Un modelo de remodelamiento cardiaco A través de la constricción de la aorta abdominal en ratas
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
La insuficiencia cardiaca es un síndrome complejo clínica, los síntomas de los cuales incluyen fatiga, disnea, intolerancia al ejercicio, y la retención de líquidos en los tejidos periféricos. Es la causa principal de muerte en los países desarrollados 1. Aparte de la miocardiopatía hereditaria causada por mutaciones en las proteínas del sarcómero o canales de iones 2, disfunción miocárdica puede ser causado por una variedad de condiciones médicas, incluyendo la hipertensión, las enfermedades cardíacas valvulares, la obesidad y la diabetes 3. Los cambios en la estructura del miocardio, la conducción eléctrica, y el plomo metabolismo energético a insuficiente capacidad de bombeo cardiaco para satisfacer la demanda circulatoria, que en última instancia se traduce en insuficiencia cardíaca 3,4. La investigación de los mecanismos que subyacen a la insuficiencia cardíaca, por lo tanto, es fundamental en el campo de la investigación cardiovascular. La identificación de los mecanismos moleculares que conducen a la progresión de la insuficiencia cardíaca con el tiempo puede ayudar en el descubrimiento de nuevas dianas terapéuticas o biomarcadores útiles <shasta> 1. Por tanto, es importante desarrollar modelos animales insuficiencia cardíaca que comparten características clínicas clave con insuficiencia cardíaca en seres humanos 5.
La hipertrofia cardiaca y remodelación juega un papel crítico en el desarrollo de la insuficiencia cardíaca. La cardiopatía hipertensiva es el factor clave que contribuye de la hipertrofia cardíaca y la remodelación de mala adaptación observada en pacientes humanos 1. Para imitar estas condiciones humanas, los modelos animales a menudo se establecen a través de procedimientos quirúrgicos. En particular, la aorta abdominal transversal o puede ser constreñido para aumentar la resistencia contra el ventrículo izquierdo, que en última instancia conduce a una sobrecarga de presión en el corazón. Este fenómeno da lugar generalmente a la hipertrofia cardíaca, una compensación fisiológica de los cardiomiocitos para satisfacer la demanda funcional del sistema cardiovascular. Sin embargo, la demanda funcional anula los mecanismos compensatorios fisiológicos normales, lo que conduce a la fibrosis cardiaca y Contracdeterioro del azulejo. cirugía transversal constricción de la aorta (TAC) a menudo implica procedimientos complicados, incluyendo toracotomía, la ventilación mecánica y la separación del timo y el tejido graso del arco aórtico. Por el contrario, constricción de la aorta abdominal requiere técnicas experimentales simples 6-8. La aorta abdominal, entre la izquierda y la arteria renal derecha, se constriñe durante la cirugía. La hipertrofia cardiaca y la remodelación se pueden observar varias semanas después de la cirugía constricción de la aorta abdominal 6-8; que producen la enfermedad cardíaca hipertensiva robusta similar a la generada por la cirugía constricción de la aorta transversal 9,10. A continuación, se describe un protocolo para llevar a cabo la constricción de la aorta abdominal en ratas utilizando un método eficiente y altamente reproducible y mínimamente invasiva. La aorta abdominal adyacente a las arterias renales se estrecha por un bucle de 0,72 mm formada por un hilo de seda 4-0. Diez semanas después de la cirugía, la hipertrofia cardíaca y Remodelinse puede observar g. El modelo de rata de la hipertrofia cardíaca constricción inducida por la aorta abdominal proporciona una plataforma para el estudio de mecanismos de la enfermedad y la fisiopatología, así como el desarrollo de terapias potenciales.
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 |
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