21 april 2010
Dwars aorta vernauwing (TAC) in de muis is een veel gebruikte experimenteel model om de mechanismen die ten grondslag liggen cardiale hypertrofie en hartfalen ontwikkeling te bestuderen. Hier beschrijven we de procedures aan vernauwen de aorta naar een reproduceerbare mate van cardiale hypertrofie in muizen te creëren.
Deze procedure begint met het anesthetiseren van een muis, het voorbereiden van het dier voor een aseptische operatie en het plaatsen van de muis in rugligging op een warmtematte. Endotracheale intubatie wordt uitgevoerd met PE 90-slangen, die vervolgens worden aangesloten op een knaagdierventilator. Vervolgens wordt een partiële thoracotomie tot aan de tweede rib uitgevoerd en wordt het sternum geretracteerd.
De aorta transversa wordt geïdentificeerd en vervolgens afgebonden tussen de arteria brachiocephalica en de linker arteria carotis. De borstkas wordt gesloten, gevolgd door de huid met een doorlopende hechting. Ten slotte wordt de endotracheale tube verwijderd en krijgt de muis de gelegenheid om te herstellen.
Hallo, ik ben Angela Dal Meda van het laboratorium van Dr. Zander Wars van de afdeling Moleculaire Fysiologie en Biofysica aan het Baylor College of Medicine. Vandaag laten we u de procedure zien voor transversale aortacrestrictie bij muizen. Wij gebruiken deze procedure in ons laboratorium om de mechanismen te bestuderen die ten grond liggen aan de ontwikkeling van cardiale hypertrofie en hartfalen.
Laten we beginnen. Desinfecteer vóór aanvang van de transversale aortacontrictie (TAC-chirurgie) het operatieveld met 75% isopropylalcohol. Zet het warmtekussen aan en stel dit in op de juiste temperatuur.
Het systeem dat wij aanbevelen is een circulerende waterpomp voor gamers, verbonden met een warmthetherapiepad dat op 37 plus of min één graad Celsius wordt gehouden. Steriliseer het chirurgisch instrumentarium in een hot bead sterilisator vóór de operatie. Voor de chirurgische ingreep aan de taxen zijn de volgende chirurgische instrumenten nodig.
Een stomp schaartje, twee grove gebogen pincetten of pincetten met een hoek van 45 graden, een gehoekt veerschaartje, een thoraxspreider en een naaldvoerder. Wattenstaafjes moeten ook bij de hand zijn in geval van bloedingen. Nu het operatieveld is voorbereid, kunnen we overgaan tot de intubatie van de muis.
Ter voorbereiding op de intubatie wordt de muis geanestheseerd in een inductiekamer en wordt de vacht van de neklijn tot het midden van de borst geschoren met een haartrimmer. Plaats de muis in rugligging op het warmtekussen. Het is belangrijk om tijdens de operatie de normale lichaamstemperatuur te handhaven om een snelle daling van de hartslag en mogelijk plotseling overlijden te voorkomen.
Oefen druk uit op het nagelbed van de muis om te bevestigen dat de muis volledig is geanestheseerd. Plaats een elastiek over de voortanden van het dier om de nek te strekken. Manipuleer de tong voorzichtig naar de zijkant met de ene hand, terwijl u in de andere hand gebogen pincetten vasthoudt. Voer PE 90-buisjes in de trachea in.
Sluit vervolgens de endotracheale tube aan op een Harvard volume-gecontroleerde ventilator voor knaagdieren. De ventilator moet worden ingesteld op 125 tot 150 ademhalingen per minuut en een tidal volume van 0,1 tot 0,3 milliliters, afhankelijk van het lichaamsgewicht van de muis. Desinfecteer de huid binnen het chirurgische veld met Betadine-oplossing, gevolgd door 70% alcohol. Herhaal deze procedure drie keer om contaminatie van het chirurgische veld tijdens de operatie te voorkomen. Plaats een steriel afdekdoek over de muis, waarbij alleen het operatieveld vrij blijft.
We zijn nu klaar om de ligatie van de aorta transversalis uit te voeren tijdens deze chirurgische procedure. De anesthesie wordt in stand gehouden met 1,5 tot 2% isofluoraan met 0,5 tot één liter per minuut 100% zuurstof. Verifieer het juiste anesthesieniveau door druk uit te oefenen op het nagelbed van de muis.
Om de afwezigheid van de tokenreflex te bevestigen. Begin de operatie door een partiële thoracotomie uit te voeren. Snijd het sternum open, beginnend bij het craniale uiteinde tot aan het niveau van de tweede rib.
Trek met behulp van een chirurgische microscoop het borstbeen open met een borstretractor. Gebruik vervolgens fijne, in een hoek van 45 graden gebogen pincetten om de thymus en het vetweefsel voorzichtig van de aortaboog te scheiden. Nadat de transversale aorta is geïdentificeerd, wordt een klein stukje 6.0 zijden hechtdraad tussen de arteria brachiocephalica en de linker arteria carotis geplaatst.
Knoop twee losse knopen rond de transversale aorta en plaats een klein stukje van een botte naald van 27,5 gauge parallel aan de transversale aorta. Trek de eerste knoop snel aan tegen de naald, gevolgd door de tweede knoop, en verwijder vervolgens onmiddellijk de naald om een vernauwing van 0,4 millimeter in diameter te verkrijgen.
Zodra de aorta transversalis is afgebonden, wordt de thoraxspreider verwijderd en wordt de uitstroom van de ventilator gedurende twee seconden dichtgeknepen. Om de longen voorzichtig opnieuw op te blazen, wordt de borstkas gesloten met een 6.0 proline-hechtdraad in een onderbroken hechtpatroon. Ten slotte wordt de huid gesloten met een 6.0 proline-hechtdraad in een continu hechtpatroon.
Voor postoperatieve analgesie. Injecteer de muis intraperitoneaal met buprenorfine. Indien er na de operatie tekenen van dehydratie zijn, wordt 0,3 tot 1 milliliter steriele zoutoplossing intraperitoneaal toegediend.
Zet de anesthesie geleidelijk uit. Wanneer er tekenen van spontane ademhaling optreden, wordt de endotracheale tube verwijderd, waarna de muis in buikligging wordt geplaatst om te herstellen op een warmtemat. Eén week na de transversale aortaconstrictie wordt de muis opnieuw geanestheseerd om de mate van drukoverbelasting te bepalen die is geïnduceerd door de ligatie van de transversale aorta.
Anesthesie en lichaamstemperatuur worden gehandhaafd zoals eerder beschreven. Plaats een 20 megahertz Doppler-sonde aan de linker- en rechterzijde van de nek onder een hoek van 45 graden. Om de stroomsnelheden in de arteria carotis te detecteren, gebruiken we een computergestuurde Doppler-signaalprocessor om de Doppler-signalen weer te geven en op te slaan.
Afhankelijk van de vereiste mate van drukoverbelasting voor het experimentele protocol, worden alleen muizen met een stroomsnelheidsverhouding tussen de rechter arteria carotis (RC) en de linker arteria carotis (LC) binnen een bepaald bereik meegenomen voor verdere analyse. Bijvoorbeeld, een matige mate van drukoverbelasting leidt tot een verhouding van vijf tot acht, terwijl een nauwere constrictie die resulteert in ernstige drukoverbelasting leidt tot een verhouding van acht tot 10. Van een sham-dier wordt echter verwacht dat de verhouding ongeveer één is.
De typische chirurgische overleving na TAC bij wild-type muizen is ongeveer 80 tot 90% succesvol. Chirurgische ligatie van de aorta transversa zal leiden tot een doppler-stroomsnelheidsratio tussen de rechter en linker halsslagader, of RC over lc, van vijf tot 10 vergeleken met sham-geopereerde muizen. Van muizen met drukoverbelasting wordt verwacht dat zij binnen één tot twee weken cardiale hypertrofie ontwikkelen en na zes tot acht weken cardiale dilatatie, afhankelijk van de strakheid van de constrictie.
We hebben zojuist laten zien hoe u transversale aortaconstrictie bij muizen uitvoert, waarbij het essentieel is om de normale lichaamstemperatuur te handhaven en bloedverlies te minimaliseren bij het uitvoeren van deze procedure. Dat is alles. Bedankt voor het kijken en veel succes met uw experimenten.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Transversale aortacontrictie (TAC) bij muizen is een veelgebruikt chirurgisch model om drukoverbelasting-geïnduceerde cardiale hypertrofie en hartfalen te bestuderen. Dit protocol biedt een gedetailleerde stap-voor-stap handleiding voor het uitvoeren van TAC, inclusief preoperatieve voorbereiding, chirurgische techniek en postoperatieve beoordeling. Het model stelt onderzoekers in staat om de progressie van menselijke cardiovasculaire ziekten na te bootsen en de onderliggende mechanismen van cardiale remodellering te onderzoeken.
Het model voor transversale aortacontrictie (TAC) bij muizen biedt een reproduceerbaar systeem voor het bestuderen van door drukoverbelasting geïnduceerde cardiale hypertrofie en hartfalen, waardoor mechanische risicoreductie van therapeutische doelwitten in de cardiovasculaire geneesmiddelenontwikkeling mogelijk wordt. Door een gecontroleerde hemodynamische stress te creëren die de menselijke pathofysiologie nabootst, ondersteunt TAC de validatie van doelwitten en fenotypische screening in preklinische pijplijnen. Dit model vergroot het voorspellende vertrouwen bij de identificatie van lead-verbindingen en de ontwikkeling van translationele biomarkers voor therapieën tegen hartfalen.
Het TAC-model is geïntegreerd in het continuüm van cardiovasculair onderzoek, van het testen van hypothesen over targets en de identificatie van lead-verbindingen tot preklinische werkzaamheidsstudies, ter ondersteuning van go/no-go-beslissingen op basis van hemodynamische en fenotypische resultaten.