Method Article
Burada farelerde sol anterior inen koroner arterin kalıcı ligasyonunun nasıl elde edilebildiğini gösteren bir cerrahi prosedürü açıklıyoruz. Bu model miyokard enfarktüsü ve eşlik eden biyolojik süreçlerin patofizyolojisini araştırmak için yüksek öneme hemşilir.
Miyokard enfarktüsü (MI) ve akut koroner hastalıklar batı yaşam tarzına sahip popülasyonda en belirgin ölüm nedenleri arasındadır. Sol-anterior inen kalıcı ligasyon ile MI murine modelleri (LAD) koroner arter yakından insanlarda MI taklit. Murine modelleri günümüzde mevcut olan kapsamlı genetik mühendislikten yararlanmaktadır. Burada kalıcı LAD koroner ligasyonu ile miyokard enfarktüsünün tekrarlanabilir bir murine cerrahi modelini öneriyoruz. Tekniğimiz ketamin/ksilazin ile anesteziden oluşur, antagonist intübasyon, mekanik destekli ventilasyon için trakeotomi olmadan entübasyon, ekstrensek pozitif uygulama ile ventilasyon alveoler çöküşü önlemek için son ekspiratuar basınç (PEEP), iskelet kaslarına yapılan minimum cerrahi lezyonları sınırlayan bir torakotomi yöntemi, ve torasentez olmadan akciğer enflasyonu. Bu yöntem seyrek invaziv, tekrarlanabilir ve ameliyat sonrası mortalite ve komplikasyonları azaltır.
Akut miyokard enfarktüsü (MI) iskemik kalp hastalıklarının (İhD) en şiddetli ifadesidir. İhD, özellikle batı ülkelerinde, dünya çapında morbidite ve ölüm lerin önde gelen nedenidir1. Sonuç olarak, sağlık sistemleri üzerinde büyükbir ekonomik etkisi vardır 2. MI aterosklerotik plak ile bir koroner arter tıkanıklığı ve miyokardyumun büyük bölgelerinde kan akımının sonraki tutuklanması ile karakterizedir. Miyokardlarda oksijen yetersizliği kardiyomiyositlerin iskemik ölümüne yol açar. Bu patolojik durum ventriküler dokuda yanıtları tetikler sonuçta ventriküler fonksiyonlarda eksikliklere yol açar, remodeling ve kalp yetmezliği3. MI düzenlenmiş hücre ölümü, oksidatif strese yanıt, inflamasyon, yara iyileşmesi, fibrozis ve ventrikül remodeling oluşan birden fazla ve karmaşık biyolojik süreçler içeren karmaşık bir patofizyolojik durumdur. Bu biyolojik yanıtların bazıları hasara bağlı moleküler desenlerin nekrozkaynaklı salınımı ve ilişkili inflamatuar yanıtlar gibi in vitro bireysel süreçler olarak modellenmiştir4. Bu basitleştirilmiş modeller MI anlamak için gereklidir. Ancak sadece bir in vivo modeli MI yanıt yapan biyolojik süreçler karmaşıklığı gerçekçi bir görüntü sağlayabilir.
Domuz gibi büyük hayvanlarda MI modelleri daha yakından MI insan patofizyolojisi ile ilgili olsa da, murine modellerinin gücü diğer memeli türlerine göre daha gelişmiş genetik mühendisliği tarafından sunulan olanaklar da bulunur. Diğer ihmal edilemez yönleri göreceli düşük maliyet ve cerrahi kurulum basitliği vardır.
Miyokardinisin iskemi-reperfüzyonu modellerinin kalıcı MI modellerinden farklı sonuçlar sergilenebildiği nden bahsetmek tefaydalıdır. Miyokard dokusunda inflamatuar ve yara iyileşmesi yanıtlarının hücre ölümü tipi, kalite/genlik veya kinetik gibi biyolojik süreçler modele göre değişebilir5,6,7. Ancak, kalıcı koroner oklüzyon bu protokol kolayca bir iskemi-reperfüzyon modeli elde etmek için adapte edilebilir.
Bu yöntem reperfüzyon olmadan MI fizyopatolojisi ile ilgili çalışmalar için önemlidir ve lokal kalp dokusunda ve sistemik kalp dokusunda koroner oklüzyondan (dakika) geç evre kalp yetmezliğine (hafta) kadar patolojik süreçlerin izlenmesine olanak sağlar. Düzey.
Bu protokolde tanımlanan hayvan deneyleri Vaud Kantonu Hayvan Etik Komitesi tarafından gözden geçirildi ve onaylandı.
NOT: Bu deneylerde 25 g ile 30 g arasında ve 8-12 haftalık erkek C57Bl/6J fareler kullandık. Fareler chow pelet ve su reklamı libitum beslenen ve geleneksel koşullar altında yetiştirilen edildi. Cerrahi ekipmanlar daha önce sterilize edildi. Deneyci kontaminasyon ve postoperatif enfeksiyonları sınırlamak için steril cerrahi eldiven ve cerrahi maske takmalıdır.
1. Anestezi ve trakeal kanülasyon.
2. LAD koroner arter ligasyonu
3. Ameliyat sonrası prosedürler ve takip.
Fareler ameliyattan yedi gün sonra ötenaziye alındı. Hayvanlar 80 mg/kg ketamin ve 10 mg/kg ksilazin ile anestezi edildi. Anestezi altında vena kavadan kan alındı ve kalp örneği alındı. Atria çıkarıldı, miyokardiyum buz gibi PBS ile yıkandı. İskemik alanların ölçümleri için kalpler -20 °C'de 40 dakika donduruldu, daha sonra %2 triphenyltetrazolium klorür (TTC) içeren PBS'de 37 °C'de 20 dakika dilimlendi ve boyandı. Kalp dilimleri oda sıcaklığında %4 tamponlu paraformaldehit çözeltisinde bir gecede sabitlendi. İskemik alanlar lekesiz kalırken, canlı doku dehidrogenaz varlığı nedeniyle kırmızı ile boyanmıştır. İskemik alanlar sol ventrikülün (LV) beyaz alanının yüzdesi olarak bir görüntüleme yazılımı ile hesaplandı (Şekil3A, B). Biyokimyasal ve moleküler biyoloji analizleri için kalpler sıvı nitrojenle donduruldu. Sıvı azot üzerinde kalpleri taşlama sonra organ tozu protein ve mRNA ekstraksiyon için kullanılmıştır. Enfarktüs kalplerin miyokardiyal dokusundaki fibrozisin kapsamı, sırasıyla miyofibroblastların ve TGFβ sinyal aktivasyonunun başlıca okumaları olan alfa düz kas aktininin (αSMA) ve SMAD2 fosforilasyonunun batı leke analizi ile değerlendirildi ( Şekil 3C). TgfbmRNA ekspresyonu , ve downstream hedefleri Ctgf, Postn ve Il11 miyokardfibrozis tüm göstergeleri vardır. Bu gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) analizi (Şekil3D)ile gösterilmiştir.
Pro-inflamatuar sinyal yolları ve pro-inflamatuar genlerin ekspresyonu tipik olarak miyokard infarktüsü sonrası ilk hafta içinde aktive bulundu. NF-κB p65 transkripsiyon faktörünün fosforilasyon iltihabının bir özelliğidir ve MI mice'nin tüm miyokard özlerinde gözlenmiştir (Şekil3E). pro-inflamatuar genlerin mRNA ekspresyonu Il1b, Il6 ve Cxcl10 (Şekil 3F) ve monosit/makrofaj belirteçleri Cd14 ve Mertk gerçek zamanlı PCR (Şekil 3G) ile analiz edildi. NF-κB p65 ve SMAD2 fosforilasyon ölçüde bir değişkenlik olduğunu unutmayın (Şekil3C,E, şerit 4-7). Bu değişkenlik büyük ölçüde enfarktın boyutuna bağlıdır.
Şekil 1 : Cerrahi kurulumun tanımı. (A) Cerrahi kurulum modifiye ısıtma yastığı, bir vantilatör ve elastik bantlar bağlı retraktörler oluşur. (B) Ameliyat sırasında kullanılan makas, forceps ve iğne tutucu seti. (C) Mini retraktörlerin yakın çekim. Gösterilmez: cerrahi stereo mikroskop. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2 : Cerrahi ve LAD ligasyonu temsili görüntüler. (A) Retraktörler ile açık göğüs. Sol ventrikül belliydi. Üst, sol ve alt retraktörler göğüs kafesi düzenlenen ve sağ retraktör pektoralis kas düzenledi. (B) İğne LAD altında geçti. (C) Dikiş ipek LAD altında, sol ventrikül içine geçti. (D) LAD tek dikiş. (E) Ligasyon işleminin sonunda, dikiş üç düğüm ile güvence altına alındı. (F) Kalbin ön görünümünün temsili. LAD ligasyonunun pozisyonu 2-3 mm aşağıda sol atria ve LAD'nin diyagonal dalı üzerindeydi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3 : Fibrozis ve tüm miyokard özleri iltihap ameliyat sonrası yedi gün. (A) Ameliyat sonrası yedi gün içinde dilimlenmiş enfarktlı bir kalbin TTC lekelerinin temsili görüntüleri. Soluk iskemik alanlar lekesiz ve beyaz kalırken, canlı doku kırmızı lekeliydi. Ligasyon soldan üçüncü dilimde görülüyordu. (B) Beş infarktlı kalbin iskemik alanlarının büyüklüğü TTC boyama tekniği ile ölçüldü. Sonuçlar sol ventrikül (LV) beyaz alan yüzdesi idi. (C) Fibrozisin göstergesi olarak tüm miyokardiyumda SMAD2 fosforilasyonve alfa-SMA ekspresyonunun batı leke analizi. (D) tüm miyokard özlerinde Tgfb, Ctgf, Postn ve Il11 mRNA ekspresyonu. (E) Tüm miyokard özlerinde NF-κB p65 fosforilasyonun batı lekesi. (F) pro-inflamatuar genlerin mRNA ekspresyonu Il1b, Il6 ve Cxcl10 tüm miyokard özleri. (G) Cd14 ve Mertk'in mRNA ekspresyonu sırasıyla monosit/makrofajlar ve fagositik makrofajların miyokardiyumundaki varlığın göstergesidir. Sham'da N = 3 ve MI grubunda N = 4. mRNA ekspresyon analizi için ifade endojen kontrol Rps18'e göreidi ve grup karşılaştırmaları öğrencinin T-testleri, *p ≤ 0,05, **p ≤ 0.01, *** p ≤ 0.001 olarak eşleşti. B, D, F ve G panellerinde hata çubukları standart sapmaları temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Bu işlemin ilk kritik adımı kesinlikle entübasyondur. 16 G kateterin körelmiş iç iğnesini trakeal tüp olarak kullanıyoruz. Bu kurulumu 22 g'dan daha hafif farelerle kullanmanızı önermiyoruz. Bu kurulum ile, trakea zarar vermeden daha küçük vücut ağırlığı ile düzgün fareler entübe etmek zor olabilir. Bir diğer kritik nokta da trakea ve göğüs kafesini ortaya çıkarırken kaslara yapılan kesileri sınırlamaktır. Doku hasarının azaltılması, özellikle MI'den sonraki inflamatuar süreçleri incelerken büyük önem taşımaktadır. Bu yüzden forseps ve retractors8,9ile kas ve kaburga nazik yayılması tercih olmasıdır. Biz kanama10kontrol etmek için elektrikli karaçer kullanmayın. Bu iyatrojenik yanıklarneden olabilir ve enfeksiyonları lehine. Hem travma hem de enfeksiyonlar inflamatuar okumalara neden olabilir. Ventilasyon egzozunun torakotomi sırasında son ekspiratuar alveoler çökmesine daldırılarak 3 cm H2O'luk dışsal peep uygulaması. LAD lokalizasyonu başka bir kritik adımdır ve koroner arterlerin anatomisi zorlanma ve fare11genotip bağlı olarak değişebilir akılda tutmak gerekir. Lad'i görselleştirmek için biraz deneyim gerektirir, ancak dikişin prosedürde açıklandığı gibi sol atriya 2-3 mm doğrudan yerleştirilmesi ligasyonun doğru konumlandırılmasına olanak sağlar. Dikiş altında sol ventrikül büyük porsiyonanında renk değişikliği doğruluğu teyit. Son olarak, yapay göğüs kapanması sırasında 2-3 solunum döngüleri için ventilasyon egzoz engelleyerek otomatik PEEP uygulayarak torasik kavite hava kovalamak yardımcı olacak akciğer geçici bir hiperenflasyon sağlar12. Biz bilerek 9,10gösterildiği gibi bir torasentez yapmazlar. Bu şekilde, akciğer ve kalp yaralanmaları riskini sınırlamak ve aşırı doku hasarı veya perforasyon önlemek.
Miyokardiyal iskemi-reperfüzyon (I/R) kliniklerde MI hastalarına yapılan koroner kan akımının restorasyonu taklit ilgili bir cerrahi modeldir. G / R modeli sırasında koroner arter geçici bir tıkanıklık 20 ila 45 dk8,13bir süre için LAD üzerine tüp bir parça sıkma tarafından yapılır. Daha sonra oklüzyon istenilen süre boyunca miyokardrerere izin serbest bırakılır. Protokolümüze uygulanan bu basit değişiklik kolayca bir G / R modeli4,8,14,15dönüştürebilirsiniz. Enfarktüs kardiyak troponin T8,10 veya ekokardiyografi15için bir kan testi ile teyit edilebilir.
MI, reperfüzyonun tek başına yaralanmaya neden olduğu için I/R modelinden farklıdır. MI daha fazla doku nekrozu neden olur ve apoptoz daha reperfüzyon miyokardiyum belirgindir5. İnflamatuar hücrelerin infiltrasyonukinetiği de MI ve IR arasında MI7bağışıklık hücrelerinin gecikmiş miyokardiyal infiltrasyonu ile farklıdır. Enfarkt alanın büyüklüğü ve konumu da kalıcı ligasyon ve G/R modelleri arasında farklılık gösterir15. Bunu göz önünde bulundurarak, G/Y ve kalıcı MI modelleri eşdeğer olmadığından, ilgili bir model seçmek için dikkatli olmak gerekir. Miyokard enfarktüsünün bir diğer murine modeli de kriyoinfarktüs modelidir. LV ön duvarına kriyojenik bir sonda uygulanması LAD arterventriküler doku ve kan akımı arrest donma neden olur. Ancak bu teknik, remodeling ve inflamatuar yanıtların zamanlaması ve genliği ile ilgili MI ve I/R tekniklerinden farklıdır16,17.
Değişkenlik herhangi bir cerrahi işlem için bir sınırlamadır. Bu değişkenlik biyolojik farklılıklara dayanır. İyi bir örnek farelerde koroner arteriyel düzenleme varyasyonu11. Aynı zamanda deney becerilerine de dayanır. Bu modelle istikrarlı sonuçlara ulaşmak için deneycilerin yeterli eğitiminin zorunlu olduğunu belirtmekte faydalıdır. İyi eğitilmiş bir deneyci kolayca tekrarlanabilir enfarktüs boyutları üretebilir (Şekil3A-B). Modelin mortalitesi LAD'nin konumuna, deneylerin süresine (günler, haftalar), fare zorlanmasına ve genotiplere bağlıdır. Anestezik ve analjezik ilaçların türleri de putatif kardiyoprotektif veya kardiyodepresan etkileri ile deneylerin sonucunu etkileyebilir. Bizim elimizde bu modelin küresel ölüm oranı %25-30'dur. Bu ölüm oranı, suşlar ve deney süresi ne olursa olsun, deney bitmeden önce spontan ölüm ve fedakarlıkları kapsar. Ölümlerin ya da fedakarlığın çoğu ameliyat sonrası ikinci ve dördüncü günler arasında. Sıkı bir ağrı yönetimi uygulamak ve hayvanların takibi mortaliteyi azaltabilir.
Burada ttc boyama ve protein ve genlerin ekspresyonu kullanılarak analiz edilen enfarktüs boyutunun temsili sonuçlarını sırasıyla batı lekeve gerçek zamanlı PCR ile LV'de inflamatuar veya fibrotik süreçlerde yer alan genler satmaktadır (Şekil 3C-G). Bu parametrelerin çoğunu enzime bağlı immünosorbent tahlil (ELISA) veya enzimosit testleri ile ölçmek de mümkündür. Tabii ki, test edilmesi gereken hipoteze uygun olarak, bu yöntem ultrason, MRG veya intraventriküler kateter basınç ve hacim ölçümü ile herhangi bir fonksiyonel analiz ile takip edilebilir. Ayrıca kalp ayıklamak ve izole hücreler üzerinde kardiyak hücre biyolojisi daha fazla araştırmak mümkündür. Genel olarak, LAD koroner arter kalıcı ligasyon ile MI modeli özellikle inflamatuar ve fibrotik süreçleri değerlendirmek için yararlıdır, yara iyileşmesi ve miyokard infarktüsü sonrasında kardiyak fonksiyon değişiklikleri.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Bu model İsviçre Ulusal Bilim Vakfı 'nın (Grants 310030_162629 to LL) ve Lozan Üniversitesi Hastanesi Göğüs Cerrahisi ve Yoğun Bakım Tıbbı Hizmetleri'nden bölüm fonlarının desteğiyle geliştirilmiştir. JL, Emma Muschamp Vakfı'ndan bir bağış aldı. Lozan Üniversitesi Biyoloji ve Tıp Fakültesi veteriner hekimlerinin ve hayvan tesisi personelinin önemli desteğini kabul ediyoruz. Lozan Üniversitesi Hastanesi Kalp Cerrahisi Servisi'nden Dr. Giuseppina Milano'ya ve Lozan Üniversitesi Kardiyovasküler Değerlendirme Facilty'den Dr. Alexandre Sarre'ye teknik ipuçları için teşekkür ederiz.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 CC Syringe, Omnifix-F | B. Braun | 9161406V | |
30G- Needle | BD Microlance 3 | 304000 | |
70% Ethanol | |||
Betadine 60 ml | MundiPharma | ||
Blunt Retractors | Fine Science Tools | 18200-09 | |
Castroviejo Needle Holder Straight with Lock | Roboz | RS-6416 | |
Cotton Swabs | Applimed SA | 6001109 | |
Dissecting Scissors, Curved | Aesculap | BC603R | |
Electrical Razor | Remington | HC720 | |
Glucose 5% B.Braun | B. Braun | 531032 | |
Hair Removal Cream, Veet | Silk & Fresh Tech. | 8218535 | |
Iris Dissecting Forceps Full Curved | Aesculap | OC022R | |
Ketasol 100 (100 mg/ml) | Dr. E. Graeub AG | QN01AX03 | |
Micro Scissors, Curved Blunt/Blunt | Aesculap | FM013R | |
NaCl 0.9% B. Braun | B. Braun | 534534 | |
Short Fixator | Fine Science Tools | 18200-01 | |
Silk Suture 5-0, BB | Ethicon | K880H | |
Silk Suture 6-0, P-1 | Ethicon | 639H | |
Silk Suture 7-0,BV-1 | Ethicon | K804 | |
Student Dumont #7 Forceps | Fine Science Tools | 91197-00 | |
Student Fine Forceps-Angled | Fine Science Tools | 91110-10 | |
Surgical Gloves | Weitacare | 834301 | |
Surgical heating pad | Personalized setting | ||
Temgesic sol 0.3 mg/ml Buprenorphine | Indivior Schweiz AG | N02AE01 | |
Tracheal tube inner needle of an 16G i.v. cat | Abbocath-T | G714-A01 | |
Universal S3 Microscope, OMPIMD | Zeizz | ||
Ventilator, MiniVent Model 845 | Harvard Apparatus | 73-0043 | |
Viscotears | Alcon | 1551535 | |
Xylasol (1mg/ml) | Dr. E. Graeub AG | QN05CM92 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır