Mevcut çalışmalar, Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü Hibe R01-HL0921, R01-DK083385 ve R01-HL098294 HK Eltzschig, T. Eckle 1K08HL102267-01, ve Anestezi Eğitim ve T. için Araştırma Hibeler Vakfı tarafından desteklenen Eckle ve HK Eltzschig ve Amerikan Kalp Derneği, T. Eckle ve HK Eltzschig ve M. Koeppen Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) araştırma bursu Grant. Shelley Eltzschig sanat eseri için teşekkür ederiz.

Genel notlar: Tüm işlemler dik bir diseksiyon mikroskobu (Olympus, Z-Eksen Crank Post STU2 StandBoom Stand ile SZX10) altında yapılan bir cerrahi koagülatör ile yapılmalıdır. Havalandırma prosedürü için kritik öneme sahiptir ve bu nedenle belirli bir miktar zaman ventilatör seçme ve havalandırma tekniği optimize harcanan olmalıdır. Sıcaklık, kan basıncı ve anestezi boyunca sabit olmalıdır. 1. Anestezi, Entübasyon ve İzlenmesi <ol><li> C57BL / 6 farelerin en az 10 hafta kullanın. Bir doz 70 mg / kg vücut ağırlığı ip pentobarbital sodyum kullanarak neden anestezi anestezi yaklaşık 10 mg / kg / saat sodyum pentobarbital ile koruyun. Bu kan basıncını önemli ölçüde azaltabilirsiniz doz aşımı ile dikkatli olun. Pentobarbital yeniden dozlama sonra bile plazma düzeylerinde ciddi artışlara yol saat-. Kardiyoprotektif bileşik olarak izofluran ilgili güçlü kanıtlar dayanarak, &#39;soy&#39; ve miyokard iskemisi 46-56 için bir model pentobarbital kurulan kullanmanızı öneririz . </li><li> 37 vücut ısısını korumak için termal geribildirim denetleyicisine bağlı bir rektal termometre probu ile sıcaklık kontrollü ısıtmalı masa (RT, Effenberg, Münih, Almanya) ° C Yeri fareler </li><li> Bir teyp ve ayak bileklerine kadar bağlanmış bir dikiş kullanarak tabloya bağlı üst ve alt ekstremite ile supin pozisyonda, anestezi indüksiyon güvenli fareler sonra. Dişler kullanarak kafa için de aynı işlemi yapın. Yeterli frenleyici başarılı bir entübasyon ve kontrollü bir cerrahi için önemlidir. Ameliyat öncesinde, fare saç alerji riskini azaltmak için, mineral yağ ile fare kaplayın. </li><li> Cerrahi trakea ortaya çıkarmak ve trakeal entübasyon bluntpolyethylene kanüller (Insyte 22g, Beckton Dickinson, ABD) kullanarak gerçekleştirmek. Iğne künt bir stile olarak kullanmak mümkün olacak. </li><li> Bir çift forseps kullanılarak dil çekin ve daha sonra vücudun doğru 15 derecelik bir açıyla yavaşça itin. Trakea bile maruz kaldıktan sonra bir mikroskop kullanılarak, bazı eğitim gerektirebilir. Trakea küçük bir hasar sütür boyunca hayvan havalandırılması yetersizlik sebep olacağının farkında olun. Bu nedenle, hava yolu problemleri karşılaşırsanız, küçük delikler için trakea kontrol edin. </li><li> Doğru tüp yerleştirme carina yukarıdaki önceden maruz trakea içinde kanül doğrudan görselleştirme onaylayın. </li><li> Tüpün bir vantilatör bağlayın. Biz Siemens (PRM Veteriner, ABD) Servo 900 C kullanarak bir basınç kontrollü ventilasyon tekniği tavsiye ederiz. Hayvanlar daha sonra FiO 2 = 0.4 ile 110 solunum / dk 10 mbar, frekans pik inspiratuar basınç ve 3-5 mbar bir pozitif ekspirasyon sonu basınç kullanarak havalandırılmalıdır. Ayarları açık toraks cerrahisi sırasında akciğerlere kontrol ederek en kolay elde edilebilir bazı ayarlamalar gerekebilir. Akciğerler çökmüş ya da aşırı genişlemiş emin olun. Servo 900 C, insanlar için vantilatör olarak inşa olduğu gerçeğine rağmen, bir basınç kontrollü ventilatör ortamda kullanılması farelerin havalandırma için mükemmel çalışır. </li><li> I-STAT kullanarak ventilasyon süresi 4 ila 6 saat sonra normal gaz değişimi (oksijen kısmi basıncı, PaO 2, 115 ± 15 mmHg ve kısmi basınç karbon dioksit, PaCO 2 38 ± 6 mmHg) onaylamak için kan gazı analizi yapın Sistemi (Abbott, ABD). </li><li> Monitör EKG (örneğin, Hewlett Packard, Böblingen, Almanya) ile kalp atım hızı. Kalp hızı 450 altına düştüğü olmadığından emin olun. Fare oluşursa bradikardi sıcaklık ve anestezi dozu / konsantrasyon kontrol edin. Xylacin / Ketamin anestezisi 250 / dk bir kalp neden olur ve bu nedenle tavsiye edilmez. </li><li> Uygun bir sıvı replasmanı uygulayın. Olan bir infüzyon serum fizyolojik 0.1 ml / saat arteriyel ya da venöz kateter yoluyla iskemi başlangıcından önce yapılmalıdır. Ayrıca, 500 ul tuzlu bolus cerrahi öncesi ip verilebilir. Thoractomy bir damla kan basıncı uyarabilir ve ilave olarak serum fizyolojik boli gerekebilir. Iskemi sonra, 1 ml / saat infüzyon hızı, ortalama arteryel kan basıncı 60 mmHg üzerinde korumak ve yeterli reperfüzyon TTC kullanarak infarkt boyama için kritik bir garanti etmek için gerekli olabilir. </li><li> Kan basıncı sürekli kayıt için karotis arter (PE10, İpucu OD (mm / &quot;Konik)&gt; 0,024 mm/.011&quot;) yerleştirin. Karotis arter paratrakeal kasların künt diseksiyon ile maruz kalacaklar. Daha fazla maruz kalma ve herhangi bir doku travması (özellikle vagal sinir) dikkatli kaçınma ardından, iki sütür ve küçük bir kelepçe kullanılarak damar içine bir kateter yerleştirilir. Arter diseksiyon başlamadan önce vücut kol takın. Bu arter uzun bir parça gösterecektir. Karotis arter proksimalinde Knot sonuna. Sütür sonuna kadar büyük bir kelepçe takıngerilim elde edilir. Arter çevresinde başka bir dikiş yerleştirin ve çok distal ucu arter disseke. Burada, küçük bir kelepçe yerleştirin. Arter içine bir küçük çapraz açılış kesmek için mikro makas kullanın. Ince bir forseps (Dumont, TEFE) ile açılış tutun ve ellerinizi / forseps ile uygun büyüklükte kateter önceden. Ikinci sütür ile düğüm yapın ve arter güvenli. Kelepçe gevşetin ve kateter daha önceden. Kateter birkaç knot ve bant ile sabitleyin. </li></ol> 2. Koroner Arter Tıkanıklığı Tekniği <ol><li> Cildi inceleyin ve künt diseksiyon tekniği kullanılarak sol toraks duvar maruz. </li><li> Koter ile toraks duvarı açığa çıkarmak için kasları Pektoral binbaşı ve küçüklerin kesin. Pektoralis majör çekerek, akciğer böylece elektrocerrahi üniteden bir forseps, akciğer, Yırtılmaları koagüle geçen yatay bir çizgi üzerinde 1-3 mm eklenen ve, damla. </li><li> Köreldiğini makas kullanarak, toraks duvar kesti. Catch plaka kaldırılır ve künt ucu bükülmüş Modifiye çengelli iğne, toraks açık tutmak için kullanılır. </li><li> Sütür son yerleştirilmesini kolaylaştırmak için, koagüle ve göğüs kafesinin sol alt tarafına doğru diyafram boyunca toraks duvar kesmek. </li><li> Perikard diseksiyon kalp Açığa. Diyafragma hareketleri önlemek için kaldırmak ve frenik sinir kesmek. </li><li> Bir forseps ile küçük bir ıslak pamuk çubuğu kullanın ve kalbin sağ tarafına doğru çevirin. Sol koroner arter (LCA) belirlenmesi ve akciğerleri çok şişirilmiş olduğunu emin olun. Optimize toraks açılış dikiş verirken kalp güvenli tutun. Kan basıncı çok düşükse belirlenmesi karmaşık olabilir. Salin Ek boli LCA belirlenmesi artırabilirsiniz. LCA, yatay olarak kalp kapısı (dönen damarlar aksine) parlak kırmızı bir gemi. Bazen, LCA bir mikroskop olmadan en iyi görülür. Çok fazla ışık kullanmayın. Bu görselleştirme imkansız hale yansımaları koparmaya yol açabilir. </li><li> LCA görsel olarak tespit edildikten sonra, 8.0 naylon sütür (Prolen Ethicon, Notiefies, ABD) LCA etrafında bir yer. Aralıklı LCA oklüzyon amaçla, kardiyomiyopati (42) asılı bir ağırlık sistemi kullanarak kronik bir model benimsedi . </li><li> Künt kenarlı plastik tüp küçük bir parça (PE-10 tüp) ile dikiş ipliği ve her iki ucunda iki küçük ağırlıklar (1g, su ile dolu örneğin kullanımı Eppendorf tüpleri) ekleyin. Özgürce bir çubuk üzerinde asılı ağırlıkları ile LCA hemen tıkalı olmalıdır. Buna ek olarak, ağırlık rahatladım, LCA oklüzyon tek seferde iptal edilir. Başarılı LCA oklüzyon, koyu mor, gemi (parlak kırmızı beyaz) ve EKG ST yükselme varlığı tarafından sağlanan miyokard renk değişikliği kırmızı ışık geminin hemen bir renk değişikliği ile teyit edilmesi gerekir. Reperfüzyon sırasında, renk değişiklikleri anında kaybolur. 37 ° C, emici pamuk tuzlu batırılmış, parça boyunca (bkz. Şekil 1 de) ile kalp ıslak tutun. </li><li> Birincil ilgi göre iskemi zamanı seçti. Aslında, çalışmalar için IP kardiyoprotektif etkileri, bir infarkt boyutları yaklaşık 30 -% 40 AAR ile ilgili bir iskemi zamanı kullanmak için ideal olacaktır. Böylece, her iki yönde de değişiklik, örneğin kalp IP veya deneysel bir tedavi ya da belirli bir gen delesyonu ile büyük infarkt boyutları ile küçük infarkt boyutları göstermek için mümkün olacaktır. Buna ek olarak, 60 ila% 80 arasında infarkt boyutları genellikle hayatta ve reperfüzyon süresi tamamlanmadan önce hayvanlar ölür ise% 50&#39;den daha az bir infarkt olan fareler genellikle, deney hayatta. 3.5 infarkt 2 saat reperfüzyon sonucu miyokard iskemi modeli, 10 dakika ±% 1.3 AAR kullanma. Buna karşılık, 60 dakika 42 ortalama infarkt sonuçları iskemi zamanı AAR (p &lt;0.01) 39 ±% 5.2. Böylece, her iki yönde de değişiklik çalışmak için ideal olarak 60 dakika iskemi düşünün. Bununla birlikte, sever fenotip gen hedeflenen farelerde iskemi zamanını ayarlamak için olabilir. </li><li> Sağ reperfüzyon zamanı seçti. Reperfüzyon TTC boyama için büyük önem taşımaktadır. Renksiz boya, tuğla-kırmızı renkli bir çökelti, co-enzim NADH varlığında dehydrogenases tarafından düşürüldü. Dying hücreleri NADH ve bu nedenle, kırmızı lekeli canlı miyokardın içinde soluk alanlar olarak tarif korumak için yeteneklerini kaybederler. TTC tarafından infarkt tarif bu NADH nekrotik alan tamamen yıkanmış olmuştur gerektirir. Ancak reperfüzyon yeterince uzun değilse, TTC boyama infarkt tarif gerçek infarkt 43 küçümsenmesi neden olabilir. Bizim ellerde, 60 dakika iskemi zamanı sonra, infarkt ölçümü 11.5 arttı ± 42,2 ila 30 dakika sonra% 4.5 ±% 5.1120 dakika sonra. Infarkt daha fazla artış reperfüzyon kez daha uzun (240 dakika) 39 ile tespit edilebilir. Böylece, iskemi önkoşullamanın düşünün kardiyak enzim determination.If bağlamında da makul görünüyor 2 saat reperfüzyon süresi tavsiye ederiz, biz 60 iskemi zamanı takip, 4 kür IP (5 dakika iskemi, 5 dakika reperfüzyon) tavsiye dk ve 2 saat reperfüzyon süresi. Bu koşullar altında, IP 42.2 infarkt 3.2 kat azalma ± 5.1% 13.3 ± 3.3 AAR 39% ile ilişkili bulunmuştur. Ancak, asılı ağırlık sistemi sayesinde, farklı önkoşullamanın alayları kolaylıkla uygulanabilir olabilir. </li></ol> 3. &#39;Risk Altında&#39; Alanının Belirlenmesi (AAR) ve Miyokard Enfarkt Boyutu Miyokard infarktüsü (IP ile veya olmadan) indüksiyonundan sonra, bölgede LCA (riskli alan, AAR) ve kendisi bir boyama tekniği kullanılarak tespit edilecektir infarkt boyutunu perfüze. Daha sonra, infarkt sonra AAR göre, miyokard enfarktüsü yüzdesi olarak hesaplanan olacaktır. Bunu yapmak için, Evan mavi ve triphenyltetrazolium klorür (TTC) ile daha önce açıklanan bir çift boyama tekniği 44 kullanılır . <ol><li> LCA tıkalı ise retrograd aort içine% 1 Evan mavi boya enjeksiyonu ile AAR belirleyin. Alternatif olarak, bir karotis kateter yerinde kalırsa, Evans mavi enjeksiyon için bu yolu kullanın. Evans mavi AAR hariç, tüm miyokard doku mavi boya. Koroner dolaşımı içine enjekte edilir ve Evan mavi boyama engel olduğu gibi, kateter içinde hava kabarcıkları önlemek için bu adım için kritik öneme sahiptir. Evans mavi boyama önce kardiyak enzim ölçümleri için kan toplamak için isteyebilirsiniz. Buna ek olarak, aort ya da karotis kateter aracılığıyla 5 ml serum fizyolojik enjekte edilerek kan kaldırılması tavsiye edilir. </li><li> Buz gibi% 0.9 salin Vergi kalp ve yıkama </li><li> % 2 agaroz içine gömün. Bu başarılı boyama önleyecek sıcak agaroz kullanıyor musunuz. </li><li> 30 dakika sonra +4 ° C (veya 15 dakika -20 ° C), kalp, kalp matrisi veya mikrotom kullanılarak 1 mm dilimler halinde kesilir. Kalp dondurucu içine koyarsanız olmayan lekeli kalplerine yol açacaktır kuru dondurma kaçının. </li><li> Az% 1 TTC ile 37 dilim inkübe ° C su banyosunda 15 ml mavi kapaklı kullanarak 10 dk. Bu süre canlı doku lekeleri enfarkte alan kırmızı, beyaz bir alan olarak sınırları belirgin olmasını sağlayacaktır. </li><li> Gece boyunca% 10 fomaldehyde ile boyandı dilim sabitleşmek. Bunu yaparak, enfarkte alanda daha iyi resim kalitesini iyileştirmek tezat. </li><li> Risk altındaki alanı (AAR) ve NIH yazılım Resim 1.0 45 planimetri ile infarkt belirleyin. </li><li> Risk altındaki alanı enfarkte miyokardın yüzde hesaplayın. </li></ol> 4. Kardiyak Enzim Ölçümü TTC boyama ile ilgili sınırlamalar nedeniyle miyokard infarktüsü şiddeti kardiyak troponin I (cTnI) farelerin serum düzeyleri belirlenmesi için ek okuma olarak tavsiye ederiz. Kan daha sonra nicel bir hızlı cTnI assay (Hayat Diagnostics, Inc, West Chester, PA, USA) ile belirlenir portal ven ve serum cTnI seviyeleri elde edilecektir. 5. Temsilcisi Sonuçlar: <img src="/files/ftp_upload/2526/2526fig1.jpg" alt="Şekil 1" /> Şekil 1 koroner oklüzyonu asılı ağırlık sistemi kullanarak kalp IP (A) Model. Bu teknik, koroner oklüzyon için bir düğüm gerektirmez. (B, C) Cerrahi kurulum. (D), sonra sol koroner arter oklüzyon fare kalp (LCA, oklar) Resim. LCA Görsel kimlik, fareler ligasyonu ve iskemik ön için gerekli. LCA 1-2 mm çapında bir 8.0 naylon dikiş sol kulak kepçesi altına yerleştirilir. Dikiş, küçük bir plastik tüp (*) geçirilir. Her dikiş sonunda küçük bir ağırlığı (1g) bağlı olduğu ve her iki tarafta dikiş çubuklar üzerine yerleştirilir. (E) LCA oklüzyon ve retrograd aort içine Evan mavi boya enjeksiyonu sonra AAR belirlenmesi. Miyokardın geri kalanını mavi ise AAR boyasız kalır. Inkübasyondan sonra TTC enfarkte alan boyanmış beyaz AAR doku, canlı doku boyanmış kırmızı.

Bu çalışmada, sağlam bir fare modeli asılı ağırlık sistemi kullanarak IP performans ve böylece bir düğüm koroner arter oklüzyonu kaçınarak bir roman tekniği açıklar. Aslında, bu çalışmada, IP, böylece düğümü tabanlı koroner oklüzyon modelleri ile ilişkili değişkenlik en aza indirerek yüksek tekrarlanabilir infarkt boyutları ve kardiyak koruma gösterir. Farelerde IP cardioprotection okuyan düşünen Müfettişler bu model yararlı olabilir.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<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>Sodium Pentobarbital (Fatal Plus)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Vortech Pharmaceutical Ls, Ltd</td>
<td>V.P.L. 9372</td>
<td>4mg/mL in saline</td>
</tr>
<tr>
<td>TTC</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>17779 Fluka</td>
<td>1.5 % in PBS</td>
</tr>
<tr>
<td>Evans Blue</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>E2129</td>
<td>10g in 1 L PBS</td>
</tr>
<tr>
<td>Insyte 22 G</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Beckton Dickinson</td>
<td>n/a</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Suture, silk 4.0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Harvard Apparatus</td>
<td>517698</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Suture, Prolene 8.0</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ethicon, USA</td>
<td>M8739</td>
<td>reusable</td>
</tr>
<tr>
<td>Heart Matrix</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Zivic Instruments</td>
<td># HSMS001</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Siemens 900 C</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>DRE Veterinary, USA</td>
<td># 336</td>
<td>refurbished</td>
</tr>
<tr>
<td>dissecting microscope (SZX10 )</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Olympus</td>
<td>n/a</td>
<td>consider generous working distance</td>
</tr>
<tr>
<td>Heating Table</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Rt, Effenberger, Germany</td>
<td>n/a</td>
<td>only and single provider</td>
</tr>
<tr>
<td>Blood pressure device</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Cyber Sense, Inc</td>
<td>BPM02</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>I STAT</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Abbott</td>
<td>n/a</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

use of a hanging weight system for coronary artery occlusion in mice

Knockout farelerde farklı genler 1-38 giderek daha fazla kullanılabilir hale akut yaralanma murin çalışmalar, yoğun bir soruşturma alan. Iskemik ön (IP) Cardioprotection yoğun bir soruşturma bir alan kalır. Moleküler temeli daha da aydınlatmak için, nakavt fare çalışmalarında kullanımı, 39 30 14 7 özellikle önemlidir. Zaten önceki çalışmalarda farelerde başarıyla kardiyak iskemi ve reperfüzyon olması gerçeğine rağmen, bu model, teknik olarak çok zor. Özellikle koroner arter, görsel kimlik, desteklenen bir düğüm ile geminin kapalı bağlayarak geminin etrafında ve koroner oklüzyon sütür yerleştirilmesi teknik olarak zordur. Buna ek olarak, cerrahi travmaya neden olmadan IP sırasında koroner arter aralıklı reperfüzyon için yeniden açılması düğüm ek bir zorluk ekler. Ayrıca, kusurlu koroner oklüzyonu nedeniyle yeterince güçlü, yanlışlıkla reperfüzyon aşağı düğüm bağlı değilse sonuçlarını etkileyebilir. Aslında, bu kolayca kalpte hareketi nedeniyle oluşabilir. Düğümlü koroner oklüzyon sistemi ile ilgili potansiyel sorunlar hakkında dayanarak, IP 39 sırasında aralıklı olarak koroner arter oklüzyonu asılı ağırlık sistemi dayalı kronik kardiyomiyopati daha önce yayınlanmış bir model benimsedi . Aslında, koroner arter oklüzyonu böylece bir düğüm koroner kapamak zorunda olmadan elde edilebilir. Ayrıca, geminin reperfüzyon kardiyak dokularda uzak bir lokalizasyonu asılı ağırlıkları destekleyerek kolayca elde edilebilir. Biz iskemi ve reperfüzyon kez önkoşullamanın alayları, vücut ısısı ve genetik geçmişleri 39 değişimi de dahil olmak üzere, sistematik olarak, bu sistem test edildi. Boyanma enfarkt ek olarak, biz bu model miyokard infarktüsü bir marker olarak kardiyak troponin I (cTnI) test ettik. Aslında, cTnI plazma düzeyleri infarkt boyutları (R2 = 0.8) ile ilişkili. Son olarak, biz bu tekniği fare IP ve miyokard enfarktüsü 6, 8, 30, 40, 41 sırasında çeşitli çalışmalarda yüksek tekrarlanabilir infarkt boyutları verir gösterilebilir . Bu nedenle, bu teknik hedefli gen delesyonu olan farelerde, genetik bir yaklaşım kullanarak IP cardioprotection yer alan moleküler mekanizmalar takip araştırmacılar için yararlı olabilir. Transgenik farelerin kalp IP üzerinde ileri çalışmalar bu tekniğin düşünebilirsiniz.

Watch this Scientific Journal Video about Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice at JoVE.com

Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice

Miyokard iskemisi ve iskemik ön fare modeli önemli bir araç çalışma kardiyoprotektif mekanizmalar<em&gt; In vivo</em&gt;. Burada, kolay uygulanabilir rapor<em&gt; In situ</em&gt; Koroner arter oklüzyonu için Asılı ağırlık sistemi kullanarak kalp IP modeli.

Asma Ağırlık Sistemi Fare Koroner Arter Tıkanıklığı için kullanın

Murine studies of acute injury are an area of intense investigation, as knockout mice for different genes are becoming increasingly available 1-38. ...

use-of-a-hanging-weight-system-for-coronary-artery-occlusion-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

21.5K Görüntüleme.  University of Colorado Denver. Miyokard iskemisi ve iskemik ön fare modeli önemli bir araç çalışma kardiyoprotektif mekanizmalar In vivo. Burada, kolay uygulanabilir rapor In situ Koroner arter oklüzyonu için Asılı ağırlık sistemi kullanarak kalp IP modeli.

Video: Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice

Modeling Stroke in Mice - Middle Cerebral Artery Occlusion with the Filament Model

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are very limited. To meet the need for novel therapeutic approaches, experimental stroke research frequently employs rodent models of focal cerebral ischaemia. Most researchers use permanent or transient occlusion of the middle cerebral artery (MCA) in mice or rats.
Proximal occlusion of the middle cerebral artery (MCA) via the intraluminal suture technique (so called filament or suture model) is probably the most frequently used model in experimental stroke research. The intraluminal MCAO model offers the advantage of inducing reproducible transient or permanent ischaemia of the MCA territory in a relatively non-invasive manner. Intraluminal approaches interrupt the blood flow of the entire territory of this artery. Filament occlusion thus arrests flow proximal to the lenticulo-striate arteries, which supply the basal ganglia. Filament occlusion of the MCA results in reproducible lesions in the cortex and striatum and can be either permanent or transient. In contrast, models inducing distal (to the branching of the lenticulo-striate arteries) MCA occlusion typically spare the striatum and primarily involve the neocortex. In addition these models do require craniectomy. In the model demonstrated in this article, a silicon coated filament is introduced into the common carotid artery and advanced along the internal carotid artery into the Circle of Willis, where it blocks the origin of the middle cerebral artery. In patients, occlusions of the middle cerebral artery are among the most common causes of ischaemic stroke. Since varying ischemic intervals can be chosen freely in this model depending on the time point of reperfusion, ischaemic lesions with varying degrees of severity can be produced. Reperfusion by removal of the occluding filament at least partially models the restoration of blood flow after spontaneous or therapeutic (tPA) lysis of a thromboembolic clot in humans.
In this video we will present the basic technique as well as the major pitfalls and confounders which may limit the predictive value of this model.

Filamentous occlusion of the Middle cerebral artery is a common model for studying ischemic stroke in mice.

Fare Modelleme İnme - Filament Model Orta Serebral Arter Tıkanıklığı

Stroke is among the most frequent causes of death and adult disability, especially in highly developed countries. However, treatment options to date are ...

Tıp

Use of a Hanging-weight System for Isolated Renal Artery Occlusion

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients revealed that only a mild increase in serum creatinine levels (0.3 to 0.4 mg/dl) is associated with a 70% greater risk of death than in persons without any increase 1. Along these lines, surgical procedures requiring cross-clamping of the aorta and renal vessels are associated with a renal failure rates of up to 30% 4. Similarly, AKI after cardiac surgery occurs in over 10% of patients under normal circumstances and is associated with dramatic increases in mortality. AKI are also common complications after liver transplantation. At least 8-17% of patients end up requiring renal replacement therapy 5. Moreover, delayed graft function due to tubule cell injury during kidney transplantation is frequently related to ischemia-associated AKI 6. Moreover, AKI occurs in approximately 20% of patients suffering from sepsis 6.The occurrence of AKI is associated with dramatic increases of morbidity and mortality 1. Therapeutic approaches are very limited and the majority of interventional trials in AKI have failed in humans. Therefore, additional therapeutic modalities to prevent renal injury from ischemia are urgently needed 3, 7-9. 
To elucidate mechanisms of renal injury due to ischemia and possible therapeutic strategies murine models are intensively required 7-13. Mouse models provide the possibility of utilizing different genetic models including gene-targeted mice and tissue specific gene-targeted mice (cre-flox system). However, murine renal ischemia is technically challenging and experimental details significantly influence results. We performed a systematic evaluation of a novel model for isolated renal artery occlusion in mice, which specifically avoids the use of clamping or suturing the renal pedicle 14. This model requires a nephrectomy of the right kidney since ischemia can be only performed in one kidney due to the experimental setting. In fact, by using a hanging-weight system, the renal artery is only instrumented once throughout the surgical procedure. In addition, no venous or urethral obstruction occurs with this technique. We could demonstrate time-dose-dependent and highly reproducible renal injury with ischemia by measuring serum creatinine. Moreover, when comparing this new model with conventional clamping of the whole pedicle, renal protection by ischemic preconditioning is more profound and more reliable. Therefore his new technique might be useful for other researchers who are working in the field of acute kidney injury.

A precise murine model for acute kidney injury (AKI) due to ischemia is an important tool to investigate acute kidney injury and possibly find therapeutic tools to treat renal injury. The hanging weight system offers a tool for immediate and reliable renal artery occlusion and reperfusion without causing renal congestion.

İzole Renal Arter Tıkanıklığı Asılı ağırlık Sistemi

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients ...

Use of a Hanging-weight System for Liver Ischemia in Mice

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and can result in liver failure which has a high mortality rate1-2. Therefore murine studies of hepatic ischemia have become an important field of research by providing the opportunity to utilize pharmacological and genetic studies3-9. Specifically, conditional mice with tissue specific deletion of a gene (cre, flox system) provide insights into the role of proteins in particular tissues10-13 . Because of the technical difficulty associated with manually clamping the portal triad in mice, we performed a systematic evaluation using a hanging-weight system for portal triad occlusion which has been previously described3. By using a hanging-weight system we place a suture around the left branch of the portal triad without causing any damage to the hepatic lobes, since also the finest clamps available can cause hepatic tissue damage because of the close location of liver tissue to the vessels. Furthermore, the right branch of the hepatic triad is still perfused thus no intestinal congestion occurs with this technique as blood flow to the right hepatic lobes is preserved. Furthermore, the portal triad is only manipulated once throughout the entire surgical procedure. As a result, procedures like pre-conditioning, with short times of ischemia and reperfusion, can be easily performed. Systematic evaluation of this model by performing different ischemia and reperfusion times revealed a close correlation of hepatic ischemia time with liver damage as measured by alanine (ALT) and aspartate (AST) aminotransferase serum levels3,9. Taken together, these studies confirm highly reproducible liver injury when using the hanging-weight system for hepatic ischemia and intermittent reperfusion. Thus, this technique might be useful for other investigators interested in liver ischemia studies in mice. Therefore the video clip provides a detailed step-by-step description of this technique.

We established a novel murine model of a hanging weight system for portal triad occlusion. This technique may be useful for future investigations of ischemia in murine hepatic models.

Farelerde Karaciğer İskemi için Asılı ağırlık Sistem Kullanımı

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and ...

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.

Fare Koroner Arter Ligasyonu için Modifiye Tekniği

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 ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Farelerde Taksanlar Farmakokinetik ve Farmakodinamik Analiz Karotis Arter İnfüzyonlar

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

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.

Farelerde Sol Ön İnen Koroner Arter Daimi ligasyonu: Post-miyokard Enfarktüs Remodelling ve Kalp Yetmezliği Bir Model

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.

Farelerde Basınç Aşırı Modeli Koroner Arter Akış ve Koroner Akım Rezervi Ultrason Dayalı Değerlendirme

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Surgical Approach for Middle Cerebral Artery Occlusion and Reperfusion Induced Stroke in Mice

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ischemic in origin and occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA). Currently the only Food and Drug Administration (FDA) approved drug for the treatment of this devastating disease is tissue plasminogen activator (tPA). However, tPA has a small therapeutic window for administration (3 - 6 hr), and is only effective in 4% of the patients who actually receive it. Current research focuses on understanding the pathophysiology of stroke in order to find potential therapeutic targets. Thus, reliable models are crucial, and the MCA occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) is deemed to be the most clinically relevant surgical model of ischemic stroke, and is fairly non-invasive and easily reproducible. Typically the MCAo model is used with rodents, especially with mice due to all the genetic variations available for this species. Here we describe (and present in the video) how to successfully perform the MCAo model (with reperfusion) in mice to generate reliable and reproducible data.

In order to understand the pathophysiology of stroke, it is important to use reliable models. This paper will describe one of the most frequently used stroke models in mice, termed the middle cerebral artery occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) with reperfusion.

Farelerde Orta Serebral Arter Tıkanıklığı ve Reperfüzyon Kaynaklı İnme Cerrahi Yaklaşım

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ...

Use of a Low-flow Digital Anesthesia System for Mice and Rats

A traditional vaporizer depends on flowing gas and atmospheric pressure for passive anesthetic vaporization. Newly developed direct injection vaporizers utilize a syringe pump to directly administer volatile anesthetics into a gas stream. Unlike a traditional vaporizer, it can be used at very low flow rates, making it ideal for use on mice and rats. 
The equipment's capability to use low flow rates could result in a substantial cost savings due to the reduced need for anesthetic agents, compressed gas, and charcoal scavenging filters1. A lower flow rate means less waste of anesthetic gas and likely reduces the risk of anesthetic exposure to laboratory personnel. Thus, the high levels of precision and safety associated with direct injection vaporizers, along with a reduced need for anesthetic agents, compressed gas, and charcoal filters are beneficial for research requiring small animal anesthesia. 
The goal of this protocol is to demonstrate the use of a syringe-driven direct injection vaporizer as part of a digital, low-flow anesthesia system. The direct injection vaporizer is capable of accurately delivering anesthesia at very low flow rates compared to a traditional vaporizer, making it a promising alternative for controlled gas anesthetic delivery to rodents.

Here, we present a protocol to more safely and efficiently administer anesthetic gas to mice using a digital, low flow anesthesia system utilizing a syringe-driven direct injection vaporizer.

Fare ve Sıçanlarda için düşük akış Dijital Anestezi Sistemi Kullanımı

A traditional vaporizer depends on flowing gas and atmospheric pressure for passive anesthetic vaporization. Newly developed direct injection vaporizers ...

Identifying Coronary Artery Calcification on Non-gated Computed Tomography Scans

Coronary artery calcification (CAC) provides an objective measure of coronary artery disease and can readily be identified on non-gated computed tomography (CT) scans with a high correlation with gated cardiac CT scans. This standardized protocol takes a step-wise approach to not only optimizing an image for the identification of calcification but also to distinguishing CAC from other common causes of calcification in the cardiac silhouette. Recognition of CAC on non-gated CT scans helps to identify a very powerful prognostic factor that can influence therapeutic interventions or downstream diagnostic testing without requiring a gated cardiac scan. These non-gated CT scans are often acquired as part of the routine care of the patient, and this data is readily available without another dose of&#160;ionizing radiation. This protocol allows for the precise and accurate extraction of this data for the purposes of retrospective data analysis in clinical research studies, but also in the clinical evaluation and management of patients.

Here, we present a protocol to reliably and systematically identify coronary artery calcification (CAC) on non-gated computed tomography (CT) scans of the chest or abdomen. CAC provides an objective measure of coronary artery disease for both research and clinical purposes.