Name: Author Spotlight: Effect of Left Atrial Ligation on Avian Embryonic Hearts and HLHS Implications
Uploaded: 2023-06-16T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Effect of Left Atrial Ligation on Avian Embryonic Hearts and HLHS Implications at JoVE.com

Vi uppmärksammar Tubitak 2247A lead researcher award 120C139 som tillhandahåller finansiering. Författarna vill också tacka PakTavuk Gıda. A. S., Istanbul, Turkiet, för tillhandahållande av fertila ägg och stöd till kardiovaskulär forskning.

Fertila vita Leghorn-ägg erhålls från pålitliga leverantörer och inkuberas enligt universitetsgodkända riktlinjer. Kycklingembryon, stadierna 18 (dag 3) till 24 (dag 4) (de stadier som presenteras i detta dokument) betraktas inte som levande ryggradsdjur enligt EU-direktivet 2010/63/EU och riktlinjerna från Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) i USA. Kycklingembryon betraktas som "levande djur" efter dag 19 av inkubationen enligt amerikansk lagstiftning, men inte för EU. Varje ägg är märkt med k...

Avian Embryonic Left Atrial Ligation Model for HLHS and Cardiovascular Research

<ol>
	<li>Wang, T., 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=Congenital+heart+disease+and+risk+of+cardiovascular+disease:+A+meta-analysis+of+cohort+studies.">Congenital heart disease and risk of cardiovascular disease: A meta-analysis of cohort studies.</a> Journal of the American Heart Association. 8 (10), e012030 (2019).</li><li>Chaudhry, 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=The+left+ventricular+myocardium+in+hypoplastic+left+heart+syndrome.">The left ventricular myocardium in hypoplastic left heart syndrome.</a> Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (8), 279 (2022).</li><li>Lashkarinia, S. S., &#199;oban, G., Ermek, E., &#199;elik, M., Pekkan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+remodeling+of+embryonic+aortic+arch:+stress+distribution,+microstructure,+and+vascular+growth+in+silico.">Spatiotemporal remodeling of embryonic aortic arch: stress distribution, microstructure, and vascular growth in silico.</a> Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 19 (5), 1897-1915 (2020).</li><li>Ho, S., Chan, W. X., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+mechanics+of+the+left+atrial+ligation+chick+embryonic+model+of+hypoplastic+left+heart+syndrome.">Fluid mechanics of the left atrial ligation chick embryonic model of hypoplastic left heart syndrome.</a> Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 20 (4), 1337-1351 (2021).</li><li>Gordon, B. M., Rodriguez, S., Lee, M., Chang, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decreasing+number+of+deaths+of+infants+with+hypoplastic+left+heart+syndrome.">Decreasing number of deaths of infants with hypoplastic left heart syndrome.</a> The Journal of Pediatrics. 153 (3), 354-358 (2008).</li><li>Salman, H. 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=Effect+of+left+atrial+ligation-driven+altered+inflow+hemodynamics+on+embryonic+heart+development:+clues+for+prenatal+progression+of+hypoplastic+left+heart+syndrome.">Effect of left atrial ligation-driven altered inflow hemodynamics on embryonic heart development: clues for prenatal progression of hypoplastic left heart syndrome.</a> Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 20 (2), 733-750 (2021).</li><li>Fruitman, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoplastic+left+heart+syndrome:+Prognosis+and+management+options.">Hypoplastic left heart syndrome: Prognosis and management options.</a> Paediatrics &amp; Child Health. 5 (4), 219-225 (2000).</li><li>Rahman, A., Chaturvedi, R. R., Sled, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow-mediated+factors+in+the+pathogenesis+of+hypoplastic+left+heart+syndrome.">Flow-mediated factors in the pathogenesis of hypoplastic left heart syndrome.</a> Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (5), 154 (2022).</li><li>Henderson, D. J., Anderson, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+and+structure+of+the+ventricles+in+the+human+heart.">The development and structure of the ventricles in the human heart.</a> Pediatric Cardiology. 30 (5), 588-596 (2009).</li><li>Kowalski, W. J., Pekkan, K., Tinney, J. P., Keller, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+developmental+cardiovascular+biomechanics+and+the+origins+of+congenital+heart+defects.">Investigating developmental cardiovascular biomechanics and the origins of congenital heart defects.</a> Frontiers in Physiology. 5, 408 (2014).</li><li>Midgett, M., Rugonyi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Congenital+heart+malformations+induced+by+hemodynamic+altering+surgical+interventions.">Congenital heart malformations induced by hemodynamic altering surgical interventions.</a> Frontiers in Physiology. 5, 287 (2014).</li><li>Kowalski, W. 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=Left+atrial+ligation+alters+intracardiac+flow+patterns+and+the+biomechanical+landscape+in+the+chick+embryo.">Left atrial ligation alters intracardiac flow patterns and the biomechanical landscape in the chick embryo.</a> Developmental Dynamics. 243 (5), 652-662 (2014).</li><li>Bruneau, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+developmental+genetics+of+congenital+heart+disease.">The developmental genetics of congenital heart disease.</a> Nature. 451 (7181), 943-948 (2008).</li><li>Sedmera, D., 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=Cellular+changes+in+experimental+left+heart+hypoplasia.">Cellular changes in experimental left heart hypoplasia.</a> The Anatomical Record. 267 (2), 137-145 (2002).</li><li>Celik, 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=Microstructure+of+early+embryonic+aortic+arch+and+its+reversibility+following+mechanically+altered+hemodynamic+load+release.">Microstructure of early embryonic aortic arch and its reversibility following mechanically altered hemodynamic load release.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 318 (5), H1208-H1218 (2020).</li><li>Tobita, K., Schroder, E. A., Tinney, J. P., Garrison, J. B., Keller, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+passive+ventricular+stress-strain+relations+during+development+of+altered+loads+in+chick+embryo.">Regional passive ventricular stress-strain relations during development of altered loads in chick embryo.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 282 (6), H2386-H2396 (2002).</li><li>Alser, M., Shurbaji, S., Yalcin, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanosensitive+pathways+in+heart+development:+findings+from+chick+embryo+studies.">Mechanosensitive pathways in heart development: findings from chick embryo studies.</a> Journal of Cardiovascular Development and Disease. 8 (4), 32 (2021).</li><li>Alser, 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=Blood+flow+disturbance+and+morphological+alterations+following+the+right+atrial+ligation+in+the+chick+embryo.">Blood flow disturbance and morphological alterations following the right atrial ligation in the chick embryo.</a> Frontiers in Physiology. 13, 849603 (2022).</li><li>Sedmera, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HLHS:+Power+of+the+chick+model.">HLHS: Power of the chick model.</a> Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (4), 113 (2022).</li><li>Rychter, Z., Rychterov&#225;, V., Lemez, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+the+heart+loop+and+proliferation+structure+of+its+wall+as+a+base+for+ventricular+septation.">Formation of the heart loop and proliferation structure of its wall as a base for ventricular septation.</a> Herz. 4 (2), 86-90 (1979).</li><li>Harh, J. Y., Paul, M. H., Gallen, W. J., Friedberg, D. Z., Kaplan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+production+of+hypoplastic+left+heart+syndrome+in+the+chick+embryo.">Experimental production of hypoplastic left heart syndrome in the chick embryo.</a> The Americal Journal of Cardiology. 31 (1), 51-56 (1973).</li><li>Sedmera, D., Pexieder, T., Rychterova, V., Hu, N., Clark, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remodeling+of+chick+embryonic+ventricular+myoarchitecture+under+experimentally+changed+loading+conditions.">Remodeling of chick embryonic ventricular myoarchitecture under experimentally changed loading conditions.</a> The Anatomical Record. 254 (2), 238-252 (1999).</li><li>Karakaya, C., 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=Asymmetry+in+mechanosensitive+gene+expression+during+aortic+arch+morphogenesis.">Asymmetry in mechanosensitive gene expression during aortic arch morphogenesis.</a> Scientific Reports. 8 (1), 16948 (2018).</li><li>Trinidad, F., 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=Effect+of+blood+flow+on+cardiac+morphogenesis+and+formation+of+congenital+heart+defects.">Effect of blood flow on cardiac morphogenesis and formation of congenital heart defects.</a> Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (9), 303 (2022).</li><li>Tobita, K., Keller, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Right+and+left+ventricular+wall+deformation+patterns+in+normal+and+left+heart+hypoplasia+chick+embryos.">Right and left ventricular wall deformation patterns in normal and left heart hypoplasia chick embryos.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 279 (3), H959-H969 (2000).</li><li>Bortecine, S., Merve Nur, C., Faruk, K., Kerem, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auxiliary+humidifier+system+design+and+construction+for+research+grade+egg+incubators.">Auxiliary humidifier system design and construction for research grade egg incubators.</a> Zenodo. , (2023).</li><li>Schroder, E. A., Tobita, K., Tinney, J. P., Foldes, J. K., Keller, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microtubule+involvement+in+the+adaptation+to+altered+mechanical+load+in+developing+chick+myocardium.">Microtubule involvement in the adaptation to altered mechanical load in developing chick myocardium.</a> Circulation Research. 91 (4), 353-359 (2002).</li><li>Rufaihah, A. J., Chen, C. K., Yap, C. H., Mattar, C. N. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mending+a+broken+heart:+In+vitro,+in+vivo+and+in+silico+models+of+congenital+heart+disease.">Mending a broken heart: In vitro, in vivo and in silico models of congenital heart disease.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 14 (3), (2021).</li><li>Siddiqui, H. B., Dogru, S., Lashkarinia, S. S., Pekkan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft-tissue+material+properties+and+mechanogenetics+during+cardiovascular+development.">Soft-tissue material properties and mechanogenetics during cardiovascular development.</a> Journal of Cardiovascular Development and Disease. 9 (2), 64 (2022).</li><li>Pesevski, Z., 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=Endocardial+fibroelastosis+is+secondary+to+hemodynamic+alterations+in+the+chick+embryonic+model+of+hypoplastic+left+heart+syndrome.">Endocardial fibroelastosis is secondary to hemodynamic alterations in the chick embryonic model of hypoplastic left heart syndrome.</a> Developmental Dynamics. 247 (3), 509-520 (2018).</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=Dependence+of+aortic+arch+morphogenesis+on+intracardiac+blood+flow+in+the+left+atrial+ligated+chick+embryo.">Dependence of aortic arch morphogenesis on intracardiac blood flow in the left atrial ligated chick embryo.</a> Anatomical Record. 292 (5), 652-660 (2009).</li><li>Lashkarinia, S. 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=Myocardial+biomechanics+and+the+consequent+differentially+expressed+genes+of+the+left+atrial+ligation+chick+embryonic+model+of+hypoplastic+left+heart+syndrome.">Myocardial biomechanics and the consequent differentially expressed genes of the left atrial ligation chick embryonic model of hypoplastic left heart syndrome.</a> Annals of Biomedical Engineering. 51 (5), 1063-1078 (2023).</li><li>Krej&#269;&#237;, 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=Microarray+analysis+of+normal+and+abnormal+chick+ventricular+myocardial+development.">Microarray analysis of normal and abnormal chick ventricular myocardial development.</a> Physiological Research. 61, S137-S144 (2012).</li><li>Rahman, 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=A+mouse+model+of+hypoplastic+left+heart+syndrome+demonstrating+left+heart+hypoplasia+and+retrograde+aortic+arch+flow.">A mouse model of hypoplastic left heart syndrome demonstrating left heart hypoplasia and retrograde aortic arch flow.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 14 (11), (2021).</li><li>Fishman, N. H., Hof, R. B., Rudolph, A. M., Heymann, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+of+congenital+heart+disease+in+fetal+lambs.">Models of congenital heart disease in fetal lambs.</a> Circulation. 58 (2), 354-364 (1978).</li><li>Wong, F. Y., 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=Induction+of+left+ventricular+hypoplasia+by+occluding+the+foramen+ovale+in+the+fetal+lamb.">Induction of left ventricular hypoplasia by occluding the foramen ovale in the fetal lamb.</a> Scientific Reports. 10 (1), 880 (2020).</li><li>Nie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+frogs+as+a+model+to+study+the+etiology+of+HLHS.">Use of frogs as a model to study the etiology of HLHS.</a> Journal of Cardiovascular Development and Disease. 10 (2), 51 (2023).</li><li>Vilches-Moure, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryonic+chicken+(Gallus+gallus+domesticus)+as+a+model+of+cardiac+biology+and+development.">Embryonic chicken (Gallus gallus domesticus) as a model of cardiac biology and development.</a> Comparative Medicine. 69 (3), 184-203 (2019).</li><li>Kain, K. 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=The+chick+embryo+as+an+expanding+experimental+model+for+cancer+and+cardiovascular+research.">The chick embryo as an expanding experimental model for cancer and cardiovascular research.</a> Developmental Dynamics. 243 (2), 216-228 (2014).</li><li>Sukparangsi, W., Thongphakdee, A., Intarapat, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Avian+embryonic+culture:+A+perspective+of+in+ovo+to+ex+ovo+and+in+vitro+studies.">Avian embryonic culture: A perspective of in ovo to ex ovo and in vitro studies.</a> Frontiers in Physiology. 13, 903491 (2022).</li></ol>

Vid HLHS förändras blodflödet på grund av strukturella defekter, vilket leder till onormal morfologi på vänster sida 4,6. Den nuvarande modellen ger ett praktiskt experimentellt system för att bättre förstå utvecklingen av HLHS och kan till och med efterlikna dess patogenes8. Att etablera en fullt kliniskt likvärdig HLHS-djurmodell är dock en utmanande uppgift. Förutom den aviära LAL-modellen som presenteras här har nya stud...

Medfödda hjärtfel är strukturella störningar som uppstår på grund av onormal embryonal utveckling1. Förutom genetiska förhållanden påverkas patogenesen av förändrad mekanisk belastning 2,3. Hypoplastiskt vänsterhjärtsyndrom (HLHS), en medfödd hjärtsjukdom, resulterar i en underutvecklad kammare/aorta vid födseln4 med hög dödlighet 5,6. Trots de senaste framstegen i den kliniska hanteringen är den vaskulära tillväxt- och utvecklingsdynamiken för HLHS fortfarande oklar7. Vid normal embryonal utveckling härstammar endokardiet och hjärtmuskeln i vänster kammare (LV) från hjärtats stamceller när den tidiga embryonala hjärtrörsbildningen fortskrider. Den gradvisa förekomsten av myokardtrabekulation, förtjockningsskikt och kardiomyocytproliferation har rapporterats2. För HLHS observeras förändrad trabekulär remodellering och vänsterkammartillplattning, vilket ytterligare bidrar till myokardhypoplasi på grund av onormal kardiomyocytmigration 2,8,9,10 
Bland de allmänt använda modellorganismerna för att studera hjärtats utveckling och förstå hemodynamiska förhållanden 11 är fågelembryot att föredra på grund av dess mogna hjärta med fyra kammare och dess lätthet att odla11,12,13,14. Å andra sidan ger avancerad avbildningsåtkomst av zebrafiskembryon och transgena/knockout-möss tydliga fördelar11,12. Olika mekaniska ingrepp har testats för fågelembryot som förändrar det intramurala trycket och väggskjuvspänningen vid utveckling av kardiovaskulära komponenter. Dessa modeller inkluderar vänster vitellinligering, conotruncal banding15 och vänster förmaksligering (LAL)11,12,16. Den resulterande fenotypen på grund av den förändrade mekaniska belastningen kan observeras cirka 24-48 timmar efter det kirurgiska ingreppet i studier med fokus på tidig prognos11,13. LAL-interventionen är en populär teknik för att minska den funktionella volymen i vänster förmak (LA) genom att placera en suturslinga runt den atrioventrikulära öppningen. På samma sätt har mikrokirurgiska ingrepp också utförts som riktar sig mot höger förmaksligering (RAL)17,18. På samma sätt riktar vissa forskare in sig på det vänstra förmaksbihanget (LAA) med hjälp av mikroklipp för att minska volymen på LA19,20. I vissa studier appliceras en kirurgisk nylontråd på den atrioventrikulära knutan19,21. En av de interventioner som används är LAL, som kan efterlikna HLHS men som också är den svåraste modellen att utföra, med mycket små provutbyten på grund av de extremt fina mikrokirurgiska operationer som krävs. I vårt laboratorium utförs LAL i ovo mellan Hamburger-Hamilton (HH) steg 20 och 21, innan det gemensamma förmaket är helt septat 6,14,22,23. En kirurgisk sutur placeras runt LA, vilket förändrar blodflödet i hjärtat. I LAL-modeller av HLHS observeras ökad ventrikelväggsstyvhet, förändrade myofibervinklar och minskad LV-kavitetsstorlek14,24.
I den här videoartikeln finns ett detaljerat protokoll och tillvägagångssätt för in ovo LAL. I korthet inkuberades de befruktade fågelembryona för mikrokirurgi, äggskalet sprack upp och de yttre och inre membranen rensades. Embryot roterades sedan långsamt så att LA var tillgängligt. En 10-0 nylon kirurgisk sutur knöts till förmaksknoppen, och embryot återställdes till sin ursprungliga orientering, vilket fullbordade LAL-proceduren25. LAL och normala ventriklar jämförs för vävnadspackning och kammarvolym via optisk koherenstomografi och grundläggande histologi.
En framgångsrikt genomförd LAL-modellpipeline, som beskrivs här, kommer att bidra till grundläggande studier med fokus på embryonal utveckling av kardiovaskulära komponenter. Denna modell kan också användas tillsammans med genetiska manipulationer och avancerade avbildningsmodaliteter. På samma sätt är den akuta LAL-modellen en stabil källa till sjuka kärlceller för vävnadsodlingsexperiment.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10-0 nylon surgical suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elastica van Gieson staining kit</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>115974</td>
			<td>For staining connective tissues in histological sections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolute</td>
			<td>Interlab</td>
			<td>64-17-5</td>
			<td>For the sterilization step, 70% ethanol was obtained by diluting absolute ethanol with distilled water.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>KUHL, Flemington, New Jersey-U.S.A</td>
			<td>AZYSS600-110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes</td>
			<td>Interlab</td>
			<td>080.65.002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscissors</td>
			<td>World Precision Instruments (WPI), Sarasota FL</td>
			<td>555640S</td>
			<td>Vannas STR 82 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm M</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7793-1EA</td>
			<td>Sealing stage for egg reincubation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraplast Bulk</td>
			<td>Leica Biosystems&#160;</td>
			<td>39602012</td>
			<td>Tissue embedding medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope</td>
			<td>Zeiss Stemi 508</td>
			<td>&#160;Stemi 508</td>
			<td>Used at station 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope</td>
			<td>Zeiss Stemi 2000-C</td>
			<td>Stemi 2000-C</td>
			<td>Used at station 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezer (Dumont 4 INOX #F4)</td>
			<td>Adumont &#38; Fils, Switzerland</td>
			<td></td>
			<td>Used to return the embryo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezer (Super Fine Dumont #5SF)&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments (WPI), Sarasota FL</td>
			<td>501985</td>
			<td>Used to remove the membranes on the embryo</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

left atrial ligation in the avian embryo as a model for altered hemodynamic loading during early vascular development

På grund av dess fyrkammarformade mogna ventrikulära konfiguration, enkla odling, avbildningsåtkomst och effektivitet är fågelembryot en föredragen ryggradsdjurmodell för att studera kardiovaskulär utveckling. Studier som syftar till att förstå den normala utvecklingen och prognosen för medfödda hjärtfel använder i stor utsträckning denna modell. Mikroskopiska kirurgiska tekniker introduceras för att ändra de normala mekaniska belastningsmönstren vid en specifik embryonal tidpunkt och spåra den molekylära och genetiska kaskaden nedströms. De vanligaste mekaniska ingreppen är vänster vitellinvenligering, conotruncal banding och vänster förmaksligering (LAL), som modulerar det intramurala kärltrycket och väggskjuvspänningen på grund av blodflödet. LAL, särskilt om det utförs i ovo, är det mest utmanande ingreppet, med mycket små provutbyten på grund av de extremt fina sekventiella mikrokirurgiska operationerna. Trots sin höga risk är LAL i ovo mycket värdefullt vetenskapligt eftersom det efterliknar hypoplastiskt vänsterhjärtsyndrom (HLHS) patogenes. HLHS är en kliniskt relevant, komplex medfödd hjärtsjukdom som observeras hos nyfödda människor. Ett detaljerat protokoll för in ovo LAL dokumenteras i detta dokument. I korthet inkuberades befruktade fågelembryon vid 37,5 °C och 60 % konstant luftfuktighet tills de nådde Hamburger-Hamilton (HH) stadierna 20 till 21. Äggskalen sprack upp och de yttre och inre hinnorna togs bort. Embryot roterades försiktigt för att exponera den vänstra förmaksbulben i det gemensamma förmaket. Förmonterade mikroknutar från 10-0 nylonsuturer placerades försiktigt och knöts runt den vänstra förmaksknoppen. Slutligen återställdes embryot till sin ursprungliga position och LAL fullbordades. Normala och LAL-instrumenterade ventriklar visade statistiskt signifikanta skillnader i vävnadspackning. En effektiv LAL-modellgenereringspipeline skulle bidra till studier som fokuserar på synkroniserad mekanisk och genetisk manipulation under den embryonala utvecklingen av kardiovaskulära komponenter. På samma sätt kommer denna modell att utgöra en störd cellkälla för vävnadsodlingsforskning och vaskulär biologi.

Congenital heart defects (CHDs) are structural disorders that occur due to abnormal embryonic development1. In addition to genetic conditions, the pathogenesis is influenced by altered mechanical loading2,3. Hypoplastic left heart syndrome (HLHS), a congenital heart disease, results in an underdeveloped ventricle/aorta at birth4 with a high rate of mortality5,6. Despite the recent advances in its clinical management, the vascular growth and development dynamics of HLHS are still unclear7. In normal embryonic development, the left ventricle (LV) endocardium and myocardium originate from cardiac progenitors as the early embryonic heart tube formation progresses. The gradual presence of myocardial trabeculation, thickening layers, and cardiomyocyte proliferation is reported2. For HLHS, altered trabecular remodeling and left ventricular flattening are observed, further contributing to myocardial hypoplasia due to abnormal cardiomyocyte migration2,8,9,10
Among the widely used model organisms to study heart development and understand hemodynamic conditions11, the avian embryo is preferred due to its four-chambered mature heart and its ease of culture11,12,13,14. On the other hand, advanced imaging access of zebrafish embryos and transgenic/knockout mice provide distinct advantages11,12. Various mechanical interventions have been tested for the avian embryo that alter the intramural pressure and wall shear stress in developing cardiovascular components. These models include left vitelline ligation, conotruncal banding15, and left atrial ligation (LAL)11,12,16. The resulting phenotype due to the altered mechanical loading can be observed approximately 24-48 h after the surgical intervention in studies focusing on early prognosis11,13. The LAL intervention is a popular technique to narrow the functional volume of the left atrium (LA) by placing a suture loop around the atrioventricular opening. Likewise, microsurgical interventions have also been performed that target right atrial ligation (RAL)17,18. Similarly, some researchers target the left atrial appendage (LAA) using micro clips to reduce the volume of the LA19,20. In some studies, a surgical nylon thread is applied to the atrioventricular node19,21. One of the interventions used is LAL, which can mimic HLHS but is also the most difficult model to perform, with very small sample yields due to the extremely fine microsurgical operations required. In our laboratory, LAL is performed in ovo between Hamburger-Hamilton (HH) stages 20 and 21, before the common atrium is fully septate6,14,22,23. A surgical suture is placed around the LA, which alters the intracardiac blood flow streams. In LAL models of HLHS, increased ventricle wall stiffness, altered myofiber angles, and decreased LV cavity size are observed14,24.
In this video article, a detailed protocol and approach for in ovo LAL is provided. Briefly, the fertilized avian embryos were incubated for microsurgery, the eggshell was cracked open, and the outer and inner membranes were cleared. The embryo was then slowly rotated so that the LA was accessible. A 10-0 nylon surgical suture was tied to the atrial bud, and the embryo was returned to its original orientation, completing the LAL procedure25. LAL and normal ventricles are compared for tissue compaction and ventricle volume via optical coherence tomography and basic histology.
A successfully executed LAL model pipeline, as described here, will contribute to basic studies focusing on the embryonic development of cardiovascular components. This model can also be used together with genetic manipulations and advanced imaging modalities. Likewise, the acute LAL model is a stable source of diseased vascular cells for tissue culture experiments.

Author Spotlight: Effect of Left Atrial Ligation on Avian Embryonic Hearts and HLHS Implications 

Vänster förmaksligering i fågelembryot som modell för förändrad hemodynamisk belastning under tidig vaskulär utveckling

Our lab focuses on the effect of blood flow and pressure loading on the avian embryonic heart arches and ventricles. We aim to contribute to the complex biomechanical mechanisms that link vascular morphology to mechanical loading in the LL model. We also maintain a strong clinical and surgical bioengineering research program.In a recent collaborative study conducted by professorial ops group at Imperial College, image-based finite element modeling and single cell RNA sequencing were used to illustrate the increasing three dimensional myocardia strains in ventricles after left atrial ligation in stage 25. Such knowledge may be translated to fetal cardiovascular interaction in humans. A smaller left ventricular cavity and compression in the entire trabecula recesses were observed with LL intervention.Furthermore, LL altered the normal ventricular structure and reorientated the appearance of trabecula. In addition, the LL model caused right ventricular cavity enlargement, changes in trabecular structure, and increased myocardial volume load. The LL affects hemodynamic loading in the chick embryo, leading to hypoplastic left heart syndrome.The elasticity of the normally developing myocardium undergoes changes particularly in the HLHS phenotype. These findings can guide the development of potential treatments for clinical trials, and guide predictive competitional models.

Avancerade tidsupplösta avbildningstekniker kan användas för att observera de strukturella och morfologiska förändringarna på grund av LAL-intervention10. Dessutom är LAL-prover också mottagliga för molekylära och biologiska metoder19,28. I tabell 1 redovisas stickprovsstudier som använde LAL-modellresultat. I detta sammanhang utfördes LAL-intervention i kycklingembryon som nådde HH20-21. Både kontroll- (fris...

Watch this Scientific Journal Video about Effect of Left Atrial Ligation on Avian Embryonic Hearts and HLHS Implications at JoVE.com

Här presenterar vi ett detaljerat visuellt protokoll för att utföra modellen för vänster förmaksligering (LAL) i fågelembryot. LAL-modellen förändrar det intrakardiella flödet, vilket förändrar väggskjuvspänningsbelastningen, vilket efterliknar hypoplastiskt vänsterhjärtsyndrom. Ett tillvägagångssätt för att övervinna utmaningarna med denna svåra mikrokirurgiska modell presenteras.

Due to its four-chambered mature ventricular configuration, ease of culture, imaging access, and efficiency, the avian embryo is a preferred vertebrate ...

Vårt labb fokuserar på effekten av blodflöde och tryckbelastning på fågelembryonala hjärtbågar och ventriklar. Vi strävar efter att bidra till de komplexa biomekaniska mekanismer som kopplar vaskulär morfologi till mekanisk belastning i LL-modellen. Vi har också ett starkt kliniskt och kirurgiskt biotekniskt forskningsprogram.I en nyligen genomförd samarbetsstudie utförd av professorsgruppen vid Imperial College användes bildbaserad finita elementmodellering och encells-RNA-sekvensering för att illustrera de ökande tredimensionella myokardistammarna i ventriklar efter vänster förmaksligering i stadium 25. Sådan kunskap kan översättas till fostrets kardiovaskulära interaktion hos människor. En mindre vänsterkammarhåla och kompression i hela trabeklerfördjupningen observerades vid LL-intervention.Dessutom förändrade LL den normala ventrikulära strukturen och omorienterade trabeklernas utseende. Dessutom orsakade LL-modellen förstoring av höger kammarekavitet, förändringar i trabekulär struktur och ökad muskelvolymbelastning. LL påverkar den hemodynamiska belastningen i kycklingembryot, vilket leder till hypoplastiskt vänsterhjärtsyndrom.Elasticiteten hos det normalt utvecklande hjärtmuskeln förändras särskilt i HLHS-fenotypen. Dessa fynd kan vägleda utvecklingen av potentiella behandlingar för kliniska prövningar och vägleda prediktiva konkurrensmodeller.