, 8680G, Ethicon) en su base por debajo de la válvula íleo-cecal, y se perfora una o dos veces con una aguja de calibre 19 (4 y 5) en el mismo lado del ciego. Tenga en cuenta que la longitud del ciego ligado define como la distancia desde el extremo distal del intestino ciego a punto de ligadura determinará el grado de severidad. Una distancia de&gt; 1 cm produce sepsis de alto grado, mientras que una distancia de 1 cm ≤ produce entre mediados y bajo grado de sepsis. También tenga en cuenta que el método de perforación cecal se muestra aquí es diferente de la norma a través y mediante la técnica de punción (la introducción de una aguja a través del ciego). Ambos métodos fiable producir el resultado sepsis mismo. Sin embargo, una desventaja de la técnica hasta la médula, es que no facilita el control de la cantidad de heces extrusión cuando el ciego se aprieta. </li><li> El ciego es entonces apretó suavemente para extruir una pequeña cantidad de heces de los sitios de perforación (6). El ciego es devuelto a la cavidad peritoneal y el peritoneo se cierra con 6,0 puntos de seda. (7). </li><li> La piel se cierra con Reflex clips 7mm (RS-9258, Instrumentos Roboz quirúrgica) o clips de Michel herida (7 mm, RS-9270) (8). </li><li> Resucitar ratones mediante la inyección subcutánea de 1 ml de solución pre-calentado 0,9% utilizando una aguja 25G. Esta medida la reanimación con líquidos se induce la fase hiperdinámica de la sepsis. Este paso fundamental se describe con detalle en la sección de discusión. </li><li> Opcional: Se inyecta por vía subcutánea con buprenorfina (0,05 mg / kg de peso corporal) o tramadol (20mg/kg de peso corporal) para la analgesia postoperatoria. Tenga en cuenta que estos opiáceos puede suprimir la respiración y la locomoción, y estos efectos pueden ser mal interpretados como signos de sepsis. </li><li> Los animales se colocan temporalmente en un cojín eléctrico o, alternativamente, regresó de inmediato a una jaula con la exposición a una lámpara de calefacción por infrarrojos de 150 W hasta que se recupere de la anestesia. El tiempo de recuperación es de 30 minutos a 1 hora. </li><li> Proporcionar acceso libre a comida y agua (hidrogel) colocado en la parte inferior de la jaula. </li><li> Los ratones son monitoreados cada 12 horas para la supervivencia de una a dos semanas o la eutanasia en diferentes puntos temporales para el análisis de diferentes parámetros. </li></ol> Como el control para el diseño experimental, los animales sham seguiría la técnica de laparotomía sin ligadura y punción. De seis a 12 horas después del procedimiento quirúrgico los ratones se convertirá en letargo y fiebre, piloerección, diarrea, acurrucándose, y malestar general, todos los síntomas de la sepsis. Los ratones con sepsis severa apenas se puede mover antes de la muerte y muestran una disminución drástica de la temperatura corporal. En este paso los ratones deben ser sacrificados para evitar el dolor y el sufrimiento prolongado. <img src="/files/ftp_upload/2860/2860fig0.jpg" alt="Figura 0" /> 2. Parámetros analizados más comunes Para evaluar el resultado del procedimiento, los diferentes parámetros se pueden analizar en los órganos, extractos de células o fluidos corporales. Las muestras se pueden recoger en diferentes puntos de tiempo de 3 horas a una semana después del procedimiento quirúrgico. <ol><li> Los ratones de supervivencia. </li><li> Citocinas y quimiocinas en la cavidad del suero, peritoneal y extractos de órganos. <ol><li> La interleucina-6: Producido y publicado por los monocitos, células dendríticas, macrófagos, células B, células T, granulocitos, células cebadas y muchos más tipos de células. Desempeña un papel importante en la reacción de fase aguda y la inflamación. </li><li> Factor de necrosis tumoral α: citoquinas Pleiotrophic que juega un papel central en la inflamación y la apoptosis. Producida por los monocitos, macrófagos, neutrófilos, células dendríticas y fibroblastos. </li><li> nterleukin-1β: Producida por los monocitos, células NK, células dendríticas, las células B y células T. Induce fiebre y la síntesis de proteínas de fase aguda. </li><li> IL-10: Promueve la absorción de fagocitosis y las respuestas Th2, pero suprime la Antigen la presentación y las respuestas Th1 proinflamatorias. </li><li> IL-10: Promueve la absorción de fagocitosis y las respuestas Th2, pero suprime la presentación de antígenos y las respuestas Th1 proinflamatorias. </li><li> Monocitos quimiotaxis proteína-1 (también conocida como CCL2): Los reclutas monocitos, células T de memoria, y las células dendríticas a los sitios de lesión tisular y la infección. </li><li> KC (CXCL1): Producido por los macrófagos y las células endoteliales. Ratón KC es un atrayente de neutrófilos potente y activador. </li><li> RANTES: A quimiotáctica de monocitos. Puede chemoattract CD4 + estimuladas / CD45RO + células T de memoria y CD4 + estimuladas y células T CD8 + con ve na y los fenotipos de la memoria. </li><li> El interferón-γ: secretada por las células Th1, células T citotóxicas, células dendríticas y células asesinas naturales (NK). Aumenta la presentación del antígeno y actividad lítica de los macrófagos y suprime la actividad de las células Th2. Promueve la adhesión y la unión necesaria para la migración de leucocitos y promueve la actividad de las células NK. </li><li> Alta movilidad del grupo B-1 de proteína: En los monocitos es un factor nuclear kappa B activador de la unión al receptor celular para productos avanzados de la glicación (RAGE), la activación de la liberación de mediadores proinflamatorios en la fase tardía de la sepsis. </li></ol></li><li> Mieloperoxidasa en los órganos de decisión como una medida de la infiltración de neutrófilos. Mieloperoxidasa (MPO) es una enzima peroxidasa de la mayoría de los presentes en abundancia en los granulocitos neutrófilos. Es una proteína lisosomal almacenada en los gránulos azurófilos de los neutrófilos. MPO tiene un pigmento hemo, lo que hace que su color verde en las secreciones ricas en neutrófilos, como pus y algunos tipos de moco. </li><li> Las bacterias de carga en los órganos y sangre, medida como el número de unidades formadoras de colonias por mililitro. </li></ol> 3. Resultados representante El procedimiento de CLP se realizó inicialmente en la cepa de ratón C57BL / 6. Hemos probado varios parámetros para modular la gravedad de la sepsis mediante la alteración de la longitud de la ligadura y el grosor de la aguja, como se muestra en las figuras 1 y 2. Entre estos dos factores, la longitud de la ligadura parece ser más eficaz que el grosor de la aguja para modificar el porcentaje de supervivencia. Como se muestra en la Figura 1, el aumento de la longitud de la ligadura por más de 1 cm provoca un aumento de la mortalidad del 100% en comparación con los ratones con una ligadura de ≤ 1 cm. El aumento del grosor de la aguja también se redujo el porcentaje de supervivencia de 100% (con una aguja 22G) al 55% (utilizando una aguja 19G) con dos pinchazos. También hemos probado el efecto de la CLP en C57BL / 6 y ratones 129SvJ para determinar si las diferentes cepas de ratón presentan una sensibilidad similar o distinta a CLP inducida por sepsis. La Figura 3 muestra que en las mismas condiciones, los ratones 129SvJ eran más susceptibles a la infección que C57BL / 6, indicado por un mayor porcentaje de mortalidad. <img src="/files/ftp_upload/2860/2860fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Efecto de la longitud de la ligadura del ciego en la supervivencia del animal. CLP se realizó en ratones C57BL / 6 con dos longitudes de ligadura cecal. Este parámetro solo afecta dramáticamente la supervivencia de los animales, ya que todos los animales en el grupo con un área de la ligadura de más de 1 cm murió en menos de 3 días en comparación con un grupo de animales que tienen un área de la ligadura de 1 cm aprox. (N = 8). <img src="/files/ftp_upload/2860/2860fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Influencia de grueso de la aguja en la supervivencia. CLP se realizó en ratones C57BL / 6 con dos tamaños de aguja, 19G y 22G. Los ratones con el ciego perforado con una aguja 19G mostraron una supervivencia de 55-60%. En contraste, los ratones con el ciego perforado con una aguja 22G mostró 100% de supervivencia a pesar de que experimentó los síntomas típicos de la inflamación durante los primeros 3-4 días, que desapareció después de 4 días (n = 8). <img src="/files/ftp_upload/2860/2860fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. La comparación de la susceptibilidad sepsis entre dos diferentes cepas de ratón. El modelo CLP se realizó en 129SvJ y C57BL 6 / en las mismas condiciones. Al final del periodo de evaluación el porcentaje de supervivencia de la cepa 129SvJ fue un 25% menos que en la cepa C57BL / 6, lo que indica una mayor susceptibilidad a la inflamación inducida por la infección polimicrobiana. (N = 6).

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	<li>Angus, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+severe+sepsis+in+the+United+States:+analysis+of+incidence,+outcome,+and+associated+costs+of+care.">Epidemiology of severe sepsis in the United States: analysis of incidence, outcome, and associated costs of care.</a> Crit Care Med. 29, 1303-1310 (2001).</li><li>Riedemann, N. C., Guo, R. F., Ward, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+enigma+of+sepsis.">The enigma of sepsis.</a> J Clin Invest. 112, 460-467 (2003).</li><li>Eichacker, P. Q., Gerstenberger, E. P., Banks, S. M., Cui, X., Natanson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meta-analysis+of+acute+lung+injury+and+acute+respiratory+distress+syndrome+trials+testing+low+tidal+volumes.">Meta-analysis of acute lung injury and acute respiratory distress syndrome trials testing low tidal volumes.</a> Am J Respir Crit Care Med. 166, 1510-1514 (2002).</li><li>Buras, J. A., Holzmann, B., Sitkovsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+sepsis:+setting+the+stage.">Animal models of sepsis: setting the stage.</a> Nat Rev Drug Discov. 4, 854-865 (2005).</li><li>Doi, K., Leelahavanichkul, A., Yuen, P. S., Star, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+sepsis+and+sepsis-induced+kidney+injury.">Animal models of sepsis and sepsis-induced kidney injury.</a> J Clin Invest. 119, 2868-2878 (2009).</li><li>Godshall, C. J., Scott, M. J., Peyton, J. C., Gardner, S. A., Cheadle, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+background+determines+susceptibility+during+murine+septic+peritonitis.">Genetic background determines susceptibility during murine septic peritonitis.</a> J Surg Res. 102, 45-49 (2002).</li><li>De Maio, A., Torres, M. B., Reeves, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+determinants+influencing+the+response+to+injury,+inflammation,+and+sepsis.">Genetic determinants influencing the response to injury, inflammation, and sepsis.</a> Shock. 23, 11-17 (2005).</li><li>Diodato, M. D., Knoferl, M. W., Schwacha, M. G., Bland, K. I., Chaudry, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender+differences+in+the+inflammatory+response+and+survival+following+haemorrhage+and+subsequent+sepsis.">Gender differences in the inflammatory response and survival following haemorrhage and subsequent sepsis.</a> Cytokine. 14, 162-169 (2001).</li><li>Turnbull, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+age+on+mortality+and+antibiotic+efficacy+in+cecal+ligation+and+puncture.">Effects of age on mortality and antibiotic efficacy in cecal ligation and puncture.</a> Shock. 19, 310-313 (2003).</li><li>Miyaji, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ethyl+pyruvate+decreases+sepsis-induced+acute+renal+failure+and+multiple+organ+damage+in+aged+mice.">Ethyl pyruvate decreases sepsis-induced acute renal failure and multiple organ damage in aged mice.</a> Kidney Int. 64, 1620-1631 (2003).</li><li>Torres, M. B., De Maio, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+exaggerated+inflammatory+response+after+CLP+correlates+with+a+negative+outcome.">An exaggerated inflammatory response after CLP correlates with a negative outcome.</a> J Surg Res. 125, 88-93 (2005).</li><li>Doi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AP214,+an+analogue+of+alpha-melanocyte-stimulating+hormone,+ameliorates+sepsis-induced+acute+kidney+injury+and+mortality.">AP214, an analogue of alpha-melanocyte-stimulating hormone, ameliorates sepsis-induced acute kidney injury and mortality.</a> Kidney Int. 73, 1266-1274 (2008).</li><li>Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+resuscitation+attenuates+early+cytokine+mRNA+expression+after+peritonitis.">Fluid resuscitation attenuates early cytokine mRNA expression after peritonitis.</a> J Trauma. 41, 622-627 (1996).</li><li>Zanotti-Cavazzoni, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+resuscitation+influences+cardiovascular+performance+and+mortality+in+a+murine+model+of+sepsis.">Fluid resuscitation influences cardiovascular performance and mortality in a murine model of sepsis.</a> Intensive Care Med. 35, 748-754 (2009).</li><li>Hugunin, K. M., Fry, C., Shuster, K., Nemzek, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+tramadol+and+buprenorphine+on+select+immunologic+factors+in+a+cecal+ligation+and+puncture+model.">Effects of tramadol and buprenorphine on select immunologic factors in a cecal ligation and puncture model.</a> Shock. 34, 250-260 (2010).</li></ol>

No hay conflictos de interés declarado.<br /&gt; Los experimentos con animales se realizaron de acuerdo con el Instituto Nacional de la Salud Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio, y aprobado por el cuidado de los animales y el uso comisión de la Universidad Temple.

Aquí se muestra en detalle cómo llevar a cabo el modelo de CLP en ratones y modular el grado de severidad. En comparación con otros modelos animales de sepsis, CLP se puede realizar en cualquier cepa de ratones de diferentes edades y sexo. Es un procedimiento quirúrgico relativamente fácil y barato. En este modelo, el grado de severidad tiene un impacto directo en el porcentaje de supervivencia. La longitud de la ligadura, el grosor de la aguja y el número de punciones son parámetros ...

<table border="1"><tbody><tr><th> Nombre del reactivo </th><th> Empresa </th><th> Número de catálogo </th><th> Comentarios </th></tr><tr><td> La ketamina </td><td> Ketaset </td><td> 0856-2013-01 </td><td></td></tr><tr><td> Xilazina </td><td> AnaSed </td><td> NADA # 139-236 </td><td></td></tr><tr><td> 29G jeringa de insulina </td><td> Exel </td><td> 26028 </td><td></td></tr><tr><td> Sutura de seda, 6-0 PROLENE * </td><td> Ethicon </td><td> 8680G </td><td></td></tr><tr><td> Aguja 19G y 25G </td><td> BD </td><td> 305186 </td><td></td></tr><tr><td> Maquinilla de afeitar </td><td> Generales de suministro </td><td> Generales de suministro </td><td></td></tr><tr><td> Lámpara de calefacción por infrarrojos </td><td> Generales de suministro </td><td> Generales de suministro </td><td></td></tr><tr><td> Michel herida clips 7mm </td><td> Roboz quirúrgica Instr </td><td> RS-9270 </td><td></td></tr><tr><td> Oído lazo Máscara </td><td> Fisher Scientific </td><td> 19-130-4181 </td><td></td></tr><tr><td> Tijeras de disección </td><td> Roboz quirúrgica Instr </td><td> RS-6702 </td><td></td></tr><tr><td> Betadine solución </td><td> VWR </td><td> 63410-992 </td><td></td></tr><tr><td> Fórceps quirúrgicos </td><td> Roboz quirúrgica Instr </td><td> RS-5135 </td><td></td></tr><tr><td> 70% algodón con alcohol isopropílico </td><td> Fisher Scientific </td><td> 22-031-350 </td><td></td></tr><tr><td> La buprenorfina </td><td> Bedford Laboratorios </td><td> 55390-100-10 </td><td></td></tr><tr><td> Tramadol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 42965 </td><td></td></tr></tbody></table>

cecal ligation puncture procedure

Sepsis humana se caracteriza por un conjunto de reacciones sistémicas en respuesta a la infección intensiva y masiva que no pudo ser contenida a nivel local por el anfitrión. En la actualidad, ocupa la sepsis entre las diez primeras causas de mortalidad en las unidades de cuidados intensivos EE.UU. 1. Durante la sepsis hay dos fases establecidas hemodinámicos que pueden solaparse. La fase inicial (hiperdinámico) se define como una producción masiva de citoquinas proinflamatorias y especies reactivas de oxígeno por los macrófagos y neutrófilos que afecta a la permeabilidad vascular (que conduce a hipotensión), la función cardiaca e induce cambios metabólicos que culminó en la necrosis tisular y fallo multiorgánico. En consecuencia, la causa más común de mortalidad es la insuficiencia renal aguda. La segunda fase (hypodynamic) es un proceso anti-inflamatorio que implica la presentación de antígeno alterado monocitos, disminución de la proliferación de linfocitos y la función y aumento de la apoptosis. Este estado se conoce como inmunosupresión o inmunodepresión aumenta drásticamente el riesgo de infecciones nocosomial y finalmente la muerte,. Los mecanismos fisiopatológicos de estos procesos no están bien caracterizadas. Debido a que las dos fases de la sepsis puede causar daños irreversibles e irreparables, es esencial para determinar el estado inmunológico y fisiológico del paciente. Esta es la razón principal por la que muchas drogas terapéuticas han fracasado. La misma droga dada en las diferentes etapas de la sepsis puede ser terapéutico o dañinas o no tener efecto 2,3. Para entender la sepsis en los distintos niveles es fundamental contar con un modelo animal adecuado y completo que reproduce el curso clínico de la enfermedad. Es importante para caracterizar los mecanismos fisiopatológicos que se producen durante la sepsis y el control de las condiciones del modelo para las pruebas de potenciales agentes terapéuticos. Para el estudio de la etiología de la sepsis humana investigadores han desarrollado diferentes modelos animales. El modelo más utilizado es la ligadura de clínica y punción cecal (CLP). El modelo CLP consiste en la perforación del ciego que permita la liberación de material fecal en la cavidad peritoneal para generar una respuesta inmune exacerbada inducida por la infección polimicrobiana. Este modelo cumple con la condición humana que es clínicamente relevante. Al igual que en los seres humanos, los ratones que sufren CLP con la reanimación con líquidos muestran la primera (temprana) fase hiperdinámica que con el tiempo avanza a la segunda (tardía) de fase hypodynamic. Además, el perfil de citoquinas es similar a la observada en la sepsis humana, donde hay una mayor apoptosis de los linfocitos (revisado en 4,5). Debido a los múltiples mecanismos involucrados y la superposición en la sepsis, los investigadores necesitan un modelo de sepsis adecuada de la gravedad de control a fin de obtener resultados consistentes y reproducibles.

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Cecal Ligation Puncture Procedure

El modelo de ratón de la ligadura y punción cecal como una herramienta valiosa para el estudio de la sepsis humana.

La ligadura cecal punción

Human sepsis is characterized by a set of systemic reactions in response to intensive and massive infection that failed to be locally contained by the ...

Research

JoVE Journal

Medicine

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Video: Cecal Ligation Puncture Procedure

Coronary Artery Ligation and Intramyocardial Injection in a Murine Model of Infarction

Mouse models are a valuable tool for studying acute injury and chronic remodeling of the myocardium in vivo. With the advent of genetic modifications to the whole organism or the myocardium and an array of biological and/or synthetic materials, there is great potential for any combination of these to assuage the extent of acute ischemic injury and impede the onset of heart failure pursuant to myocardial remodeling. 
Here we present the methods and materials used to reliably perform this microsurgery and the modifications involved for temporary (with reperfusion) or permanent coronary artery occlusion studies as well as intramyocardial injections. The effects on the heart that can be seen during the procedure and at the termination of the experiment in addition to histological evaluation will verify efficacy. 
Briefly, surgical preparation involves anesthetizing the mice, removing the fur on the chest, and then disinfecting the surgical area. Intratracheal intubation is achieved by transesophageal illumination using a fiber optic light. The tubing is then connected to a ventilator. An incision made on the chest exposes the pectoral muscles which will be cut to view the ribs. For ischemia/reperfusion studies, a 1 cm piece of PE tubing placed over the heart is used to tie the ligature to so that occlusion/reperfusion can be customized. For intramyocardial injections, a Hamilton syringe with sterile 30gauge beveled needle is used. When the myocardial manipulations are complete, the rib cage, the pectoral muscles, and the skin are closed sequentially. Line block analgesia is effected by 0.25% marcaine in sterile saline which is applied to muscle layer prior to closure of the skin. The mice are given a subcutaneous injection of saline and placed in a warming chamber until they are sternally recumbent. They are then returned to the vivarium and housed under standard conditions until the time of tissue collection. At the time of sacrifice, the mice are anesthetized, the heart is arrested in diastole with KCl or BDM, rinsed with saline, and immersed in fixative. Subsequently, routine procedures for processing, embedding, sectioning, and histological staining are performed. 
Nonsurgical intubation of a mouse and the microsurgical manipulations described make this a technically challenging model to learn and achieve reproducibility. These procedures, combined with the difficulty in performing consistent manipulations of the ligature for timed occlusion(s) and reperfusion or intramyocardial injections, can also affect the survival rate so optimization and consistency are critical.

Numerous genetic manipulations and/or intramyocardial injections of genes, proteins, cells, and/or biomaterials are superimposed upon the dimension of time in studies of acute ischemia/ reperfusion injury and chronic remodeling in mice. This video illustrates the microsurgical procedures for ischemia/reperfusion, permanent coronary artery ligation, and intramyocardial injection studies.

Ligadura de las arterias coronarias y la inyección intramiocárdica en un modelo murino de infarto

Mouse models are a valuable tool for studying acute injury and chronic remodeling of the myocardium in vivo.  With the advent of genetic modifications to ...

Investigación

Medicina

The Application Of Permanent Middle Cerebral Artery Ligation in the Mouse

Focal cerebral ischemia is among the most common type of stroke seen in patients. Due to the clinical significance there has been a prolonged effort to develop suitable animal models to study the events that unfold during ischemic insult. These techniques include transient or permanent, focal or global ischemia models using many different animal models, with the most common being rodents.
The permanent MCA ligation method which is also referred as pMCAo in the literature is used extensively as a focal ischemia model in rodents 1-6. This method was originally described for rats by Tamura et al. in 1981 7. In this protocol a craniotomy was used to access the MCA and the proximal regions were occluded by electrocoagulation. The infarcts involve mostly cortical and sometimes striatal regions depending on the location of the occlusion. This technique is now well established and used in many laboratories 8-13. Early use of this technique led to the definition and description of &#x201C;infarct core&#x201D; and &#x201C;penumbra&#x201D; 14-16, and it is often used to evaluate potential neuroprotective compounds 10, 12, 13, 17. Although the initial studies were performed in rats, permanent MCA ligation has been used successfully in mice with slight modifications 18-20 .
This model yields reproducible infarcts and increased post-survival rates. Approximately 80% of the ischemic strokes in humans happen in the MCA area 21 and thus this is a very relevant model for stroke studies. Currently, there is a paucity of effective treatments available to stroke patients, and thus there is a need for good models to test potential pharmacological compounds and evaluate physiological outcomes. This method can also be used for studying intracellular hypoxia response mechanisms in vivo. 
Here, we present the MCA ligation surgery in a C57/BL6 mouse. We describe the pre-surgical preparation, MCA ligation surgery and 2,3,5 Triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining for quantification of infarct volumes.

Middle cerebral artery (MCA) ligation is a technique to study focal cerebral ischemia in animal models. In this method, the middle cerebral artery is exposed by craniotomy and ligated by cauterization. This method gives highly reproducible infarct volumes and increased post-operative survival rates compared to other methods available.

La aplicación de la Permanente Ligadura arteria cerebral media en el ratón

Focal cerebral ischemia is among the most common type of stroke seen in patients. Due to the clinical significance there has been a prolonged effort to ...

Modified Technique for Coronary Artery Ligation in Mice

Myocardial infarction (MI) is one of the most important causes of mortality in humans1-3. In order to improve morbidity and mortality in patients with MI we need better knowledge about pathophysiology of myocardial ischemia. This knowledge may be valuable to define new therapeutic targets for innovative cardiovascular therapies4. Experimental MI model in mice is an increasingly popular small-animal model in preclinical research in which MI is induced by means of permanent or temporary ligation of left coronary artery (LCA)5. In this video, we describe the step-by-step method of how to induce experimental MI in mice.
The animal is first anesthetized with 2% isoflurane. The unconscious mouse is then intubated and connected to a ventilator for artificial ventilation. The left chest is shaved and 1.5 cm incision along mid-axillary line is made in the skin. The left pectoralis major muscle is bluntly dissociated until the ribs are exposed. The muscle layers are pulled aside and fixed with an eyelid-retractor. After these preparations, left thoracotomy is performed between the third and fourth ribs in order to visualize the anterior surface of the heart and left lung. The proximal segment of LCA artery is then ligated with a 7-0 ethilon suture which typically induces an infarct size ~40% of left ventricle. At the end, the chest is closed and the animals receive postoperative analgesia (Temgesic, 0.3 mg/50 ml, ip). The animals are kept in a warm cage until spontaneous recovery.

The surgical procedure used to induce experimental myocardial infarction in mice begins with left thoracotomy between the third and the fourth ribs in order to visualize the anterior surface of the heart and left lung. The left coronary artery is ligated, the chest is closed and the mouse is allowed to recover spontaneously.

Técnica modificada para la ligadura de la arteria coronaria en ratones

Myocardial infarction (MI) is one of the most important causes of mortality in humans1-3. In order to improve morbidity and mortality in patients with MI ...

Bile Duct Ligation in Mice: Induction of Inflammatory Liver Injury and Fibrosis by Obstructive Cholestasis

In most vertebrates, the liver produces bile that is necessary to emulsify absorbed fats and enable the digestion of lipids in the small intestine as well as to excrete bilirubin and other metabolic products. In the liver, the experimental obstruction of the extrahepatic biliary system initiates a complex cascade of pathological events that leads to cholestasis and inflammation resulting in a strong fibrotic reaction originating from the periportal fields. Therefore, surgical ligation of the common bile duct has become the most commonly used model to induce obstructive cholestatic injury in rodents and to study the molecular and cellular events that underlie these pathophysiological mechanisms induced by inappropriate bile flow. In recent years, different surgical techniques have been described that either allow reconnection or reanastomosis after bile duct ligation (BDL), e.g., partial BDL, or other microsurgical methods for specific research questions. However, the most frequently used model is the complete obstruction of the common bile duct that induces a strong fibrotic response after 21 to 28 days. The mortality rate can be high due to infectious complications or technical inaccuracies. Here we provide a detailed surgical procedure for the BDL model in mice that induce a highly reproducible fibrotic response in accordance to the 3R rule for animal welfare postulated by Russel and Burch in 1959.

Disruption of bile flow results in severe inflammatory cholestatic liver injury with a characteristic time-dependent sequence of morphological alterations. Here we present a protocol for the surgical ligation of the common bile duct in mice that allows to induce a strong fibrotic response after 21 to 28 days.

Ligadura del conducto biliar en los ratones: Inducción de la injuria hepática inflamatoria y fibrosis por colestasis obstructiva

In most vertebrates, the liver produces bile that is necessary to emulsify absorbed fats and enable the digestion of lipids in the small intestine as well ...

Reduction of Iatrogenic Atrial Septal Defects with an Anterior and Inferior Transseptal Puncture Site when Operating the Cryoballoon Ablation Catheter

The cryoballoon catheter ablates atrial fibrillation (AF) triggers in the left atrium (LA) and pulmonary veins (PVs) via transseptal access. The typical transseptal puncture site is the fossa ovalis (FO) &#8211; the atrial septum&#8217;s thinnest section. A potentially beneficial transseptal site, for the cryoballoon, is near the inferior limbus (IL). This study examines an alternative transseptal site near the IL, which may decrease the frequency of acute iatrogenic atrial septal defect (IASD). Also, the study evaluates the acute pulmonary vein isolation (PVI) success rate utilizing the IL location. 200 patients were evaluated by retrospective chart review for acute PVI success rate with an IL transseptal site. An additional 128 IL transseptal patients were compared to 45 FO transseptal patients by performing Doppler intracardiac echocardiography (ICE) post-ablation to assess transseptal flow after removal of the transseptal sheath. After sheath removal and by Doppler ICE imaging, 42 of 128 (33%) IL transseptal patients demonstrated acute transseptal flow, while 45 of 45 (100%) FO transseptal puncture patients had acute transseptal flow. The difference in acute transseptal flow detection between FO and IL sites was statistically significant (P &#60;0.0001). Furthermore, 186 of 200 patients (with an IL transseptal puncture) did not need additional ablation(s) and had achieved an acute PVI by a &#8220;cryoballoon only&#8221; technique. An IL transseptal puncture site for cryoballoon AF ablations is an effective location to mediate PVI at all four PVs. Additionally, an IL transseptal location can lower the incidence of acute transseptal flow by Doppler ICE when compared to the FO. Potentially, the IL transseptal site may reduce later IASD complications post-cryoballoon procedures.

The goal of this study is to demonstrate the preferential location of transseptal puncture during a cryoballoon catheter ablation procedure for the treatment of atrial fibrillation.

Reducción de defectos del septo interauricular iatrogénica con una anterior e inferior del sitio de punción transeptal cuando Funcionamiento del Cryoballoon ablación con catéter

The cryoballoon catheter ablates atrial fibrillation (AF) triggers in the left atrium (LA) and pulmonary veins (PVs) via transseptal access. The typical ...

Rat Model of the Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy (ALPPS) Procedure

Recent clinical data support an aggressive surgical approach to both primary and metastatic liver tumors. For some indications, like colorectal liver metastases, the amount of liver tissue left behind after liver resection has become the main limiting factor of resectability of large or multiple liver tumors. A minimal amount of functional tissue is required to avoid the severe complication of post-hepatectomy liver failure, which has high morbidity and mortality. Inducing liver growth of the prospective remnant prior to resection has become more established in liver surgery, either in the form of portal vein embolization by interventional radiologists or in the form of portal vein ligation several weeks prior to resection. Recently, it was shown that liver regeneration is more extensive and rapid, when the parenchymal transection is added to portal vein ligation in a first stage and then, after only one week of waiting, resection performed in a second stage (Associating Liver Partition and Portal vein ligation for Staged hepatectomy = ALPPS). ALPPS has rapidly become popular across the world, but has been criticized for its high perioperative mortality. The mechanism of accelerated and extensive growth induced by this procedure has not been well understood. Animal models have been developed to explore both the physiological and molecular mechanisms of accelerated liver regeneration in ALPPS. This protocol presents a rat model that allows mechanistic exploration of accelerated regeneration.

Rat Model of the Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy ALPPS Procedure

Inducing rapid liver hypertrophy using Associating Liver Partition and Portal vein ligation for a Staged hepatectomy (ALPPS) has been proposed for resection of borderline resectable liver tumors. This model may elucidate mechanisms involved in rapid hypertrophy and allows testing of drugs that promote or block the acceleration of regeneration.

Modelo de la rata de la Asociación de partición hepática y ligadura de la vena porta para procedimiento efectuado hepatectomía (ALPPS)

Recent clinical data support an aggressive surgical approach to both primary and metastatic liver tumors. For some indications, like colorectal liver ...

Puncture-Induced Iris Neovascularization as a Mouse Model of Rubeosis Iridis

We describe a model of puncture-induced iris neovascularization as a general model for noninvasive evaluation of angiogenesis. The model is also relevant for targeting neovascular glaucoma, a sight-threatening complication of diabetic retinopathy. This method is based on the induction of iris vascular response by a series of self-sealing uveal punctures on BALB/c mice and takes advantage of the postpartum maturation of mouse ocular vasculature. Mouse pups undergo uveal punctures from postnatal day 12.5, when the pups naturally open their eyes, until postnatal day 24.5. Due to the transparency of the cornea, iris vasculature can be analyzed easily through time by noninvasive in vivo methods. Furthermore, the semitransparent iris of BALB/c mice can be flatmounted for detailed immunohistologic analysis with minimal non-specific background staining. In this model, angiogenesis is mainly driven by the inflammatory and plasminogen activating systems. The puncture-induced model is the first to induce iris neovascularization in small rodents, and has the advantage of allowing direct noninvasive in vivo analysis of the angiogenic process. Moreover, the model can be combined with angiogenic modulating substances, which highlights its potential in the study of angiogenesis with an in vivo perspective.

Iris neovascularization, a common complication of ischemic retinal disease, may lead to sight-threatening neovascular glaucoma. Here, we describe a murine protocol for inducing experimental iris neovascularization that may be used for noninvasive evaluation of angiogenesis-modulating substances.

Neovascularization del diafragma como un modelo de ratón de iridis del rubeosis inducida por la punción

We describe a model of puncture-induced iris neovascularization as a general model for noninvasive evaluation of angiogenesis. The model is also relevant ...

Subclavian Vein Puncture As an Alternative Method of Blood Sample Collection in Rats

Blood collection with enough blood volume is essential in animal experiments. Blood collection from the tail vein of rats is popular and less stressful compared to other more aggressive methods such as retro-orbital plexus sample collection. However, this blood collection method is sometimes limited by an unsatisfactory success rate. Here, we introduce a method for blood collection through the subclavian vein puncture. The subclavian vein is located just under the clavicle and this vein is large enough to fulfill the volume requirements of blood collection. Our results show that this method is safe and applicable for blood collection sampling with the required blood volume. Blood collection through the subclavian vein puncture could serve as an alternative blood collection method in case of failed tail vein blood sampling in rats.

Here, we present a protocol to collect blood samples from the rat subclavian vein.

Punción de la vena subclavia como método alternativo de recogida de muestras de sangre en las ratas

Blood collection with enough blood volume is essential in animal experiments. Blood collection from the tail vein of rats is popular and less stressful ...

Blood Collection Through Subclavian Vein Puncture in Mice

The mouse is the foremost mammalian model for studying human disease and human health. However, blood sample collection from mice is challenging in research work. Tail blood collection is a popular method when a small amount of blood sample is needed. Orbital artery could be considered if a large amount of blood is needed but this blood collection method has ethical issues. Formerly, we demonstrated the feasibility and safety of blood sample collection through subclavian vein puncture in rats, and here we investigate whether this method could be used in mice. We report that this method is safe and practical for blood collection in mice. Blood collection through the subclavian vein puncture in mice can be a convenient method in daily research works.

Here, we present a protocol to take blood samples from the subclavian vein of mice.

Recolección de sangre a través de punción venosa Subclaviana en ratones

The mouse is the foremost mammalian model for studying human disease and human health. However, blood sample collection from mice is challenging in ...

Murine Myocardial Infarction Model using Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery

Myocardial infarction (MI) and acute coronary diseases are among the most prominent causes of death in population with western lifestyle. The murine models of MI with permanent ligation of left-anterior descending (LAD) coronary artery closely mimics MI in humans. Murine models benefit from the extensive genetic engineering available nowadays. Here we propose a reproducible murine surgical model of myocardial infarction by permanent LAD coronary ligation. Our technique comprises anesthesia with ketamine/xylazine that can be rapidly reversed by administration of an antagonist, intubation without tracheotomy for mechanical-assisted ventilation, ventilation with application of extrinsic positive end-expiratory pressure (PEEP) to avoid alveolar collapse, a thoracotomy method limiting to the minimum surgical lesions made to skeletal muscles, and lung inflation without thoracentesis. This method is sparsely invasive, reproducible and reduces post-surgery mortality and complications.

Herein we describe a surgical procedure showing how to achieve permanent ligation of the left-anterior descending coronary artery in mice. This model is of high relevance to investigate the pathophysiology of myocardial infarction and the concomitant biological processes.

Modelo de infarto de miocardio murino usando ligadura permanente de la arteria coronaria descendente anterior izquierda

Myocardial infarction (MI) and acute coronary diseases are among the most prominent causes of death in population with western lifestyle. The murine ...