Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Pulmoner gövde bandının neden olduğu sağ ventrikül basıncının aşırı yüklenmesinin bir murin modelini tanımladık. Entübasyon, cerrahi ve ekokardiyografi ile fenotipleme için ayrıntılı protokoller makaleye dahil edilmiştir. Entübasyon ve cerrahi için özel yapım aletler kullanılır ve modelin hızlı ve ucuz bir şekilde çoğaltılmasına olanak tanır.
Aşırı basınç yüküne bağlı sağ ventrikül (RV) yetmezliği, birçok kardiyovasküler ve pulmoner hastalıkta morbidite ve mortalite ile güçlü bir şekilde ilişkilidir. RV yetmezliğinin patogenezi karmaşıktır ve yeterince anlaşılamamıştır. RV yetmezliğinin tedavisi için yeni terapötik stratejiler belirlemek için sağlam ve tekrarlanabilir hayvan modelleri gereklidir. Pulmoner gövde bandı (PTB) modelleri, RV fonksiyonu pulmoner vaskülatürdeki değişikliklerden bağımsız olarak değerlendirilebildiği için popülerlik kazanmıştır.
Bu yazıda, 5 haftalık farelerde PTB'nin neden olduğu RV basınç aşırı yükünün bir murin modelini sunuyoruz. Model, hafif RV hipertrofisinden dekompanse RV yetmezliğine kadar farklı derecelerde RV patolojisini indüklemek için kullanılabilir. Entübasyon, PTB cerrahisi ve ekokardiyografi ile fenotipleme için ayrıntılı protokoller makaleye dahil edilmiştir. Ayrıca, entübasyon ve PTB cerrahisi için aletlerin özelleştirilmesi için talimatlar verilmiştir, bu da PTB modelinin hızlı ve ucuz bir şekilde çoğaltılmasını sağlar.
Pulmoner gövdeyi daraltmak için titanyum bağlama klipsleri kullanıldı ve yüksek derecede tekrarlanabilir ve operatörden bağımsız derecede pulmoner gövde daralması sağlandı. PTB'nin şiddeti farklı iç bağlama klips çapları (hafif: 450 μm ve şiddetli: 250 μm) kullanılarak derecelendirildi. Bu, korunmuş RV fonksiyonu ile hipertrofiden, azalmış kardiyak debi ve ekstrakardiyak bulgular ile dekompanse RV yetmezliğine kadar değişen RV patolojisi ile sonuçlandı. RV fonksiyonu ameliyattan 1 hafta ve 3 hafta sonra ekokardiyografi ile değerlendirildi. Ekokardiyografik görüntü örnekleri ve sonuçlar burada sunulmuştur. Ayrıca, sağ kalp kateterizasyonu ve kalp dokusunun histolojik analizlerinden elde edilen sonuçlar gösterilmiştir.
Sağ ventrikül (RV) yetmezliği, kalp yetmezliği semptomları ve RV disfonksiyonundan kaynaklanan sistemik tıkanıklık belirtileri olan klinik bir sendromdur1. RV disfonksiyonu, bir dizi kardiyovasküler ve pulmoner hastalıkta morbidite ve mortalite ile güçlü bir şekilde ilişkilidir2. RV disfonksiyonunun etiyolojisi karmaşıktır ve altta yatan sinyal yolakları ve regülasyonu yeterince aydınlatılamamıştır.
Mevcut tedavilerden elde edilen gözlemler, iyileşmiş RV fonksiyonunun art yük azalması ile yakından ilişkili olduğunu ve pulmoner vaskülatürü birincil tedavi hedefi olarak düşündürdüğünü göstermektedir3. Bu, mevcut tedavilerin RV fonksiyonu üzerinde yalnızca minimal bir doğrudan etkiye sahip olduğunu ve pulmoner vasküler direncin iyileşmesinden sonra bile bozulabileceğini göstermektedir3. Bu nedenle, art yük azaltmadan bağımsız olarak RV işlevini iyileştirmeye yönelik daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır.
Sağlam ve tekrarlanabilir hayvan modelleri, yeni terapötik ajanların araştırılmasında esastır. Kronik RV yetmezliğinin çoğu modelinde, altta yatan neden, pulmoner vaskülatür 4,5,6'nın yapısal değişikliğinin neden olduğu pulmoner hipertansiyondur. İyi karakterize edilmiş modeller arasında kronik hipoksi modeli 7,8, Sugen-hipoksi modeli 9,10,11 ve monokrotalin modeli 12,13 bulunur. Bu modellerde RV başarısızlığı pulmoner hipertansiyona ikincil olduğundan, pulmoner vasküler sistem üzerindeki müdahalelerin etkilerini RV6 üzerindeki doğrudan etkilerden ayırt etmek mümkün değildir.
RV'yi pulmoner vaskülatürden bağımsız olarak incelemek için, pulmoner gövde bantlama (PTB) modeli popülerlik kazanmış ve fareler, sıçanlar, tavşanlar, köpekler, koyunlar ve domuzlar dahil olmak üzere çeşitli hayvan türlerinde tanımlanmıştır 6,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23, 24,25,26,27. PTB modellerinde, pulmoner gövdenin daralması cerrahi olarak sağlanır ve RV basıncında bir artışa neden olur6. PTB'nin uygulanmasına, damarın bir bağ ile veya metal bir bağlama klipsi18,28 ile daraltılması dahil olmak üzere farklı yaklaşımlar mevcuttur. Ligatür kullanan modellerde, pulmoner gövde bir iğneye bağlanır ve iğne geri çekilerek ligatür yerinde bırakılır. Bu, iğne boyutuna ve düğümüngerginliğine bağlı olarak damarın daralmasına neden olur 18,29. Metal bağlama klipsleri kullanan modellerde, pulmoner gövde daralmasının derecesi daha tekrarlanabilir olabilir. Modifiye bağlama klipsi uygulayıcıları, bağlama klipslerini önceden tanımlanmış ve sabit bir çapa kapatmak için kullanılır. Bu, yöntemi operatörden bağımsız hale getirir ve hastalık fenotipi 15,27,28'deki PTB ile ilişkili değişkenliği azaltır.
Murin PTB modellerinin RV hipertrofisine ve başarısızlığına neden olduğu gösterilmiştir18,28. PTB modelini kullanırken karşılaşılan en büyük zorluklardan biri, istenen RV patolojisi derecesini elde etmek için uygun PTB çapını seçmektir. Bu, özellikle dekompanse edilmiş RV arızasını modellemeye çalışırken zordur. Bunun için, daralmanın, ameliyattan kısa bir süre sonra akut RV yetmezliğine ve ölüme yol açmadan kronik RV yetmezliğini indükleyecek kadar sıkı olması gerekir6. Bu zorluğu çözmek için bir yaklaşım, sütten kesilmiş yavruları veya yavru hayvanları kullanmaktır 6,15. Wistar sıçan sütten kesilen yavrular15,30 kullanılarak RV arızasının farklı aşamalarını incelemek için bir PTB modeli başarıyla kullanılmıştır. Bunu başarmak için, büyüme potansiyeli kalan genç sıçanlara titanyum bağlama klipsleri uygulanarak PTB cerrahisi uygulandı. Sıçanlar büyüdüğünde, pulmoner stenoz giderek daha şiddetli hale geldi ve PTB 15,30'un ciddiyetine bağlı olarak RV hipertrofisi veya kronik RV yetmezliği ile sonuçlandı. Bu modelden esinlenerek, RV patolojisinin farklı aşamalarının genç fareler kullanılarak bir murin PTB modelinde üretilebileceğini varsaydık. Hafif hastalıktan şiddetli hastalığa kadar geniş bir RV patolojisi spektrumunu incelemek, hastalığın ilerlemesini ve RV hipertrofisinden RV başarısızlığına geçişi anlamamıza yardımcı olabilir.
Burada, genç farelerde PTB tarafından indüklenen RV basınç aşırı yükünün bir murin modelini sunuyoruz. Bu model ile, RV hipertrofisinden dekompanse RV yetmezliğine kadar farklı derecelerde RV patolojisi üretilebilir. Bu çalışma entübasyon, PTB cerrahisi ve ekokardiyografi ile fenotiplendirme için ayrıntılı protokoller içermektedir.
Çalışma, Danimarka Hayvan Deneyleri Müfettişliği (yetki numarası: 2021-15-0201-00928) tarafından onaylanmıştır ve ulusal laboratuvar hayvanları mevzuatına uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada 5 haftalık erkek C57BL / 6N fareleri kullanıldı.
1. Entübasyon ve cerrahi için aletlerin özelleştirilmesi (Şekil 1)
NOT: Bu bölüm, ucuz ve kolayca bulunabilen malzemelerden entübasyon ve PTB cerrahisi için ısmarlama aletlerin hazırlanmasındaki en önemli adımları detaylandırmaktadır.
Şekil 1: Entübasyon ve PTB cerrahisi için aletler. (A) IV kateterden yapılmış endotrakeal tüp. (B) Torasik ekartör. (C) Entübasyon standı ve entübasyon standına yerleştirilen fare, bir burun tüpü üzerinde anestezi alıyor. (D) PTB cerrahisi için kullanılan cerrahi aletler ve modifiye bağlama klipsi uygulayıcısı. (E) Yönlendirme kanülü. (F) Özel yapım ayarlanabilir durdurma mekanizması. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
2. Bağlama klipsi uygulayıcısının ayarlanması
3. Ameliyat için hazırlıklar
4. PTB cerrahisi
5. Ekokardiyografi
Şekil 2: Parasternal uzun eksen görünümü (PLAX). (A-D) Ultrasonik probun konumlandırılması. (E, F) PLAX'taki normal murin kalbi. (G, H) PTB sonrası RV dilatasyonu ve hipertrofi. Kısaltmalar: LV: sol ventrikül, RV: sağ ventrikül, PV: pulmoner kapak, PT: pulmoner gövde, Ao: aort. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Parasternal kısa eksen görünümü (PSAX). (A-D) Ultrasonik probun konumlandırılması. (E, F) PSAX'ta normal murin kalbi. (G, H) PTB'den sonra PSAX. Kısaltmalar: LV: sol ventrikül, RV: sağ ventrikül, PM: papiller kas. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Apikal 4 odacıklı görünüm (A4CH). (A-D) Ultrasonik probun konumlandırılması. (E, F) A4CH görünümünde normal murin kalbi. (G, H) PTB sonrası RV ve RA dilatasyonu. Kısaltmalar: LV: sol ventrikül, RV: sağ ventrikül, RA: sağ atriyum, LA: sol atriyum. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: A4CH görünümünde renkli Doppler ile görüntülenen triküspit yetersizliği. (A) Diyastolde, RA'dan RV'ye akış gözlenir (ok). (B) Sistol sırasında, RV'den RA'ya ince bir akış jeti görülebilir (ok). Kısaltmalar: LV: sol ventrikül, RV: sağ ventrikül, RA: sağ atriyum, LA: sol atriyum. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
6. Veri analizleri
7. Sağ kalp kateterizasyonu
C57BL / 6N fareleri (erkek, 5 haftalık, 17-20 g) şiddetli PTB'ye (sPTB, 250 μm, n = 12), hafif PTB'ye (mPTB, 450 μm, n = 9) veya sahte cerrahiye (sahte, n = 15) randomize edildi. Kardiyak fonksiyonların değerlendirilmesi ameliyattan 1 hafta ve 3 hafta sonra ekokardiyografi ile yapıldı. Ameliyattan 3 hafta sonra sağ kalp kateterizasyonu ve ardından ötenazi yapıldı. Organlar tartıldı ve histolojik analizler için kalp dokusu hazırlandı.
Ameliyattan 1 hafta sonra yapılan ekokard...
Bu yazıda, basınç aşırı yüküne bağlı RV hipertrofisi ve başarısızlığının bir murin modelini sunuyoruz. Şunu gösteriyoruz: (i) genç farelerde PTB, hafif RV hipertrofisinden, ekstrakardiyak dekompansasyon belirtileri ve histolojik olarak doğrulanmış RV fibrozu ile RV yetmezliğine kadar değişen derecelerde RV patolojisini indükleyebilir. (ii) RV disfonksiyonu belirtileri, PTB ameliyatından 1 ve 3 hafta sonra ekokardiyografi ile gözlemlenebilir ve ölçülebilir. (iii) RV hipertrofisinin derecesi...
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma Snedkermester Sophus Jacobsen og Hustru Astrid Jacobsens Fond, Helge Peetz og Verner Peetz og hustru Vilma Peetz Legat, Grosserer A.V. Lykfeldt og Hustrus Legat tarafından desteklenmiştir. Ayrıca yazarlar, deneysel çalışmanın yürütülmesi sırasındaki destekleri için Aarhus Üniversitesi Klinik Tıp Bölümü'ndeki hayvan tesislerinin personeline teşekkür eder.
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 |
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