Name: model of ischemia and reperfusion injury in rabbits
Uploaded: 2023-11-03T13:40:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Model of Ischemia and Reperfusion Injury in Rabbits at JoVE.com

De oorspronkelijke studie waarin dit protocol werd gebruikt, werd ondersteund door National Heart, Lung and Blood Institute Grants HL-103642 en HL-088206

Dit onderzoek werd uitgevoerd volgens de richtlijnen van de National Institutes of Health voor de verzorging en het gebruik van dieren en werd goedgekeurd door de Animal Care and Use Committee van het Boston Children's Hospital (Protocol 20-08-4247R). Alle dieren kregen humane zorg in overeenstemming met de Gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren.
1. Diersoorten, verdovingsmiddelen en pijnstillers
<ol><li>Diersoorten: Gebruik Nieuw-Zeelandse witte konijnen (wi...

<ol>
	<li>Selvin, E., Erlinger, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+and+risk+factors+for+peripheral+arterial+disease+in+the+United+States:+Results+from+the+National+Health+and+Nutrition+Examination+Survey,+1999-2000.">Prevalence of and risk factors for peripheral arterial disease in the United States: Results from the National Health and Nutrition Examination Survey, 1999-2000.</a> Circulation. 110 (6), 738-743 (2004).</li><li>Bolli, R., 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=Myocardial+protection+at+a+crossroads:+The+need+for+translation+into+clinical+therapy.">Myocardial protection at a crossroads: The need for translation into clinical therapy.</a> Circulation Research. 95 (2), 125-134 (2004).</li><li>Cohn, J. N., 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=Report+of+the+National+Heart,+Lung,+and+Blood+Institute+Special+Emphasis+Panel+on+Heart+Failure+Research.">Report of the National Heart, Lung, and Blood Institute Special Emphasis Panel on Heart Failure Research.</a> Circulation. 95 (4), 766-770 (1997).</li><li>Rousou, A. J., Ericsson, M., Federman, M., Levitsky, S., McCully, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Opening+of+mitochondrial+KATP+channels+enhances+cardioprotection+through+the+modulation+of+mitochondrial+matrix+volume,+calcium+accumulation,+and+respiration.">Opening of mitochondrial KATP channels enhances cardioprotection through the modulation of mitochondrial matrix volume, calcium accumulation, and respiration.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 287 (5), H1967-H1976 (2004).</li><li>Rao, V., 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=Insulin+cardioplegia+for+elective+coronary+bypass+surgery.">Insulin cardioplegia for elective coronary bypass surgery.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 119 (6), 1176-1184 (2000).</li><li>Vinten-Johansen, J., Zhao, Z. Q., Jiang, R., Zatta, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+protection+in+reperfusion+with+postconditioning.">Myocardial protection in reperfusion with postconditioning.</a> Expert Review of Cardiovascular Therapy. 3 (6), 1035-1045 (2005).</li><li>Wakiyama, H., 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=Selective+opening+of+mitochondrial+ATP-sensitive+potassium+channels+during+surgically+induced+myocardial+ischemia+decreases+necrosis+and+apoptosis.">Selective opening of mitochondrial ATP-sensitive potassium channels during surgically induced myocardial ischemia decreases necrosis and apoptosis.</a> European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 21 (3), 424-433 (2002).</li><li>Chen, Q., Moghaddas, S., Hoppel, C. L., Lesnefsky, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+blockade+of+electron+transport+during+ischemia+protects+mitochondria+and+decreases+myocardial+injury+following+reperfusion.">Reversible blockade of electron transport during ischemia protects mitochondria and decreases myocardial injury following reperfusion.</a> Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 319 (3), 1405-1412 (2006).</li><li>Lesnefsky, E. J., 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=rather+than+reperfusion,+inhibits+respiration+through+cytochrome+oxidase+in+the+isolated,+perfused+rabbit+heart:+Role+of+cardiolipin.">rather than reperfusion, inhibits respiration through cytochrome oxidase in the isolated, perfused rabbit heart: Role of cardiolipin.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 287 (1), H258-H267 (2004).</li><li>McCully, J. D., Rousou, A. J., Parker, R. A., Levitsky, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-+and+gender-related+differences+in+mitochondrial+oxygen+consumption+and+calcium+with+cardioplegia+and+diazoxide.">Age- and gender-related differences in mitochondrial oxygen consumption and calcium with cardioplegia and diazoxide.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 83 (3), 1102-1109 (2007).</li><li>Mandel, I. A., 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=Influence+of+hypoxic+and+hyperoxic+preconditioning+on+endothelial+function+in+a+model+of+myocardial+is-chemia-reperfusion+injury+with+cardiopulmonary+bypass+(Experimental+study).">Influence of hypoxic and hyperoxic preconditioning on endothelial function in a model of myocardial is-chemia-reperfusion injury with cardiopulmonary bypass (Experimental study).</a> International Journal of Molecular Sciences. 21 (15), 5336 (2020).</li><li>Ali, Z. A., 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=Remote+ischemic+preconditioning+reduces+myocardial+and+renal+injury+after+elective+abdominal+aortic+aneurysm+repair:+A+randomized+controlled+trial.">Remote ischemic preconditioning reduces myocardial and renal injury after elective abdominal aortic aneurysm repair: A randomized controlled trial.</a> Circulation. 116, 98-105 (2007).</li><li>Pogwizd, S. M., Bers, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rabbit+models+of+heart+disease.">Rabbit models of heart disease.</a> Drug Discovery Today: Disease Models. 5 (3), 185-193 (2008).</li><li>Tanaka, K., Hearse, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reperfusion-induced+arrhythmias+in+the+isolated+rabbit+heart:+characterization+of+the+influence+of+the+duration+of+regional+ischemia+and+the+extracellular+potassium+concentration.">Reperfusion-induced arrhythmias in the isolated rabbit heart: characterization of the influence of the duration of regional ischemia and the extracellular potassium concentration.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 20 (3), 201-211 (1988).</li><li>Milani-Nejad, N., Janssen, P. M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+and+large+animal+models+in+cardiac+contraction+research:+advantages+and+disadvantages.">Small and large animal models in cardiac contraction research: advantages and disadvantages.</a> Pharmacology &amp; Therapeutics. 141 (3), 235-249 (2014).</li><li>Gupta, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+controlling+cardiac+myosin-isoform+shift+during+hypertrophy+and+heart+failure.">Factors controlling cardiac myosin-isoform shift during hypertrophy and heart failure.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 43 (4), 388-403 (2007).</li><li>Lapierre, H., Chan, V., Sohmer, B., Mesana, T. G., Ruel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimally+invasive+coronary+artery+bypass+grafting+via+a+small+thoracotomy+versus+off-pump:+A+case-matched+study.">Minimally invasive coronary artery bypass grafting via a small thoracotomy versus off-pump: A case-matched study.</a> European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 40 (4), 804-810 (2011).</li><li>Aubin, H., Akhyari, P., Lichtenberg, A., Albert, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Additional+right-sided+upper+&amp;#34;half-mini-thoracotomy&amp;#34;+for+aortocoronary+bypass+grafting+during+minimally+invasive+multivessel+revascularization.">Additional right-sided upper &amp;#34;half-mini-thoracotomy&amp;#34; for aortocoronary bypass grafting during minimally invasive multivessel revascularization.</a> Journal of Cardiothoracic Surgery. 10, 130 (2015).</li><li>Hu, N., 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=Ligation+of+the+left+circumflex+coronary+artery+with+subsequent+MRI+and+histopathology+in+rabbits.">Ligation of the left circumflex coronary artery with subsequent MRI and histopathology in rabbits.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 49 (6), 838-844 (2010).</li><li>Sievers, R. E., 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=A+model+of+acute+regional+myocardial+ischemia+and+reperfusion+in+the+rat.">A model of acute regional myocardial ischemia and reperfusion in the rat.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 10 (2), 172-181 (1989).</li><li>Rodr&#237;guez, B., Trayanova, N., Noble, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+cardiac+ischemia.">Modeling cardiac ischemia.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1080, 395-414 (2006).</li><li>Sinusas, A. J., 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=Quantification+of+area+at+risk+during+coronary+occlusion+and+degree+of+myocardial+salvage+after+reperfusion+with+technetium-99m+methoxyisobutyl+isonitrile.">Quantification of area at risk during coronary occlusion and degree of myocardial salvage after reperfusion with technetium-99m methoxyisobutyl isonitrile.</a> Circulation. 82 (4), 1424-1437 (1990).</li><li>Masuzawa, A., 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=Transplantation+of+autologously+derived+mitochondria+protects+the+heart+from+ischemia-reperfusion+injury.">Transplantation of autologously derived mitochondria protects the heart from ischemia-reperfusion injury.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 304 (7), H966-H982 (2013).</li><li>Pombo, J. F., Troy, B. L., Russell, R. O. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Left+ventricular+volumes+and+ejection+fraction+by+echocardiography.">Left ventricular volumes and ejection fraction by echocardiography.</a> Circulation. 43 (4), 480-490 (1971).</li><li>McCully, J. D., Wakiyama, H., Hsieh, Y. J., Jones, M., Levitsky, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+contribution+of+necrosis+and+apoptosis+in+myocardial+ischemia-reperfusion+injury.">Differential contribution of necrosis and apoptosis in myocardial ischemia-reperfusion injury.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 286 (5), H1923-H1935 (2004).</li><li>Masuzawa, A., 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=Transplantation+of+autologously+derived+mitochondria+protects+the+heart+from+ischemia-reperfusion+injury.">Transplantation of autologously derived mitochondria protects the heart from ischemia-reperfusion injury.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 304 (7), 966-982 (2013).</li><li>Abarbanell, A. M., 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=Animal+models+of+myocardial+and+vascular+injury.">Animal models of myocardial and vascular injury.</a> Journal of Surgical Research. 162 (2), 239-249 (2010).</li><li>Pirat, 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=A+novel+feature-tracking+echocardiographic+method+for+the+quantitation+of+regional+myocardial+function:+Validation+in+an+animal+model+of+ischemia-reperfusion.">A novel feature-tracking echocardiographic method for the quantitation of regional myocardial function: Validation in an animal model of ischemia-reperfusion.</a> Journal of the American College of Cardiology. 51 (6), 651-659 (2008).</li><li>Verdouw, P. D., vanden Doel, M. A., de Zeeuw, S., Duncker, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+in+the+study+of+myocardial+ischaemia+and+ischaemic+syndromes.">Animal models in the study of myocardial ischaemia and ischaemic syndromes.</a> Cardiovascular Research. 39 (1), 121-135 (1998).</li><li>Bolukoglu, H., 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=An+animal+model+of+chronic+coronary+stenosis+resulting+in+hibernating+myocardium.">An animal model of chronic coronary stenosis resulting in hibernating myocardium.</a> The American Journal of Physiology. 263, H20-H29 (1992).</li><li>Heyndrickx, G. R., Millard, R. W., McRitchie, R. J., Maroko, P. R., Vatner, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+myocardial+functional+and+electrophysiological+alterations+after+brief+coronary+artery+occlusion+in+conscious+dogs.">Regional myocardial functional and electrophysiological alterations after brief coronary artery occlusion in conscious dogs.</a> Journal of Clinical Investigation. 56 (4), 978-985 (1975).</li></ol>

Ons protocol demonstreert een betrouwbare methodologie voor het uitvoeren van acute regionale myocardischemie bij het konijn. De linker mini-thoracotomiebenadering is ideaal voor overlevingsgevallen, waarvoor de incisie en de bijbehorende pijn tot een minimum moeten worden beperkt. Belangrijk is dat diuretische therapie niet nodig was voorafgaand aan extubatie, en er was geen mortaliteit intraoperatief in de niet-overlevingsgroep of 4 weken postoperatief in de overlevingsgroep. Wanneer het ontwerp van het protocol een ni...

Hart- en vaatziekten zijn de belangrijkste doodsoorzaak ter wereld en dragen bij aan meer dan 18 miljoen sterfgevallen per jaar 1,2,3. Acuut myocardinfarct (MI) is een veel voorkomend medisch noodgeval dat ontstaat wanneer een bloedstolsel of een stukje atheromateuze plaque de bloedstroom van een kransslagader blokkeert. Dit veroorzaakt regionale myocardischemie in het gebied dat de slagader doordringt.
De huidige studie beschrijft een protocol dat gebruik maakt van een eenvoudige en betrouwbare methodologie om in situ acute regionale myocardischemie te creëren in een konijnenmodel voor niet-overlevings- en overlevingsexperimenten. Het oorspronkelijke doel van deze methode was het evalueren van de effecten van mitochondriale transplantatie op het moduleren van myocardiale necrose en het verhogen van de post-ischemische hartfunctie na een ischemische gebeurtenis. Eerder onderzoek heeft het optreden van mitochondriale veranderingen en een snelle daling van hoogenergetische fosfaatspiegels aangetoond na het begin van ischemie en een vermindering van de zuurstoftoevoer, wat resulteert in een drastische afname van de cardiale energievoorraden4. Onderzoekers hebben geprobeerd de post-ischemische functie te verbeteren en myocardiale weefselnecrose te verminderen met behulp van farmacologische interventies en/of procedurele technieken, maar deze technieken bieden beperkte cardioprotectie en hebben een minimale impact op mitochondriale schade en disfunctie 5,6,7. Ons team en anderen hebben eerder aangetoond dat mitochondriale schade voornamelijk optreedt tijdens ischemie en dat contractiel herstel kan worden verbeterd en de grootte van het myocardinfarct kan afnemen met behoud van de mitochondriale ademhalingsfunctie tijdens reperfusie 8,9,10. Zo veronderstelden we dat mitochondriale transplantatie van weefsels die niet zijn aangetast door ischemie naar het gebied van ischemie voorafgaand aan reperfusie een alternatieve benadering zou bieden om myocardiale necrose te verminderen en de myocardfunctie te verbeteren. Hierin beschrijven we het protocol dat is gebruikt om deze theorie te testen en de representatieve resultaten die zijn verkregen uit onze eerste studieanalyse.
Bovendien hebben verschillende onderzoekers zich gericht op andere onderwerpen die een integraal onderdeel zijn van het definiëren van de impact van myocardischemie-reperfusieletsel en het vaststellen van passende therapeutische interventies. Een van die onderzoeksgebieden is dat van preconditionering. Myocardiale ischemische preconditionering is een cardioprotectief mechanisme dat wordt geactiveerd door korte ischemische stress en dat resulteert in een vermindering van de snelheid van hartcelnecrose tijdens opeenvolgende episodes van langdurige ischemie. Deze mechanismen kunnen worden geactiveerd door hypoxie of coronaire occlusie. Mandel et al. toonden aan dat hypoxisch-hyperoxische preconditionering hielp om de balans van stikstofmonoxidemetabolieten te behouden, de hyperproductie van endotheline-1 te verminderen en orgaanbescherming te ondersteunen11. Bovendien is het concept van ischemische preconditionering op afstand, een fenomeen waarbij preconditionering van één orgaan systemische bescherming biedt, onderzocht. Ali et al. ontdekten dat, bij patiënten die een electieve open abdominale aorta-aneurysmareparatie ondergingen, preconditionering op afstand, uitgevoerd door met tussenpozen de gemeenschappelijke iliacale slagader kruislings vast te klemmen om als stimulus te dienen, de incidentie van postoperatief myocardletsel, myocardinfarct en nierinsufficiëntie verminderde.
Konijnenmodellen bieden potentiële voordelen ten opzichte van modellen met andere soorten en worden al tientallen jaren in meerdere verschillende scenario's gebruikt, waaronder de inductie van aritmieën, wereldwijde en regionale ischemische modellen en onderzoek naar hartcontractie, onder andere13,14,15. Hoewel het konijnenhart kleiner is dan dat van een hond of varken, is het groot genoeg om gemakkelijk chirurgische ingrepen uit te voeren tegen veel lagere kosten13. Het konijnenhart wordt vaak gebruikt omdat het nauw aansluit bij het menselijk hart; Het heeft inderdaad een vergelijkbare stofwisseling, brengt β-myosine zware keten tot expressie en mist significante myocardiale xanthine-oxidase16. De techniek die hierin wordt beschreven om regionale myocardischemie te induceren, is eenvoudig, herhaalbaar en kosteneffectief. Deze methode maakt zowel niet-overleving als overleving mogelijk, aangezien alleen regionale ischemie wordt geïnduceerd in plaats van globale ischemie, en de benodigde materialen niet-gespecialiseerd zijn. Er kunnen twee verschillende chirurgische benaderingen (d.w.z. sternotomie en mini-thoracotomie) worden gebruikt, waardoor de operator en experimentele protocollen meer vrijheid krijgen in termen van de onderzoeksopzet. Bovendien vereist de procedure geen gebruik van een cardiopulmonale bypass. In deze context zijn minimaal invasieve benaderingen van coronaire bypasstransplantatie waardevolle alternatieven geworden voor patiënten die revascularizaiton met meerdere vaten nodig hebben17,18. Dit model kan worden gebruikt om de verschillen tussen deze benaderingen te bestuderen en een op dieren gebaseerd leermiddel te bieden voor chirurgische stagiairs. Bovendien kan het uitvoeren van hartkatheterisatie met behulp van dit model nuttig zijn voor fysiologisch onderzoek en/of chirurgische training.
Ons model biedt een methodologie voor toepassingen waarbij het induceren van regionale myocardischemie en vervolgens het meten van de infarctgrootte, myocardfunctie en cellulaire veranderingen van belang zijn. Met dit protocol hebben we verschillende markers van cellulaire functie en aanpassing aan ischemie en de voorgestelde therapeutische interventie (d.w.z. mitochondriale transplantatie) kunnen evalueren door de internalisatie van organellen, zuurstofverbruik, hoogenergetische fosfaatsynthese en de inductie van cytokinemediatoren en proteomische routes te onderzoeken. Deze uitkomsten zijn belangrijk voor het behoud van de myocardiale energetica, de levensvatbaarheid van de cellen en de hartfunctie en maken de objectieve evaluatie mogelijk van cardioprotectieve technieken na ischemie-reperfusieletsel. Dit model zou kunnen worden gebruikt om vergelijkbare biologische routes en alternatieven te bestuderen op het gebied van post-ischemische myocardiale pathologie en herstel.
Het doel van dit protocol is om een zeer reproduceerbare methodologie te bieden om in situ acute regionale myocardischemie bij het konijn te induceren voor niet-overlevings- en overlevingsexperimenten. Dit model biedt een methodologie met een hoge overleving, lage intraoperatieve mortaliteit en minimale morbiditeit19. Andere modellen voor acute regionale myocardischemie zijn beschreven met behulp van radioactief gelabelde materialen, contrastmiddelen, magnetische resonantiebeeldvorming of computersimulaties20,21,22. Ons protocol biedt een betrouwbare en eenvoudige methodologie die kosteneffectief en consistent reproduceerbaar is en een lage technische eis heeft en dus kan worden uitgevoerd door onderzoekers zonder chirurgische expertise. Dit protocol is geschikt voor een overlevingsproject met behulp van een linker mini-thoracotomie of een niet-overlevingsmodel met behulp van een middellijnsternotomie.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>#10 blade</td>
			<td>Bard Parker</td>
			<td>371210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#11 blade</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>B3L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22 G PIV needle</td>
			<td>BD Insyte</td>
			<td>381423</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acepromazine</td>
			<td>VETONE</td>
			<td>NDC 13985-587-50</td>
			<td>0.5 mg/kg IM and IV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aline pressure bag</td>
			<td>Infu-Stat</td>
			<td>2139</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Angiocath</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>382512</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arterial Catheter</td>
			<td>Teleflex</td>
			<td>MC-004912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atropine</td>
			<td>Hikma Pharmaceuticals</td>
			<td>NDC 0641-6006-01</td>
			<td>&#160;0.01 mg/kg IM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine and 70% isopropyl alcohol</td>
			<td>McKesson</td>
			<td>NDC 68599-2302-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blood gas machine</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>MRK0025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovie</td>
			<td>Valleylab</td>
			<td>E6008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bulldog clamps</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>14119</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bupivacaine</td>
			<td>Auromedics</td>
			<td>NDC 55150-249-50</td>
			<td>&#160;3 mg/kg IM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butorphanol</td>
			<td>Roxane</td>
			<td>NDC 2054-3090-36</td>
			<td>0.5 mg/kg IM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clear acetate sheet</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td>ID 51-1625-0213</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clipers</td>
			<td>Andis</td>
			<td>AGC2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DeBakey forceps</td>
			<td>Integra</td>
			<td>P6280</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Echocardiography machine</td>
			<td>Philips</td>
			<td>IE33 F1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrocardiography machine</td>
			<td>Meditech</td>
			<td>MD908B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endotracheal tube</td>
			<td>Medline</td>
			<td>#922774</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanyl</td>
			<td>West-Ward</td>
			<td>NDC 0641-6030-01</td>
			<td>1&#8211;4 &#181;g/kg transdermal patch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formaldehyde solution 10%</td>
			<td>Epredia</td>
			<td>94001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass plates</td>
			<td>&#160;United Scientific</td>
			<td>B01MUHX6MR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin Sodium</td>
			<td>Sagent</td>
			<td>NDC 69-0058-02</td>
			<td>1000U in 1 mL 3 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot water blanket</td>
			<td>3M</td>
			<td>55577</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Penn Veterinary Supply, INC</td>
			<td>NDC 50989-606-15</td>
			<td>1%&#8211;3%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Dechra</td>
			<td>NDC 42023-138-10</td>
			<td>10 mg/kg IV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Chart 7 Acquisition Software</td>
			<td>Adinstruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactated Ringer&#39;s solution</td>
			<td>ICUmedical</td>
			<td>NDC 0990-7953-09</td>
			<td>10 mL/kg/h</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laryngoscope</td>
			<td>Welch Allyn</td>
			<td>68044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Left ventricule lumen catheter&#160;3Fr</td>
			<td>McKesson</td>
			<td>385764-EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lidocaine (1%)</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>4276-01</td>
			<td>1&#8211;1.5 mL/kg IV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LVDP transducer</td>
			<td>Edward</td>
			<td>PDP-ED</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marking pen</td>
			<td>Viscot</td>
			<td>1451SR-100 Unsterile</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mayo scissors</td>
			<td>Mayo</td>
			<td>S7-1098</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medetomidine</td>
			<td>Entireoly Pets Pharmacy</td>
			<td>NDC 015914-005-01</td>
			<td>0.25 mg/kg IM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum scissors</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>UX-10821-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monastra. Blue pigment 98%</td>
			<td>Chemsavers</td>
			<td>MBTR1100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monocryl 5-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>Y463G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mosquito clamp</td>
			<td>Shioda</td>
			<td>802N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDS 3-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>42312201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piezoelectric sonomicrometry crystals</td>
			<td>Sonometrics</td>
			<td>Small 2mm round</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plegets</td>
			<td>DeRoyal</td>
			<td>32-363</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povuine Iodine Prep Solutions</td>
			<td>Medline</td>
			<td>MDS093940</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision vaporized system face mask</td>
			<td>Yuwell</td>
			<td>B07PNH69BF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prolene 3-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8665G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proline 5-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>8661G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse oximetry probe</td>
			<td>Masimo</td>
			<td>9216-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rib spreader</td>
			<td>Medline</td>
			<td>MDS5621025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S12 Pediatric Sector Probe</td>
			<td>Phillips</td>
			<td>21380A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonomicrometer</td>
			<td>Sonometrics</td>
			<td>BZ10123724</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile gauze</td>
			<td>Medline</td>
			<td>3.00802E+13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile towels</td>
			<td>McKesson</td>
			<td>MON 277860EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sternal retractor</td>
			<td>Medline</td>
			<td>MDS5610321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sutures for closure</td>
			<td>J&#38;J Dental</td>
			<td>8698G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Telemetriy monitor</td>
			<td>Meditech</td>
			<td>MD908B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature probe</td>
			<td>Omega</td>
			<td>KHSS-116G-RSC-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triphenyl tetrazolium chloride (1%)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MFCD00011963</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ventilator</td>
			<td>MedGroup</td>
			<td>MSLGA 11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vicryl 2-0</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>V635H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vinyl tubing</td>
			<td>ABE</td>
			<td>DISW 3001</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

model of ischemia and reperfusion injury in rabbits

Het protocol hier biedt een eenvoudige, zeer repliceerbare methodologie om in situ acute regionale myocardischemie bij het konijn te induceren voor niet-overlevings- en overlevingsexperimenten. Nieuw-Zeelands wit volwassen konijn wordt verdoofd met atropine, acepromazine, butorfanol en isofluraan. Het dier wordt geïntubeerd en aan de mechanische beademing gelegd. Een intraveneuze katheter wordt in de marginale oorader ingebracht voor de infusie van medicijnen. Het dier krijgt premedicatie met heparine, lidocaïne en Ringer-lactaatoplossing. Een halsslagader wordt doorgesneden om toegang tot de arteriële lijn te verkrijgen voor bloeddrukmeting. Bepaalde fysiologische en mechanische parameters worden bewaakt en geregistreerd door continue real-time analyse.
Met het dier verdoofd en volledig verdoofd, wordt ofwel een vierde intercostale ruimte kleine linker thoracotomie (overleving) of middellijn sternotomie (niet-overleving) uitgevoerd. Het hartzakje wordt geopend en de linker voorste dalende (LAD) slagader wordt gelokaliseerd.
Een polypropyleen hechtdraad wordt rond de tweede of derde diagonale tak van de LAD-slagader geleid en het polypropyleenfilament wordt door een kleine vinylbuis geregen en vormt een strik. Het dier wordt onderworpen aan 30 minuten regionale ischemie, bereikt door de LAD af te sluiten door de strik aan te spannen. Myocardiale ischemie wordt visueel bevestigd door regionale cyanose van het epicardium. Na regionale ischemie wordt de ligatuur losgemaakt en mag het hart opnieuw doorsmelten.
Voor zowel overlevings- als niet-overlevingsexperimenten kan de myocardiale functie worden beoordeeld via een echocardiografie (ECHO)-meting van de fractionele verkorting. Voor niet-overlevingsstudies kunnen gegevens van sonomicrometrie die zijn verzameld met behulp van drie digitale piëzo-elektrische ultrasone sondes die zijn geïmplanteerd in het ischemische gebied en de door de linkerventrikel ontwikkelde druk (LVDP) met behulp van een apicaal ingebrachte linkerventrikel (LV)-katheter continu worden verkregen voor het evalueren van respectievelijk de regionale en globale myocardfunctie.
Voor overlevingsstudies wordt de incisie gesloten, wordt een thoracentese met de linkernaald uitgevoerd voor pleurale luchtevacuatie en wordt postoperatieve pijnbestrijding bereikt.

Volgens het protocol (Figuur 1) werd myocardischemie onmiddellijk bevestigd door de directe visualisatie van cyanose van het epicardium.
Standaard ECG's (drie ledemaatafleidingen: I, II en III, en drie berekende verhoogde afleidingen: aVL, aVR en aVF) werden continu geregistreerd pre-ischemie, tijdens ischemie en bij reperfusie (Figuur 2). De ECG's tonen tachycardie, aritmieën (d.w.z. ventriculaire fibrillatie), defecten in het gelei...

Watch this Scientific Journal Video about Model of Ischemia and Reperfusion Injury in Rabbits at JoVE.com

Model of Ischemia and Reperfusion Injury in Rabbits

De huidige studie demonstreert een zeer reproduceerbaar diermodel van acute regionale myocardischemie en reperfusieletsel bij konijnen met behulp van een linker mini-thoracotomie voor overlevingsgevallen of een middellijnsternotomie voor niet-overlevingsgevallen.

Model van ischemie en reperfusieletsel bij konijnen

The protocol here provides a simple, highly replicable methodology to induce in situ acute regional myocardial ischemia in the rabbit for non-survival and ...

Dit protocol biedt een eenvoudige, betrouwbare en reproduceerbare methodologie voor het induceren van in situ acute regionale myocardischemie en reperfusieletsel in een konijnenmodel voor niet-overlevings- en overlevingsexperimenten. Deze techniek heeft minimale mortaliteit en morbiditeit via twee verschillende chirurgische benaderingen. De methodologie is kosteneffectief en heeft een lage technische vraag en kan dus worden uitgevoerd door onderzoekers zonder chirurgische expertise.Het blootleggen van de LAD door middel van een mini-thoracotomie kan een uitdaging zijn. We raden aan om een vierde intercostale ruimte anterieur parasternale incisie te maken die zich vijf tot zes centimeter lateraal uitstrekt en een dergelijke blootstelling en necropsie van konijnen vooraf te oefenen. Om een linker mini-thoracotomie uit te voeren voor overlevingsstudies, tilt u de linkerkant van het verdoofde konijn ongeveer 30 graden op met behulp van een kussen.Palpeer en omlijn de benige oriëntatiepunten met een viltstift. Gebruik een mes nummer 10 om de huid over de vijfde rib in te snijden, die zich uitstrekt van naast de laterale rand van het borstbeen tot vijf tot zes centimeter lateraal. Verdeel met behulp van elektrocauterisatie de grote borstspier mediaalis, gevolgd door de serratus anterior-spier lateraal.Verdeel vervolgens de tussenribspieren boven de vijfde rib om de neurovasculaire bundel te behouden. Snijd met behulp van een scherpe dissectie het pariëtale borstvlies in met een Metzenbaum-schaar, ga voorzichtig de pleurale ruimte binnen via de vierde intercostale ruimte en verleng de eerste pleurale incisie in beide richtingen evenwijdig aan de rib totdat een ribspreider of sternale retractor kan worden ingebracht. Plaats een ribspreider of sternale retractor in de ribruimte en verbreed deze om het hart en de pericardiale zak te visualiseren.Gebruik een DeBakey-pincet om het hartzakje op te tillen. Open het met een Metzenbaum-schaar en ga verder met het isoleren van de LAD-slagader. Dit zorgt voor een optimale visualisatie van het anterolaterale oppervlak van het hart met voldoende blootstelling aan de LAD en zijn vertakkingen.Om de LAD-slagader te isoleren, omcirkelt u de derde diagonale tak met een 3-0 polypropyleen hechtdraad op een conische naald en verwijdert u vervolgens de naald. Knip in overlevingsgevallen de drie 3-0 polypropyleendraden af die worden gebruikt om de LAD te isoleren en bind de uiteinden losjes aan elkaar. De drie 3-0 polypropyleen draden worden gebruikt om het risicogebied en de infarctzone te identificeren bij het oogsten van het hart.Bind na de operatie twee 2-0 Polyglactin 910 achtvormige hechtingen rond de ribben. Sluit de spier- en onderhuidse lagen met een 3-0 polydioxanonhechting op een lopende manier. Sluit vervolgens de huid subcuticulaire met behulp van een 5-0 monofilament hechtdraad.Voer ten slotte een naaldthoracentese uit om de pleurale fout te evacueren. Ga voor niet-overlevingsstudies onmiddellijk verder met middellijnsternotomie met behulp van een gebogen Mayo-schaar. Gebruik een sternale retractor om het hart en de pericardiale zak te visualiseren en open het hartzakje zoals eerder gedemonstreerd.Visualiseer de 3-0 polypropyleen draadlus die is geplaatst tijdens het eerder uitgevoerde thoracotomiegedeelte van de procedure. Om de LAD-slagader te isoleren, omcirkelt u de derde diagonale tak met een 3-0 polypropyleen hechtdraad op een conische naald. Verwijder vervolgens de naald en rijg beide uiteinden van het polypropyleenfilament door een kleine vinylbuis om een strik te vormen.Plaats met behulp van een DeBakey-pincet een rechthoekige PTFE-pledget tussen de twee polypropyleenfilamenten en klem deze tussen de geïsoleerde LAD-slagader en de vinylbuis. Span deze strik aan door op de vinylbuis te drukken en de polypropyleen hechtdraden omhoog te trekken om de kransslagader af te sluiten. Klem de buis vast met een muggenklem om de gewenste dichtheid te behouden.Bevestig myocardischemie door regionale cyanose van het epicardium te observeren. Verwijder de strik na 30 minuten ischemie-inductie. Oogst aan het einde van het experiment het hart voor biochemische en weefselanalyse.De geregistreerde ECG's bij pre-ischemie, tijdens ischemie en reperfusie toonden tachycardie, aritmieën, defecten in het geleidingssysteem, de ontwikkeling van infarct-gerelateerde Q-golven en ST-segmentafwijking. De 2D-echometingen toonden aan dat de fractionele verkorting afnam tijdens ischemie en post-ischemie in vergelijking met pre-ischemie. Na 30 minuten geïnduceerde regionale myocardischemie werden aanwijzingen voor myocardiale necrose waargenomen.De meest kritieke protocolstappen zijn het zorgvuldig omcirkelen van de LAD zonder de slagader te beschadigen of veneuze bloedingen te veroorzaken, het op de juiste manier plaatsen van de PTFE-pledget om vasospasme te voorkomen, en het opnemen van de LAD om een consistent risicogebied te creëren. Deze methodologie is nuttig bij vasculair letsel, chronische myocardischemie en acute myocardiale verdovingsmodellen om cardiovasculaire moleculaire mechanica, pathofysiologische mechanismen en therapeutische doelen te onthullen, bruikbaarheid aan te tonen en diagnostische en behandelingsalgoritmen te ontwikkelen.

Research

JoVE Journal

Medicine

Normothermic Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation: A Mouse Model of Ischemia-Reperfusion Injury

Normotherme hartstilstand en cardiopulmonale reanimatie: een muismodel van ischemie-reperfusie schade

Acute Kidney Injury (AKI) is a common, highly lethal, complication of critical illness which has a high mortality1-4 and which is most 
frequently caused ...

Ischemia-reperfusion Model of Acute Kidney Injury and Post Injury Fibrosis in Mice

Ischemie-reperfusie model van Acute Kidney Injury en Post Letsel Fibrosis in Muizen

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often ...

Murine Model of Intestinal Ischemia-reperfusion Injury

Muizenmodel van Intestinale ischemie-reperfusie schade

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, ...

Confirmation of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury in Mice Using Surface Pad Electrocardiography

Bevestiging van de Myocardiale ischemie en reperfusie schade in Muizen met behulp van Surface Pad elektrocardiografie

Many animal models have been established for the study of myocardial remodeling and heart failure due to its status as the number one cause of mortality ...

Preclinical Model of Hind Limb Ischemia in Diabetic Rabbits

Preklinisch model van de achterste ledematen ischemie bij diabetische konijnen

Peripheral vascular disease is a widespread clinical problem that affects millions of patients worldwide. A major consequence of peripheral vascular ...

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

Evaluatie van coronaire stroom reserve na myocardiale ischemie reperfusie bij ratten

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

Een pre-klinische rat model voor de studie van ischemie-reperfusie letsel in reconstructieve microchirurgie

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...

Delayed Intramyocardial Delivery of Stem Cells after Ischemia Reperfusion Injury in a Murine Model

Vertraagde intramyocardial levering van stamcellen na Ischemie Reperfusie Letsel in een Murine Model

There is significant interest in the use of stem cells (SCs) for the recovery of cardiac function in individuals with myocardial injuries. Most commonly, ...

Organ Ischemia-Reperfusion Injury by Simulating Hemodynamic Changes in Rat Liver Transplant Model

Orgaan Ischemia-Reperfusie Letsel door het simuleren van hemodynamische veranderingen in rat levertransplantatie model

Orthotopic liver transplantation (OLT) in rats is a tried and proven animal model used for preoperative, intraoperative, and postoperative studies, ...

A Rat Lung Transplantation Model of Warm Ischemia/Reperfusion Injury: Optimizations to Improve Outcomes

Een rattenlongtransplantatiemodel van warme ischemie / reperfusieletsel: optimalisaties om de resultaten te verbeteren

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods ...