私は彼らの警戒と支援のために私の研究と比較医学科を支援する資金を提供するための研究と大学院の専攻を感謝したい。私も彼らの助けのための支援と指導のための生理学教室だけでなく、私の研究室の学生や技術者を認識したいと思います。最後に、私はマウスのマイクロサージェリーを学習した時にトレーニングの機会のために私のポスドクのメンター、博士チャールズE.ムリーロードを、感謝したいと思います。

<ol><li>滅菌手術器具（表1）及び3&quot;綿ひっくり返されたアプリケーターは、滅菌underpad上に配置されています。ビーズ滅菌器（Germinator 500）オンになっている。 </li><li>マウスは（年齢：&gt; 6週間、重量：&gt; 18グラム）は、トリブロムエタノールの20μlの/ gのBW（; - 約40分持続250mg/kg）の腹腔内注射で麻酔する。 </li><li>マウスはつま先-ピンチに応答しないときは、乾燥や胸部の左側からそれらを保護するために目に適用される滅菌潤滑油が（涙がリニューアル）皮膚から毛を削除するには、脱毛剤（例えばNairさん）でコーティングされています。 </li><li>脱毛は、実行中の暖かい水とbetadine /アルコールスワブで洗い流される外科領域の消毒に使用されます。 </li><li>マウスは、プレキシガラスのテーブルに固定されている暖かいdeltaphase等温パッドの上に配置されます。各肢は、テープを使用して固定化されていると太い糸ではその場で上顎を保持するために上部の歯の下に水平に配置されます。 </li><li>テーブルは、垂直に配置されており、光ファイバ、光は経食道照明のために頸部に直接輝いています。これは、このようにPEチューブの挿入を​​容易に可視化するために気管を可能にする、喉の開口部が明るいオリフィスとして表示されるように正確に配置する必要があります。 </li><li>速度125回/分;最大吸気圧10月12日CMH 2 O; *注チューブは、一定の陽圧換気（TOPO人工呼吸器を管理するための人工呼吸器（95％O 2 / 5％CO 2に接続）に接続されています：設定値）は、ひずみとジェンダー1-3異なります。換気が同期胸の動きが確認されると、接続が手術中に抜管を防ぐためにテープでパッドに固定されています。 </li><li>胸から持ち上げ、皮膚を引っ張って歯鉗子を使用すると、第3位メスハンドルに接続された第10滅菌外科用メスの刃は、胸骨に皮膚と平行に1.5センチメートル切開を行うために使用されます。 </li><li>湾曲したヴァンナのmicroscissorsは胸筋をカットし、肋間筋に小さな穴を作るために使用されます。 </li><li>ストレート、鈍microscissorsは3リブカットスルーするために使用されます。 </li><li> 9ミリメートル小児眼科の反射鏡は、胸郭を撤回するために使用されます。 </li><li>湾曲鉗子を使用して、心臓からの心膜を引っ張り、ゆっくりとそれが開いて破れに歯鉗子を使用してください。 </li><li> Castroviejo針ホルダーは6mmテーパーポイント3月8日針の糸を使用して、冠動脈を（心の長軸に沿って）左前下に8から0ポリエチレン縫合糸は、それに垂直。 <ol><li>時限再灌流のために削除できる一時的な合字の場合は、PE90の滅菌0.5〜1センチメートルピースが冠状動脈と平行に中心に配置されます。第一冠状動脈の下にループされた縫合糸が、、その後、チューブに接続されています。それが解放される時に、合字を緩めている。希望と閉塞/再閉塞の時は4を変更できるようにこれを繰り返すことができます。プロトコルの長さと使用される麻酔の種類に応じて、補充が必要になることがあります。 </li><li>永続的な閉塞の場合は、冠状動脈の下混入合字は、単に接続されています。白化やジスキネジアは明らかであり、縫合糸の長い方の端を 5〜10カットされます。 </li><li>心筋内注入（S）の場合は、30ゲージ滅菌斜め針付き滅菌ハミルトンシリンジは、合字の右側の損傷の領​​域の上に心の底に導入される。針は、傷害の領域に進出し、わずかにベベルが約国境地帯で見られることが引き出される。シリンジ内の溶液（2 -3μl）の一部は心臓に注入し、針を所定位置に保持される。注射器は、別の1〜3ミリメートル撤回され、ソリューションの残りの部分は注入されます。ソリューションによって形成される水疱が消散するまでシリンジを所定位置に保持される。針はその後削除されます。いずれかの出血がある場合は出血5-7停止するまで、綿棒を静かに針の挿入部位に押し付けている。 </li></ol></li><li>心筋の操作が完了すると、リブのリトラクターが削除され、胸腔は6から0 surgiproの縫合糸を使用して2〜3マットレス縫合で閉じられます。 </li><li> 2〜3マットレス縫合糸は、筋肉に適用され、その後2〜3マットレス縫合をするために行われる、滅菌生理食塩水0.25％marcaine 1:10（0.1ml/25gマウス）の1-3滴を胸の筋肉を閉じるために作られています皮膚を閉じます。 </li><li>マウスは、人工呼吸器から削除されます。一度リズム、急速な、浅い呼吸が確認され、マウスを抜管することができます。 </li><li> 0.5ミリリットル暖かい滅菌生理食塩水は、背側皮下空間に注入され、それがモビリティ（1時間の最小値を）取り戻すまでのマウスは、ケージ内の温暖化のパッドの上に配置されます。 </li><li>生存実験のために、マウスをケージに戻し入れられ、屠殺時までビバリウムに戻った。最初の2日間、食べ物は湿らせた摂食を促進するためにケージの床の上に配置（ので、彼らは痛みを引き起こす可能性があるまで到達する必要がない）とブプレノルフィンは6 - 12時間毎に投与する必要があります。術後のケアも十分な可動性、身づくろい、そして食習慣を確認するために最初の週の毎日の監視が含まれます。 </li><li>手術器具はエタノールで拭いて次の手術の前にビーズ滅菌器に挿入されます。 </li><li>屠殺時、マウスはペントバルビタールナトリウム（; 55〜65 mg / kgを65mg/ml）で麻酔する。麻酔の適切な面が達成されると、胸腔が開かれます。 </li><li>心臓はまだ、寒い塩化カリウムを含む23ゲージの注射針と注射器を打っている（のKCl、30mMの）または2,3 - ブタンジオンmonoxime（BDM; 10mMのは）しながら穿刺するために心室の後基底領域を使用してソリューションのです心臓が拡張期で逮捕されるまで徐々にチャンバー内に注入。 </li><li>心臓が削除されると、PBSを含む注射器は逆行残っているすべての血液を除去するために心を洗浄灌流するために使用されます。急性試験の場合は、再灌流の期間の終了時に、LADは閉塞の原点で再連結される。 1パーセントエバンスブルーを含む溶液は、大動脈に注入されます。心臓が抽出されると、それは、1％2,3,5 -トリフェニルテトラ塩化物中でインキュベート、同じ厚さの3つのセクションに横方向に切断し、形態学的解析11の結像される。慢性毒性試験のために、心臓は、その後ルーチンの手順にしたがって処理して組み込み、固定液に浸漬する。スライドはその後組織学的に染色され、9,10,12（サイオン、NIHイメージJ、またはイメージプロプラスを使用）形態学的解析のために撮像することができます。 </li></ol>代表的な結果： 正しく完了したら、マウス（雄：年齢8〜10週間、22〜28グラム、女性：年齢10〜12週、20〜26グラム）の生存率は以下のとおりです。以上、急性虚血/再灌流と虚血プレコンディショニングの実験では90％以上恒久的な動脈の結紮の研究で85％、および心筋内注射のための約80％。初期の損傷がより容易に目に見える代謝の変化ではなく、構造的なことですので、虚血/再灌流における梗塞サイズの決定と虚血プレコンディショニングの実験がLADで提供されていない心臓を灌流される大動脈に1パーセントエバンスブルー色素を注入することによって実行されます（図1A）。心臓が削除され、横方向に半分に切断されると、組織は梗塞サイズ（図1B）を測定するために2,3,5 - トリフェニルクロリドの1％溶液中でインキュベートされる。領域が同じ倍率で撮像さマイクロメータを使用して較正することができますサイオンやNIHイメージソフトウェアを使用して測定されます。これらの数値は、リスク/左心室と梗塞のリスクが11でサイズ/エリアで面積を計算するために使用されます。違いは体重と心臓の大きさとそのケアの変化をもたらすことができる株は、比較のために心臓重量、体重、または脛骨の長さにこれらの対策を正規化するために注意が必要です。 このような壊死などの総構造変化、減肉、および心室拡張の恒久的な動脈の結紮の結果。左心室への相対的な梗塞サイズおよび壊死に対する治療および/または時間の効果の比較、チャンバ領域、永久閉塞モデル（図2A）の隔壁と左心室自由壁の厚さもサイオンやNIHのイメージングを使用して測定することができます。ソフトウェア。 picrosirius赤色/緑色で速く（図2B）とコラーゲンの染色は、壁の補強8-10の機能的な指標に相関insterstitial線維症を測定するために使用することができます。図3の画像は、恒久的な動脈の結紮は、次の心臓の国境地帯に注入6ulソリューション（エバンスブルー）の分布を表します。それはtransmurallyも基地に向かってだけでなく、けがの方向に進行していることに注意してください。 <img src="/files/ftp_upload/2581/2581fig1.jpg" alt="図1" /> 図1。 A.エヴァンのブルーは前に切除の大動脈に注入する。このイメージは、心臓（ステンドグラス）や閉塞部位（非染色）の潅流領域を示す。B.エヴァンのブルーとTTCは、急性虚血/再灌流傷害に続く染色。これはunoccluded地域だけでなく、代謝的に実行可能な組織のTTC染色（赤）を染色した青色色素の分布を示す代表的な画像（20倍）です。壊死領域が染色されないので、これらは（概説）薄いままです。 <img src="/files/ftp_upload/2581/2581fig2.jpg" alt="図2" /> 図2。 A.ヘマトキシリンおよびエオシン染色。これは、4日後に心筋梗塞で梗塞領域を介して横方向に切断マウスの心臓（20倍）のH＆E染色の代表画像（20倍）である。 *は、組織の壊死を示し、矢印のポイント肉芽組織に、RV =右心室とLV =左心室。B. Picrosirius赤色と緑色で速く染色。これはpicrosirius赤/ポストMI 4週間でのマウスの心臓の断面の高速グリーン染色の代表画像（​​20倍）。細胞質の汚れの緑とコラーゲン線維が赤です。 <img src="/files/ftp_upload/2581/2581fig3.jpg" alt="図3" /> 6ul心筋内注射後図3。エバンスブルー色素染色の分布。これは、すぐに冠動脈結紮（12倍）以下の国境地帯で6ul心筋内注射した後、心臓全体にエバンスブルー色素のグローバルおよび経壁分布を示す代表的な画像です。

この動物のプロトコルはによって承認され、イーストカロライナ大学の動物実験使用の委員会が定めるガイドラインおよび規則に準拠していますれました。

冠状動脈性心臓病の疫学的および財政的に重要な公衆衛生上の問題であり続けている。かなり基本的な研究はまだ怪我して改造を続行するメカニズムとそれらがどのように臨床使用するために開発される場合に潜在的な治療法はこれらのプロセスを調節することを理解するのに必要です。げっ歯類は、最も一般的に使用され、遺伝子改変マウスの広い範囲が利用可能なこの種のより魅力的なモデルになりますされています。 マウスや他の種の違いがありますが、マウスモデルに多くの利点があります。簡単な解剖スコープまたは虫眼鏡を使用しても点灯条件は、血管を容易に見ることができるようになります（血管系の詳細な肉眼解剖学のために、サルト- Tellez らを参照してください。、2004 13）。 25グラムのマウスの全血液量が2ミリリットル14よりも小さいので、手術後の死亡のリスクを減らすために、それは大型船を切断することを避けるために非常に重要です。過度の出血が発生した場合には、圧力やピンポイントの焼灼の穏やかなアプリケーションは、出血を止めるために使用することができます。 この手順は、さまざまな方法で変更することができます。例えば、マウスは、イソフルラン、ケタミン/キシラジン、またはペントバルビタールナトリウムと適切な選択はプロトコル15から18までの期間によって決定されるを使用して麻酔することができます。つま先-ピンチの反射は麻酔の深さの最も一般的に使用されるインデックスです。さらに、長期生存の確率を向上させるために、いくつかの研究者が致死性不整脈19,20の発生率を減らすためにリドカイン等の抗不整脈薬を使用するしかし、それは、これは最近、急性の抗アポトーシス特性を有することが示されていることを考慮する必要があります。モデル21。また、手術後の痛みを軽減する、そのようなブプレノルフィンなどの鎮痛薬は、手術3,16,17,22,23後の最初の48時間に投与することができる。 （特に長いプロトコルのため）手術中の体温を維持するために、加熱パッド付きシリーズの直腸プローブは、多くの場合、等温パッドの代わりに使用されます。永久的な閉塞のため、梗塞の大きさは、合字の位置を調整することによって変更されることがあります;閉塞（s）と再灌流（s）の持続時間は変更することができます：虚血/再灌流および/または虚血前またはpostconditioning用と心筋内注射（例えば、細胞、蛋白質）のために,1 - 3注射の場所が存在することができ、注入あたりの体積は15μlの24まですることができます。細胞が注入されている場合は針の内径は、シェアーリングを避けるために十分な大きさであるので、（通常は26〜30）5,25,26を使用するニードルのゲージは、細胞の大きさに基づいて選択する必要があります。手術によって引き起こされる炎症性プロセスによる困惑を避けるために、いくつかの研究者は手術27から29の後の任意の時点で閉胸のマウスの心臓を閉塞し、reperfuseにex vivoで操作されるスネアを使って報告している。さらに最近では、ガオら 30は、一時的および永久的な閉塞が換気を必要とせずに実行できると、いくつかの研究室が閉まる胸心筋内注射25,31を実行するために超音波を使用し始めていることが示されている。 マウスでは冠動脈を結紮することの実現可能性を実証する最初の研究、1954年32にジョンズとオルソンによって公開されて以来、多くの人はこのモデルを採用し、心筋障害とリモデリング3,33-45のさまざまな側面を研究するためにそれを変更しました。サイズ、生殖能力、購入とメンテナンスのため、比較的少ない費用の点でマウスの性質は、この種の生理学的および病態生理学的研究の幅広い魅力的なツールになります。 in vivoでの進歩46から49 のイメージング技術の微細化だけでなく、大規模ゲノミクスとプロテオミクスを実行し、分析することを意味し、薬剤のスクリーニング、細胞ベースおよび/ ​​またはタンパク質の治療だけでなく、生体50から64の効果、組み合わせユビキタスまたは組織特異的トランスジェニックやノックアウト/変異マウスがもたらす遺伝子操作のますます広い範囲で、心筋梗塞のマウスモデルは、間違いなく急性心筋傷害と長期的なリモデリングを評価する上で貴重なツ​​ールであり続けるでしょう。したがって、確実にかつ再現性これらの実験を行うためにできることで疑う余地のない価値があります。

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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

多数の遺伝子操作及び/または遺伝子、タンパク質、細胞、および/または生体物質の心筋内注射は、急性虚血/再灌流傷害およびマウスにおける慢性的リモデリングの研究に時間の次元に重ね合わされている。このビデオでは、虚血/再灌流、恒久的な冠動脈結紮、および心筋内注入の研究のための顕微手順を示しています。

心筋梗塞のマウスモデルにおける冠動脈結紮および心筋内注入

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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Research

JoVE Journal

Medicine

51.7K ビュー.  East Carolina University. 多数の遺伝子操作及び/または遺伝子、タンパク質、細胞、および/または生体物質の心筋内注射は、急性虚血/再灌流傷害およびマウスにおける慢性的リモデリングの研究に時間の次元に重ね合わされている。このビデオでは、虚血/再灌流、恒久的な冠動脈結紮、および心筋内注入の研究のための顕微手順を示しています。

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

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.

マウスにおける冠動脈結紮のために修飾されたテクニック

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 ...

医学

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.

左前下の動脈の結紮を通して心筋虚血再灌流傷害のマウスモデル

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.

マウスの左前下冠動脈の動脈の常設ライゲーション：心筋梗塞後のリモデリングおよび心不全のモデル

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.

マウスの圧負荷モデルを用いた冠動脈の流れと冠血流準備の超音波ベースのアセスメント

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).

マウス左前方降順（LAD）冠動脈結紮：心筋梗塞のための改善と簡略化されたモデル

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.

経皮的造影エコー ガイド心筋と大規模な前臨床モデルで携帯配信

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.

ワイヤー図法を使用してマウスの腸間膜動脈の等尺性収縮力測定

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.

左前皮下冠動脈の永久的なライゲーションを用いたマウス心筋梗塞モデル

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.

マウスモデルにおける虚血再灌流損傷後の幹細胞の筋内内出産の遅延

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.

マウスモデルにおける心筋梗塞後のMSC負荷注入性ヒドロゲルの筋内移植

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