Name: shunt surgery, right heart catheterization, and vascular morphometry in a rat model for flow-induced pulmonary arterial hypertension
Uploaded: 2017-02-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
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This study was supported by the Netherlands Cardiovascular Research Initiative, the Dutch Heart Foundation, the Dutch Federation of University Medical Centers, the Netherlands Organization for Health Research and Development, and the Royal Netherlands Academy of Sciences (CVON nr. 2012-08, PHAEDRA, The Sebald fund, Stichting Hartekind).

動物を対象とする手順は、動物実験のためにオランダ中央委員会と大学医療センターフローニンゲンでの動物保護委員会（NL）によって承認されています。 180〜300 gの量の両方のWistar及びルイスラットを使用しました。 1.住宅と順化<ol><li>ケージ当たり5のグループ内の中央動物施設、家のラットに到着した後。 7日間の順応期間中は、人間の取り扱いにラットを慣らすが、任意の実験手順を実行しないでください。 </li></ol>無菌Monocrotalinの調製および注射<ol><li> 60 mg / mlでmonocrotalin（MCT）溶液1mLに対して、2 mLのチューブにmonocrotalin 60mgの重量を量ります。 0.9％のNaCl 700μLを追加します。 1 M HClを200μLを追加します。ホットランニング水道水とボルテックスその下のチューブ内の溶液を温めます。 7.0に向けてpHを6 NのNaOHを使用してください。げっ歯類への注入のためのMCTの調製のための滅菌技術を使用してください。 </李&gt; <li>首のキロ皮下あたり滅菌60ミリグラム/ mLのMCT溶液（300グラムのラットでは60 mg / mlでMCTの0.3 mL）を1mLのを注入します。注：私たちは、注入量が適切でないことを大きなチャンスによる小さいボリュームを使用しません。 </li></ol> 3.大動脈 - 大静脈シャント手術<ol><li>麻酔。 <ol><li> 5％イソフルラン/ 100％O 2（流量：1リットル/分）での誘導チャンバーを記入し、チャンバー内にラットを置きます。後肢足指のピンチを実行することによって、麻酔の適切な深さを確認してください。ラットを計量。 </li><li>約8センチ3センチ幅である領域の上腹部を剃るし、清掃してください。滅菌マットで覆われたヒートマット（37°C）にその背中にラットを置きます。 </li><li> 3％イソフルラン/ 100％O 2（：1 L /分の流れ） - 2で換気マスク/フードで鼻を置きます。後肢足指のピンチを実行することによって、麻酔の深さを確認してください。麻酔下ながら乾燥を防ぐために、眼軟膏を適用します。 </li></ol></li><li>シャントスールGeryの。 <ol><li>消毒のための塩素-hexidineで皮膚をスクラブ。キロブプレノルフィン皮下術後鎮痛のための0.01 mgの/注入します。 </li><li>手術のために滅菌器具を使用してください。ちょうど性器上記にまで延びているダイヤフラムの下に1cmで出発、正中線上腹部の＃10手術用メスの刃で切開を行います。 </li><li>滅菌、濡れたガーゼ（0.9％のNaCl）で腸をカバーし、綿棒で腸を持ち上げ、および動物の左側に配置します。 </li><li>腹部大動脈と周囲の組織に下大静脈を取り付ける膜を分離するために綿棒を使用してください。 注：大動脈と大静脈の間の膜を分析しないでください。 </li><li>トゲ鉗子を使用して、唯一の大動脈の右側にだけ針が挿入されるサイト上で、ちょうど分岐の上に血管周囲の大動脈脂肪を取り除きます。 </li><li> 2ミリメートルのsupeから大動脈と大静脈を分離するために綿棒を使用してください針がBiemerクランプのためのスペースを作成するために挿入されるサイトにrior。 </li><li>このエリアでは、最初の大動脈の周りの緩い結紮糸（5-0縫合糸）を配置。切開（ 図1A）にコッヘルが優れ置き、それにコッヘルクランプを配置することによって、合字の張力を作成し、。 Biemerは合字（Figur電子の1A）にだけ優れたクランプ置きます。 </li><li>綿棒を使用して、フロー（ 図1A）を妨害するよう遠位にできるだけ大静脈を圧縮します。外側（ 図1A）の方を向いてオリフィスを有するベンド45度の角度に針（このプロトコルで18 G）、。 </li><li> 90度の角度で、左（ 図1A）に針ポインティングのオリフィスと、ちょうど分岐の上、大動脈内に針を挿入します。左に針の先端を操作し、大静脈に挿入します。 注：針の先端は現在VISIでなければなりません大静脈（ 図1B）にBLE。 </li><li>血栓症を防ぐために、挿入部位のうち、大動脈内の残りの血液をプッシュするために第2綿棒を使用してください。接着剤が十分に固執するようにするために、滅菌ガーゼでシャントの周りの領域を乾燥させます。 </li><li>大動脈のうち、全体の針を引き、直ちに大動脈における穿刺部位に組織接着剤のドロップを適用します。組織に綿棒を接着しないように注意してください。大動脈のクランプを解除。 </li><li>上の引っ張り、シャントを大動脈近位に結紮糸を解放することによって、手動でシャントを確認します。ゆるみは明るい赤にシャントに大静脈遠位を着色し、シャントサイトで乱流を作成する必要があります。 注：締め付けが戻って暗赤色の大静脈に血液を向けるだろう。 </li><li>バック動物で腸を置きます。再吸収可能な4-0縫合糸で筋層と皮膚を閉じます。麻酔から回復するために、100％O 2で動物を換気します。 注：ANIのままにしないでくださいそれは胸骨横臥位を維持するのに十分な意識を取り戻したまで無人MAL。 </li></ol></li><li>シャム手術。 <ol><li>大動脈への針の挿入を除いて、上記の手順のすべてを実行します。 </li></ol></li><li>手術後のケア。 <ol><li>単一のケージにし、翌朝まで37℃のインキュベーターにラットを置きます。 </li><li>手術後6時間の周囲には、術後の鎮痛のためにブプレノルフィン皮下/キログラム0.01ミリグラムを注入。ラットが不快感の兆候を示している場合は、次の朝を繰り返します。 注：最初の3日間の手術後、ラットは、食べて、（固形飼料または飲料水を薬剤と混合した場合、これは特に重要です）あまり飲む傾向にあります。ほとんどのラットは3日、手術後に正常な挙動を示します。ない場合は、密接に監視します。 1週間で15％を超える体重減少が、異常とみなされ、かつ麻酔下にある間、そのようなラットは、循環血液量の抽出により安楽死されるべきです。 </li></ol></li></ol>注：このプロトコルでは、動物は麻酔下ながら、循環血液量の抽出によって安楽死させます。 <ol><li>増加肺血流への早期の細胞および機能的応答（ 例えば、遺伝子のアップレギュレーションまたは初期転写因子）のための手術（MF8）の後に1日を生け贄に捧げます。 </li><li>早期のPAH血管表現型（新生内膜病変のない内側肥大）のための手術（MF14）後1週間を生け贄に捧げます。 </li><li> RVPとMPAPにおける軽度の標高と進行期PAH血管表現型（マークされた内側肥大および新生内膜形成）のための手術（MF21）後2週間生け贄に捧げます。 </li><li>末期PAH血管表現型（マークされた新生内膜閉塞）とRVPとMPAPに強い標高のための手術（MF28）後3週間生け贄に捧げます。右心室不全の臨床徴候は、この段階では一般的です。 </li><li> 28日目の後にサクリファイス（MF-RVF）、臨床的呼吸困難、重度の無気力、および体重減少（&lt;1週間で10％）として定義されるPAH関連右心室不全（RVF）のために。これらの兆候の一つが存在する場合、ラットを終了します。頻繁に、ラットは日28と35との間にこれらの症状を発症、無防備放置すれば、この時間間隔の間に自然に死にます。 </li></ol> 5.右心カテーテル法<ol><li>麻酔。 <ol><li> 5％イソフルラン/ 100％O 2（流量：1リットル/分）での誘導チャンバーを記入し、ボックス内にラットを配置します。後肢足指のピンチを実行することによって、麻酔の適切な深さを確認してください。ラットを計量。 </li><li>心エコー検査プロトコル、胸部と腹部のために、ひげをそるとラットの右腹側に首をきれいに。 </li><li>ヒートマット（37°C）にその背中にラットを置き、2と換気マスク/フードに鼻を置く- 3％イソフルラン/ 100％O 2（流量：1リットル/分）。鼻は、研究者の方に直面しなければなりません。 </li><li&gt;麻酔の深さを確認してください。重度のPHラットに注意してください。心拍数が減少した場合、麻酔の深さを減少させます。好ましい、20分以内にすべての測定を実行。麻酔下ながら乾燥を防ぐために、眼軟膏を適用します。 </li></ol></li><li>心エコー検査プロトコル。 <ol><li>ブリテンらによって記載されたプロトコルに従って、心エコー検査を行います。 Joveの13インチ </li></ol></li><li>カテーテルプロトコル。 注：このプロトコルは、予め形成されたチップで剛性のカニューレを使用して先端からボール2ミリメートルと15センチのシリコンカテーテルを案内するために20度曲げます。内側に少し曲げ、そのオリフィスを有する20-G 針が右頸静脈にカニューレを挿入するために使用されている（材料のリストを参照してください）。 PAHの進行及び制御のいずれかの相のラットは、このプロトコルで使用することができます。 <ol><li>塩化hexidineで首を消毒します。右腹側で＃10手術用メスの刃を用いて1.5 cmの切開を行います首の、右鎖骨から下顎の骨に。 </li><li>ハサミを用いて組織を広げます。頸静脈が表示されるまで、ピンセットを使用して、静かに離れて組織を引っ張ります。破片の鉗子を使用して、頸静脈の周りに膜を解剖。 </li><li>容器の周りに緩い結紮糸（5-0縫合糸）を配置することにより、頸静脈に緊張を置きます。緊張を高め、換気マスク（ 図 2A）に合字をテープで固定します。 </li><li>挿入部位の下流に、カニューレは、漏れや圧力の損失を防止するために、 その場にある後締め容器の周囲に緩い結紮を置きます。 </li><li>鉗子のハンドルを使用して、わずかにカテーテルを用いてカニューレを行うために内部にオリフィスを有する20-G針の先端を曲げます。 </li><li>静脈に20-G針の先端を導入し、迅速に容器内にカテーテルを含むカニューレを配置します。針を引き抜き、その後、合字を閉じますそれはステップ5.3.4で調製しました。 </li><li>頸静脈にカテーテルを含むカニューレを実施します。カニューレの先端が20度曲線である（ステップ5.3.5を参照してください）。鎖骨下カニューレを操縦し、右心房（ 図2C）を入力する少しを進めます。 </li><li>右心室を入力するには、心臓（ 図2D）に向かって、左にカニューレの先端を指します。ベッドサイドモニタでは、RVの圧力曲線は、 図2Dに一致する 、表示されます。 </li><li> RVの圧力曲線が一定の場合、収縮期および拡張期の右心室圧1を書き留め（sRVP1 / dRVP1）。 </li><li>左と上方向へのカニューレの先端を操作します。カニューレ（ 図2E）内にカテーテルを進めます。 </li><li>主肺動脈（PA）へのカテーテルを進めます。肺動脈弁を通過するときに抵抗が感じされるべきではありません。 注：カテーテルは、主肺動脈、Dに入り、iastolicの圧力が上昇します。ベッドサイドモニタでは、PAの圧力曲線は、 図2Eに一致する 、表示されます。 </li><li> PAの圧力曲線が一定の場合、収縮期、拡張期を書き留め、およびPA圧1（sPAP1、dPAP1、mPAP1）を意味します。 </li><li>カテーテルの先端にボールが肺動脈にくさび止めされるまでさらにカニューレ内にカテーテルを進めます。ベッドサイドモニタの低下への圧力曲線を観察し、 図2Fにおけるウェッジ圧力曲線と一致しています。 </li><li>ウェッジ圧力曲線が一定の場合、収縮期、拡張期を書き留め、およびウェッジ圧力を意味します。 </li><li>ゆっくりとカテーテルを引いて、その後、ベッドサイドモニタに表示されているように、sPAP2、dPAP2、mPAP2、sRVP2、およびdRVP2の値を測定し、書き留めます。 </li><li> RVで、わずかに測定するために、カニューレとカテーテルを引き戻すときに右心房圧（RAP）を意味します。曲線は、図2AのRAP曲線と一致する必要があります。 NOTE：このプロトコルでは、ラットを麻酔下にある間循環血液量の抽出によりカテーテルプロトコルの後に安楽死させます。 </li></ol></li></ol> 6.形態評価および形態計測注：このプロトコルでは、動物は麻酔下ながら、循環血液量の抽出によって安楽死させます。 PAHの進行及び制御のいずれかの相のラットは、このプロトコルで使用することができます。 <ol><li>屠殺後、約5mm気管支分岐部と心臓に肺を接続する船の上に気管を切断することによって肺を取り出します。冷生理食塩水で肺を置きます。左肺を解剖。分岐部に左主気管支をカットします。 </li><li> 、4％パラホルムアルデヒドで50-mLシリンジを埋めるシリンジにカニューレでチューブを取り付け、作業テーブルの上メートル程度の注射器を掛けます。受動的にパラホルムアルデヒドで肺を埋めるために左主気管支にカニューレを取り付けます。注意してパラホルムアルデヒドを扱います。 </li><li> 48時間パラホルムアルデヒドで左肺をインキュベートします。 </li><li> （70％エタノール（1時間）、80％エタノール（1時間）、90％エタノール（1時間）、100％エタノール（3 H）、キシロール（2時間）、そしてパラフィン中に連続的にインキュベートすることによって、左肺を脱水2時間）。 </li><li>カセットが直面している肺門と、パラフィンに左肺を埋め込みます。 </li><li>製造業者の使用説明書29に従って、Verhoeffまたはエラス・ファン・ギーソン染色を用いてパラフィン包埋し、4μmの肺切片を染色します。弾性板はよく（ 図3のように）区別されていることを確認します。 40Xの倍率で染色した切片をスキャンします。 </li><li> 4象限に肺を分割します。各象限では、外径&lt;50ミクロン（イントラ腺房）と外径10隻&gt; 50ミクロン（プレ腺房）で10隻を発見。画像（肺あたり2×40画像）を取ります。ランダムに20倍の倍率と写真まであらゆる容器内のズームこの視野で選択バイアスを最小化します。 </li><li> &gt; 2の最長/最短径の比、不完全な円形、または血管壁の4分の1以上の崩壊を持っている血管を除外します。 注：除外容器の例は、同じ倍率（40X）上の各画像を作成し、スケールバーを含む図3bに示されています。 </li><li> ImageJのと最初の画像を開きます。 「Analyseを 」を介してスケールを設定するためには画像中のスケールバー上の直線を描きます そして、「スケールを設定します 。」 「 既知の距離 、「画像のスケールバー上の値を使用します。長さの単位としてマイクロメートル（μm）を使用します。グローバルにスケールを設定します。 </li><li> 「 フリーハンド選択を 、「使用方法 管腔面積（ 図3）の内側の境界に線を引きます、 そして、「測定」を使用 （CRTL m）は、この領域を測定します。そして、外側ELASTの周りに線を引きます総血管面積を測定するICラミナ（ 図3）。 </li><li> （管腔と外径を計算します<img alt="方程式" src="/files/ftp_upload/55065/55065eq1.jpg" /> ）を使用して、 <img alt="方程式" src="/files/ftp_upload/55065/55065eq2.jpg" /> 。 </li><li>使用した壁の厚さを計算します<img alt="方程式" src="/files/ftp_upload/55065/55065eq3.jpg" /> 。 </li><li>使用した壁/ルーメン比を計算します<img alt="方程式" src="/files/ftp_upload/55065/55065eq4.jpg" /> 。 </li><li>使用して閉塞スコアを計算します<img alt="方程式" src="/files/ftp_upload/55065/55065eq5.jpg" /> 。 </li><li> muscularizationに容器をスコア（なし、部分的、または合計muscularization）（ 図3B）。 注：半分以上の円周のための二重の弾性板との船舶が完全にmuscularizedとして定義されています。半周未満の二重弾性板と血管が部分的にmuscularizedとして定義されています。 </li><li> neoiの存在に容器のスコアntima（yesまたはno）（ 図3C）。 注：（多くの場合、偏心）管腔閉塞と組み合わせ明確に定義された内弾性板のない船舶は、新生内膜病変として定義されています。 </li></ol>

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P., Spiekerkoetter, E., Gu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elafin+reverses+pulmonary+hypertension+via+caveolin-1-dependent+bone+morphogenetic+protein+signaling.">Elafin reverses pulmonary hypertension via caveolin-1-dependent bone morphogenetic protein signaling.</a> Am J Respir Crit Care Med. 191 (11), 1273-1286 (2015).</li><li>Meloche, J., Potus, F., Vaillancourt, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bromodomain-containing+protein+4:+The+epigenetic+origin+of+pulmonary+arterial+hypertension.">Bromodomain-containing protein 4: The epigenetic origin of pulmonary arterial hypertension.</a> Circ Res. 117 (6), 525-535 (2015).</li><li>Happ&#233;, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pneumonectomy+combined+with+SU5416+induces+severe+pulmonary+hypertension+in+rats.">Pneumonectomy combined with SU5416 induces severe pulmonary hypertension in rats.</a> Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 310 (11), L1088-L1097 (2016).</li><li>Ranchoux, B., Antigny, F., Rucker-Martin, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial-to-mesenchymal+transition+in+pulmonary+hypertension.">Endothelial-to-mesenchymal transition in pulmonary hypertension.</a> Circulation. 131 (11), 1006-1018 (2015).</li><li>de Raaf, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SuHx+rat+model:+Partly+reversible+pulmonary+hypertension+and+progressive+intima+obstruction.">SuHx rat model: Partly reversible pulmonary hypertension and progressive intima obstruction.</a> Eur Respy J. 44 (1), 160-168 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

この方法は、流れ誘発性PAHおよびPAHと、このモデルを特徴付ける原則血行動態及び組織病理学的エンドポイントを評価するためのテクニックを作成するために、MCTで前処置したラットにおける大動脈大静脈シャントの外科的手順を説明します。 プロトコルおよびトラブルシューティングの中で重要なステップ手術と術後。大動脈大静脈シャント手術中?...

この方法の目的は、ラットにおける重度、流れによって誘発される肺動脈高血圧症の再現可能なモデルを作成するために、その原理血行動態及び組織病理学的エンドポイントを測定することです。 肺動脈性肺高血圧症（PAH）、右心室不全や死に至る肺血管抵抗の漸進的増加を含む臨床症候群です。肺高血圧疾患（PH）の上位疾患スペクトラムの中で、PAHは治癒1せずに残っている最も深刻なフォームと1です。 PAHにおける基礎となる動脈症は、血管内腔を閉塞血管リモデリングの典型的な形が特徴です。通常の非muscularized血管のMuscularizationと内側容器層の肥大はPAHの初期疾患現象とみなされ、また、PH 2の他の形態で見られる、と3可逆的であると考えられています。 PAH Aとしてdvances、内膜層は、最終的に特徴的な新生内膜病変2を形成し 、改造を開始します。新生内膜型肺血管リモデリングは、PAHに排他的であり、現在4不可逆的であるとみなされています。 PAHは稀な疾患であるため、その病理生物学的理解の進歩と新しい治療法の開発は、動物モデルに大きく依存してきました。ラットにおけるmonocrotalin（MCT）モデルがされている単純な単一のヒットモデルであり、まだ、頻繁に使用されます。 MCTは、肺動脈と地域炎症5への損傷を引き起こす毒素です。 4週6から60ミリグラム/キロのMCTは、3後の平均肺動脈圧（MPAP）の増加、肺血管抵抗（PVR）、および右心室肥大（RVH）につながります。組織形態は、新生内膜病変5せずに孤立した内側の肥大によって特徴付けられます。 MCTそれは一般的に、後者のように示されるが、ラットモデルは、このように、適度なPHの形ではなく、PAHを表します。 先天性左から右へのシャント（PAH-CHD）に関連付けられているPAHの小児では、肺の血流が新生内膜病変7、8、9の開発に不可欠なトリガとしてみなされている増加しました。ラットでは、腹部大動脈及び大静脈、第1990 10に記載された技術との間のシャントを作成することによって誘導することができ、肺の血流を増加させました。増加した肺の流れを作成するための選択肢が一方的摘術により、または肺動脈吻合部11に鎖骨によるものです。これらのモデルの概念の欠点は、または起因する肺血管系の医原性損傷の肺切除によって誘発され、残りの肺および適応経路活性化の潜在的な代償成長から成り肺動脈吻合に、両方の増加した肺の血流の影響を混乱させる。 大動脈大静脈シャントが作成され、MCT投与ラットにおける第二のヒットとして誘発される肺の血流を増加させると、特徴的な新生内膜病変が発生し、増加した後にPAHの重症型と関連した右心室不全（RVF）は、3週間の開発します12を流れます。このモデルにおけるPAHの血行力学的進行は心エコー検査および右心カテーテル法によってインビボで評価することができます。血管の組織形態学、血管壁の厚さ、動脈閉塞の程度、および右心室不全のためのパラメータは、PAHのex vivo特徴付けの柱を形成します。 この方法は、大動脈大静脈シャント（AC-シャント）手術、右心カテーテル法、および血管組織形態の定性的および定量的評価のための詳細なプロトコルを記述しています。

<table><tbody><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Shunt Surgery&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Sterile surgical gloves</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Duratears Eye ointment</td><td>Alcon</td><td>10380</td><td></td></tr><tr><td>Chloride-Hexidine</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cotton swabs</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Histoacryllic tissue glue</td><td>B. Braun Medical</td><td>1050052</td><td></td></tr><tr><td>Silkam 5-0 sutures black non-resorbable</td><td>B. Braun Medical</td><td>F1134027</td><td></td></tr><tr><td>Safil 4-0 sutures violet resorbable</td><td>B. Braun Medical</td><td></td><td></td></tr><tr><td>18 G needle</td><td>Luer</td><td>NN1838R BD</td><td>tip bent in 45 degrees orifice to the outside</td></tr><tr><td>Gauzes 10 x 10 cm</td><td>Paul Hartmann</td><td>407825</td><td></td></tr><tr><td>Temgesic Buprenorphine</td><td>RB Pharmaceuticals</td><td>5429</td><td>subcutaneous injection</td></tr><tr><td>Sodium Chloride 0.9%</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ventilation mask Rat</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Scalple blade</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biemer clamp 18 mm, 5 mm opening&amp;nbsp;</td><td>&lt;a href=&quot;https://www.google.nl/url?sa=i&amp;amp;rct=j&amp;amp;q=&amp;amp;esrc=s&amp;amp;source=images&amp;amp;cd=&amp;amp;cad=rja&amp;amp;uact=8&amp;amp;ved=0ahUKEwitqICpkITNAhWiL8AKHe6iCC8QjhwIBQ&amp;amp;url=http%3A%2F%2Fwww.agnthos.se%2Fquote%2Fquote%2Fcaturl%2Fid%2F242%2FBiemer&amp;amp;psig=AFQjCNEnfRXuMQ6Doi4_-2KMYu3qeRovMA&amp;amp;ust=1464777707579746&quot;&gt;AgnTho&lt;/a&gt;</td><td>64-562</td><td></td></tr><tr><td>Heat mat</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kocher Clamp</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Shaving machine</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscope</td><td>Leica</td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Right Heart Catheterization&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Sterile surgical gloves</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eye ointment</td><td>Duratears</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chloride-Hexidine</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cotton swabs</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gauzes 10 x 10 cm</td><td>Paul Hartmann</td><td>407825</td><td></td></tr><tr><td>Silkam 5-0 sutures black non-resorbable</td><td>B. Braun Medical</td><td>F1134027</td><td></td></tr><tr><td>Needle 20 G</td><td>Luer</td><td></td><td>Tip slightly bent to the inside</td></tr><tr><td>Cannula 20 G</td><td>Luer</td><td></td><td>to introduce catheter, tip pre-formed in 20 degrees</td></tr><tr><td>Silastic Catheter 15 cm long</td><td></td><td></td><td>0.5 mm ball 2 mm from tip</td></tr><tr><td>Pressure transducer</td><td>Ailtech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bedside monitor Cardiocap/5</td><td>Datex-Ohmeda</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Shaving machine</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>10 mL Syringe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sodium Chloride 0.9%</td><td></td><td></td><td>for flushing</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Vascular Morphology&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>50 mL Syringe</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4% Formaldehyde</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>18 G cannula with tube</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Verhoef staining kit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&lt;a href=&quot;http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/ht254?lang=en&amp;amp;region=NL&quot;&gt;HT254&lt;/a&gt;</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/ht254?lang=en&amp;amp;region=US</td></tr><tr><td>Digital slide scanner</td><td>Hamamatsu</td><td>C9600</td><td></td></tr><tr><td>ImageJ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elastic (Connective Tissue Stain)&amp;nbsp;</td><td>Abcam</td><td>ab150667</td><td>http://www.abcam.com/elastic-connective-tissue-stain-ab150667.html&lt;br /&gt;
http://www.abcam.com/ps/products/150/ab150667/documents/ab150667-Elastic%20Stain%20Kit%20(website).pdf</td></tr></tbody></table>

shunt surgery, right heart catheterization, and vascular morphometry in a rat model for flow-induced pulmonary arterial hypertension

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt (MCT+Flow). The shunt is created by inserting an 18-G needle from the abdominal aorta into the adjacent caval vein. Increased pulmonary flow has been demonstrated as an essential trigger for a severe form of PAH with distinct phases of disease progression, characterized by early medial hypertrophy followed by neointimal lesions and the progressive occlusion of the small pulmonary vessels. To measure the right heart and pulmonary hemodynamics in this model, right heart catheterization is performed by inserting a rigid cannula containing a flexible ball-tip catheter via the right jugular vein into the right ventricle. The catheter is then advanced into the main and the more distal pulmonary arteries. The histopathology of the pulmonary vasculature is assessed qualitatively, by scoring the pre- and intra-acinar vessels on the degree of muscularization and the presence of a neointima, and quantitatively, by measuring the wall thickness, the wall-lumen ratios, and the occlusion score.

代表的な結果を図4に示されています。コントロール（N = 3）、MF8（N = 5）、MF14（N = 5）、MF28（N = 5）、およびMF-RVF（：示された結果は、以下の群内のLewisラットにおけるMCT + FLOWの特性を示しますN = 10）。統計分析は、ボンフェローニ補正を用いて、一方向ANOVAを用いて行きました。 60ミリグラム/キログラムMCT?...

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Shunt Surgery, Right Heart Catheterization, and Vascular Morphometry in a Rat Model for Flow-induced Pulmonary Arterial Hypertension

This protocol describes a surgical procedure to create a model for flow-induced pulmonary arterial hypertension (PAH) in rats and the procedures to analyze the principle hemodynamic and histological end-points in this model.

流れ誘導性の肺動脈性肺高血圧症のためのラットモデルにおけるシャント手術、右心カテーテル、および血管形態計測

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

16.7K ビュー.  University Medical Center Groningen, University of Groningen. This protocol describes a surgical procedure to create a model for flow-induced pulmonary arterial hypertension (PAH) in rats and the procedures to analyze the principle hemodynamic and histological end-points in this model.

ビデオ: Shunt Surgery, Right Heart Catheterization, and Vascular Morphometry in a Rat Model for Flow-induced Pulmonary Arterial Hypertension

Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential therapies. Given the expense and time involved in creating animal models of disease, it is critical that researchers have tools to accurately assess phenotypic expression of disease. Right ventricular dysfunction is the major manifestation of pulmonary hypertension. Echocardiography is the mainstay of the noninvasive assessment of right ventricular function in rodent models and has the advantage of clear translation to humans in whom the same tool is used. Published echocardiography protocols in murine models of PAH are lacking.
In this article, we describe a protocol for assessing RV and pulmonary vascular function in a mouse model of PAH with a dominant negative BMPRII mutation; however, this protocol is applicable to any diseases affecting the pulmonary vasculature or right heart. We provide a detailed description of animal preparation, image acquisition and hemodynamic calculation of stroke volume, cardiac output and an estimate of pulmonary artery pressure.

This article provides a protocol for the echocardiographic assessment of right ventricular size and pulmonary hypertension in mice. Applications include phenotype determination and serial assessment in transgenic and toxin-induced mouse models of cardiomyopathy and pulmonary vascular disease.

マウスの右心の心エコー評価

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential ...

医学

Increasing Pulmonary Artery Pulsatile Flow Improves Hypoxic Pulmonary Hypertension in Piglets

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease affecting distal pulmonary arteries (PA). These arteries are deformed, leading to right ventricular failure. Current treatments are limited. Physiologically, pulsatile blood flow is detrimental to the vasculature. In response to sustained pulsatile stress, vessels release nitric oxide (NO) to induce vasodilation for self-protection. Based on this observation, this study developed a protocol to assess whether an artificial pulmonary pulsatile blood flow could induce an NO-dependent decrease in pulmonary artery pressure. One group of piglets was exposed to chronic hypoxia for 3 weeks and compared to a control group of piglets. Once a week, the piglets underwent echocardiography to assess PAH severity. At the end of hypoxia exposure, the piglets were subjected to a pulsatile protocol using a pulsatile catheter. After being anesthetized and prepared for surgery, the jugular vein of the piglet was isolated and the catheter was introduced through the right atrium, the right ventricle and the pulmonary artery, under radioscopic control. Pulmonary artery pressure (PAP) was measured before (T0), immediately after (T1) and 30 min after (T2) the pulsatile protocol. It was demonstrated that this pulsatile protocol is a safe and efficient method of inducing a significant reduction in mean PAP via an NO-dependent mechanism. These data open up new avenues for the clinical management of PAH.

Pulmonary hypertension is associated with a significant reduction in pulmonary artery pulsatility, contractility and elasticity, contributing to an increase in pulmonary artery pressure and pulmonary resistance. Using a hypoxic piglet model, this study demonstrated that improving pulmonary artery plasticity using a newly developed pulsatile catheter improves hypoxic pulmonary hypertension.

増加肺動脈の拍動流が豚における低酸素性肺高血圧を改善しました

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease affecting distal pulmonary arteries (PA). These arteries are deformed, leading to right ventricular ...

Hemodynamic Characterization of Rodent Models of Pulmonary Arterial Hypertension

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disease of the pulmonary vasculature characterized by endothelial cell apoptosis, smooth muscle proliferation and obliteration of pulmonary arterioles. This in turn results in right ventricular (RV) failure, with significant morbidity and mortality. Rodent models of PAH, in the mouse and the rat, are important for understanding the pathophysiology underlying this rare disease. Notably, different models of PAH may be associated with different degrees of pulmonary hypertension, RV hypertrophy and RV failure. Therefore, a complete hemodynamic characterization of mice and rats with PAH is critical in determining the effects of drugs or genetic modifications on the disease. 
Here we demonstrate standard procedures for assessment of right ventricular function and hemodynamics in both rat and mouse PAH models. Echocardiography is useful in determining RV function in rats, although obtaining standard views of the right ventricle is challenging in the awake mouse. Access for right heart catheterization is obtained by the internal jugular vein in closed-chest mice and rats. Pressures can be measured using polyethylene tubing with a fluid pressure transducer or a miniature micromanometer pressure catheter. Pressure-volume loop analysis can be performed in the open chest. After obtaining hemodynamics, the rodent is euthanized. The heart can be dissected to separate the RV free wall from the left ventricle (LV) and septum, allowing an assessment of RV hypertrophy using the Fulton index (RV/(LV+S)). Then samples can be harvested from the heart, lungs and other tissues as needed.

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease of pulmonary arterioles that leads to their obliteration and the development of right ventricular failure. Rodent models of PAH are critical in understanding the pathophysiology of PAH. Here we demonstrate hemodynamic characterization, with right heart catheterization and echocardiography, in the mouse and rat.

肺動脈性肺高血圧症の齧歯類モデルの血行動態特性評価

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disease of the pulmonary vasculature characterized by endothelial cell apoptosis, smooth muscle ...

Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The morphological and functional phenotyping of the right ventricle is of particular importance in the context of hemodynamic compromise in patients with ARHF. Here, we describe a method to induce ARHF in a previously described large animal model of chronic PH, and to phenotype, dynamically, right ventricular function using the gold standard method (i.e., pressure-volume PV loops) and with a non-invasive clinically available method (i.e., echocardiography). Chronic PH is first induced in pigs by left pulmonary artery ligation and right lower lobe embolism with biological glue once a week for 5 weeks. After 16 weeks, ARHF is induced by successive volume loading using saline followed by iterative pulmonary embolism until the ratio of the systolic pulmonary pressure over systemic pressure reaches 0.9 or until the systolic systemic pressure decreases below 90 mmHg. Hemodynamics are restored with dobutamine infusion (from 2.5 &#181;g/kg/min to 7.5 &#181;g/kg/min). PV-loops and echocardiography are performed during each condition. Each condition requires around 40 minutes for induction, hemodynamic stabilization and data acquisition. Out of 9 animals, 2 died immediately after pulmonary embolism and 7 completed the protocol, which illustrates the learning curve of the model. The model induced a 3-fold increase in mean pulmonary artery pressure. The PV-loop analysis showed that ventriculo-arterial coupling was preserved after volume loading, decreased after acute pulmonary embolism and was restored with dobutamine. Echocardiographic acquisitions allowed to quantify right ventricular parameters of morphology and function with good quality. We identified right ventricular ischemic lesions in the model. The model can be used to compare different treatments or to validate non-invasive parameters of right ventricular morphology and function in the context of ARHF.

We present a protocol to induce and phenotype an acute right heart failure in a large animal model with chronic pulmonary hypertension. This model can be used to test therapeutic interventions, to develop right heart metrics&#160;or to improve the understanding of acute right heart failure pathophysiology.

慢性血栓塞栓性肺高血圧症の大型動物モデルにおける急性右心不全の誘導とフェノタイピング

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The ...

Left Atrial Stenosis Induced Pulmonary Venous Arterialization and Group 2 Pulmonary Hypertension in Rat

The mechanism of mitral stenosis-induced pulmonary venous arterialization and group 2 pulmonary hypertension (PH) is unclear. There is no rodent model of group 2 PH, due to mitral stenosis (MS), to facilitate the investigation of disease mechanisms and potential therapeutic strategies. We present a novel rat model of pulmonary venous congestion-induced pulmonary venous arterialization and group 2 PH caused by left atrial stenosis (LAS). LAS is achieved by constricting the left atrium using a half-closed titanium clip. After the LAS surgery, a rat model with a transmitral inflow velocity greater than or equal to 2.0 m/s on echocardiography gradually develops pulmonary venous arterialization and group 2 PH over an 8- to 10-week period. In this protocol, we provide the step-by-step procedure of how to perform the LAS surgery. The presented LAS rat model mimics MS in humans and is useful for studying the underlying molecular mechanism of pulmonary venous arterialization and for the preclinical evaluation of therapies for group 2 PH.

Left atrial stenosis (LAS) is a novel surgical technique used for studying group 2 pulmonary hypertension (PH) and mechanisms underlying pulmonary venous arterialization. Here, we present a protocol to constrict the left atrium using a titanium clip to cause pulmonary venous arterialization and moderate PH in a rat.

左心房狭窄による肺静脈動脈化術とグループ 2 肺高血圧症ラット

The mechanism of mitral stenosis-induced pulmonary venous arterialization and group 2 pulmonary hypertension (PH) is unclear. There is no rodent model of ...

The Left Pneumonectomy Combined with Monocrotaline or Sugen as a Model of Pulmonary Hypertension in Rats

In this protocol, we detail the correct procedural steps and necessary precautions to successfully perform a left pneumonectomy and induce PAH in rats with the additional administration of monocrotaline (MCT) or SU5416 (Sugen). We also compare these two models to other PAH models commonly used in research. In the last few years, the focus of animal PAH models has moved towards studying the mechanism of angioproliferation of plexiform lesions, in which the role of increased pulmonary blood flow is considered as an important trigger in the development of severe pulmonary vascular remodeling. One of the most promising rodent models of increased pulmonary flow is the unilateral left pneumonectomy combined with a "second hit" of MCT or Sugen. The removal of the left lung leads to increased and turbulent pulmonary blood flow and vascular remodeling. Currently, there is no detailed procedure of the pneumonectomy surgery in rats. This article details a step-by-step protocol of the pneumonectomy surgical procedure and post-operative care in male Sprague-Dawley rats. Briefly, the animal is anesthetized and the chest is opened. Once the left pulmonary artery, pulmonary vein, and bronchus are visualized, they are ligated and the left lung is removed. The chest then closed and the animal recovered. Blood is forced to circulate only on the right lung. This increased vascular pressure leads to a progressive remodeling and occlusion of small pulmonary arteries. The second hit of MCT or Sugen is used one week post-surgery to induce endothelial dysfunction. The combination of increased blood flow in the lung and endothelial dysfunction produces severe PAH. The primary limitation of this procedure is that it requires general surgical skills.

The rodent left pneumonectomy is a valuable technique in pulmonary hypertension research. Here, we present a protocol to describe the rat pneumonectomy procedure and postoperative care to ensure minimal morbidity and mortality.

組み合わせてモノクロまたは Sugen 肺高血圧ラットのモデルとして左肺全摘

In this protocol, we detail the correct procedural steps and necessary precautions to successfully perform a left pneumonectomy and induce PAH in rats ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. However, the evaluation of right ventricular pressure (RVP) and pulmonary artery pressure (PAP) remains technically challenging in mice. RVP and PAP are more difficult to measure than left ventricular pressure because of the anatomical differences between the left and right heart systems. In this paper, we describe a stable right heart hemodynamic measurement method and its validation using healthy and PAH mice. This method is based on open-chest surgery and mechanical ventilation support. It is a complicated procedure compared to closed chest procedures. While a well-trained surgeon is required for this surgery, the advantage of this procedure is that it can generate both RVP and PAP parameters at the same time, so it is a preferable procedure for the evaluation of PAH models.

Here, we present a protocol to perform an invasive hemodynamic assessment of the right ventricle and pulmonary artery in mice using an open-chest surgery approach.

マウスにおける右心室系と低酸素誘発性肺動脈高血圧に対する侵襲的血行力学的評価

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

A Model of Reverse Vascular Remodeling in Pulmonary Hypertension Due to Left Heart Disease by Aortic Debanding in Rats

Pulmonary hypertension due to left heart disease (PH-LHD) is the most common form of PH, yet its pathophysiology is poorly characterized than pulmonary arterial hypertension (PAH). As a result, approved therapeutic interventions for the treatment or prevention of PH-LHD are missing. Medications used to treat PH in PAH patients are not recommended for treatment of PH-LHD, as reduced pulmonary vascular resistance (PVR) and increased pulmonary blood flow in the presence of increased left-sided filling pressures may cause left heart decompensation and pulmonary edema. New strategies need to be developed to reverse PH in LHD patients. In contrast to PAH, PH-LHD develops due to increased mechanical load caused by congestion of blood into the lung circulation during left heart failure. Clinically, mechanical unloading of the left ventricle (LV) by aortic valve replacement in aortic stenosis patients or by implantation of LV assist devices in end-stage heart failure patients normalizes not only pulmonary arterial and right ventricular (RV) pressures but also PVR, thus providing indirect evidence for reverse remodeling in the pulmonary vasculature. Using an established rat model of PH-LHD due to left heart failure triggered by pressure overload with subsequent development of PH, a model is developed to study the molecular and cellular mechanisms of this physiological reverse remodeling process. Specifically, an aortic debanding surgery was performed, which resulted in reverse remodeling of the LV myocardium and its unloading. In parallel, complete normalization of RV systolic pressure and significant but incomplete reversal of RV hypertrophy was detectable. This model may present a valuable tool to study the mechanisms of physiological reverse remodeling in the pulmonary circulation and the RV, aiming to develop therapeutic strategies for treating PH-LHD and other forms of PH.

The present protocol describes a surgical procedure to remove ascending-aortic banding in a rat model of pulmonary hypertension due to left heart disease. This technique studies endogenous mechanisms of reverse remodeling in the pulmonary circulation and the right heart, thus informing strategies to reverse pulmonary hypertension and/or right ventricular dysfunction.

ラットの大動脈剥離による左心疾患による肺高血圧症における逆血管リモデリングのモデル

Pulmonary hypertension due to left heart disease (PH-LHD) is the most common form of PH, yet its pathophysiology is poorly characterized than pulmonary ...

Induction of Right Ventricular Failure by Pulmonary Artery Constriction and Evaluation of Right Ventricular Function in Mice

The mechanism of right ventricular failure (RVF) requires clarification due to the uniqueness, high morbidity, high mortality, and refractory nature of RVF. Previous rat models imitating RVF progression have been described. Compared with rats, mice are more accessible, economical, and widely used in animal experiments. We developed a pulmonary artery constriction (PAC) approach which is comprised of banding the pulmonary trunk in mice to induce right ventricular (RV) hypertrophy. A special surgical latch needle was designed that allows for easier separation of the aorta and the pulmonary trunk. In our experiments, the use of this fabricated latch needle reduced the risk of arteriorrhexis and improved the surgical success rate to 90%. We used different padding needle diameters to precisely create quantitative constriction, which can induce different degrees of RV hypertrophy. We quantified the degree of constriction by evaluating the blood flow velocity of the PA, which was measured by noninvasive transthoracic echocardiography. RV function was precisely evaluated by right heart catheterization at 8 weeks after surgery. The surgical instruments made inhouse were composed of common materials using a simple process that is easy to master. Therefore, the PAC approach described here is easy to imitate using instruments made in the lab and can be widely used in other labs. This study presents a modified PAC approach that has a higher success rate than other models and an 8-week postsurgery survival rate of 97.8%. This PAC approach provides a useful technique for studying the mechanism of RVF and will enable an increased understanding of RVF.

Here, we provide a useful approach for studying the mechanism of right ventricular failure. A more convenient and efficient approach to pulmonary artery constriction is established using surgical instruments made inhouse. In addition, methods to evaluate the quality of this approach by echocardiography and catheterization are provided.

肺動脈収縮による右心室障害の誘導とマウスにおける右心室機能の評価

The mechanism of right ventricular failure (RVF) requires clarification due to the uniqueness, high morbidity, high mortality, and refractory nature of ...

生物学

<meta charset="utf8"></head><body>一貫した右心不全誘発のための肺動脈バンディングの最適化

Rat Model of Right-Sided Cardiac Remodeling and Arrhythmia Using Pulmonary Artery Banding

Clinical conditions, including chronic obstructive pulmonary disease or pulmonary arterial hypertension (PAH), can lead to chronic right ventricle pressure overload and progressive right heart failure (RHF). RHF can be identified by right-sided cardiac hypertrophy and dilation associated with abnormal myocardial function affecting the RV and the right atrium (RA). We recently demonstrated that severe RHF is accompanied by an increased risk of atrial inflammation, atrial fibrosis, and atrial fibrillation (AF), the most common type of cardiac arrhythmia (CA). Recent studies have shown that RV and RA inflammation plays an important role in the arrhythmogenesis of CA, including AF. However, the impact of inflammation in the development of CA and AF in RHF is poorly described.
Experimental models of RHF are required to better understand the association between right-sided myocardial inflammation and CA. The rat model of monocrotaline (MCT)-induced pulmonary hypertension (PH) is well-established to provoke RHF. However, MCT triggers severe pneumo-toxicity and pulmonary inflammation. Hence, MCT-induced RHF does not help to distinguish whether the subsequent myocardial inflammation originates from the RHF per se or circulating inflammatory signals secreted by the injured lung.
In this article, a mechanical method involving pulmonary artery trunk banding (PAB) was used to provoke right-sided cardiac arrhythmogenesis. The PAB consists of performing a permanent suture of the pulmonary artery trunk for 3 weeks. Such an approach generates increased right-sided pressure overload. At D21 post-PAB, the suture results in hypertrophied, dilated, and inflamed RV and RA. The PAB-induced RHF is also accompanied by vulnerability to ventricular and atrial arrhythmias, including AF.

<meta charset="utf8"></head><body>肺動脈バンディングを用いた右側心臓リモデリングと不整脈のラットモデル

Right heart failure (RHF) is characterized by right-sided cardiac dilation and hypertrophy, leading to ventricular and atrial malfunction. Cardiopulmonary conditions associated with RHF are accompanied by an increased risk for cardiac arrhythmias. This article describes a standardized model of pulmonary artery banding-induced RHF associated with enhanced ventricular and atrial arrhythmogenesis.