Name: implantation of an isoproterenol mini-pump to induce heart failure in mice
Uploaded: 2019-10-03T13:00:00
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著者らは、資金援助のためのNIH K08 HL133491を認めます。

このプロトコルは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の動物ケアガイドライン(ARCプロトコル#2010-075)に準拠しています。読者は、手順のマウスケアと鎮鎮薬管理は機関固有である可能性があるため、独自のIACUC承認プロトコルに従うことをお勧めします。
1. イソプロテレノール浸透圧ポンプの調製
注:この手順は、100以上の交配マウス株から18+gの重?...

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我々は、慢性βアドレナリン刺激2、13に起因する心臓の結果を評価するために、100以上のヒトマウスの100以上の株にこの方法を適用しました。イソプロテレノールに対する感受性の有意な差は、マウス株の間に存在することが知られており、必要に応じて関心の株にカスタマイズされてもよい16。これは、マウス株17</...

排出率の低下した心不全(HFrEF)は、心血管恒常性1を維持するために交感神経系の十分に認識された代償応答を伴う。血行力学的ストレスと心臓および循環に対する有害な影響は、慢性的な活性化で観察された。これらは、心不全に対する現代の薬物療法の基礎となり、心不全の進行および神経ホルモン系1の治療的拮抗作用における重要なメカニズムである。
心不全の基本的な調査のためにいくつかのマウスモデルが利用できる。遺伝モデルは、分子療法を探索し、シグナル伝達経路を調べると魅力的です。しかし、これらのモデルは、心不全の一般的な形態に関連しない場合があります。他の一般的なモデルは、左前降下(LAD)動脈結血、経動脈収縮(TAC)、およびイソプロテノール(ISO)を含み、それぞれが異なる病理学的病因2、3、4、5を目指す 、6.LAD動脈ライゲーションは、このように虚血性心筋症に特有のモデルを作成する前壁心筋梗塞を誘発する。TACは急性圧力過負荷を誘発し、心不全の高血圧モデルを作成する。圧力勾配は測定できるが、肥大の層化を可能にするが、高血圧の急性発症は直接的な臨床的関連性4を欠いている。LADおよびTACモデルは両方の実行するために高レベルの外科的専門知識を要求する。心不全の急性ISOモデルは、急性心筋梗塞を模倣する左心室におけるカテコールアミンおよび活性の著しい増加を特徴とする、ストレス誘発性心筋症(タコツボ病とも呼ばれる)を模倣する7、 8.対照的に、心不全の慢性ISOモデルは、高度な心不全の症状特性を示し、カテコールアミン1の慢性的に上昇したレベルを持つ。慢性ISOモデルの利点は、高度な心不全を模倣する慢性アドレナリン刺激を提供し、比較的容易に作成することです。研究者は、関心のある病理を最もよく要約するモデルを選択する必要があります。
この方法の全体的な目標は、心不全患者1で見つかった慢性交感神経活性化を模倣するためにISOを連続的に放出する移植されたミニポンプを使用してマウスの心不全を誘導することです。この方法はシンプルで再現性があります。マウス株間には明らかなばらつきがあるが、30mg/kg/日で3~4週間にわたって投与されたISOは、ほとんどのマウスで心臓リモデリングを誘導するのに十分である。具体的には、ISOは第1週の間に肥大型補償期を導き、その後、壁の間引き、心室拡張および収縮期機能の第2週および第3週2による減少を引き起こす。ISOモデル作成の成功は、肥大、拡張、心室機能不全を示す連続心エコー検査、ならびに心膜内採取心臓組織の組織学的および分子的評価を介して生体内で評価することができる。脂質蓄積、線維症、ERストレス、アポトーシス、および遺伝子発現9、10、11、12.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Micro-Osmotic Pump System with Flow Moderator in Place</td>
			<td>Alzet</td>
			<td>Model 1004</td>
			<td>Includes filling tube, flow moderator and pump body</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>(-)-Isoproterenol hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>16504-1G</td>
			<td>(-)-Isoproterenol hydrochloride is a powder that needs to be stored at -20&#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml sterile syringe</td>
			<td>VWR</td>
			<td>BD309602</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 W LED Fiber optic O-ring light microscope illuminator</td>
			<td>AmScope</td>
			<td>SKU: LED-30WR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 COATED VICRYL (polyglactin 910) Suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>J303H</td>
			<td>5-0, absorbable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissors - Sharp</td>
			<td>FST</td>
			<td>14060-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass beads</td>
			<td>FST</td>
			<td>18000-46</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot bead sterilizers</td>
			<td>FST</td>
			<td>18000-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris forceps</td>
			<td>WPI</td>
			<td>15915</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Look Sharpoint 6-0, 18&#34; Black Nylon Monofilament Suture</td>
			<td>LOOK</td>
			<td>AA-2176</td>
			<td>6-0, non-absorbable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder</td>
			<td>WPI</td>
			<td>15926</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal Saline, 0.9% NaCl</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>89167-772</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

implantation of an isoproterenol mini-pump to induce heart failure in mice

イソプロテレノール(ISO)は、非選択的βアドレナリン作動性アゴニストであり、マウスにおける心臓損傷を誘導するために広く使用されている。急性モデルはストレス誘発性心筋症を模倣するが、浸透性ポンプを介して投与される慢性モデルは、ヒトにおける高度な心不全を模倣する。記載されたプロトコルの目的は、移植されたミニポンプを使用してマウスにおける慢性ISO誘発心不全モデルを作成することである。このプロトコルは、100株以上のヒトマウスの心不全を誘導するために使用されている。外科ポンプ移植に関する技術は詳細に説明され、マウスで心不全モデルを作成することに興味がある人に関連する可能性があります。さらに、各株の心エコーパラメータに基づく毎週の心臓リモデリングの変化と、モデル開発までの予想時間を紹介します。要約すると、この方法はシンプルで再現可能です。3〜4週間にわたって埋め込まれたミニポンプを介して投与される連続ISOは、心臓のリモデリングを誘発するのに十分である。最後に、ISOモデル作成の成功は、肥大、心室拡張、および機能不全を示す連続心エコー検査によって生体内で評価されうる。

我々の以前に発表された研究では、我々は105ハイブリッドマウスダイバーシティパネル(HMDP)株2、13を横切る浸透圧ポンプを介して21日間にわたって30 mg/kg/dのISO投与量を投与した。ISO治療のベースライン、第1週、第2週、第3週で行われた心エコー検査を用いて結果を評価した(図1)。著者が23匹のマウス株14の間?...

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Implantation of an Isoproterenol Mini-Pump to Induce Heart Failure in Mice

移植された浸透性ポンプを介したイソプロテレノールの慢性投与は、マウスの高度な心不全を模倣するために広く使用されている。ここでは、3週間にわたる連続イソプロテレノール投与に対する外科的ミニポンプ移植の詳細な方法と、モデル作成に成功するための心エコー評価について説明する。

マウスの心不全を誘発するイソプロテレノールミニポンプの移植

Isoproterenol (ISO), is a non-selective beta-adrenergic agonist, that is used widely to induce cardiac injury in mice. While the acute model mimics ...

浸透圧ポンプを介したイソプロテレノールの慢性投与は、マウスにおける進行した心不全の変化を再現するために広く使用されてきた。この方法は簡単で、LADやTACなどの他のモデルよりも少ない外科的専門知識を必要とします。この手順のデモンストレーションは、イビン・ワン博士の研究室の研究科学者であるヴィンセント・レン博士です。各マウスの体重を秤量して記録した後、各動物に対してイソプロテレノールの適量と濃度を計算し、イソプロテレノールを120マイクロリットルの無菌0.9%塩化ナトリウムに溶解する。イソプロテレノールを完全に可溶化するために1分間徹底的に混ぜ、マウスごとにフローモデレーターの有無にかかわらず、1つの空の浸透圧ポンプの重量を計量して記録します。浸透性ポンプを備えた27ゲージの鈍い先端の充填管を取り付け、120マイクロリットルのイソプロテレノール溶液を1本の1ミリリットルのシリンジに1本積み込みます。ポンプを直立した位置に保持し、充填管の先端がポンプ貯蔵所の底付近に位置するまでポンプ開口部を通して充填管を挿入し、イソプロテレノール溶液がポンプ開口部に充填されるまでシリンジプランジャーをゆっくりと落ち込ませる。ポンプが積み込まれたら、充填管を慎重に取り外し、余分な溶液を拭き取ります。フローモデレータを挿入してポンプを閉じ、余分な溶液を拭き取ります。その後、ポンプを再計量して、貯水池の体積の90%以上が満たされていることを確認します。マウスを熱いパッドの上の位置に置き、下腹部から空気を取り除きます。手術用浸透圧ポンプの移植では、麻酔をかけマウスのつまみつまみへの応答の欠如を確認し、動物の目に軟膏を塗布する。適切な消毒剤で露出した皮膚をきれいにし、1センチメートルの中線皮膚切開を行います。鈍い終わりのはさみを使用して、下層壁から皮膚を慎重に解剖し、鉗子を使用して腹膜壁を下の腸から引き離します。細かいはさみを使用して腹壁の0.8センチメートルの穴を切断し、浸透性ポンプフローモデレータの端を最初に腹腔に挿入します。ポンプが設置されている場合は、5-0吸収性縫合糸を中断して腹壁の穴を閉じ、6-0の非吸収性縫合糸を使用して皮膚を閉じます。その後、動物を自宅のケージに戻す前に、完全な債務まで監視する専用のインキュベーターにマウスを置きます。ここでは、選択した心エコーパラメータとモデル開発までの予想時間に基づく週次変化の概要を示す。マウス株間の変動は観察されるが、平均して、最後の直径収縮時の脳室中隔壁厚さ、および最初の週の分数短縮の増加が、後の時点で減少する。末端の左心室内径は、左心室質量は3週間にわたって増加する。さらに、マウスの心臓は、イソプロテレノールの下で目に見えて大きな左心室の寸法を示すだけでなく、生理活性を処理したコントロールに対する線維症の量が多い。術後の感染と罹患率を最小限に抑えるためには、生存手術中に無菌の外科環境を維持することが重要です。成功したモデル作成は、肥大、拡張、および機能不全の連続心エコー検査、ならびに収穫された心臓組織の組織学的および分子評価を介してex vivoによって生体内で評価することができる。この方法を、慢性β-アドレナリン刺激による心臓リモデリングの形質を評価するために、近血症マウスの100株以上に適用しました。結果は公開され、すぐに入手できます。

Research

JoVE Journal

Medicine

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