Un modello di rimodellamento cardiaco Attraverso Costrizione del Aorta addominale in Rats
Summary
A rat model of abdominal aortic constriction that induces cardiac hypertrophy and remodeling is described. An efficient, highly-reproducible, and minimally-invasive method is used to provide a simple yet useful platform for research in myocardial hypertrophy and dysfunction.
Abstract
Heart failure is one of the leading causes of death worldwide. It is a complex clinical syndromethat includes fatigue, dyspnea, exercise intolerance, and fluid retention. Changes in myocardial structure, electrical conduction, and energy metabolism develop with heart failure, leading to contractile dysfunction, increased risk of arrhythmias, and sudden death. Hypertensive heart disease is one of the key contributing factors of cardiac remodeling associated with heart failure. The most commonly-used animal model mimicking hypertensive heart disease is created via surgical interventions, such as by narrowing the aorta. Abdominal aortic constriction is a useful experimental technique to induce a pressure overload, which leads to heart failure. The surgery can be easily performed, without the need for chest opening or mechanical ventilation. Abdominal aortic constriction-induced cardiac pathology progresses gradually, making this model relevant to clinical hypertensive heart failure. Cardiac injury and remodeling can be observed 10 weeks after the surgery. The method described here provides a simple and effective approach to produce a hypertensive heart disease animal model that is suitable for studying disease mechanisms and for testing novel therapeutics.
Introduction
L'insufficienza cardiaca è una sindrome complessa clinica, i cui sintomi comprendono stanchezza, dispnea, intolleranza all'esercizio, e ritenzione di liquidi nei tessuti periferici. E 'la principale causa di morte nei paesi sviluppati 1. Oltre a cardiomiopatia ereditaria causata da mutazioni in proteine sarcomero o canali ionici 2, disfunzione miocardica può essere causata da una varietà di condizioni mediche, tra cui l'ipertensione, le malattie delle valvole cardiache, l'obesità, il diabete e 3. Cambiamenti nella struttura del miocardio, conduzione elettrica, e il piombo metabolismo energetico per inadeguata capacità di pompaggio cardiaco per soddisfare le esigenze di circolazione, che alla fine si traduce in insufficienza cardiaca 3,4. Indagare i meccanismi alla base di insufficienza cardiaca, di conseguenza, è fondamentale nel campo della ricerca cardiovascolare. L'identificazione dei meccanismi molecolari che portano alla progressione dell'insufficienza cardiaca può eventualmente aiutare nella scoperta di nuovi bersagli terapeutici o biomarcatori utili <sup> 1. E 'quindi importante sviluppare modelli animali di insufficienza cardiaca che condividono caratteristiche cliniche fondamentali con insufficienza cardiaca negli esseri umani 5.
ipertrofia cardiaca e il rimodellamento svolge un ruolo critico nello sviluppo di insufficienza cardiaca. Cardiopatia ipertensiva è il fattore che contribuisce chiave di ipertrofia cardiaca e il rimodellamento maladaptive visto in pazienti umani 1. Per simulare queste condizioni umane, i modelli animali sono spesso stabiliti attraverso procedure chirurgiche. In particolare, l'aorta addominale trasversale o può essere costretta ad aumentare la resistenza contro il ventricolo sinistro, che alla fine porta ad un sovraccarico di pressione nel cuore. Questo fenomeno provoca solitamente ipertrofia cardiaca, una compensazione fisiologica dei cardiomiociti per soddisfare la domanda funzionale del sistema cardiovascolare. Tuttavia, la domanda funzionale sostituisce i normali meccanismi compensatori fisiologici, che porta alla fibrosi cardiaca e Contraccompromissione delle mattonelle. Trasversale costrizione aortica (TAC), la chirurgia spesso comporta procedure complesse, tra cui toracotomia, la ventilazione meccanica, e la separazione del timo e del tessuto grasso dall'arco aortico. Al contrario, addominale costrizione aortica richiede tecniche sperimentali semplici 6-8. L'aorta addominale, tra la sinistra e la destra arterie renali, è ristretto durante l'intervento chirurgico. Ipertrofia cardiaca e il rimodellamento può essere osservato parecchie settimane dopo l'intervento chirurgico addominale aortico costrizione 6-8; producono cardiopatia ipertensiva robusta simile a quello generato dal trasversale chirurgia costrizione aortica 9,10. Qui, descriviamo un protocollo per condurre addominale costrizione aortica nei ratti usando un metodo efficiente, altamente riproducibile e minimamente invasiva. L'aorta addominale adiacente alle arterie renali è costretto da un anello 0,72 millimetri formato da un filo di seta 4-0. Dieci settimane dopo l'intervento chirurgico, l'ipertrofia cardiaca e remodeling può essere osservato. Il modello di ratto di ipertrofia cardiaca costrizione indotta dell'aorta addominale fornisce una piattaforma per lo studio dei meccanismi di malattia e fisiopatologia, così come lo sviluppo di potenziali terapie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hypertensive heart disease, a major health problem that contributes greatly to morbidity and mortality, can lead to cardiac hypertrophy and heart failure5. The pathogenesis and progression of hypertensive heart disease in humans is complex, so an appropriate animal model is critical to investigate the underlying mechanisms and to test novel therapeutics that aim to improve cardiac structure and function5. The abdominal aortic constriction model, which simulates chronic heart disease, is an effective…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors’ work was supported by a grant from Ministry of Science and Technology (MOST 103-2320-B-002-068-MY2), the National Health Research Institute (NHRI-EX104-10418SC), and National Taiwan University (NTU 104R4000).
Materials
| 22-Gauge syringe needle | BD Biosciences | 309572 | |
| EDTA Blood Collection Tubes | BD Biosciences | REF365974 | |
| 4-0 silk suture | Sharpoint™ Products | DC-2515N | |
| 6-0 silk suture | Sharpoint™ Products | DC-2150N | |
| Pentobarbital | Sigma Aldrich | 1507002 | |
| Paraformaldehyde | Sigma Aldrich | 441244 | |
| Acetaminophen | Sigma Aldrich | A7085 | |
| Picrosirius red solution | Abcam | ab150681 | |
| Cardiac troponin kit | Abcam | ab200016 | |
| Imagequant | Molecular Dynamics | ||
| Langendorff | ADInstruments | ML870B2 |
References
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