쥐에 폐 고혈압의 모델로 Monocrotaline 또는 Sugen와 함께 왼쪽된 Pneumonectomy
Summary
설치류 왼쪽된 pneumonectomy 폐 고혈압 연구에 귀중 한 기술 이다. 여기, 선물이 쥐 pneumonectomy 절차와 최소한의 사망률 및 사망을 보장 하기 위해 수술 후 치료를 설명 하는 프로토콜.
Abstract
이 프로토콜에서 우리 세부 올바른 절차 단계 및 성공적으로 수행 하는 왼쪽된 pneumonectomy 고 monocrotaline (MCT)의 추가 관리와 쥐에서 PAH를 유도 필요한 조치 또는 SU5416 (Sugen). 우리는 또한 연구에 일반적으로 사용 되는 다른 PAH 모델을 이러한 두 가지 모델을 비교 합니다. 지난 몇 년 동안, 동물 PAH 모델의 초점 plexiform 병 변, 있는 증가 폐 혈의 역할 이라고 여겨진다 심각한의 개발에 중요 한 방 아 쇠로 폐의 angioproliferation의 메커니즘을 공부 쪽으로 이동 했습니다. 관 리 모델링입니다. 증가 폐 흐름의 가장 유망한 설치류 모델 중 하나입니다 일방적인 왼쪽된 pneumonectomy MCT 또는 Sugen의 “두번째 명 중”와 함께. 왼쪽된 폐의 제거 및 사나운 폐 혈액의 흐름과 혈관 개장 이끌어 낸다. 현재, 쥐에 pneumonectomy 수술의 더 상세한 절차가입니다. 이 문서는 pneumonectomy 수술 및 남성 Sprague-Dawley 쥐에 수술 치료의 단계별 프로토콜을 자세히 설명합니다. 간단히, 동물 마 취 하 고 가슴을 열. 일단 왼쪽된 폐 동맥, 폐 정 맥, 그리고 기관지는 시각, 그들은 출혈 하 고 왼쪽된 폐 제거 됩니다. 가슴 다음 폐쇄 하 고 복구 하는 동물. 혈액 순환 우측 폐에만 강제로. 이 혈관 압력이 증가 하는 진보적인 개장 하는 작은 폐 동맥의 폐색 리드. MCT 또는 Sugen의 두 번째 히트 사용된 1 주일 후 수술 내 피 기능 장애를 유발 하는 것 이다. 폐 및 내 피 기능 장애에서 증가 혈액 흐름의 조합 하면 심각한 PAH. 이 절차의 기본 한계가 이다 일반적인 외과 기술을 요구 한다.
Introduction
폐 동맥 고혈압 (PAH)는 진보 및 치명적인 질병 폐 혈, 혈관 저항 증가, 염증, 및 개장 하는 작은 폐 혈관1의 증가 의해 특징 이다. 이 리 모델링을 일반적으로 방해 하 고 작은 폐 동맥, vasoconstriction을 일으키는 원인이 되 고 우 심 실 afterload2증가 없애다 혈관 병 변 발생 합니다. PAH의 몇 가지 성공적인 약리 치료 존재; 결과적으로, PAH 관련 사망률 남아 높은. Angio 확산을 증가 폐 혈의 역할 간주 됩니다 폐의 개발에 중요 한 방 아 쇠로 혈관의 메커니즘으로 폐 고혈압의 pathobiology에 대 한 연구의 초점을 이동 하는 최근, 3,4리 모델링.
폐 고혈압의 동물 모델은 질병의 이상 설명 하 고 약물, 세포, 유전자, 및 단백질 배달을 위한 플랫폼으로 봉사 하는 데 도움이 중요 한 통찰력을 제공 합니다. 전통적으로, 만성 저 산소 증 유발 폐 고혈압 모델 및 MCT 폐 상해 모델 메인 모델 PAH 이상5를 공부 하는 데 사용 되었습니다. 그러나, 그들은 인간 환자에서 설명 하는 변경에 비해 리 모델링의 증가 폐 혈액 흐름과 neointimal 패턴을 생산 하기 위해 충분 하지 않습니다. 만성 저 산소 증 모델에서 설치류 angio 말살 하지 않고 hypoxic vasoconstriction 혈관 벽의 두껍게 작은 폐 혈관6의. 또한, hypoxia 조건은 이다 가역. 따라서, hypoxia 모델은 또한 심각한 PAH를 생산 하기에 충분 하지. MCT 폐 상해 모델은 좀 내 피 기능 장애를 유도 하지만 심각한 주요 PAH와 인간에서 발견 복잡 한 혈관 obliterative 병 변 쥐2개발 하지 않습니다. 또한, MCT 치료 쥐 PAH2아닌 MCT 유도 폐 독성, veno 폐색 간 질환과 심근 염에서 죽는 경향이 있다. 마지막으로, 혼자 pneumonectomy 시간의 짧은 기간에 작은 폐 혈관 병 변 neointimal를 생산 하기 위해 충분 하지 않습니다. Pneumonectomy, 후 폐 동맥 압력7에서 최소한의 상승이 이다. 인간에서는, pneumonectomy는 contralateral 폐는 건강 한7때 잘 용납입니다.
그러나, MCT 또는 Sugen와 함께 왼쪽된 pneumonectomy 절차 증가 폐 혈액의 흐름을 모방 하 고 폐 혈관 개장에 심한 임상 PAH 비교 결과 있기 때문에 유리 하다. pneumonectomy는 1 엽, 왼쪽된 폐에 보다는 4 개의 돌출부 오른쪽에 수행 됩니다. 오른쪽 폐는 제거 하는 경우 동물 것 호흡기 부족에 대 한 보상 수 없습니다. Pneumonectomy-MCT 모델에 neointimal 패턴 개장 운영-동물 치료7의 90% 이상에서 발전 한다. 마찬가지로, Sugen 및 pneumonectomy 결과 심각한 PAH, angio obliterative 혈관 병 변, 증식, apoptosis, 및 RV 부전8특징의 조합입니다. 또한 왼쪽된 pneumonectomy 절차는 PAH를 유도 하기 위해 다른 수술에 비해 유리 합니다. 이전 쥐 폐에 폐 혈 류 량 증가를에서 설명된 모델 aorto caval 션트 또는 하-폐 동맥 문 합 포함 됩니다. 이 모델은 매우 복잡 한7,9,,1011. Aorto-caval 션트를 수행 하려면 동물의 복 부를 열 수 있다. 우회로 그냥 폐 대신 모든 복 부 장기에 혈액 흐름을 증가 하는 복 부 대동맥에 배치 됩니다, 그리고 따라서, PAH 개발을 훨씬 더 오래 걸립니다. 또한, 그것 어렵습니다 우회로 통해 혈액의 흐름을 결정 하는 pneumonectomy와 혈액 흐름 나머지 폐 복식을 하는 반면. 하-폐 동맥 문 합은 또한 많은 합병증을 있다. 혈관에 동맥 혈액의 흐름 문 합과 출혈의 혈전 증으로 이어질 수 있습니다. Aorto-caval 션트 처럼는 문 합을 통해 혈액의 흐름을 결정 하기가 어렵습니다. 또한, 혈관 외과 기술을 요구 하는 비싸고 어려운 기법입니다. 일방적인 왼쪽된 pneumonectomy 혈액 흐름과 contralateral 폐에 전단 응력을 두 배로 하 고, MCT 또는 Sugen와 함께, 내 피 세포 손상8, 는 PAH의 전형적인 hemodynamic 및 histopathological 결과 발생 12.
이 원고 참신 왼쪽된 pneumonectomy 쥐 및 이러한 모델의 기술 및 생리 적 과제의 토론의 매우 상세 하 고 포괄적인 수술 프로토콜에서 제공 됩니다. 이 프로토콜은 현재 사용할 수 없습니다, 때문에 많은 조사 모델은 너무 어려운 사용 믿습니다. 왼쪽된 pneumonectomy 수행한 조사 높은 사망률과 병 적 속도 관련 된 동물, 과학적인 평가 타협의 불필요 한 손실과 직면. 대신, 많은 PAH를 만들려고 MCT 주입,-만성 저 산소 증, 또는 그냥 pneumonectomy 클래식 모델을 사용 합니다. 그러나,이 모델은 왼쪽된 pneumonectomy와 MCT 또는 Sugen의 조합 보다 훨씬 효과적입니다. 이 문서의 주된 목적은 쥐에서 왼쪽된 일방적인 pneumonectomy에 대 한 먼저 상세 하 고 재현할 수 수술 프로토콜을 제공 하 여 PAH의 최고의 외과 모델 제공입니다. MCT 또는 SU5416 왼쪽된 일방적인 pneumonectomy 위한이 프로토콜을 결합 수 사관이 치명적인 질병의 병 인 연구 심각한 PAH의 훨씬 더 효과적이 고 임상으로 관련 된 모델을 만들 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
PAH-영향을 받는 폐 혈관 확산 neointimal 형성 및 폐 동맥의 말살 심각한 hemodynamic 변경, 오른쪽 심 실 실패 및 초기 사망률7,8발생할. 혈관 벽에 변화 저항 동맥 및 오른쪽 심 실 압력 증가 혈액 흐름을 증가. PAH의 초기 단계에서 일반적으로 MCT 또는 Sugen, 관리 후 3 주 쥐 개발 중간 비 대, adventitial 두껍게 그리고 작은 동맥 arterioles의 muscularization 같은 일반적인…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 원고는 NIH에 의해 지원 되었다 7R01 HL083078-10 미국 심장 협회 AHA-17SDG33370112와는 국립 연구소의 건강 NIH K01 HL135474와이 스 하 고는 국립 연구소의 건강 R01 HL133554 L.H.에 부여 부여
Materials
| Surgical Blade | Bard-Parker | 371215 | Incision |
| Forane (Isoflurane, USP) | Baxter | NDC 10019-360-40 | anesthesia |
| BD Angiocath 16 G | BD | 381157 | intubation tube, chest tube |
| BD 1 mL Insulin Syringe | BD | 329652 | administer buprinex post-operatively |
| Biogel Surgeons Surgical Gloves | Biogel | 30460-01 | sterile surgical gloves |
| Wahl BravMini+ Trimmer | Braintree Scientific | CLP-41590 P | shave surgical site |
| SU5416 | Cayman Chemical | 13342 | Sugen |
| Fiber Optic Illuminator | Cole-Parmer | EW-41723-02 | light for intubation |
| Surgipro II 4-0 Suture | Covidien | VP831X | Closing intercostal muscles |
| Polysorb 5-0 Suture | Covidien | GL-885 | Closing skin |
| Medium Slide Top Induction Chamber | DRE Veterinary | 12570 | oxygen & isoflurane delivery |
| DRE Compact 150 Rodent Anesthesia Machine | DRE Veterinary | 373 | oxygen & isoflurane delivery |
| Small Vessel Cauterizer Kit | Fine Science Tools | 18000-00 | cauterizer to minimize bleeding |
| VentElite Small Animal Ventilator | Harvard Apparatus | 55-7040 | ventilator |
| MouseSTAT Jr | Kent Scientific | MSTAT-JR | pulse oximeter & heart rate monitor |
| Mouse Paw Pulse Oximeter Sensor | Kent Scientific | SPO2-MSE | pulse oximeter & heart rate paw sensor |
| PhysioSuite RightTemp | Kent Scientific | PS-02 | temperature pad |
| PVP Prep Solution | Medline | MDS093944 | Cleaning surgical site |
| Poly-lined Drape | Medline | NON21002Z | cover animal |
| 3 mL syringe | Medline | SYR103010 | administer fluids post-operatively |
| Microsurgical Kits, Integra | Miltex | 95042-540 | surgical tools: plain wire speculum, double-ended probe, McPherson-Vannas Iris scissors straight, straight iris scissors |
| Hemostatic forceps – Micro-Jacobson-Mosquito | Miltex | 17-2602 | mosquito |
| Buprenorphrine HCl 0.3 mg/mL | Par Pharmaceutical | NDC 42023-179-01 | Pain relief |
| Cooley-Mayo curved scissors | Pilling | 352090 | Large scissors |
| Gerald Tissue forceps | Pilling | 351900 | forceps |
| Wangesnsteen Tissue Forceps | Pilling | 342929 | atraumatic forceps |
| Pilling Thin Vascular Needle Holder | Pilling | 354962DG | needle holder |
| Crotaline | Sigma-Aldrich | C2401-1G | MCT |
| Surflash 20 G IV Catheter | Terumo | SR*FF2051 | For pressure reading during organ harvest |
| ADVantage PV System with 1.2 Fr Catheter | Transonic Inc | ADV500 | Record pulmonary artery and right ventricle pressure |
| Medium Hemoclip | Weck | 523700 | ligate vessels |
| Open Ligating Clip Applicator; Medium, curved | Weck Horizon | 237081 | hemoclip applicator |
| Surgical Microscope | Zeiss OPMI MD | 1808 | magnification |
References
- Leopold, J., Maron, B. Molecular Mechanisms of Pulmonary Vascular Remodeling in Pulmonary Arterial Hypertension. International Journal of Molecular Sciences. 17 (5), 761 (2016).
- Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 302 (4), L363-L369 (2012).
- van Albada, M. E., et al. The role of increased pulmonary blood flow in pulmonary arterial hypertension. European Respiratory Journal. 26 (3), 487-493 (2005).
- Dickinson, M. G., Bartelds, B., Borgdorff, M. A. J., Berger, R. M. F. The role of disturbed blood flow in the development of pulmonary arterial hypertension: lessons from preclinical animal models. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 305 (1), L1-L14 (2013).
- Stenmark, K. R., Meyrick, B., Galie, N., Mooi, W. J., McMurtry, I. F. Animal models of pulmonary arterial hypertension: the hope for etiological discovery and pharmacological cure. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 297 (6), L1013-L1032 (2009).
- Cahill, E., et al. The pathophysiological basis of chronic hypoxic pulmonary hypertension in the mouse: vasoconstrictor and structural mechanisms contribute equally. Experimental Physiology. 97 (6), 796-806 (2012).
- Okada, K., et al. Pulmonary hemodynamics modify the rat pulmonary artery response to injury. A neointimal model of pulmonary hypertension. American Journal of Pathology. 151 (4), 1019-1025 (1997).
- Happé, C. M., et al. Pneumonectomy combined with SU5416 induces severe pulmonary hypertension in rats. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 310 (11), L1088-L1097 (2016).
- Tanaka, Y., Schuster, D. P., Davis, E. C., Patterson, G. A., Botney, M. D. The role of vascular injury and hemodynamics in rat pulmonary artery remodeling. Journal of Clinical Investigation. 98 (2), 434-442 (1996).
- Nishimura, T., Faul, J. L., Berry, G. J., Kao, P. N., Pearl, R. G. Effect of a surgical aortocaval fistula on monocrotaline-induced pulmonary hypertension. Critical Care Medicine. 31 (4), 1213-1218 (2003).
- Linardi, D., et al. Ventricular and pulmonary vascular remodeling induced by pulmonary overflow in a chronic model of pretricuspid shunt. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 148 (6), 2609-2617 (2014).
- White, R. J., et al. Plexiform-like lesions and increased tissue factor expression in a rat model of severe pulmonary arterial hypertension. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 293 (3), L583-L590 (2007).
- Samson, N., Paulin, R. Epigenetics, inflammation and metabolism in right heart failure associated with pulmonary hypertension. Pulmonary Circulation. 7 (3), 572-587 (2017).
