A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מציג מדריך מעשי על הניתוח ליצירת רגורגיטציה של אבי העורקים (AR) בעכבר. הערכת עכבר ה-AR על ידי אקו לב ומדידה המודינמית פולשנית מסכמת את המאפיינים הרלוונטיים מבחינה קלינית של היפרטרופיה אקסצנטרית הנגרמת על ידי עומס נפח, מה שמרמז על יישומו המבטיח בחקר היפרטרופיה לבבית.
רגורגיטציה של אבי העורקים (AR) היא מחלת לב מסתמית נפוצה המפעילה עומס נפח על הלב ומייצגת בעיה עולמית של בריאות הציבור. למרות שעכברים מיושמים באופן נרחב כדי לשפוך אור על המנגנונים של מחלות לב וכלי דם, מודלים של עכברים של AR, במיוחד אלה הנגרמים על ידי ניתוח, עדיין חסרים. כאן, מודל עכבר של AR תואר בפירוט אשר מושרה בניתוח על ידי שיבוש של שסתומי אבי העורקים תחת אקו לב ברזולוציה גבוהה. בהתאם לזרימת הדם המוחזרת, לבבות עכברי AR מציגים פנוטיפ עומס נפח ייחודי ורלוונטי מבחינה קלינית, המאופיין בהיפרטרופיה אקסצנטרית ותפקוד לקוי של הלב, כפי שמעידה הערכה המודינמית אקו לב ופולשנית. ההצעה שלנו, באופן אמין וניתן לשחזור, מספקת מדריך מעשי על הקמה והערכה של מודל עכבר של AR למחקרים עתידיים על מנגנונים מולקולריים ומטרות טיפוליות של קרדיומיופתיה של עומס נפח.
בנוכחות עומס יתר בנפח מוגבר (עומס מראש) או עומס יתר בלחץ (עומס אחר), הלב עובר הגדלה, מצב המכונה היפרטרופיה. למרות שהיפרטרופיה לבבית היא תגובה מפצה לשמירה על זלוף של איברים היקפיים לפני אי ספיקת לב, היא גם גורם סיכון עצמאי לאירועים קרדיווסקולריים גדולים 1,2. עומס יתר בנפח הוא אחד הביטויים החשובים של לחץ מכני מוגבר. עומס יתר בנפח מתרחש במהלך דיאסטולה לבבית וגורם להיפרטרופיה לבבית אקסצנטרית, אשר לא רק נראית בדרך כלל במחלות מסתמים, כגון רגורגיטציה של אבי העורקים ורגורגיטציה מיטרלית, אלא גם במחלת לב יתר לחץ דם בשלב הסופי, אוטם שריר הלב, קרדיומיופתיה מורחבת ופעילות גופנית מוגזמת. בנוסף, בפרקטיקה הקלינית, לתרופות מסוימות שיכולות להפחית טוב יותר את היפרטרופיה של שריר הלב הנגרמת על ידי עומס יתר בלחץ יש השפעות לא מספקות בטיפול בהיפרטרופיה של שריר הלב הנגרמת על ידי עומס יתר של נפח1. לכן יש חשיבות רבה לגלות את המנגנון ושיטות ההתערבות של שיפוץ לב אקסצנטרי הנגרם מעומס יתר בנפח. עם זאת, מחקר כזה על עומס נפח נפגע באופן משמעותי במשך זמן רב, וניתן לייחס זאת, במידה רבה, להיעדר מודלים של בעלי חיים קטנים שניתן להפעיל בקלות, לכמת ביעילות ולשכפל אותם ביציבות.
באשר למיני בעלי חיים קטנים, עכברים הפכו לחיית המודל המיינסטרימית לחקר מחלות לב וכלי דם בשל מחזור החיים הקצר שלהם, התפעול הנוח, הגנום הברור וקלות השינוי הגנטי4. מבחינת קטגוריות מודלים, בהשוואה למודלים של שינוי גנטי ומודלים שטופלו בתרופות, למודלים כירורגיים יש יתרונות ייחודיים ברורים. המודל הכירורגי יכול למנוע גידול מוגזם ומייגע של עכברים וזיהוי גנים הנחוצים למודל השינוי הגנטי ויכול גם למנוע את ההשפעות הלא ספציפיות על רקמות ואיברים חוץ-לבביים שקשה לשלוט בהם במודלים שטופלו בתרופות. מודל העכבר של שאנט אבי העורקים תועד כגורם לעומס יתר בנפח הלב בספרות קודמת5. עם זאת, שאנט אבי העורקים מהווה חלק קטן מההיפרטרופיה האקסצנטרית של הלב במרפאה וגורם לעומס יתר דו-חדרי5, מה שהופך אותו לבעל משמעות תרגומית מועטה לשימוש במחקר היפרטרופיה אקסצנטרית של החדר השמאלי. עם זאת, מחלות לב מסתמיות מייצגות בעיה מרכזית של בריאות הציבור ברחבי העולם; ההערכה היא כי כ-15% מהאוכלוסייה >75 שנים סובלים מהפרעת מסתמים משמעותית6. למרות שרגורגיטציה של אבי העורקים (AR) תופסת חלק ממחלת לב מסתמית, היא גורמת באופן מובהק להיפרטרופיה אקסצנטרית של החדר השמאלי (LV) עקב עלייה בעומס יתר בנפח על ידי זרימת דם רגורגיטנטית 7,8. בהתחשב בעובדה שעורק הצוואר המשותף הימני (RCCA) מספק נתיב להגיע למיקום של מסתמי אבי העורקים, זה מסקרן מבחינה קונספטואלית לשבש את מסתמי אבי העורקים דרך ה-RCCA כדי לגרום לזרימת דם רגורגיטנטית בעכברים. בהשראת הטכניקות של יצירת זרימת אבי העורקיםהמתנודדת 9, מודל עכבר של רגורגיטציה של אבי העורקים (AR) הוקם לאחרונה במעבדה שלנו כדי לגרום לעומס יתר בנפח7 בניתוח. עכבר AR זה מדגים היפרטרופיה אקסצנטרית ברורה של LV, שהיא גישה טרנספורמטיבית מבחינה קלינית ומדגימה פוטנציאל תרגומי גדול לחקר פנוטיפ הלב העמוס יתר על המידה והמנגנון הבסיסי שלו. כאן, תואר הליך מפורט שלב אחר שלב לביצוע ניתוח AR בעכברים, שסוכם על ידי אקו לב בתדר גבוה והמודינמיקה פולשנית כדי להבטיח את הצלחת הניתוח (איור 1).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
פרוטוקול זה קיבל אישור אתי מהוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בית החולים ג'ונגשאן, אוניברסיטת פודאן, ועוקב אחר המלצות המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (מס' 85-23, עודכן ב-2011; המכונים הלאומיים לבריאות, בת'סדה, מרילנד, ארה"ב).
הערה: ניסויים בבעלי חיים בוצעו בעכברים זכרים C57BL/6J > גיל 10 שבועות. המנתח בפרוטוקול זה צריך להיות מיומן במניפולציה של אקו לב עכבר, לפני שהוא מבצע את פעולת ה-AR בעכבר. עם זאת, ברוב מוסדות המחקר, אקו לב של מכרסמים קטנים מופעל על ידי מתקן ליבה, כך שהמנתח יכול לשתף פעולה באופן הדוק עם מומחי ליבה, אם לא מנתח מנוסה באקוקרדיוגרפיה. ניסיון במדד המודינמי פולשני בעכבר הוא יתרון.
1. הכנה להדמיית אולטרסאונד (חובה) ומדידה המודינמית פולשנית (אופציונלי)
2. הרדמת עכברים, הכנת מכשירים כירורגיים ובידוד ה-RCCA
הערה: יש לעקר כלים כירורגיים ולבצע חיטוי לפני השימוש. מומלץ לבצע את כל השלבים בתנאים אספטיים. כמו כן, מומלץ לבצע הסרת שיער יום אחד מראש כדי לחסוך זמן במהלך הליך ההדמיה, למזער תגובות לחץ לא רצויות פוטנציאליות בעכברים ולשמור על החזה והגפיים נקיים ויבשים.
3. צנתור דרך ה-RCCA ואבי העורקים העולה בהנחיית אולטרסאונד
4. ניקוב מסתמי אבי העורקים בהנחיית אולטרסאונד
5. נסיגה של קטטר הפלסטיק וחוט המתכת, וטיפול פרי-ניתוחי
6. ניתוח דמה
7. הערכת ניקוב מסתם אבי העורקים, מורפולוגיה ותפקוד הלב באמצעות אקו לב ומדידה המודינמית פולשנית
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כדי להבטיח AR מוצלח, אימתנו את זרימת הדם החוזרת באמצעות דופלר צבעוני ואקו לב דופלר גלי דופק. בעכברים עם AR, ספקטרום הדופלר הצבעוני של קשת אבי העורקים הראה זרימה רגורגיטנטית (אדום) מיד לאחר הניתוח, מה שלא היה בעכברי דמה (אין זרימה בדיאסטולה; איור 3A). באופן עקבי,...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
האינדוקציה הכירורגית של AR בעכבר היא טכניקה חדשה ומאתגרת מבחינה טכנית, אך יש לה רלוונטיות תרגומית משמעותית. כדי לשלוט בטכניקה, מנתח צריך לפחות להכיר מראש את האנטומיה של צוואר הרחם והלב של העכברים, טיפול בעכברים ואקו-לב. פעולה מיומנת במדידה המודינמית פולשנית היא יתרון. לפע...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
למחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81941002, 82170389, 82170255, 81730009, 81670228 ו-81500191), קרן מדעי חיות המעבדה של הוועדה למדע וטכנולוגיה של עיריית שנחאי (201409004300 ו-21140904400), פרויקט מדעי הבריאות והטכנולוגיה של ועדת הבריאות של האזור החדש של שנחאי פודונג (PW2019A-13), ותוכנית הכישרונות הרפואיים הצעירים המצוינים "שמש עולה" של בית החולים המזרחי של שנחאי (2019xrrcjh03).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Copper plate | JD.com Inc. | Customized | 20 X 15 cm or bigger is prefeered |
Curved Tying forceps | 66 Vision Tech | 53324A | to stretch and isolate muscle, tissue, and vessel |
Heating pad | JD.com Inc. | Changzhi 55 | warm the copper plate and mouse by the way |
Long-handed Curved Tying Forceps | MECHENIC | TS-15 | to stretch vessel |
Metal Wire (stainless steel) | JD.com Inc. | 0.18 mm in diametter | work with a plastic catheter to puncture aortic valves |
Needle Holder | Shanghai Jinzhong | 131110 | suture of skin |
Plastic Catheter | Anilab software & instruments | PE-0402 | work with a metal wire to puncture aortic valves |
Pressure Catheter | Millar Instruments | SPR 835 | 1.4F in size |
Pressure Data Acquisition Device and Analog/Digital Converter | AD Instruments | Labchart 5 | connected with pressure catherter |
Scissor | Suzhou Shiqiang | Stronger 13Cr | to cut skin |
Smallpinch Scissors | Shanghai Jinzhong | YBE030 | to cut vessel |
Stereomicroscope | Olympus Corporation | SMZ845 | for incision and intubation of vessel |
Straight Tying forceps | 66 Vision Tech | 53320A | to stretch and isolate muscle, tissue, and vessel |
Thumbforceps | Suzhou Shiqiang | 5307B | to clamp and stretch skin and muscle |
Ultrasound Gel | PARKER | Aquasonic-100 | to transfer ultrasound signal |
Ultrasound Imaging System | VisualSonics | 2100 | includes B-mode, M-model, color Doppler and pulse wave Dopper |
Vaporizer | RWD Life Science | R540 | for anesthesia |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved