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

Este trabalho foi apoiado por subsídios da Fundação Nacional de ciências naturais da China (81570464, 81770271; ao Dr. Liao) e os projetos de Planejamento Municipal de tecnologia científica de Guangzhou (201804020083) (ao Dr. Liao).

Todos os procedimentos foram realizados de acordo com as diretrizes institucionais de pesquisa animal, que estão em conformidade com o guia para o cuidado e uso de animais de laboratório publicados pelos institutos nacionais de saúde dos EUA (NIH publication n º 85-23, revisado em 1996). C57BL/6 camundongos machos (8-10 semanas de idade, pesando 20-25 g) foram fornecidos pelo centro animal da universidade médica do Sul. Após a chegada, os camundongos foram alojados um ciclo de 12/12 h escuro/luz, com comida e água...

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Os aumentos patológicos nas pressões de enchimento do RV resultam em um deslocamento leftward do septo, que possa alterar a geometria21do LV. Essas alterações contribuem para a redução do débito cardíaco e da fração de ejeção do ve (FEVE), o que pode causar um distúrbio hemodinâmico do sistema circulatório22. Conseqüentemente, um modelo eficiente, estável, e econômico para estudar o mecanismo de RVF é valioso.
Nós desenvolvemo...

A deficiência orgânica do RV (RVD), definida aqui como a evidência de uma estrutura ou de uma função anormal do RV, é associada com os resultados clínicos pobres. RVF, como o estágio da extremidade da função do RV, é uma síndrome clínica com sinais e sintomas da falha de coração que resultam do RVD progressivo1. Com diferenças na estrutura e função fisiológica, a insuficiência ventricular esquerda (ve) e a RVF apresentam diferentes mecanismos fisiopatológicos. Alguns mecanismos patofisiológicos independentes em RVF foram relatados, incluindo o superexpressão da sinalização2do receptor β2-adrenergic, da inflamação3, da remodelação do Túbulo transversal, e da disfunção 4 do tratamento de CA2 + .
RVF pode ser causado pelo volume ou pela sobrecarga da pressão do RV. Modelos animais anteriores utilizaram SU5416 (um inibidor potente e seletivo do receptor do fator de crescimento endotelial vascular) combinado com hipóxia (suhx)5,6 ou monocrotalina7 para induzir hipertensão pulmonar, que resultados em RVF secundária à doença vascular pulmonaa2. Os pesquisadores que realizam estes estudos centraram-se na vasculatura em vez da progressão patológica da RVF. Além disso, a monocrotalina tem efeitos extra-cardíacos que não podem representar precisamente a doença cardiogênica. Outros modelos utilizaram shunts arteriovenosos para induzir sobrecarga de volume e RVF8. No entanto, esta cirurgia é difícil de executar e inadequada para camundongos, que necessitam de longos períodos de indução para a produção de RVF.
Modelos de Rat PAC usando clipesdebandas também existem9,10. Comparado com ratos, os camundongos têm muitas vantagens como modelos animais de doenças cardíacas, como reprodução mais fácil, uso mais generalizado, custos reduzidos e acesso à modificação do gene11. No entanto, os diâmetros dos clipes de bandas geralmente variam de 0,5 mm a 1,0 mm, que são muito grandes para os camundongos9. Além disso, o clipe de bandagem é difícil de produzir, imitar e popularizar em outros laboratórios.
Nós fornecemos um protocolo para desenvolver um modelo reprodutivo modificado do rato de RVF baseado em estudos relatados, que usa o PAC para imitar o tetralogia da síndrome de Fallot e de Noonan ou de outras doenças hipertensivas arteriais pulmonaas12,13, 14,15,16,17,18,19. Esta aproximação do PAC é criada ligando o tronco pulmonar dos ratos usando uma trava e a agulha do estofamento fêz o inhouse para controlar o grau de constrição. A agulha da trava é feita de uma seringa curvada 90 ° da injeção com uma sutura de seda trançada passada através da seringa. A agulha é feita a partir de materiais comuns usando um processo que é fácil de dominar. A agulha do estofamento é curvada 120 ° da agulha do calibre. As agulhas do estofamento com diâmetros diferentes (0.6-0.8 milímetros) são usadas, dependendo do peso dos ratos (20-35 g). Adicionalmente, estabelecemos um critério de avaliação para determinar a estabilidade e a qualidade do modelo de RVF por ecocardiografia e cateterismo cardíaco direito. Nós usamos camundongos como o animal modelo por causa de seu uso generalizado em outros experimentos. As agulhas feitas no laboratório são fáceis de reproduzir e podem ser amplamente utilizadas em outros laboratórios. Este estudo fornece uma boa aproximação para que os investigadores investiguem o mecanismo de 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

O mecanismo de insuficiência ventricular direita (RVF) requer esclarecimento devido à singularidade, alta morbidade, alta mortalidade e natureza refratária da RVF. Os modelos precedentes do rato que imitando a progressão de RVF foram descritos. Comparado com ratos, os ratos são mais acessíveis, econômicos e amplamente utilizados em experimentos com animais. Nós desenvolvemos uma aproximação da constrição da artéria pulmonaa (PAC) que seja compreendida de bandagem o tronco pulmonar nos ratos para induzir a hipertrofia ventricular direita (RV). Uma agulha cirúrgica especial da trava foi projetada que permita a separação mais fácil da aorta e do tronco pulmonar. Em nossos experimentos, o uso desta agulha de trava fabricada reduziu o risco de arteriorrhexis e melhorou a taxa de sucesso cirúrgico para 90%. Utilizamos diferentes diâmetros de agulhas de preenchimento para criar precisamente constrição quantitativa, o que pode induzir diferentes graus de hipertrofia do VD. Quantificamos o grau de constrição avaliando-se a velocidade do fluxo sanguíneo do PA, medida pela ecocardiografia transtorácica não invasiva. A função do RV foi avaliada precisamente pelo cateterismo direito do coração em 8 semanas após a cirurgia. Os instrumentos cirúrgicos feitos no inhouse foram compor de materiais comuns usando um processo simples que seja fácil de dominar. Portanto, a abordagem PAC descrita aqui é fácil de imitar usando instrumentos feitos no laboratório e pode ser amplamente utilizado em outros laboratórios. Este estudo apresenta uma abordagem PAC modificada que tem uma taxa de sucesso maior do que outros modelos e uma taxa de sobrevida pós-cirúrgica de 8 semanas de 97,8%. Esta aproximação do PAC fornece uma técnica útil para estudar o mecanismo de RVF e permitirá uma compreensão aumentada de RVF.

Neste estudo, os camundongos foram aleatoriamente atribuídos ao grupo PAC (n = 9) ou ao grupo de operação Sham (n = 10). A ecocardiografia foi executada em 1, 4, e 8 semanas após a cirurgia. Oito semanas após a cirurgia, após as últimas avaliações de ecocardiografia e cateterismo, os camundongos foram eutanasiados, e seus corações foram colhidos para avaliação morfológica e histológica.
A constri...

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Induction of Right Ventricular Failure by Pulmonary Artery Constriction and Evaluation of Right Ventricular Function in Mice Video (Video) | JoVE

Aqui, nós fornecemos uma aproximação útil para estudar o mecanismo da falha ventricular direita. Uma aproximação mais conveniente e mais eficiente à constrição da artéria pulmonaa é estabelecida usando instrumentos cirúrgicos feitos inhouse. Além disso, são fornecidos métodos para avaliar a qualidade dessa abordagem por ecocardiografia e cateterismo.

Indução de insuficiência ventricular direita por constrição da artéria pulmonar e avaliação da função ventricular direita em camundongos

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

Este método fornece uma técnica útil para estudar os mecanismos de falha ventricular direita. As principais vantagens dessa técnica são economizar tempo e aumentar a taxa de sucesso da cirurgia. Esta técnica pode nos ajudar a imitar a hipertrofia do coração direito e a falha em humanos por constrição da artéria pulmonar para criar uma sobrecarga de pressão pulmonate.Este método pode ser aplicado à técnica de constrição aórtica transversal e pode fornecer insights sobre complicações pós transplante de coração, e estudos de doenças cardíacas congênitas. O procedimento será demonstrado por Xiaoxia Huang, uma técnica do meu laboratório. Antes de iniciar o procedimento, passe um pedaço de sutura de seda trançada 6-0 através de uma agulha calibre 25 desmontada de uma seringa de um mililitro.Use fórceps hemostáticos para dobrar a agulha 90 graus. Em seguida, dobre uma agulha calibre 22 120 graus. Depois de confirmar a falta de resposta ao aperto do dedo do pé, coloque um rato anestesiado na posição supina em uma almofada de aquecimento de 37 graus Celsius, e fixe os incisivos com uma sutura.Fixar os membros com fita adesiva e usar creme depilatório para remover o cabelo do pescoço para o processo xiphoide. Desinfetar a pele exposta com iodo sequencial e lenços 75% de etanol, e usar alicates pontiagudos para extrair ligeiramente a língua. Eleve a mandíbula com uma espátula feita sob medida para expor o glottis, e use uma fonte de luz fria para direcionar a inserção cuidadosa de uma cânula traqueia feita sob medida através do glottis.Ajuste os parâmetros do mini ventilador e ajuste a taxa respiratória para 150 respirações por minuto, e um volume de maré de 300 microliters. Em seguida, conecte o tubo e o ventilador para confirmar que a cânula foi corretamente inserida antes de fixar a cânula com fita adesiva. Para abrir o peito, faça uma incisão de pele de aproximadamente 10 milímetros paralela à segunda costela.Use uma tesoura e pinças de cotovelo para separar os músculos peitoral maiores e menores acima do segundo espaço intercostal. Conte as costelas do ângulo severo para identificar o segundo espaço intercostal e use uma tesoura para abrir este espaço. Em seguida, separe sem rodeios e timo até que o tronco pulmonar seja visível.Para restringir a artéria pulmonar, use a pinça do cotovelo para separar sem rodeios o tronco pulmonar e a aorta ascendente. Use a agulha de trava de 90 graus para passar a sutura através do tecido conjuntivo entre o tronco pulmonar e a aorta ascendente. Coloque a agulha de 120 graus no tronco pulmonar.Use a sutura de seda trançada 6-0 para ligar a agulha de preenchimento ao tronco pulmonar, removendo a agulha de preenchimento imediatamente após o preenchimento do conus pulmonar. Corte as duas extremidades das suturas e continue observando o preenchimento do conus pulmonar para avaliar se uma constrição está presente. Em seguida, avalie novamente o reflexo do pedal do animal para garantir o sucesso da ligadura e feche o peito e a pele com uma sutura de nylon 5-0.Pelo menos três dias após a cirurgia, aplique gel de ultrassom no peito do animal constrito da artéria pulmonar. Coloque uma sonda de 30 mega-hertz no peito em uma posição anti-horário de 30 graus relativa à linha parasternal esquerda, enquanto orienta o entalhe na direção caudal. Regular os eixos Y e X sob o modo B até que a válvula mitral, a aorta e a câmara ventrículo esquerda estejam claramente visíveis.Gire a sonda de 30 a 40 graus em seu eixo Y em direção ao peito. Regular os eixos Y e X até que o conus pulmonar esteja claramente visível e coloque o cursor na ponta dos folhetos da válvula pulmonar para medir a velocidade de fluxo máximo. Selecione a cor e o PW e coloque a linha tracejada de onda pulsada paralelamente à direção do fluxo sanguíneo.Ajuste o lado esquerdo da almofada para que seja mais alto que o lado direito, mantendo a sonda orientada 30 graus para o horizonte ao longo da linha axilar interior direita, com o entalhe apontado na direção caudal. Regular os eixos X e Y até que o ventrículo direito esteja claramente visível. Em seguida, clique no modo M duas vezes para mostrar a linha indicadora.Oito semanas após a cirurgia, entubar o camundongo como demonstrado, e fazer uma incisão bilateral de 1,5 centímetro abaixo do processo xifoide através do diafragma para abrir a cavidade torácica. Corte as costelas para expor o coração, e use uma agulha de calibre 23 para penetrar na parede livre do ventrículo direito. Pressione o ponto de perfuração suavemente com um cotonete para parar qualquer sangramento, e use a ponta do cateter para perfurar o ventrículo através da ferida.Quando a curva estiver estável, regulamente a ponta do cateter em direção ao trato de saída do ventrículo direito. Clique em selecionar e analisar para registrar a pressão arterial sistólica e a pressão diastólica do ventrículo direito, taxa máxima de aumento, constante de tempo exponencial de relaxamento e frequência cardíaca por 10 minutos. Em seguida, transfira o cateter do coração para um recipiente de soro fisiológico.Em comparação com o grupo Sham, uma velocidade de pico mais alta, maior gradiente de pressão e maior espessura da parede do ventrículo direito são obtidos a partir da visão do eixo longo parasternal às oito semanas após a cirurgia no grupo de Constrição da Artéria Pulmonar. Além disso, a função sistólica do ventrículo direito é significativamente reduzida no grupo de Constrição da Artéria Pulmonar, em comparação com o grupo Sham, oito semanas após a cirurgia. O grupo de Constrição da Artéria Pulmonar tem maior pressão ventrículo direito na sístole e diastole, e o índice de contralução é reduzido em comparação com o do grupo Sham.O ventrículo direito Tau e a taxa máxima de aumento também são maiores no grupo de Constrição da Artéria Pulmonar do que no grupo Sham. Demonstrando que a disfunção ventrículo direita é induzida em camundongos após oito semanas de banda arterial pulmonar. Testes hemodinâmicos invasivos no ventrículo direito, revelam que a frequência cardíaca permanece estável antes e depois do monitoramento do cateter.Em comparação com o grupo Sham, as dimensões do ventrículo direito são significativamente aumentadas, e o peso do ventrículo direito é maior. Além disso, o exame histológico mostra que a fibrose cardíaca na área coberta por cardiomiócitos são maiores no grupo de Constrição da Artéria Pulmonar do que no grupo Sham. A parte mais importante do procedimento é garantir que a artéria pulmonar seja separada correta e completamente.Para evitar uma separação incorreta, o ponto de separação deve estar próximo ao ramo da artéria pulmonar, onde o tecido conjuntivo entre as artérias estará mais solto. Com este método, fornecemos uma abordagem mais conveniente e eficiente para induzir hipertrofia ventricular direita. Geralmente, o procedimento cirúrgico e as abordagens de avaliação são muito seguros.

Research

JoVE Journal

Biology

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

Transverse Aortic Constriction in Mice

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Transverse aortic constriction (TAC) in the mouse is a commonly used experimental model for pressure overload-induced cardiac hypertrophy and heart ...

Biologia

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Hemihepatectomy direito por Transecção intra-hepática Suprahilar do Hemipedicle direito usando um grampeador Vascular

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Isolation and Kv Channel Recordings in Murine Atrial and Ventricular Cardiomyocytes

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Avaliação da função muscular do músculo extensor longo dos dedos<em&gt; Ex vivo</em&gt; E músculo tibial anterior<em&gt; Em situ</em&gt; Em Ratos

Body  movements are mainly provided by mechanical function of skeletal muscle. Skeletal  muscle is composed of numerous bundles of myofibers that are ...

Long-term Silencing of Intersectin-1s in Mouse Lungs by Repeated Delivery of a Specific siRNA via Cationic Liposomes. Evaluation of Knockdown Effects by Electron Microscopy

Long-term Silencing of Intersectin-1s in Mouse Lungs by Repeated Delivery of a Specific siRNA via Cationic Liposomes. Evaluation of Knockdown Effects by Electron Microscopy Video (Video) | JoVE

Silenciando a longo prazo de Intersectin-1s nos pulmões do rato por entrega repetida de um siRNA específico via lipossomos catiônicos. Avaliação dos efeitos Knockdown por microscopia eletrônica

Previous  studies showed that knockdown of ITSN-1s (KDITSN), an endocytic  protein involved in regulating lung vascular permeability and endothelial cells ...

Assessing Murine Resistance Artery Function Using Pressure Myography

Assessing Murine Resistance Artery Function Using Pressure Myography Video (Video) | JoVE

Avaliando Murino Resistência Função Usando Miografia Pressão Arterial

Pressure myograph systems are  exquisitely useful in the functional assessment of small arteries, pressurized  to a suitable transmural pressure. The  ...

Isolation of Embryonic Ventricular Endothelial Cells

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Isolamento de Células Embrionárias ventriculares endoteliais

Cell culture has greatly enhanced our ability to assess individual populations of cells under myriad culture conditions. While immortalized cell lines ...

Isolation of Pulmonary Artery Smooth Muscle Cells from Neonatal Mice

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Isolamento de artéria pulmonar células musculares lisas de camundongos recém-nascidos

Pulmonary hypertension is a significant cause of morbidity and mortality in infants. Historically, there has been significant study of the signaling ...

Isolation of Human Ventricular Cardiomyocytes from Vibratome-Cut Myocardial Slices

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Isolamento de Cardiomiócitos Ventriculares Humanos de fatias de miocárdio cortadas por vibratome

The isolation of ventricular cardiac myocytes from animal and human hearts is a fundamental method in cardiac research. Animal cardiomyocytes are commonly ...