Les présentes études sont soutenues par National Heart, Lung, and Blood Institute Grant R01-HL0921, R01 et R01-DK083385-HL098294 à HK Eltzschig, le 1K08HL102267-01 à T. Eckle, et la Fondation pour l&#39;éducation d&#39;anesthésie et de subventions de recherche à T. Eckle et HK Eltzschig, et l&#39;American Heart Association à T. Grant Eckle et HK Eltzschig et une bourse de recherche Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) à M. Koeppen. Nous tenons à remercier Shelley Eltzschig pour l&#39;œuvre d&#39;art.

Remarques générales: Toutes les opérations doivent être effectuées sous un microscope droit dissection (Olympus, SZX10 avec Postes Crank Z-Axis avec STU2 stand StandBoom) et en utilisant un coagulateur chirurgical. La ventilation est essentielle pour la procédure et donc un certain laps de temps devrait être consacré à choisir le ventilateur et l&#39;optimisation de la technique de ventilation. Température, pression artérielle et l&#39;anesthésie doit être stable tout au long. 1. L&#39;anesthésie, l&#39;intubation et la surveillance <ol><li> Utilisez souris C57BL / 6 qui sont au moins 10 semaines. Induire une anesthésie à l&#39;aide de pentobarbital de sodium à une dose de 70 mg / kg de poids corporel ip maintenir l&#39;anesthésie, avec environ 10 mg / kg / h de pentobarbital de sodium. Soyez prudent avec le surdosage car cela pourrait considérablement baisser la pression artérielle. Re-dosage du pentobarbital - même après-heures peut conduire à une augmentation sévère du taux plasmatique. Basé sur des preuves solides concernant l&#39;isoflurane en tant que composé cardioprotecteur, nous recommandons l&#39;utilisation de la «inertes» et bien établie du pentobarbital dans un modèle de l&#39;ischémie myocardique 46-56. </li><li> Souris sur une table chauffée à température contrôlée (RT, Effenberg, Munich, Allemagne) avec une sonde thermomètre rectal attachés au contrôleur de rétroaction thermique pour maintenir la température corporelle à 37 ° C. </li><li> Après les souris induction anesthésique sécurisé en position couchée, avec les extrémités supérieures et inférieures attaché à la table à l&#39;aide d&#39;un ruban et une suture attachée aux chevilles. Faites de même pour la tête en utilisant les dents. Une retenue suffisante est importante pour une intubation réussie et la chirurgie bien contrôlé. Avant la chirurgie, la couverture de la souris avec de l&#39;huile minérale pour réduire le risque d&#39;allergie poils de souris. </li><li> Exposer la trachée chirurgicalement et d&#39;effectuer une intubation trachéale à l&#39;aide de canules bluntpolyethylene (Insyte 22g, Beckton Dickinson, USA). Vous aurez pour émousser l&#39;aiguille pour être en mesure de s&#39;en servir comme d&#39;un stylet. </li><li> Tirez la langue à l&#39;aide d&#39;une paire de pinces, puis poussez doucement dans un angle de 15 degrés vers le corps. Même après l&#39;exposition de la trachée et l&#39;aide d&#39;un microscope, cela pourrait exiger une certaine formation. Soyez conscient que de petits dommages de la trachée pourrait conduire à l&#39;impossibilité de ventiler l&#39;animal tout au long de la suture. Ainsi, si vous rencontrez des problèmes respiratoires vérifier la trachée pour les petits trous. </li><li> Confirmer le placement tube correct par visualisation directe de la canule dans la trachée précédemment exposées ci-dessus de la carène. </li><li> Connecter le tube d&#39;un ventilateur. Nous recommandons une technique de ventilation à pression contrôlée en utilisant un servo 900 C de Siemens (DRE vétérinaire, USA). Les animaux seront ensuite ventilés en utilisant pic de pression inspiratoire de 10 mbar, la fréquence de 110 cycles / min et une pression expiratoire positive de 3-5 mbar avec une FiO 2 = 0,4. Réglages pourrait besoin de quelques ajustements qui peuvent être atteints plus facilement en vérifiant les poumons lors de la chirurgie du thorax ouvert. Assurez-vous que les poumons ne sont pas effondrés ou surchargés. Malgré le fait que le servo 900 C est construit comme un ventilateur pour les humains, son utilisation dans un cadre ventilateur à pression contrôlée excellents ouvrages pour la ventilation de la souris. </li><li> Effectuer une analyse des gaz du sang pour confirmer l&#39;échange de gaz normale (pression partielle d&#39;oxygène, PaO 2 de 115 ± 15 mmHg et une pression partielle de dioxyde de carbone, PaCO 2 de 38 ± 6 mmHg) après 4 à 6 heures de temps de ventilation en utilisant le i-STAT System (Abbott, USA). </li><li> Moniteur de fréquence cardiaque avec un ECG (par exemple, Hewlett Packard, Böblingen, en Allemagne). Assurez-vous que la fréquence cardiaque ne chute pas en dessous de 450. Si la souris se développe bradycardia vérifier la température et la dose d&#39;anesthésique / concentration. Xylacin / kétamine anesthésie induit un cœur plein cœur de 250 / min et n&#39;est donc pas recommandé. </li><li> Appliquer une réhydratation correcte. Une infusion avec une solution saline normale 0,1 ml / heure par l&#39;intermédiaire d&#39;un cathéter artériel ou veineux doit être effectuée avant le début de l&#39;ischémie. En outre, un bolus salins de 500 ul pourrait être donnée ip avant la chirurgie. Thoracotomie peut induire une baisse de la pression artérielle et peut exiger d&#39;autres boli saline. Après une ischémie, une vitesse de perfusion jusqu&#39;à 1 ml / heure pourrait être nécessaire pour maintenir une pression artérielle moyenne supérieure à 60 mmHg et de garantir une reperfusion critique suffisante pour la coloration de l&#39;infarctus utilisant TTC. </li><li> Placez une artère carotide (PE10, Astuce OD (mm / &quot;), coniques&gt; 0.024 mm/.011&quot;) pour l&#39;enregistrement continu de la pression artérielle. L&#39;artère carotide sera exposée via dissection des muscles paratrachéal. Suite à une exposition plus loin et d&#39;éviter soigneusement tout traumatisme tissulaire (notamment du nerf vagal), un cathéter est introduit dans le vaisseau en utilisant deux points de suture et une petite pince. Fixer le bras au corps avant de commencer la dissection de l&#39;artère. Cela permettra d&#39;exposer une pièce plus longue de l&#39;artère. Knot la fin de la partie proximale de l&#39;artère carotide. Attacher une grande pince à l&#39;extrémité de la suture auobtenir une tension. Placez un autre fil de suture autour de l&#39;artère et de disséquer l&#39;artère à la fin distale. Ici, place une petite pince. Utilisez des ciseaux pour couper les micro une petite ouverture en diagonale dans l&#39;artère. Tenir l&#39;ouverture avec une pince fine (Dumont, WPI) et de faire progresser le cathéter bonne taille avec vos mains / forceps. Faites un noeud à votre deuxième suture et sécuriser l&#39;artère. Desserrer le collier et de faire avancer le cathéter supplémentaire. Fixez le cathéter avec plusieurs noeuds et ruban adhésif. </li></ol> 2. Technique d&#39;une artère coronaire <ol><li> Disséquer la peau et exposer la paroi thoracique gauche en utilisant une technique de dissection. </li><li> Couper les pectoraux muscles majeures et mineures pour exposer le mur thorax avec un cautère. En tirant le grand pectoral, le poumon diminue, ce qui d&#39;une pince de l&#39;unité d&#39;électrochirurgie peuvent être insérés, et, de 1-3 mm au-dessus du poumon, une ligne horizontale traversant les déchirures doit être coagulé. </li><li> En utilisant des ciseaux émoussés, couper le mur du thorax. Épingles de sûreté à jour, où la plaque est retirée et attraper l&#39;extrémité émoussée est plié, sont alors utilisés pour maintenir le thorax ouvert. </li><li> Afin de faciliter le positionnement définitif de la suture, coaguler et couper le mur du thorax le long de la membrane vers le côté inférieur gauche du thorax. </li><li> Exposer le cœur en disséquant le péricarde. Afin d&#39;éviter les mouvements diaphragmatiques enlever et couper le nerf phrénique. </li><li> Utilisez un coton tige humide avec une petite pince et tournez le cœur vers le côté droit. Identifier l&#39;artère coronaire gauche (ACV) et assurez-vous que les poumons ne sont pas trop gonflés. Optimiser l&#39;ouverture du thorax pour un maintien sûr du cœur lors de la passation de la suture. Si la pression artérielle est trop basse l&#39;identification pourrait être compliqué. Boli supplémentaires de solution saline peut améliorer l&#39;identification de l&#39;ACV. L&#39;ACV est un navire rouge vif traversant le cœur à l&#39;horizontale (par opposition à des veines de retour). Parfois, l&#39;ACV est mieux vu sans microscope. Ne pas utiliser trop de beaucoup de lumière. Cela peut conduire à rompre réflexions rendant la visualisation impossible. </li><li> Une fois que le LCA est identifié visuellement, placer une suture de nylon 8,0 (Prolène, Ethicon, Notiefies, USA) autour de l&#39;ACV. Aux fins de l&#39;occlusion intermittente LCA, nous avons adopté un modèle chronique de cardiomyopathie 42 utilisant un système de poids suspendu. </li><li> Enfilez la suture à travers un petit morceau de tube en plastique (PE-10 tubes) avec des bords contondants et joindre deux petits poids (1g, par exemple, utiliser des tubes Eppendorf remplis d&#39;eau) à chaque extrémité. Avec le poids librement suspendu sur une tringle, l&#39;ACV doit immédiatement être occlus. En outre, lorsque le poids est soulagé, LCA occlusion est résilié à la fois. Succès LCA d&#39;occlusion doit être confirmée par un changement de couleur immédiate du navire de la lumière rouge au violet foncé, changement de couleur du myocarde fourni par le navire (du rouge vif au blanc) et la présence de ST-élévations dans l&#39;ECG. Durant la reperfusion, les changements de couleur disparaissent instantanément. Gardez le cœur humide avec une 37 ° C, une solution saline trempés, morceau de coton hydrophile à travers (voir aussi figure 1). </li><li> Choisissez votre temps d&#39;ischémie selon votre intérêt primaire. En fait, pour des études sur les effets cardioprotecteurs des IP, il serait idéal d&#39;utiliser un temps d&#39;ischémie associée à un infarctus dans les tailles d&#39;environ 30 à 40% de l&#39;AAR. Ainsi, il serait possible de démontrer les changements dans les deux directions, de tailles d&#39;infarctus par exemple plus petite avec IP cardiaque ou un infarctus tailles plus grandes avec une thérapeutique expérimentale ou une délétion de gènes spécifiques. En outre, les souris avec une taille de l&#39;infarctus de moins de 50% survivent généralement l&#39;expérience, alors que l&#39;infarctus du tailles 60 à 80% ne sont souvent pas survécu et les animaux meurent avant l&#39;heure de reperfusion est terminée. En utilisant notre modèle 10 minutes d&#39;ischémie myocardique suivie par 2 heures de reperfusion entraîner dans une taille de l&#39;infarctus de 3,5 ± 1,3% de l&#39;AAR. En revanche, un temps d&#39;ischémie des résultats 60 minutes dans une taille de l&#39;infarctus moyenne de 42 ± 5,2% de l&#39;AAR (p &lt;0,01) 39. Ainsi, nous considérons un 60 minutes d&#39;ischémie idéal pour étudier les changements dans les deux directions. Néanmoins, vous pourriez avoir à ajuster le temps d&#39;ischémie chez les souris du gène ciblé avec un phénotype rompre. </li><li> Choisissez le temps de reperfusion droite. Le délai de reperfusion est extrêmement important pour la coloration de TTC. Le colorant incolore est réduit à un précipité rouge brique de couleur par les déshydrogénases, en présence de NADH co-enzyme. Cellules mourantes perdent leur capacité à retenir le NADH et, par conséquent, sont délimitées comme zones pâles dans le rouge taché myocarde viable. Délimitation taille de l&#39;infarctus par TTC exige que le NADH a été lavé complètement de la zone nécrosée. Cependant, si la reperfusion n&#39;est pas assez long, la délimitation taille de l&#39;infarctus par coloration TTC peut entraîner une sous-estimation de la taille réelle du myocarde 43. Dans nos mains, après un temps d&#39;ischémie de 60 min, la mesure de la taille d&#39;infarctus augmenté de 11,5 ± 4,5% après 30 minutes à 42,2 ± 5,1%après 120 minutes. Pas de nouvelle augmentation taille de l&#39;infarctus a pu être détecté avec des temps de reperfusion plus long (240 minutes) 39. Ainsi, nous recommandons une période de reperfusion 2 heures qui semble également raisonnable dans le contexte des enzymes cardiaques determination.If vous considérez l&#39;ischémie préconditionnement, nous vous recommandons de 4 cycles de propriété intellectuelle (5 minutes d&#39;ischémie, 5 min de reperfusion), suivie par un temps d&#39;ischémie de 60 min et un temps de 2 heures de reperfusion. Dans ces conditions, l&#39;IP a été associée à une réduction de 3,2 fois la taille de l&#39;infarctus de 42,2 ± 5,1% à 13,3 ± 3,3% de l&#39;AAR 39. Cependant, grâce au système de poids suspendu, différents régiments préconditionnement pourrait être facilement appliquée. </li></ol> 3. Détermination de la zone à risque (AAR) et taille de l&#39;infarctus du myocarde Après induction d&#39;un infarctus du myocarde (avec ou sans IP), la zone est perfusé par le LCA (zone à risque, l&#39;AAR) et la taille de l&#39;infarctus lui-même sera déterminé en utilisant une technique de coloration. Par la suite, l&#39;infarctus sera alors calculée en pourcentage d&#39;infarctus du myocarde par rapport à l&#39;AAR. Pour ce faire, une technique de coloration décrit précédemment double avec le chlorure de bleu et de triphényltétrazolium Evan (TTC) est utilisé 44. <ol><li> Déterminer l&#39;AAR par injection rétrograde du colorant 1% Evan bleue dans l&#39;aorte tandis que le LCA est occluse. Alternativement, si un cathéter carotide est en place, utiliser cet itinéraire pour l&#39;injection de bleu Evans. Bleu Evans tachera tout bleu tissu myocardique, à l&#39;exception de l&#39;AAR. Il est essentiel pour cette étape pour éviter les bulles d&#39;air dans le cathéter, comme ils le seraient injectés dans la circulation coronarienne et de prévenir les taches bleu Evans. Avant la coloration bleu Evans, vous pouvez collecter le sang pour les mesures enzymes cardiaques. En outre, la suppression de sang par l&#39;injection de 5 ml de solution saline à travers une aortique ou d&#39;un cathéter carotide est recommandée. </li><li> D&#39;accise du cœur et lavez-les à la glace saline à 0,9% à froid </li><li> Intégrer dans les 2% d&#39;agarose. Ne pas utiliser chauds agarose car cela éviter les taches de succès. </li><li> Après 30 minutes à 4 ° C (ou 15 minutes à -20 ° C), couper le cœur en tranches de 1 mm en utilisant une matrice cardiaque ou microtome. Si vous placez le coeur dans le congélateur éviter le gel sèche qui va conduire à la non coeurs colorés. </li><li> Incuber les tranches avec 1% TTC à 37 ° C pendant 10 min en utilisant un bouchon de 15 ml bleu dans un bain d&#39;eau. Cela permettra à la zone infarcie à être délimitées comme une zone blanche, tandis que les taches rouges des tissus viables. </li><li> Fixer les tranches colorées à fomaldehydes 10% pendant la nuit. En agissant ainsi, la zone infarcie est mieux contrastée amélioration de la qualité des images. </li><li> Déterminer la zone à risque (AAR) et la taille de l&#39;infarctus par planimétrie en utilisant le logiciel Image 1.0 NIH 45. </li><li> Calculer le pour cent de myocarde infarci de la zone à risque. </li></ol> 4. Mesure enzymes cardiaques En raison de limitations liées à coloration TTC, nous recommandons que lecture supplémentaires pour la sévérité infarctus du myocarde à la détermination de la troponine I cardiaque (cTnI) niveaux dans le sérum des souris. Le sang sera obtenu à partir de la veine porte et les taux sériques cTnI sont alors déterminés avec un dosage de la cTnI quantitative rapide (Vie Diagnostics, Inc, West Chester, PA, USA). 5. Les résultats représentatifs: <img src="/files/ftp_upload/2526/2526fig1.jpg" alt="Figure 1" /> La figure 1 (A). Modèle d&#39;IP cardiaque en utilisant un système de suspension de poids de l&#39;occlusion coronaire. Cette technique ne nécessite pas un noeud pour l&#39;occlusion coronaire. (B, C) l&#39;installation chirurgicale. (D) Image d&#39;un coeur murin avec l&#39;artère coronaire gauche (ACV, flèches) après l&#39;occlusion. L&#39;identification visuelle de l&#39;ACV est nécessaire pour la ligature et le préconditionnement ischémique chez la souris. Une suture de nylon 8,0 est placé autour du LCA 1-2 mm sous l&#39;oreillette gauche. La suture est enfilé à travers un tube en plastique de petite taille (*). La fin de chaque suture est attaché à un petit poids (1g) et la suture est placée au-dessus des tiges des deux côtés. (E) Détermination de l&#39;AAR, après l&#39;ACV occlusion et injection rétrograde du colorant bleu Evans dans l&#39;aorte. L&#39;AAR demeure immaculée tandis que le reste du myocarde est bleu. Après une incubation de tissu AAR avec TTC, le teint blanc, zone infarcie, tandis viables rouge taché de tissu.

La présente étude décrit une nouvelle technique d&#39;effectuer des IP dans un modèle murin intacte en utilisant un système de suspension de poids et d&#39;éviter ainsi l&#39;occlusion des artères coronaires par un nœud. En fait, cette étude démontre tailles d&#39;infarctus hautement reproductibles et de la protection cardiaque par IP, réduisant ainsi la variabilité associée à noeud modèles basés sur l&#39;occlusion coronaire. Les enquêteurs qui considèrent l&#39;étude de cardioprotection par IP chez la souris peuvent bénéficier de ce modèle.

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Sodium Pentobarbital (Fatal Plus)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Vortech Pharmaceutical Ls, Ltd</td>
<td>V.P.L. 9372</td>
<td>4mg/mL in saline</td>
</tr>
<tr>
<td>TTC</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>17779 Fluka</td>
<td>1.5 % in PBS</td>
</tr>
<tr>
<td>Evans Blue</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>E2129</td>
<td>10g in 1 L PBS</td>
</tr>
<tr>
<td>Insyte 22 G</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Beckton Dickinson</td>
<td>n/a</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Suture, silk 4.0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Harvard Apparatus</td>
<td>517698</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Suture, Prolene 8.0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ethicon, USA</td>
<td>M8739</td>
<td>reusable</td>
</tr>
<tr>
<td>Heart Matrix</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Zivic Instruments</td>
<td># HSMS001</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Siemens 900 C</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>DRE Veterinary, USA</td>
<td># 336</td>
<td>refurbished</td>
</tr>
<tr>
<td>dissecting microscope (SZX10 )</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Olympus</td>
<td>n/a</td>
<td>consider generous working distance</td>
</tr>
<tr>
<td>Heating Table</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Rt, Effenberger, Germany</td>
<td>n/a</td>
<td>only and single provider</td>
</tr>
<tr>
<td>Blood pressure device</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Cyber Sense, Inc</td>
<td>BPM02</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>I STAT</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Abbott</td>
<td>n/a</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

use of a hanging weight system for coronary artery occlusion in mice

Des études murin de lésion aiguë sont une zone d&#39;intense investigation, comme les souris knock-out pour différents gènes sont de plus en plus disponibles 1-38. Cardioprotection par le préconditionnement ischémique (PI) reste un domaine d&#39;investigation intense. Afin d&#39;élucider ses bases moléculaires, l&#39;utilisation d&#39;études de souris knock-out est particulièrement important 7, 14, 30, 39. Malgré le fait que les études précédentes ont déjà effectué avec succès une ischémie cardiaque et de reperfusion chez la souris, ce modèle est techniquement très difficile. En particulier, l&#39;identification visuelle de l&#39;artère coronaire, le placement de la suture autour du navire et occlusion coronaire en attachant hors du navire avec un noeud en charge est techniquement difficile. En outre, la réouverture du noeud pour la reperfusion intermittente de l&#39;artère coronaire au cours IP sans causer un traumatisme chirurgical ajoute un défi supplémentaire. Par ailleurs, si le nœud n&#39;est pas lié bas assez fort, la reperfusion par inadvertance en raison d&#39;une occlusion de la coronaire imparfaits peuvent affecter les résultats. En fait, cela peut facilement se produire à cause du mouvement du cœur qui bat. Basé sur des problèmes potentiels associés à l&#39;aide d&#39;un système d&#39;occlusion coronarienne noués, nous avons adopté un modèle précédemment publié de cardiomyopathie chronique basée sur un système de poids suspendu pour occlusion de l&#39;artère coronaire pendant 39 intermittents IP. En fait, l&#39;occlusion des artères coronaires peut donc être réalisé sans avoir à obstruer les artères coronaires par un nœud. Par ailleurs, la reperfusion du navire peut être facilement atteint en soutenant les poids suspendus qui sont dans une localisation à distance à partir des tissus cardiaques. Nous avons testé ce système de manière systématique, y compris la variation des temps d&#39;ischémie et de reperfusion, les régiments de préconditionnement, la température du corps et des origines génétiques 39. En plus de l&#39;infarctus coloration, nous avons testé la troponine I cardiaque (cTnI) comme marqueur de l&#39;infarctus du myocarde dans ce modèle. En fait, les taux plasmatiques de cTnI corrélée avec des tailles d&#39;infarctus (R2 = 0,8). Enfin, nous avons pu montrer dans plusieurs études que cette technique donne des tailles d&#39;infarctus hautement reproductible lors de propriété intellectuelle et de l&#39;infarctus du myocarde murin 6, 8, 30, 40, 41. Par conséquent, cette technique peut être utile pour les chercheurs qui poursuivent des mécanismes moléculaires impliqués dans la cardioprotection par IP en utilisant une approche génétique chez la souris avec une délétion du gène ciblé. D&#39;autres études sur IP cardiaques en utilisant des souris transgéniques peut considérer cette technique.

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Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice

Un modèle murin d&#39;ischémie myocardique et le préconditionnement ischémique est un des mécanismes importants d&#39;étude outil cardioprotecteur<em&gt; In vivo</em&gt;. Ici, nous rapportons une applicables faciles<em&gt; In situ</em&gt; Modèle pour IP cardiaque en utilisant un système de suspension de poids pour l&#39;occlusion des artères coronaires.

L&#39;utilisation d&#39;un système de poids suspendu pour une artère coronaire chez la souris

Murine studies of acute injury are an area of intense investigation, as knockout mice for different genes are becoming increasingly available 1-38. ...

use-of-a-hanging-weight-system-for-coronary-artery-occlusion-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

21.5K vues.  University of Colorado Denver. Un modèle murin d'ischémie myocardique et le préconditionnement ischémique est un des mécanismes importants d'étude outil cardioprotecteur In vivo. Ici, nous rapportons une applicables faciles In situ Modèle pour IP cardiaque en utilisant un système de suspension de poids pour l'occlusion des artères coronaires.

Vidéo: Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice

Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are very limited. To meet the need for novel therapeutic approaches, experimental stroke research frequently employs rodent models of focal cerebral ischaemia. Most researchers use permanent or transient occlusion of the middle cerebral artery (MCA) in mice or rats.
Proximal occlusion of the middle cerebral artery (MCA) via the intraluminal suture technique (so called filament or suture model) is probably the most frequently used model in experimental stroke research. The intraluminal MCAO model offers the advantage of inducing reproducible transient or permanent ischaemia of the MCA territory in a relatively non-invasive manner. Intraluminal approaches interrupt the blood flow of the entire territory of this artery. Filament occlusion thus arrests flow proximal to the lenticulo-striate arteries, which supply the basal ganglia. Filament occlusion of the MCA results in reproducible lesions in the cortex and striatum and can be either permanent or transient. In contrast, models inducing distal (to the branching of the lenticulo-striate arteries) MCA occlusion typically spare the striatum and primarily involve the neocortex. In addition these models do require craniectomy. In the model demonstrated in this article, a silicon coated filament is introduced into the common carotid artery and advanced along the internal carotid artery into the Circle of Willis, where it blocks the origin of the middle cerebral artery. In patients, occlusions of the middle cerebral artery are among the most common causes of ischaemic stroke. Since varying ischemic intervals can be chosen freely in this model depending on the time point of reperfusion, ischaemic lesions with varying degrees of severity can be produced. Reperfusion by removal of the occluding filament at least partially models the restoration of blood flow after spontaneous or therapeutic (tPA) lysis of a thromboembolic clot in humans.
In this video we will present the basic technique as well as the major pitfalls and confounders which may limit the predictive value of this model.

Filamentous occlusion of the Middle cerebral artery is a common model for studying ischemic stroke in mice.

Course de modélisation chez la souris - Moyen-occlusion artérielle cérébrale avec le modèle filamentaire

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

Recherche

Médecine

Use of a Hanging-weight System for Isolated Renal Artery Occlusion

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients revealed that only a mild increase in serum creatinine levels (0.3 to 0.4 mg/dl) is associated with a 70% greater risk of death than in persons without any increase 1. Along these lines, surgical procedures requiring cross-clamping of the aorta and renal vessels are associated with a renal failure rates of up to 30% 4. Similarly, AKI after cardiac surgery occurs in over 10% of patients under normal circumstances and is associated with dramatic increases in mortality. AKI are also common complications after liver transplantation. At least 8-17% of patients end up requiring renal replacement therapy 5. Moreover, delayed graft function due to tubule cell injury during kidney transplantation is frequently related to ischemia-associated AKI 6. Moreover, AKI occurs in approximately 20% of patients suffering from sepsis 6.The occurrence of AKI is associated with dramatic increases of morbidity and mortality 1. Therapeutic approaches are very limited and the majority of interventional trials in AKI have failed in humans. Therefore, additional therapeutic modalities to prevent renal injury from ischemia are urgently needed 3, 7-9. 
To elucidate mechanisms of renal injury due to ischemia and possible therapeutic strategies murine models are intensively required 7-13. Mouse models provide the possibility of utilizing different genetic models including gene-targeted mice and tissue specific gene-targeted mice (cre-flox system). However, murine renal ischemia is technically challenging and experimental details significantly influence results. We performed a systematic evaluation of a novel model for isolated renal artery occlusion in mice, which specifically avoids the use of clamping or suturing the renal pedicle 14. This model requires a nephrectomy of the right kidney since ischemia can be only performed in one kidney due to the experimental setting. In fact, by using a hanging-weight system, the renal artery is only instrumented once throughout the surgical procedure. In addition, no venous or urethral obstruction occurs with this technique. We could demonstrate time-dose-dependent and highly reproducible renal injury with ischemia by measuring serum creatinine. Moreover, when comparing this new model with conventional clamping of the whole pedicle, renal protection by ischemic preconditioning is more profound and more reliable. Therefore his new technique might be useful for other researchers who are working in the field of acute kidney injury.

A precise murine model for acute kidney injury (AKI) due to ischemia is an important tool to investigate acute kidney injury and possibly find therapeutic tools to treat renal injury. The hanging weight system offers a tool for immediate and reliable renal artery occlusion and reperfusion without causing renal congestion.

L&#39;utilisation d&#39;un système de suspension de poids pour les Occlusion de l&#39;artère rénale isolée

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients ...

Use of a Hanging-weight System for Liver Ischemia in Mice

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and can result in liver failure which has a high mortality rate1-2. Therefore murine studies of hepatic ischemia have become an important field of research by providing the opportunity to utilize pharmacological and genetic studies3-9. Specifically, conditional mice with tissue specific deletion of a gene (cre, flox system) provide insights into the role of proteins in particular tissues10-13 . Because of the technical difficulty associated with manually clamping the portal triad in mice, we performed a systematic evaluation using a hanging-weight system for portal triad occlusion which has been previously described3. By using a hanging-weight system we place a suture around the left branch of the portal triad without causing any damage to the hepatic lobes, since also the finest clamps available can cause hepatic tissue damage because of the close location of liver tissue to the vessels. Furthermore, the right branch of the hepatic triad is still perfused thus no intestinal congestion occurs with this technique as blood flow to the right hepatic lobes is preserved. Furthermore, the portal triad is only manipulated once throughout the entire surgical procedure. As a result, procedures like pre-conditioning, with short times of ischemia and reperfusion, can be easily performed. Systematic evaluation of this model by performing different ischemia and reperfusion times revealed a close correlation of hepatic ischemia time with liver damage as measured by alanine (ALT) and aspartate (AST) aminotransferase serum levels3,9. Taken together, these studies confirm highly reproducible liver injury when using the hanging-weight system for hepatic ischemia and intermittent reperfusion. Thus, this technique might be useful for other investigators interested in liver ischemia studies in mice. Therefore the video clip provides a detailed step-by-step description of this technique.

We established a novel murine model of a hanging weight system for portal triad occlusion. This technique may be useful for future investigations of ischemia in murine hepatic models.

Utilisation d&#39;un système de suspension de poids de l&#39;ischémie du foie chez la souris

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and ...

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.

Technique de modification de ligature de l&#39;artère coronaire chez la souris

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 ...

Optimized System for Cerebral Perfusion Monitoring in the Rat Stroke Model of Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal models of acute ischemic stroke allows to confirm successful arterial occlusion and exclude subarachnoid hemorrhage. Cerebral perfusion monitoring can also be used to study intracranial collateral circulation, which is emerging as a powerful determinant of stroke outcome and a possible therapeutic target. Despite a recognized role of Laser Doppler perfusion monitoring as part of the current guidelines for experimental cerebral ischemia, a number of technical difficulties exist that limit its widespread use. One of the major issues is obtaining a secure and prolonged attachment of a deep-penetration Laser Doppler probe to the animal skull. In this video, we show our optimized system for cerebral perfusion monitoring during transient middle cerebral artery occlusion by intraluminal filament in the rat. We developed in-house a simple method to obtain a custom made holder for twin-fibre (deep-penetration) Laser Doppler probes, which allow multi-site monitoring if needed. A continuous and prolonged monitoring of cerebral perfusion could easily be obtained over the intact skull.

Cerebral perfusion monitoring has been demonstrated to improve accuracy in ischemic stroke models. Technical difficulties often limit the use of this essential tool for cerebrovascular research. In this video, an optimized system is shown to obtain a single or multi-site hemodynamic monitoring during intraluminal middle cerebral artery occlusion in rats.

Système optimisé pour la surveillance de la perfusion cérébrale chez le rat des maladies du intraluminale occlusion de l&#39;artère cérébrale moyenne

The translational potential of pre-clinical stroke research depends on the accuracy of experimental modeling. Cerebral perfusion monitoring in animal ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Infusions de l&#39;artère carotide pour pharmacocinétiques et pharmacodynamiques Analyse des taxanes chez la souris

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Permanent Ligation of the Left Anterior Descending Coronary Artery in Mice: A Model of Post-myocardial Infarction Remodelling and Heart Failure

Heart failure is a syndrome in which the heart fails to pump blood at a rate commensurate with cellular oxygen requirements at rest or during stress. It is characterized by fluid retention, shortness of breath, and fatigue, in particular on exertion. Heart failure is a growing public health problem, the leading cause of hospitalization, and a major cause of mortality. Ischemic heart disease is the main cause of heart failure.
Ventricular remodelling refers to changes in structure, size, and shape of the left ventricle. This architectural remodelling of the left ventricle is induced by injury (e.g., myocardial infarction), by pressure overload (e.g., systemic arterial hypertension or aortic stenosis), or by volume overload. Since ventricular remodelling affects wall stress, it has a profound impact on cardiac function and on the development of heart failure. A model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice is used to investigate ventricular remodelling and cardiac function post-myocardial infarction. This model is fundamentally different in terms of objectives and pathophysiological relevance compared to the model of transient ligation of the left anterior descending coronary artery. In this latter model of ischemia/reperfusion injury, the initial extent of the infarct may be modulated by factors that affect myocardial salvage following reperfusion. In contrast, the infarct area at 24 hr after permanent ligation of the left anterior descending coronary artery is fixed. Cardiac function in this model will be affected by 1) the process of infarct expansion, infarct healing, and scar formation; and 2) the concomitant development of left ventricular dilatation, cardiac hypertrophy, and ventricular remodelling.
Besides the model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery, the technique of invasive hemodynamic measurements in mice is presented in detail.

Heart failure is the leading cause of hospitalization and a major cause of mortality. A model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice is applied to investigate ventricular remodelling and cardiac dysfunction post-myocardial infarction. The technique of invasive hemodynamic measurements in mice is presented.

Ligature permanente de l&#39;artère interventriculaire antérieure coronaire chez la souris: Un modèle de post-infarctus du myocarde et de remodelage de l&#39;insuffisance cardiaque

Heart failure is a syndrome in which the heart fails to pump blood at a rate commensurate with cellular oxygen requirements at rest or during stress. It ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow reserve (CFR) in humans. Reduced CFR is accompanied by marked intramyocardial and pericoronary fibrosis and is used as an indication of the severity of dysfunction. This study explores, step-by-step, the real-time changes measured in the coronary flow velocity, CFR and systolic to diastolic peak velocity (S/D) ratio in the setting of an aortic banding model in mice. By using a Doppler transthoracic imaging technique that yields reproducible and reliable data, the method assesses changes in flow in the septal coronary artery (SCA), for a period of over two weeks in mice, that previously either underwent aortic banding or thoracotomy. 
During imaging, hyperemia in all mice was induced by isoflurane, an anesthetic that increased coronary flow velocity when compared with resting flow. All images were acquired by a single imager. Two ratios, (1) CFR, the ratio between hyperemic and baseline flow velocities, and (2) systolic (S) to diastolic (D) flow were determined, using a proprietary software and by two independent observers. Importantly, the observed changes in coronary flow preceded LV dysfunction as evidenced by normal LV mass and fractional shortening (FS). 
The method was benchmarked against the current gold standard of coronary assessment, histopathology. The latter technique showed clear pathologic changes in the coronary artery in the form of peri-coronary fibrosis that correlated to the flow changes as assessed by echocardiography. 
The study underscores the value of using a non-invasive technique to monitor coronary circulation in mouse hearts. The method minimizes redundant use of research animals and demonstrates that advanced ultrasound-based indices, such as CFR and S/D ratios, can serve as viable diagnostic tools in a variety of investigational protocols including drug studies and the study of genetically modified strains.

Coronary flow reserve (CFR) is useful for assessment of myocardial oxygen demand and evaluation of cardiovascular risk. This study establishes a step-by-step transthoracic Doppler echocardiographic (TTDE) method for longitudinal monitoring of the changes in CFR, as measured from coronary artery in mice, under the experimental pressure overload of aortic banding.

Évaluation Basé échographie de l&#39;artère coronaire de débit et de Flow Reserve coronaire Utilisation de la surcharge de pression modèle chez la souris

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Surgical Approach for Middle Cerebral Artery Occlusion and Reperfusion Induced Stroke in Mice

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ischemic in origin and occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA). Currently the only Food and Drug Administration (FDA) approved drug for the treatment of this devastating disease is tissue plasminogen activator (tPA). However, tPA has a small therapeutic window for administration (3 - 6 hr), and is only effective in 4% of the patients who actually receive it. Current research focuses on understanding the pathophysiology of stroke in order to find potential therapeutic targets. Thus, reliable models are crucial, and the MCA occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) is deemed to be the most clinically relevant surgical model of ischemic stroke, and is fairly non-invasive and easily reproducible. Typically the MCAo model is used with rodents, especially with mice due to all the genetic variations available for this species. Here we describe (and present in the video) how to successfully perform the MCAo model (with reperfusion) in mice to generate reliable and reproducible data.

In order to understand the pathophysiology of stroke, it is important to use reliable models. This paper will describe one of the most frequently used stroke models in mice, termed the middle cerebral artery occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) with reperfusion.

Approche chirurgicale pour Occlusion de l&#39;artère cérébrale moyenne et reperfusion induite par des maladies chez les souris

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ...

Identifying Coronary Artery Calcification on Non-gated Computed Tomography Scans

Coronary artery calcification (CAC) provides an objective measure of coronary artery disease and can readily be identified on non-gated computed tomography (CT) scans with a high correlation with gated cardiac CT scans. This standardized protocol takes a step-wise approach to not only optimizing an image for the identification of calcification but also to distinguishing CAC from other common causes of calcification in the cardiac silhouette. Recognition of CAC on non-gated CT scans helps to identify a very powerful prognostic factor that can influence therapeutic interventions or downstream diagnostic testing without requiring a gated cardiac scan. These non-gated CT scans are often acquired as part of the routine care of the patient, and this data is readily available without another dose of&#160;ionizing radiation. This protocol allows for the precise and accurate extraction of this data for the purposes of retrospective data analysis in clinical research studies, but also in the clinical evaluation and management of patients.

Here, we present a protocol to reliably and systematically identify coronary artery calcification (CAC) on non-gated computed tomography (CT) scans of the chest or abdomen. CAC provides an objective measure of coronary artery disease for both research and clinical purposes.