Je tiens à remercier le ministère de la Recherche et études supérieures pour fournir des fonds pour soutenir mes recherches et le département de médecine comparée pour leur vigilance et leur aide. Je tiens également à reconnaître le Département de physiologie pour leurs soutien et des conseils ainsi que les étudiants et techniciens dans mon laboratoire pour leur aide. Enfin, je tiens à remercier mon post-doctorat mentor, le Dr Charles E. Murry, pour l&#39;occasion une formation au cours de laquelle j&#39;ai appris la microchirurgie de la souris.

<ol><li> Instruments chirurgicaux stériles (tableau 1) et 3 applicateurs de coton &quot;à pointe sont placés sur une thibaude stérile. Le stérilisateur perles (Germinator 500) est activé. </li><li> Souris (âge:&gt; 6 semaines; poids:&gt; 18g) sont anesthésiés par une injection ip de 20 pi / g pc de tribromoéthanol (250mg/kg; durée - environ 40 minutes). </li><li> Lorsque les souris sont insensibles à l&#39;orteil-pincement, un lubrifiant stérile (Larmes renouvelé) est appliqué sur les yeux pour les protéger contre le dessèchement et le côté gauche de la poitrine est recouverte d&#39;épilation (par exemple Nair) pour enlever la fourrure de la peau. </li><li> L&#39;épilation est lavé avec de l&#39;eau courante chaude et bétadine / alcool écouvillonnage est utilisé pour désinfecter la zone chirurgicale. </li><li> La souris est placée sur un coussin chaud isotherme DeltaPhase qui est fixé à une table en plexiglas. Chaque membre est immobilisé à l&#39;aide de bandes et d&#39;un fil épais est placé horizontalement sous les dents du haut pour tenir la mâchoire supérieure en place. </li><li> La table est positionnée verticalement et une lumière brilla fibre optique est directement sur la région du cou pour l&#39;éclairage transoesophagienne. Cela nécessite un positionnement précis tels que l&#39;ouverture de la gorge est considéré comme un orifice bien éclairé, permettant ainsi la trachée pour être visualisé pour faciliter l&#39;insertion du tube PE. </li><li> Le tube est ensuite relié au ventilateur (connecté à un O à 95% 2 / 5% CO 2) pour administrer constante ventilation à pression positive (TOPO ventilateur; taux de 125 respirations / min; pression inspiratoire de pointe de 10 à 12 cmH 2 O, note * : paramètres varient avec la souche et le sexe 1-3). Une fois la ventilation est confirmée par les mouvements de la poitrine synchrone, la connexion est fixée à la garniture avec du ruban adhésif pour éviter l&#39;extubation pendant la chirurgie. </li><li> En utilisant des pinces à dents pour tirer la peau et loin de la poitrine, une lame de scalpel stérile n ° 10 attaché à un manche de scalpel n ° 3 est utilisé pour faire une incision de 1,5 cm dans la peau parallèlement au sternum. </li><li> Courbé microciseaux Vanna sont utilisés pour couper les muscles pectoraux et de faire un petit trou dans le muscle intercostal. </li><li> Droite, microciseaux émoussées sont utilisés pour couper à travers trois côtes. </li><li> Un spéculum ophtalmiques 9mm pédiatrique est utilisée pour retirer de la cage thoracique. </li><li> Utilisation de la pince courbe, tirez le péricarde du coeur et de l&#39;utilisation de la pince à griffes en douceur la déchirure de l&#39;ouvrir. </li><li> Utilisation du porte-aiguille Castroviejo, un point de 6mm fils d&#39;aiguille conique 3 / 8 de la suture 8-0 polyéthylène sous l&#39;antérieur gauche artère coronaire descendante (le long du grand axe du cœur) qui lui est perpendiculaire. <ol><li> Pour une ligature temporaire qui peut être retiré pour une reperfusion chronométré, un stérile de 0,5-1cm morceau de PE90 est placé sur le cœur en parallèle à l&#39;artère coronaire. La suture, qui a d&#39;abord été bouclé dans l&#39;artère coronaire, est alors attaché à la tuyauterie. Au moment où il doit être libéré, la ligature est desserré. Ceci peut être répété à volonté et le temps d&#39;occlusion / réocclusion peut être modifié 4. Selon la longueur du protocole et du type d&#39;anesthésie utilisée, la supplémentation peut être nécessaire. </li><li> Pour une occlusion permanente, la ligature lacée sous l&#39;artère coronaire est simplement lié. Blanchiment et dyskinésie sont apparentes et la partie longue de la suture est coupé 5-10. </li><li> Pour l&#39;injection intramyocardique (s), une seringue stérile à Hamilton avec une aiguille de calibre 30 biseauté stérile est introduit dans la base du cœur au-dessus de la zone de blessure sur le côté droit de la ligature. L&#39;aiguille est ensuite avancée dans le domaine de la blessure et retirer légèrement de sorte que le biseau peut être vu à peu près à la zone frontalière. Certains de la solution dans la seringue (2-3μl) est injecté dans le cœur et l&#39;aiguille est maintenu en place. La seringue est retirée une autre 1-3mm et le reste de la solution est injectée. La seringue est maintenu en place jusqu&#39;à ce que la bulle qui se forme par la solution se dissipe. L&#39;aiguille est ensuite retirée. S&#39;il ya un saignement, un applicateur coton-tige est doucement pressé sur le site insertion de l&#39;aiguille jusqu&#39;à ce que le saignement s&#39;arrête 5-7. </li></ol></li><li> Une fois les manipulations du myocarde sont complets, des rétracteurs des côtes sont enlevées et la cavité thoracique est fermée avec 2-3 sutures utilisant 6-0 suture surgipro. </li><li> Deux-trois sutures sont ensuite mis à fermer les muscles pectoraux, 1-3 gouttes de 1:10 marcaïne 0,25% dans une solution saline stérile (la souris 0.1ml/25g) est appliquée au muscle et ensuite 2-3 sutures sont faites pour fermer la peau. </li><li> La souris est enlevé du ventilateur. Une fois que la respiration rythmique, rapide, superficielle est vérifiée, la souris peut être extubé. </li><li> 0.5ml eau chaude salée stérile est injecté dans l&#39;espace sous-cutanée dorsale et de la souris est placée sur un coussin réchauffement dans une cage jusqu&#39;à ce qu&#39;il retrouve la mobilité (1 heure minimum). </li><li> Pour les expériences de survie, les souris sont replacés dans leurs cages et est retourné au vivarium jusqu&#39;au moment du sacrifice. Pendant les 2 premiers jours, la nourriture est humidifiéplacé sur le plancher de la cage afin de faciliter l&#39;alimentation (donc ils n&#39;ont pas à atteindre ce qui peut causer de la douleur) et la buprénorphine devrait être administrée toutes les 6-12h. Soins post-opératoires comprend également un suivi quotidien de la première semaine afin de vérifier la mobilité suffisante, le toilettage, et les habitudes alimentaires. </li><li> Les instruments chirurgicaux sont nettoyés avec de l&#39;éthanol et inséré dans le stérilisateur cordon avant l&#39;opération suivante. </li><li> Au moment du sacrifice, les souris sont anesthésiées avec du pentobarbital de sodium (65mg/ml; 55-65 mg / kg). Quand un avion adéquat d&#39;anesthésie est réalisée, la cavité thoracique est ouverte. </li><li> Alors que le cœur bat encore, une seringue avec une aiguille de calibre 23 contenant du chlorure de potassium à froid (KCl, 30 mM) ou 2,3-butanedione monoxime (BDM; 10mM) est utilisé pour perforer la région postérieure basale du ventricule et la solution est injecté lentement dans la chambre jusqu&#39;à ce que le cœur est arrêté en diastole. </li><li> Une fois que le cœur est enlevé, une seringue contenant du PBS est utilisé pour perfuser rétrograde rincez le coeur d&#39;enlever toute trace de sang qui reste. Pour études de toxicité aiguë, à la fin de la période de reperfusion, le DAL est re-ligaturé au point d&#39;origine de l&#39;occlusion. Une solution contenant 1% de bleu Evans est injectée dans l&#39;aorte. Une fois que le coeur est extrait, il est coupé transversalement en 3 sections d&#39;égale épaisseur, incubés dans 1% de chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium et imagé pour les analyses morphométriques 11. Pour les études chroniques, le cœur est ensuite immergé dans un fixateur, puis traitées et intégrées conformément aux procédures de routine. Les diapositives peuvent ensuite être teinté histologiquement et imagé pour les analyses morphométriques (à l&#39;aide de Scion, NIH Image J, ou Image Pro Plus) 9,10,12. </li></ol> Les résultats représentatifs: Quand c&#39;est fait correctement, le taux de survie chez les souris (mâles: l&#39;âge de 8-10 semaines, 22-28g; femmes: âge 10-12 semaines, 20-26g) sont les suivants: plus de 90% à la phase aiguë d&#39;ischémie / reperfusion et l&#39;ischémie expériences préconditionnement, plus 85% dans les études permanentes ligature de l&#39;artère, et environ 80% pour les injections intra-myocardique. Depuis blessures précoce est plus facilement visible par les changements métaboliques plutôt que structurel, détermination de la taille de l&#39;infarctus chez une ischémie / reperfusion et ischémiques expériences préconditionnement est réalisé en injectant 1% de colorant bleu Evans dans l&#39;aorte qui se perfuser le cœur qui n&#39;est pas fourni par le DAL ( La figure 1A). Une fois que le cœur est enlevé et coupées transversalement en deux, le tissu est incubé dans une solution de 1% de chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium pour mesurer la taille d&#39;infarctus (figure 1B). Les superficies sont mesurées à l&#39;aide de Scion ou NIH logiciel d&#39;imagerie qui peut être calibré à l&#39;aide d&#39;un micromètre imagé au même grossissement. Ces numéros sont utilisés pour calculer la superficie à risque / infarctus du ventricule gauche et la taille / zone à risque 11. Différences entre les souches peuvent entraîner des variations de poids corporel et la taille du cœur et si les soins doivent être prises pour normaliser ces mesures de poids du cœur, du poids corporel, ou la longueur du tibia à des fins comparatives. Permanent des résultats ligature de l&#39;artère en gros changements structurels tels que la nécrose, amincissement des parois, et la dilatation de chambre. Comparaison des effets du traitement et / ou de temps sur la taille de l&#39;infarctus et la nécrose par rapport à la ventricule gauche, zone de la chambre, paroi septale et gauche épaisseur de la paroi libre du ventricule dans le modèle d&#39;occlusion permanente (figure 2A) peut également être mesurée en utilisant l&#39;imagerie Scion ou NIH logiciel. Coloration du collagène avec picrosirius rouge / vert rapide (figure 2B) peut être utilisé pour mesurer la fibrose insterstitial ce qui correspond à des indices fonctionnels de 8-10 raidissement mur. L&#39;image de la figure 3 représente la distribution de la solution 6UL (bleu Evans) injecté dans la zone frontière de la ligature de l&#39;artère cardiaque après permanente. Notez que c&#39;est un produit dans le sens de la blessure ainsi que vers la base et également transmurale. <img src="/files/ftp_upload/2581/2581fig1.jpg" alt="Figure 1" /> Figure 1. A. Evan l &#39;Bleu injecté dans l&#39;aorte avant l&#39;excision. Cette image montre les régions perfusées du cœur (teint) et la zone occluse (non coloré). Evan B. l&#39; Bleu et coloration TTC suivant l&#39;ischémie aiguë / reperfusion. Ceci est une image représentative (20x) montrant la distribution du colorant bleu teinté où les régions sans occlusion ainsi que coloration des tissus viables TTC métaboliquement (rouge). Zones nécrosées ne tache pas et si elles restent pâles (décrites). <img src="/files/ftp_upload/2581/2581fig2.jpg" alt="Figure 2" /> Figure 2. A. hématoxyline et éosine. Ceci est une image représentative (20x) de la coloration H &amp; E d&#39;un cœur de souris coupé transversalement dans la région d&#39;infarctus à 4 jours post-IM (20x). Le * indique une nécrose des tissus, les flèches pointent dans les tissus de granulation, VD = ventricule droit et ventricule gauche = LV. B. Picrosirius rouge et vert rapide tache. C&#39;est uneimage représentative (20x) de picrosirius rouge / fast coloration verte d&#39;une coupe transversale de cœur de souris à 4 semaines post-IM. Le vert cytoplasme des taches et des fibres de collagène sont rouges. <img src="/files/ftp_upload/2581/2581fig3.jpg" alt="Figure 3" /> Figure 3. Bleu d&#39;Evans de distribution de teinture tache après l&#39;injection intramyocardique 6UL. Ceci est une image représentative montrant la répartition mondiale et transmurale du colorant bleu Evan tout au long du coeur suite à l&#39;injection intramyocardique 6UL à la zone frontalière, immédiatement après la ligature des artères coronaires (12x).

Ce protocole a été approuvé par les animaux et est en conformité avec les directives et les règlements énoncés par le soin des animaux et du Comité institutionnel utilisation à l&#39;East Carolina University.

Les maladies coronariennes continue d&#39;être un point de vue épidémiologique et fiscalement problème important de santé publique. Considérables de la recherche fondamentale sont encore nécessaires pour comprendre les mécanismes par lesquels les blessures et le remodelage et comment procéder thérapeutiques potentiels susceptibles de moduler ces processus, si elles doivent être développés pour une utilisation clinique. Les rongeurs sont les plus couramment utilisées et la vaste gamme de souris génétiquement modifiées disponibles rend cette espèce un modèle plus attrayant. Bien qu&#39;il existe des différences entre les souris et les autres espèces, il ya beaucoup d&#39;avantages à un modèle murin. L&#39;utilisation d&#39;un champ simple, dissection ou une loupe et des conditions bien éclairés permettent la vascularisation d&#39;être facilement vu (pour anatomie détaillée de la vascularisation, voir Salto-Tellez et al., 2004 13). Pour réduire le risque de mortalité postopératoire, il est très important d&#39;éviter de rompre les grands navires, puisque le volume total de sang de souris 25g est inférieure à 2 ml 14. Dans le cas où survient un saignement excessif, l&#39;application d&#39;une pression douce ou la cautérisation identifier peut être utilisé pour arrêter le saignement. Cette procédure peut également être modifié dans une variété de façons. Par exemple, les souris peuvent être anesthésiés en utilisant l&#39;isoflurane, la kétamine / xylazine, ou du pentobarbital de sodium et de la sélection approprié est déterminé par la durée du protocole de 15-18. Le réflexe des orteils pincement est l&#39;indice le plus couramment utilisé de la profondeur de l&#39;anesthésie. En outre, pour améliorer la probabilité de survie à long terme, certains chercheurs utilisent les médicaments anti-arythmiques tels que la lidocaïne pour réduire l&#39;incidence des arythmies mortelles 19,20 cependant, il doit être pris en compte que cela a été récemment démontré avoir des propriétés anti-apoptotiques dans un aiguës modèle 21. Aussi, pour réduire les douleurs post-opératoires, les analgésiques tels que la buprénorphine peut être administré pendant les 48 premières heures après la chirurgie 3,16,17,22,23. Pour maintenir la température du corps pendant la chirurgie (surtout pour les plus de protocoles), une sonde rectale en série avec un coussin chauffant est souvent utilisé à la place du pad isotherme. Pour l&#39;ischémie / reperfusion et / ou ischémiques pré-ou postconditionnement: la durée de l&#39;occlusion (s) et de la reperfusion (s) peut être modifiée, car une occlusion permanente, la taille de l&#39;infarctus peut être modifiée en ajustant la position de la ligature; et pour les injections intra-myocardique (par exemple les cellules, les protéines), il peut y avoir d&#39;injection endroits 1-3 et le volume par injection peut être jusqu&#39;à 15 24 pl. Si les cellules sont injectées, le calibre de l&#39;aiguille utilisée (généralement 26-30) 5,25,26 doivent être choisis en fonction de la taille des cellules de sorte que le diamètre interne de l&#39;aiguille est assez grand pour éviter la tonte. Pour éviter confond en raison de processus inflammatoire déclenchée par la chirurgie, certains chercheurs ont déclaré utiliser un piège qui est manipulé ex vivo à s&#39;obstruer et reperfuser les cœurs dans une souris à thorax fermé à tout moment après la chirurgie 27-29. Plus récemment, Gao et al. 30 ont montré que l&#39;occlusion temporaire et permanent peut être réalisé sans la nécessité d&#39;une ventilation et un peu de laboratoires ont commencé à utiliser les ultrasons pour effectuer thorax fermé intramyocardique injections 25,31. Depuis la première étude démontrant la faisabilité de la ligature des artères coronaires chez des souris a été publiée par Johns et Olson en 1954 32, de nombreux autres ont adopté ce modèle et l&#39;a modifié pour étudier divers aspects de la lésion du myocarde et le remodelage 3,33-45. La nature de la souris en termes de taille, la capacité de reproduction, et les frais relativement moins à l&#39;achat et l&#39;entretien font de cette espèce un outil attrayant pour un large éventail d&#39;études physiologiques et physiopathologiques. Comme la miniaturisation de la technologie pour l&#39;imagerie in vivo en avances 46-49, ainsi que les moyens d&#39;exécuter et d&#39;analyser la génomique à grande échelle et de la protéomique, criblage de médicaments, l&#39;efficacité des thérapies basées sur les cellules et / ou des protéines ainsi que des biomatériaux 50-64, combinée avec la gamme plus large de manipulations génétiques offertes par ubiquitaire ou spécifique de tissu des souris transgéniques ou mutantes / KO, le modèle murin d&#39;infarctus du myocarde sans aucun doute continuer à être un outil précieux dans l&#39;évaluation de lésion cardiaque aiguë et à long terme de remodelage. Par conséquent, il ya une valeur incontestable d&#39;être en mesure d&#39;effectuer ces expériences de manière fiable et reproductible.

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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>Long Vanna Scissors</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>George Tiemann</td>
<td>160-159</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Micro Dissecting Scissors</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>George Tiemann</td>
<td>160-161</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Forceps &#x2013; straight, 1x2 teeth</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>George Tiemann</td>
<td>105-205</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Scalpel handle #3</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>George Tiemann</td>
<td>105-64</td>
<td>#10 sterile blade</td>
</tr>
<tr>
<td>Forceps &#x2013; half curved serrated</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>George Tiemann</td>
<td>160-19</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tissue Scissors</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>George Tiemann</td>
<td>105-410</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Castroviejo Needle Holder</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Miltex</td>
<td>18-1828</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Cook Eye Speculum</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Miltex</td>
<td>18-63</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Surgipro II 8-0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Suture Express</td>
<td>VP-900-X</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Prolene 6-0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Suture Express</td>
<td>8776</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Germinator 500 Bead Sterilizer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Cellpoint Scientific</td>
<td>65369-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Deltaphase isothermal pad</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Braintree Scientific</td>
<td>39DP</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Hamilton syringe - 25&mu;l</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Hamilton</td>
<td>80430</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>30 gauge beveled needle</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Hamilton</td>
<td>7803-07</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ventilator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Kent Scientific</td>
<td>TOPO</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

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.

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

De nombreuses manipulations génétiques et / ou injections intra-myocardique de gènes, de protéines, de cellules et / ou biomatériaux sont superposées la dimension du temps dans des études de l&#39;ischémie aiguë / reperfusion et le remodelage chronique chez la souris. Cette vidéo illustre les procédures de microchirurgie de l&#39;ischémie / reperfusion, la ligature des artères coronaires permanente, et les études d&#39;injection intramyocardique.

Ligature de l&#39;artère coronaire et injection intramyocardique dans un modèle murin d&#39;infarctus

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 ...

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Medicine

51.8K vues.  East Carolina University. De nombreuses manipulations génétiques et / ou injections intra-myocardique de gènes, de protéines, de cellules et / ou biomatériaux sont superposées la dimension du temps dans des études de l'ischémie aiguë / reperfusion et le remodelage chronique chez la souris. Cette vidéo illustre les procédures de microchirurgie de l'ischémie / reperfusion, la ligature des artères coronaires permanente, et les études d'injection intramyocardique.

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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 ...

Recherche

Médecine

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms at work during MI and developing effective therapeutic approaches requires methodology to reproducibly simulate the clinical incidence and reflect the pathophysiological changes associated with MI. Here, we describe a surgical method to induce MI in mouse models that can be used for short-term ischemia-reperfusion (I/R) injury as well as permanent ligation. The major advantage of this method is to facilitate location of the left anterior descending artery (LAD) to allow for accurate ligation of this artery to induce ischemia in the left ventricle of the mouse heart. Accurate positioning of the ligature on the LAD increases reproducibility of infarct size and thus produces more reliable results. Greater precision in placement of the ligature will improve the standard surgical approaches to simulate MI in mice, thus reducing the number of experimental animals necessary for statistically relevant studies and improving our understanding of the mechanisms producing cardiac dysfunction following MI. This mouse model of MI is also useful for the preclinical testing of treatments targeting myocardial damage following MI.

We introduce a surgical method to induce experimental ischemia/reperfusion (I/R) injury to simulate myocardial infarction (MI) in mouse models that allows for more clarity in positioning of the ligation on the left anterior descending artery (LAD) to increase the reproducibility of MI experiments in mice.

Un modèle murin d&#39;ischémie myocardique-reperfusion par ligature de l&#39;artère interventriculaire antérieure

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

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 ...

Murine Left Anterior Descending (LAD) Coronary Artery Ligation: An Improved and Simplified Model for Myocardial Infarction

Ischemic heart disease (IHD), or acute coronary syndrome (ACS), is one of the leading causes of death in the United States. IHD is characterized by reduced blood supply to the heart, resulting in the loss of oxygen to and the ensuing necrosis of the heart muscle. The MI model has gained popularity for its use as a short-term ischemia-reperfusion model and a long-term permanent ligation model. Below, we describe a reliable method for the permanent ligation of the LAD. With mouse genetic engineering technology becoming more advanced, and with an increasing availability of quality murine surgical instruments, the mouse has become a popular model for MI surgeries. Our surgical model incorporates the use of an easily reversible anesthetic for the rapid recovery of the mouse; a minimally invasive endotracheal intubation without involving a tracheotomy; and a thoracentesis through the original thoracotomy site without creating an additional incision in the chest, as is done in some other methods, to effectively remove excess blood and air from the chest cavity. This method is comparatively less invasive than other methods, which dramatically reduces surgical and post-surgical complications and mortality and improves reproducibility.

Murine Left Anterior Descending LAD Coronary Artery Ligation: An Improved and Simplified Model for Myocardial Infarction

We provide a reliable method for left anterior descending artery (LAD) ligation in a mouse model. This method is comparatively less invasive than other methods, involving endotracheal intubation, a left-sided thoracotomy approach, and thoracentesis. This method can be used as a model for both acute and chronic myocardial infarction (MI).

Murine gauche interventriculaire antérieure (LAD) Coronary Artery Ligature: un modèle amélioré et simplifié pour Myocardial Infarction

Ischemic heart disease (IHD), or acute coronary syndrome (ACS), is one of the leading causes of death in the United States. IHD is characterized by ...

Percutaneous Contrast Echocardiography-guided Intramyocardial Injection and Cell Delivery in a Large Preclinical Model

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF). Before they can be considered for use, and implemented in humans, extensive preclinical studies are required in large animal models to evaluate the safety, efficacy, and fate of the injectate (e.g., stem cells) once delivered into the myocardium. Small rodent models offer advantages (e.g., cost effectiveness, amenability for genetic manipulation); however, given inherent limitations of these models, the findings in these rarely translate into the clinic. Conversely, large animal models such as rabbits, have advantages (e.g., similar cardiac electrophysiology compared to humans and other large animals), whilst retaining a good cost-effective balance. Here, we demonstrate how to perform a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection (IMI) technique, which is minimally invasive, safe, well tolerated, and very effective in the targeted delivery of injectates, including cells, into several locations within the myocardium of a rabbit model. For the implementation of this technique, we also have taken advantage of a widely available clinical echocardiography system. After putting in practice the protocol described here, a researcher with basic ultrasound knowledge will become competent in the performance of this versatile and minimally invasive technique for routine use in experiments, aimed at hypothesis testing of the capabilities of cardiac regenerative therapeutics in the rabbit model. Once competency is achieved, the whole procedure can be performed within 25 min after anaesthetizing the rabbit.

Novel therapeutic strategies in cardiac regenerative medicine require extensive and detailed studies in large preclinical animal models before they can be considered for use in humans. Here, we demonstrate a percutaneous contrast echocardiography-guided intramyocardial injection technique in rabbits, which is valuable for hypothesis testing the efficacy of such novel therapies.

Injection de contraste percutanée guidée par échocardiographie intramyocardique et livraison de cellule dans un modèle préclinique grand

Cell and gene therapy are exciting and promising strategies for the purpose of cardiac regeneration in the setting of heart failure with reduced ejection ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Mesure de la contractilité isométrique de l’artère mésentérique de souris à l’aide de fil myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

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.

Modèle d'infarctus myocarde de Murine utilisant la ligation permanente de l'artère coronaire descendante antérieure gauche

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

Delayed Intramyocardial Delivery of Stem Cells after Ischemia Reperfusion Injury in a Murine Model

There is significant interest in the use of stem cells (SCs) for the recovery of cardiac function in individuals with myocardial injuries. Most commonly, cardiac stem cell therapy is studied by delivering SCs concurrently with the induction of myocardial injury. However, this approach presents two significant limitations: the early hostile pro-inflammatory ischemic environment may affect the survival of transplanted SCs, and it does not represent the subacute infarction scenario where SCs will likely be used. Here we describe a two-part series of surgical procedures for the induction of ischemia-reperfusion injury and delivery of mesenchymal stem cells (MSCs). This method of stem cell administration may allow for the longer viability and retention around damaged tissue by circumventing the initial immune response. A model of ischemia reperfusion injury was induced in mice accompanied by the delivery of mesenchymal stem cells (3.0 x 105), stably expressing the reporter gene firefly luciferase under the constitutively expressed CMV promoter, intramyocardially 7 days later. The animals were imaged via ultrasound and bioluminescent imaging for confirmation of injury and injection of cells, respectively. Importantly, there was no added complication rate when performing this two-procedure approach for SC delivery. This method of stem cell administration, collectively with the utilization of state-of-the-art reporter genes, may allow for the in vivo study of viability and retention of transplanted SCs in a situation of chronic ischemia commonly seen clinically, while also circumventing the initial pro-inflammatory response. In summary, we established a protocol for the delayed delivery of stem cells into the myocardium, which can be used as a potential new approach in promoting regeneration of the damaged tissue.

Stems cells are continuously investigated as potential treatments for individuals with myocardial damage, however, their decreased viability and retention within injured tissue can impact their long-term efficacy. In this manuscript we describe an alternative method for stem cell delivery in a murine model of ischemia reperfusion injury.

Retard de l’accouchement intramyocardique des cellules souches après une blessure à l’Ischémie Reperfusion dans un modèle murine

There is significant interest in the use of stem cells (SCs) for the recovery of cardiac function in individuals with myocardial injuries. Most commonly, ...

Intramyocardial Transplantation of MSC-Loading Injectable Hydrogels after Myocardial Infarction in a Murine Model

One of the major issues facing current cardiac stem cell therapies for preventing postinfarct heart failure is the low retention and survival rates of transplanted cells within the injured myocardium, limiting their therapeutic efficacy. Recently, the use of scaffolding biomaterials has gained attention for improving and maximizing stem cell therapy. The objective of this protocol is to introduce a simple and straightforward technique to transplant bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) using injectable hydroxyphenyl propionic acid (GH) hydrogels; the hydrogels are favorable as a cell delivery platform for cardiac tissue engineering applications due to their ability to be cross-linked in situ and high biocompatibility. We present a simple method to fabricate MSC-loading GH hydrogels (MSC/hydrogels) and evaluate their survival and proliferation in three-dimensional (3D) in vitro culture. In addition, we demonstrate a technique for intramyocardial transplantation of MSC/hydrogels in mice, describing a surgical procedure to induce myocardial infarction (MI) via left anterior descending (LAD) coronary artery ligation and subsequent MSC/hydrogels transplantation.

Stem cell-based therapy has emerged as an efficient strategy to repair injured cardiac tissues after myocardial infarction. We provide an optimal in vivo application for stem cell transplantation using gelatin hydrogels that are able to be enzymatically cross-linked.

Transplantation intramyocardique d’hydrogels injectables à chargement MSC après l’infarctus du myocarde dans un modèle murin

One of the major issues facing current cardiac stem cell therapies for preventing postinfarct heart failure is the low retention and survival rates of ...