Sıçanlarda Karın Aort Konstrüksiyon sayesinde Kardiyak Yaptırma Bir Model
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
Kalp yetmezliği periferik dokularda bir yorgunluk, nefes darlığı dahil olduğu belirtileri, egzersiz intoleransı karmaşık klinik sendrom, ve sıvı tutulması olduğunu. Bu gelişmiş ülkelerde 1 önde gelen ölüm nedenidir. Kenara sarkomer protein ya da iyon kanalları 2 mutasyonlardan kaynaklanır miras kardiyomiyopati, miyokard disfonksiyonu hipertansiyon, kalp kapak hastalıkları, obezite ve diyabet 3 dahil olmak üzere tıbbi koşulları, çeşitli neden olabilir. Yetersiz kardiyak pompalama kapasitesine miyokard yapısı, elektrik iletim ve enerji metabolizması kurşun değişiklikler sonuçta kalp yetmezliği 3,4 sonuçlanır dolaşım taleplerini karşılamak için. kalp yetmezliği altında yatan mekanizmaları araştıran, bu nedenle, kardiyovasküler araştırma alanında kritik öneme sahiptir. kalp yetmezliği ilerlemesi için önde gelen moleküler mekanizmaları belirleme sonunda yeni tedavi hedefleri ya da yararlı biyomarkerların keşfi yardımcı olabilir <s> 1 kadar. İnsanlarda 5 kalp yetmezliği olan temel klinik özellikleri paylaşan kalp yetmezliği hayvan modelleri geliştirmek için önemlidir.
Kardiyak hipertrofi ve yeniden şekillenme kalp yetmezliği gelişiminde kritik bir rol oynamaktadır. Hipertansif kalp hastalığı, kalp hipertrofisi ve insan hastalarda 1 görülen uyumsuz biçimlenme anahtar bir faktör olduğunu. Bu insan koşullarını taklit etmek için, hayvan modelleri genellikle cerrahi prosedürler aracılığıyla kurulur. Özellikle, enine ya da abdominal aorta sonuçta kalbinde bir basınç yükü neden sol ventrikül karşı direncini artırmak için daraltıldığı edilebilir. Bu olgu, genellikle kardiyak hipertrofiye kardiyomiyositlerinin fizyolojik tazminat kardiyovasküler sistemin fonksiyonel talebi karşılamak için olur. Bununla birlikte, fonksiyonel talep kardiyak fibroz ve CONTRAC yol normal fizyolojik telafi edici mekanizmalar geçersizkaro bozukluğu. Enine aort daralma (TAC) cerrahi genellikle aortik arktan torakotomi, mekanik ventilasyon ve timus ayrılması ve yağ dokusu dahil karmaşık prosedürleri kapsar. Buna karşılık, abdominal aort daralma basit deneysel teknikler 6-8 gerektirir. abdominal aorta, sol ve sağ renal arter arasında, ameliyat sırasında dar olduğunu. Kardiyak hipertrofi ve yeniden şekillenme abdominal aort daralma cerrahisi 6-8 birkaç hafta sonra görülebilir; Onlar enine aort daralma cerrahisi 9,10 tarafından üretilen benzer sağlam hipertansif kalp hastalığı üretirler. Burada, etkin, yüksek tekrarlanabilir ve minimal invaziv bir yöntem kullanılarak sıçanlarda abdominal aort daralma yapmak için bir protokol açıklar. renal arterlerin bitişik abdominal aorta 4-0 ipek iplikle oluşan bir 0.72 mm döngü tarafından dar edilir. On hafta cerrahi, kalp hipertrofisi ve remodelin sonrag gözlenebilir. Abdominal aort daralma kaynaklı kalp hipertrofisi sıçan modelinde hastalık mekanizmalarını ve patofizyolojisi yanı sıra potansiyel tedavilerin gelişimini incelemek için bir platform sağlar.
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
- Houser, S. R., et al. Animal models of heart failure: a scientific statement from the American Heart Association. Circ Res. 111, 131-150 (2012).
- Towbin, J. A. Inherited cardiomyopathies. Circ J. 78, 2347-2356 (2014).
- Breckenridge, R. Heart failure and mouse models. Dis Model Mech. 3, 138-143 (2010).
- van Bilsen, M., van Nieuwenhoven, F. A., van der Vusse, G. J. Metabolic remodelling of the failing heart: beneficial or detrimental?. Cardiovasc Res. 81, 420-428 (2009).
- Patten, R. D., Hall-Porter, M. R. Small animal models of heart failure: development of novel therapies, past and present. Circ Heart Fail. 2, 138-144 (2009).
- Gu, W. L., Chen, C. X., Huang, X. Y., Gao, J. P. The effect of angoroside C on pressure overload-induced ventricular remodeling in rats. Phytomedicine. 22, 705-712 (2015).
- Zhang, Y., et al. Alteration of cardiac ACE2/Mas expression and cardiac remodelling in rats with aortic constriction. Chin J Physiol. 57, 335-342 (2014).
- Tardif, K., et al. Nestin upregulation characterizes vascular remodeling secondary to hypertension in the rat. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 308, H1265-H1274 (2015).
- Li, C., et al. Myeloid mineralocorticoid receptor deficiency inhibits aortic constriction-induced cardiac hypertrophy in mice. PLoS One. 9, e110950 (2014).
- Ku, H. C., Su, M. J. DPP4 deficiency preserved cardiac function in abdominal aortic banding rats. PLoS One. 9, e85634 (2014).
- Lee, S. Y., et al. Caffeic acid ethanolamide prevents cardiac dysfunction through sirtuin dependent cardiac bioenergetics preservation. J Biomed Sci. 22, 80 (2015).
- Gs, A. K., Raj, B., Santhosh, K. S., Sanjay, G., Kartha, C. C. Ascending aortic constriction in rats for creation of pressure overload cardiac hypertrophy model. J Vis Exp. , e50983 (2014).
- deAlmeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. Transverse aortic constriction in mice. J Vis Exp. , e1729 (2010).
- Schaefer, A., et al. A New Animal Model for Investigation of Mechanical Unloading in Hypertrophic and Failing Hearts: Combination of Transverse Aortic Constriction and Heterotopic Heart Transplantation. PLoS One. 11, e0148259 (2016).
- Rodriguez-Iturbe, B., Quiroz, Y., Kim, C. H., Vaziri, N. D. Hypertension induced by aortic coarctation above the renal arteries is associated with immune cell infiltration of the kidneys. Am J Hypertens. 18, 1449-1456 (2005).
- Ku, H. C., Lee, S. Y., Yang, K. C., Kuo, Y. H., Su, M. J. Modification of Caffeic Acid with Pyrrolidine Enhances Antioxidant Ability by Activating AKT/HO-1 Pathway in Heart. PLoS One. 11, e0148545 (2016).
- Bovill, J. G. Intravenous anesthesia for the patient with left ventricular dysfunction. Semin Cardiothorac Vasc Anesth. 10, 43-48 (2006).
- Inoko, M., Kihara, Y., Morii, I., Fujiwara, H., Sasayama, S. Transition from compensatory hypertrophy to dilated, failing left ventricles in Dahl salt-sensitive rats. Am J Physiol. 267, H2471-H2482 (1994).
- Heyen, J. R., et al. Structural, functional, and molecular characterization of the SHHF model of heart failure. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283, H1775-H1784 (2002).
