Name: induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice
Uploaded: 2019-05-13T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction of Right Ventricular Failure by Pulmonary Artery Constriction and Evaluation of Right Ventricular Function in Mice Video at JoVE.com

Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni della National Natural Science Foundation of China (81570464, 81770271; al Dr. Liao) e dei Progetti di Pianificazione Municipale di Tecnologia Scientifica di Guangzhou (201804020083) (a Dr. Liao).

Tutte le procedure sono state eseguite in conformità con le linee guida istituzionali per la ricerca sugli animali, che sono conformi alla Guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio pubblicata dai National Institutes of Health degli Stati Uniti (pubblicazione n. 85-23, rivista nel 1996). C57BL/6 topi maschi (8-10 settimane, del peso di 20-25 g) sono stati forniti dall'Animal Center della South Medical University. Dopo l'arrivo, i topi sono stati alloggiati sotto un ciclo buio/chiaro 12/12 h, con cibo e acqua...

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L., 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=Prognostic+Value+of+Pulmonary+Artery+Compliance+in+Patients+with+Pulmonary+Arterial+Hypertension+Associated+with+Adult+Congenital+Heart+Disease.">Prognostic Value of Pulmonary Artery Compliance in Patients with Pulmonary Arterial Hypertension Associated with Adult Congenital Heart Disease.</a> International Heart Journal. 58, 731-738 (2017).</li><li>Egemnazarov, B., 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=Pressure+Overload+Creates+Right+Ventricular+Diastolic+Dysfunction+in+a+Mouse+Model:+Assessment+by+Echocardiography.">Pressure Overload Creates Right Ventricular Diastolic Dysfunction in a Mouse Model: Assessment by Echocardiography.</a> Journal of the American Society of Echocardiography. 28, 828-843 (2015).</li><li>Jang, S., 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=Biomechanical+and+Hemodynamic+Measures+of+Right+Ventricular+Diastolic+Function:+Translating+Tissue+Biomechanics+to+Clinical+Relevance.">Biomechanical and Hemodynamic Measures of Right Ventricular Diastolic Function: Translating Tissue Biomechanics to Clinical Relevance.</a> Journal of the American Heart Association. 6 (9), e006084 (2017).</li></ol>

Gli aumenti patologici delle pressioni di riempimento RV provocano uno spostamento verso sinistra del setto, che può alterare la geometria LV21. Questi cambiamenti contribuiscono alla riduzione dell'uscita cardiaca e alla frazione di espulsione Di LV (LVEF), che può causare un disturbo emodinamico del sistema circolatorio22. Pertanto, un modello efficiente, stabile ed economico per studiare il meccanismo di RVF è prezioso.
Abbiamo sviluppato u...

La disfunzione RV (RVD), qui definita come prova di una struttura o funzione anomala di RV, è associata a scarsi esiti clinici. RVF, come fase finale della funzione RV, è una sindrome clinica con segni e sintomi di insufficienza cardiaca che derivano da RVD progressiva1. Con le differenze di struttura e funzione fisiologica, il fallimento ventricolare sinistro (LV) e RVF hanno meccanismi patofisiologici diversi. Sono stati riportati alcuni meccanismi patofisiologici indipendenti in RVF, tra cui la sovraespressione della segnalazione del recettore adrenergico2, l'infiammazione3, il rimodellamento del tubulo trasversale e la disfunzione di gestione Di Ca2 .
RVF può essere causato da un sovraccarico di volume o pressione dell'RV. Precedenti modelli animali hanno utilizzato SU5416 (un potente e selettivo inibitore del recettore del fattore di crescita endoteliale vascolare) combinato con ipossia (SuHx)5,6 o monocrolinea7 per indurre ipertensione polmonare, che risultati in RVF secondario alla malattia vascolare polmonare2. I ricercatori che conducono questi studi si sono concentrati sulla vascolatura invece che sulla progressione patologica di RVF. Inoltre, la monocrolina ha effetti extra-cardiaci che non possono rappresentare con precisione la malattia cardiogenica. Altri modelli hanno usato shunt arteriovenosi per indurre il sovraccarico di volume e RVF8. Tuttavia, questo intervento chirurgico è difficile da eseguire e inappropriato per i topi, che richiedono lunghi periodi di induzione per la produzione di RVF.
Esistono anche modelli di rat PAC che utilizzano clip di bande9,10. Rispetto ai ratti, i topi hanno molti vantaggi come modelli animali di malattie cardiache, come una riproduzione più facile, un uso più diffuso, costi ridotti e l'accesso alla modificazione genica11. Tuttavia, i diametri delle clip di fasciatura di solito variano da 0,5 mm a 1,0 mm, che sono troppo grandi per i topi9. Inoltre, la clip di bande è difficile da produrre, imitare e diffondere in altri laboratori.
Forniamo un protocollo per sviluppare un modello murino RVF riproduttivo modificato basato su studi riportati, che utilizza PAC per imitare la tetralogia della sindrome di Fallot e Noonan o altre malattie ipertensive arteriose polmonari12,13, 14,15,16,17,18,19. Questo approccio PAC viene creato legando il tronco polmonare dei topi utilizzando un fermo e un ago di imbottitura realizzati internamente per controllare il grado di costrizione. L'ago di fissaggio è costituito da una siringa a iniezione curva di 90 gradi con una sutura di seta intrecciata passata attraverso la siringa. L'ago è fatto da materiali comuni utilizzando un processo che è facile da padroneggiare. L'ago dell'imbottitura è curvo a 120 gradi dall'ago del calibro. Vengono utilizzati aghi di imbottitura con diametri diversi (0,6-0,8 mm), a seconda del peso dei topi (20-35 g). Inoltre, stabiliamo un criterio di valutazione per determinare la stabilità e la qualità del modello RVF mediante ecocardiografia e cateterizzazione del cuore destro. Usiamo i topi come animale modello a causa del loro uso diffuso in altri esperimenti. Gli aghi realizzati in laboratorio sono facili da riprodurre e possono essere ampiamente utilizzati in altri laboratori. Questo studio fornisce un buon approccio per i ricercatori per studiare il meccanismo di RVF.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1154px;" width="1154">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">ALC-V8S ventilator</td>
			<td style="width:310px;">SHANGHAI&#160; ALCOTT&#160; BIOTECH&#160; CO</td>
			<td style="width:123px;">ALC-V8S</td>
			<td style="width:327px;">Assist ventilation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Animal Mini Ventilator</td>
			<td style="width:310px;">Haverd</td>
			<td style="width:123px;">Type 845</td>
			<td style="width:327px;">Assist ventilation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Animal ultrasound system VEVO2100</td>
			<td style="width:310px;">Visual Sonic</td>
			<td style="width:123px;">&#160;VEVO2100</td>
			<td style="width:327px;">Echocardiography</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Cold light illuminator</td>
			<td style="width:310px;">Olympus</td>
			<td style="width:123px;">ILD-2</td>
			<td style="width:327px;">Light</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1)</td>
			<td style="width:310px;">SHANGHAI&#160; ALCOTT&#160; BIOTECH&#160; CO</td>
			<td style="width:123px;">ALC-HTP-S1</td>
			<td style="width:327px;">Heating</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:310px;">RWD life science</td>
			<td style="width:123px;">R510-22</td>
			<td style="width:327px;">Inhalant anaesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer</td>
			<td style="width:310px;">Midmark Corporation</td>
			<td style="width:123px;">VIP 3000</td>
			<td style="width:327px;">Anesthetization</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:395px;">Medical braided silk suture (6-0)</td>
			<td style="width:310px;">Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co.</td>
			<td style="width:123px;">6-0</td>
			<td style="width:327px;">Ligation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Medical nylon suture (5-0)</td>
			<td style="width:310px;">Ningbo Medical Needle Co.</td>
			<td style="width:123px;">5-0</td>
			<td style="width:327px;">Suture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Millar Catheter (1.0 F)</td>
			<td style="width:310px;">AD instruments</td>
			<td style="width:123px;">1.0F</td>
			<td style="width:327px;">For right heart catheterization</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Pentobarbital sodium salt</td>
			<td style="width:310px;">Merck</td>
			<td style="width:123px;">25MG</td>
			<td style="width:327px;">Anesthetization</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:395px;">PowerLab multi-Directional physiological Recording System</td>
			<td style="width:310px;">AD instruments</td>
			<td style="width:123px;">4/35</td>
			<td style="width:327px;">Record the result of right heart catheterization</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Precision electronic balance</td>
			<td style="width:310px;">Denver Instrument</td>
			<td style="width:123px;">TB-114</td>
			<td style="width:327px;">Weighing sensor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Self-made latch needle</td>
			<td style="width:310px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:327px;">Separate the aorta and pulmonary trunk</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Self-made padding needle&#160;</td>
			<td style="width:310px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:327px;">Constriction</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Self-made tracheal intubation</td>
			<td style="width:310px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:327px;">Tracheal intubation&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Small animal microsurgery equipment</td>
			<td style="width:310px;">Napox</td>
			<td style="width:123px;">MA-65</td>
			<td style="width:327px;">Surgical instruments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Transmission Gel</td>
			<td style="width:310px;">Guang Gong pai</td>
			<td style="width:123px;">250ML</td>
			<td style="width:327px;">Echocardiography</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Veet hair removal cream</td>
			<td style="width:310px;">Reckitt Benchiser</td>
			<td style="width:123px;">RQ/B 33 Type 2</td>
			<td style="width:327px;">Remove hair of mice</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:395px;">Vertical automatic electrothermal pressure steam sterilizer</td>
			<td style="width:310px;">Hefei Huatai Medical Equipment Co.</td>
			<td style="width:123px;">LX-B50L</td>
			<td style="width:327px;">Auto clean the surgical instruments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Vertical small animal surgery microscope</td>
			<td style="width:310px;">Yihua Optical Instrument</td>
			<td style="width:123px;">Y-HX-4A</td>
			<td style="width:327px;">For right heart catheterization</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice

Il meccanismo di guasto ventricolare destro (RVF) richiede chiarimenti a causa dell'unicità, alta morbilità, alta mortalità, e natura refrattaria di RVF. Sono stati descritti i precedenti modelli di ratti che imitano la progressione di RVF. Rispetto ai ratti, i topi sono più accessibili, economici e ampiamente utilizzati negli esperimenti sugli animali. Abbiamo sviluppato un approccio di costrizione dell'arteria polmonare (PAC) che consiste nel fasciare il tronco polmonare nei topi per indurre l'ipertrofia ventricolare destra (RV). È stato progettato uno speciale ago di fissaggio chirurgico che consente una più facile separazione dell'aorta e del tronco polmonare. Nei nostri esperimenti, l'uso di questo ago di fissaggio fabbricato ha ridotto il rischio di arteriorrhexis e migliorato il tasso di successo chirurgico al 90%. Abbiamo usato diversi diametri dell'ago per creare con precisione costrizione quantitativa, che può indurre diversi gradi di ipertrofia RV. Abbiamo quantificato il grado di costrizione valutando la velocità del flusso sanguigno della PA, misurata dall'ecocardiografia transtoracica non invasiva. La funzione RV è stata valutata con precisione dalla cateterizzazione del cuore destro 8 settimane dopo l'intervento chirurgico. Gli strumenti chirurgici realizzati internamente erano composti da materiali comuni utilizzando un semplice processo che è facile da padroneggiare. Pertanto, l'approccio PAC descritto qui è facile da imitare utilizzando strumenti realizzati in laboratorio e può essere ampiamente utilizzato in altri laboratori. Questo studio presenta un approccio PAC modificato che ha un tasso di successo più alto rispetto ad altri modelli e un tasso di sopravvivenza post-chirurgia di 8 settimane del 97,8%. Questo approccio PAC fornisce una tecnica utile per studiare il meccanismo di RVF e consentirà una maggiore comprensione di RVF.

In questo studio, i topi sono stati assegnati in modo casuale al gruppo PAC (n - 9) o al gruppo di operazioni fittizie (n - 10). L'ecocardiografia fu eseguita a 1, 4 e 8 settimane dopo l'intervento. Otto settimane dopo l'intervento chirurgico, dopo le ultime valutazioni dell'ecocardiografia e della cateterizzazione, i topi sono stati eutanasia e i loro cuori sono stati raccolti per una valutazione morfologica e istologica.
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Induction of Right Ventricular Failure by Pulmonary Artery Constriction and Evaluation of Right Ventricular Function in Mice Video (Video) | JoVE

Qui, forniamo un approccio utile per studiare il meccanismo del fallimento ventricolare destro. Un approccio più conveniente ed efficiente alla costrizione dell'arteria polmonare viene stabilito utilizzando strumenti chirurgici realizzati internamente. Inoltre, vengono forniti metodi per valutare la qualità di questo approccio mediante ecocardiografia e cateterizzazione.

Induzione del fallimento ventricolare destro da parte della costrizione dell'arteria polmonare e valutazione della funzione ventricolare destra nei topi

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

Questo metodo fornisce una tecnica utile per studiare i meccanismi del guasto ventricolare destro. I principali vantaggi di questa tecnica sono il risparmio di tempo e l'aumento del tasso di successo per la chirurgia. Questa tecnica può aiutarci a imitare l'ipertrofia cardiaca destra e il fallimento negli esseri umani con la costrizione dell'arteria polmonare per creare un sovraccarico di pressione polmonare.Questo metodo può essere applicato alla tecnica di costrizione aortica trasversale e può fornire informazioni sulle complicanze post trapianto di cuore e sugli studi sulle malattie cardiache congenite. La procedura sarà dimostrata da Xiaoxia Huang, un tecnico del mio laboratorio. Prima di iniziare la procedura, passare un pezzo di sutura di seta intrecciata 6-0 attraverso un ago calibro 25 smontato da una siringa da un millilitro.Utilizzare pini emostatici per piegare l'ago di 90 gradi. Quindi piegare un ago calibro 22 a 120 gradi. Dopo aver confermato la mancanza di risposta al dito del piede, posizionare un mouse anestetizzato in posizione supina su un tappetino riscaldante Di 37 gradi Celsius e fissare gli incisivi con una sutura.Fissare gli arti con del nastro adesivo e utilizzare la crema depilatoria per rimuovere i capelli dal collo al processo xifoide. Disinfettare la pelle esposta con iodio sequenziale e salviette di etanolo al 75% e utilizzare pinze appuntite per estrarre leggermente la lingua. Eleva la mattiera con una spatola su misura per esporre la glottide e usa una sorgente di luce fredda per dirigere l'attento inserimento di una cannula trachea su misura attraverso la glottide.Regolare i parametri del mini ventilatore e impostare la frequenza respiratoria su 150 respiri al minuto e un volume di marea di 300 microlitri. Quindi collegare il tubo e il ventilatore per confermare che la cannula è stata inserita correttamente prima di fissare la cannula con nastro adesivo. Per aprire il torace, fare un'incisione cutanea di circa 10 millimetri parallela alla seconda costola.Usa forbici e pinzette al gomito per separare i muscoli pettorali maggiori e minori sopra il secondo spazio intercostale. Contare le costole dall'angolo sternale per identificare il secondo spazio intercostale e utilizzare le forbici per aprire questo spazio. Quindi separare senza mezzi termini il parenchima e il timo fino a quando il tronco polmonare non è visibile.Per restringere l'arteria polmonare, utilizzare le pinzette del gomito per separare senza mezzi termini il tronco polmonare e l'aorta ascendente. Utilizzare l'ago di chiusura di 90 gradi per passare la sutura attraverso il tessuto connettivo tra il tronco polmonare e l'aorta ascendente. Posizionare l'ago imbottitura a 120 gradi sul tronco polmonare.Utilizzare la sutura di seta intrecciata 6-0 per legare l'ago di imbottitura al tronco polmonare, rimuovendo l'ago di imbottitura immediatamente dopo il riempimento del cono polmonare. Tagliare entrambe le estremità delle suture e continuare ad osservare il riempimento del cono polmonare per valutare se è presente una costrizione. Quindi valuta di nuovo il riflesso del pedale dell'animale per garantire il successo della legatura e chiudi il petto e la pelle con una sutura di nylon 5-0.Almeno tre giorni dopo l'intervento chirurgico, applicare il gel ad ultrasuoni sul petto dell'animale costrittivo dell'arteria polmonare. Posizionare una sonda da 30 megahertz sul petto in una posizione antiorario di 30 gradi rispetto alla linea parasternale sinistra, mentre si orienta la tacca nella direzione caudale. Regolare gli assi Y e X sotto la modalità B fino a quando la valvola mitrale, l'aorta e la camera ventricolare sinistra sono chiaramente visibili.Ruotare la sonda da 30 a 40 gradi sul suo asse Y verso il petto. Regolare gli assi Y e X fino a quando il cono polmonare è chiaramente visibile e posizionare il cursore sulla punta dei volantini della valvola polmonare per misurare la velocità del flusso di picco. Selezionare il colore e pw e posizionare la linea tratteggiata dell'onda pulsata parallela alla direzione del flusso sanguigno.Regolare il lato sinistro del pad in modo che sia più alto del lato destro, mantenendo la sonda orientata di 30 gradi verso l'orizzonte lungo la linea ascellare interna destra, con la tacca appuntita nella direzione caudale. Regolare gli assi X e Y fino a quando il ventricolo destro non è chiaramente visibile. Quindi fare clic due volte sulla modalità M per visualizzare la linea dell'indicatore.Otto settimane dopo l'intervento, intubare il topo come dimostrato e fare un'incisione bilaterale di 1,5 centimetri sotto il processo xifoide attraverso il diaframma per aprire la cavità toracica. Tagliare le costole per esporre il cuore e utilizzare un ago calibro 23 per penetrare nella parete libera del ventricolo destro. Premere delicatamente il punto di puntura con un batuffolo di cotone per interrompere qualsiasi sanguinamento e utilizzare la punta del catetere per forare il ventricolo attraverso la ferita.Quando la curva è stabile, regolare la punta del catetere verso il tratto di deflusso del ventricolo destro. Fare clic su seleziona e analizza per registrare la pressione sanguigna sistolica e la pressione diastolica del ventricolo destro, il tasso massimo di aumento, la costante esponenziale del tempo di rilassamento e la frequenza cardiaca per 10 minuti. Quindi trasferire il catetere dal cuore in un contenitore di soluzione salina.Rispetto al gruppo di Sham, una maggiore velocità di picco, un maggiore gradiente di pressione e un maggiore spessore della parete ventricolare destra sono ottenuti dalla vista parasternale dell'asse lungo a otto settimane dall'intervento chirurgico nel gruppo di costrizione dell'arteria polmonare. Inoltre, la funzione sistolica del ventricolo destro è significativamente ridotta nel gruppo di costrizione dell'arteria polmonare, rispetto al gruppo Sham, otto settimane dopo l'intervento chirurgico. Il gruppo di costrizione arteria polmonare ha una pressione ventricolare destra più alta nel sistole e nel diastole, e l'indice di contrattilità è ridotto rispetto a quello del gruppo di Sham.Il ventricolo destro Tau e il tasso massimo di aumento sono anche maggiori nel gruppo di Costrizione arteria polmonare di quello del gruppo di Sham. Dimostrando che la disfunzione ventricolare destra è indotta nei topi dopo otto settimane di fasciatura dell'arteria polmonare. Test emodinamici invasivi nel ventricolo destro, rivelano che la frequenza cardiaca rimane stabile prima e dopo il monitoraggio del catetere.Rispetto al gruppo sham, le giuste dimensioni del ventricolo sono significativamente ingrandite e il peso del ventricolo destro è più alto. Inoltre, l'esame istologico mostra che la fibrosi cardiaca nell'area coperta da cardiomiociti è maggiore nel gruppo di costrizione dell'arteria polmonare che nel gruppo Sham. La parte per lo più importante della procedura è garantire che l'arteria polmonare sia separata correttamente e completamente.Per evitare una separazione errata, il punto di separazione dovrebbe essere vicino al ramo dell'arteria polmonare, dove il tessuto connettivo tra le arterie sarà più sciolto. Con questo metodo, abbiamo fornito un approccio più conveniente ed efficiente per indurre l'ipertrofia ventricolare destra. Generalmente, la procedura chirurgica e gli approcci di valutazione sono molto sicuri.

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