肺体幹バンディングによる圧力過負荷誘発右心室肥大と失敗のマウスモデル

要約

肺体幹バンディングによって誘発される右心室圧過負荷のマウスモデルについて説明します。この論文には、挿管、手術、および心エコー検査による表現型の詳細なプロトコルが含まれています。挿管や手術にはカスタムメイドの器具が使用されるため、モデルを迅速かつ安価に再現することができます。

要約

圧力過負荷によって引き起こされる右心室(RV)不全は、多くの心血管疾患および肺疾患の罹患率および死亡率と強く関連しています。RV不全の病因は複雑で、まだ十分に理解されていません。RV不全の治療のための新しい治療戦略を特定するには、堅牢で再現性のある動物モデルが不可欠です。肺動脈幹バンディング (PTB) のモデルは、RV 機能が肺血管系の変化とは無関係に評価できるため、人気を博しています。

この論文では、5週齢のマウスでPTBによって誘発されるRV圧力過負荷のマウスモデルを紹介します。このモデルは、軽度のRV肥大から非代償性RVの故障まで、さまざまな程度のRVの病状を誘発するために使用できます。挿管、PTB手術、および心エコー検査による表現型の詳細なプロトコルが論文に含まれています。さらに、挿管やPTB手術のための器具のカスタマイズ手順も用意されており、PTBモデルを迅速かつ安価に再現することができます。

チタン製の結紮クリップを使用して肺動脈幹を収縮させ、再現性が高く、オペレーターに依存しない程度の肺動脈幹収縮を確保しました。PTB の重症度は、異なるインナーライゲーションクリップ径 (軽度: 450 μm および重度: 250 μm) を使用して等級付けしました。これにより、RV機能が保持された肥大から、心拍出量の減少と心臓外症状を伴う非代償性RV障害まで、RVの病状が生じました。RV機能は、手術後1週間と3週間後に心エコー検査によって評価されました。心エコー画像と結果の例を以下に示します。さらに、右心カテーテル法と心臓組織の組織学的分析の結果が示されています。

概要

右心室(RV)不全は、心不全の症状とRV機能障害に起因する全身鬱血の徴候を伴う臨床症候群^です1。RV機能障害は、多くの心血管疾患および肺疾患²の罹患率および死亡率と強く関連しています。RV機能障害の病因は複雑であり、その根底にあるシグナル伝達経路と制御は十分に解明されていません。

現在の治療法からの観察によると、RV機能の改善は後負荷の減少と密接に関連しており、肺血管系が主要な治療目標であることが示唆^{されています3}。このことは、現在の治療法がRV機能に直接的な影響を与えるのは最小限であり、肺血管抵抗の改善後も悪化する可能性があることを示しています³。そのため、後負荷低減とは無関係にRV機能を向上させるためのさらなる研究が大いに求められています。

堅牢で再現性のある動物モデルは、新しい治療薬の探索に不可欠です。慢性RV不全のほとんどのモデルでは、根本的な原因は肺血管系の構造変化によって引き起こされる肺高血圧症です^4,5,6。十分に特徴付けられたモデル....

プロトコル

本試験は、デンマーク動物実験検査局(承認番号:2021-15-0201-00928)によって承認され、国家実験動物法に従って実施されました。この研究では、5週齢の雄C57BL/6Nマウスを使用しました。

1. 挿管・手術用器具のカスタマイズ(図1)

注:このセクションでは、挿管およびPTB手術用のカスタムメイド器具を安価で容易に入手できる材料から準備する際の最も重要な手順について詳しく説明します。

1. 気管内チューブを準備します(図1A)。
   一般的な静脈内(IV)カテーテルは、マウスの挿管と換気に使用できます。
   1. マウスのサイズに対応する適切なサイズの血管内カテーテルを選択してください。5週齢のマウスには22Gカテーテル(17-20g)、大型マウスには23Gカテーテル(>20g)が推奨されます。
   2. 針を引き出し、ロック機構を取り外します。針をカテーテルに戻し、針の先端をカテーテルの先端から約2mmのところに45°の角度で切断します。
   3. マウスの声帯の損傷を防ぐために、サンドペーパーを使用して先端を鈍くします。
   4. 挿管中の視界を良くするために、カ....

結果

C57BL/6Nマウス(雄、5週齢、17-20g)を重症PTB(sPTB、250μm、n=12)、軽度PTB(mPTB、450μm、n=9)、偽手術(sham、n=15)のいずれかに無作為に割り付けた。心機能の評価は、手術の1週間後と3週間後に心エコー検査によって行われました。右心カテーテル法とその後の安楽死は、術後3週間で行われました。臓器の重量を量り、組織学的分析のために心臓組織を調製しました。

手術の1週間後の.......

ディスカッション

この論文では、圧力過負荷によるRV肥大と故障のマウスモデルを紹介します。(i) 幼若マウスの PTB は、軽度の RV 肥大から、代償不全の心臓外徴候を伴う RV 障害や組織学的に確認された RV 線維症まで、さまざまな程度の RV 病理を誘発する可能性があります。(ii) RV 機能障害の兆候は、PTB 手術の 1 週間後と 3 週間後に心エコー検査によって観察および定量化できます。(iii)RV肥大の程度は、PTBの.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Biosyn 6-0, monofilament, absorbable suture	Covidien	UM-986
Blunt cannula, 27G 0.4x0.25,	Sterican	292832
Bupaq Multidose vet 0,3 mg/ml (Buprenorphinum)	Salfarm Danmark	VNR 472318
C57BL/6NTac mice	Taconic Biosciences	C57BL/6NTac
Dagrofil 1, braided, non-absorbable suture	B Braun	C0842273
Depilatory cream	Veet	3132000
Disinfection Swabs (82% Ethanol + 0.5% Chlorhexidine)	Mediq	3340122
Disposable scalpels, size 11	Swann-Morton	11708353
Dräger Vapor 2000 Sevoflurane	Dräger	M35054
Eye oinment neutral, "Ophta"	Actavis	MTnr.: 07586 Vnr: 53 96 68
Horizon ligating clips	Teleflex Medical	5200 (IPN914931)
Horizon Open Ligating Clips applier, curved, 6" (15 cm)	Teleflex Medical	537061
Kitchen roll holder	n.a.	n.a.
Metal wire of different thickness	n.a.	n.a.
Microsurgical instruments set	Thompson	n.a.
MiniVent Ventilator	Hugo Sachs	Type 845
MS505S transducer	Visual sonics	n.a.
Rimadyl Bovis vet. 50 mg/ml (Carprofen)	Zoetis	MTnr: 34547, Vnr: 10 27 99,
Sevoflurane Baxter 100 %	Baxter Medical	MTnr: 35015
Silicone tubing	n.a.	n.a.
Soft plastic sheet	n.a.	n.a.
Stereomicroscope, "Opmi Pico"	Carl Zeiss Surgicals GmbH	n.a.
Ultrasonic probe holder/rail	Visual Sonics	11277
Varming plate	Visual sonics	11437
Venflon ProSafety, 22G, 0,9 x 25mm	Becton Dickinson	393222