Name: myocardial infarction in neonatal mice, a model of cardiac regeneration
Uploaded: 2016-05-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 48 s
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This study was supported by an operating grant from the Canadian Institutes of Health Research (CIHR) to Q.F. (grant #MOP-119600).

Brutpaare von C57BL / 6 und CD-1-IG-S-Mäuse wurden von Charles River erworben. Tiere in dieser Studie verwendet wurden, in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Canadian Council on Animal Care behandelt und Studienprotokolle wurden durch den Einsatz von Tieren Subcommittee an der Western University, London, Kanada zugelassen. 1. Animal Care <ol><li> Nach Geburt abgeschlossen ist und Welpen haben für ein paar Stunden von ihrer Mutter zunächst gestillten gewesen, legen Sie sie in einem anderen Käfig mit einem CD-1-Pflegemutter. CD-1 Mütter zeigen eine ruhigere Phänotyp mit einer starken Förderung Instinkt, und haben eine geringere Neigung 15 verletzten Jungen zu kannibalisieren. </li></ol> 2. Chirurgie <ol><li> Induce Anästhesie durch den Welpen in einem verschlossenen Isofluran Kammer platzieren (ca. 500 ul 100% v / v Isofluran erlaubt mehr als 1.300 cm 3 Kammer abzuführen). Halten Sie die Maus in die Kammer, bis Beendigung der Bewegung (ca. 30 sec). </li><li> entfernen Sie moVerwenden von Isofluran Kammer und induzieren hypothermic Anästhesie mit der Maus auf nassem Eis legen. Erfrierungen, legen Sie Eis in einem sterilen OP-Handschuh, wickeln Sie die Maus im Handschuh und decken den Handschuh mit Eis oder wickeln Sie die Maus in sterilen nassen Gaze und legen Sie es auf Eis zu vermeiden. HINWEIS: Die Mäuse kühlen schneller, wenn sie Kontakt mit Eis über eine größere Fläche ist, und als solche geschmolzene Eis kann Hypothermie Induktionszeit zu verkürzen. </li><li> Bestätigen Anästhesie durch den Mangel an Bewegung als Reaktion auf Zehen und Schwanz kneifen. HINWEIS: Die Einstellung der provozierten Bewegung tritt bei einer Körpertemperatur von 15 ° C und 8 ° C. (Kühlzeit auf dieser Temperatur ca. 1 min). Komplette Apnoe und Asystolie ist NICHT für LAD - Ligation erforderlich. </li><li> Bewegen Sie das Eis Bett auf den OP-Bereich mit einem Operationsmikroskop ausgestattet. Stellen Sie sicher, dass die Maus Welpen während des gesamten chirurgischen Eingriffs auf Eis bleibt. HINWEIS: Der OP-Bereich, Gaze und chirurgische Instrumente sollten sterilisiert werden. maintain sterilen Bereich während des gesamten Verfahrens und den einmaligen Gebrauch, sterile OP-Handschuhe tragen. Augensalbe ist nicht erforderlich , da Mäuse geboren sind mit ihren Augen 17 geschlossen. </li><li> Platzieren Sie die Maus pup in der rechten Seitenlage. Desinfizieren Brust vorsichtig mit Povidon-Jod-Lösung durch eine Ethanol Tupfer gefolgt abwischen. </li><li> Führen Hautschnitt auf der linken Brust entlang der mittleren Axillarlinie durch die Haut zwischen dem Xyphoid und linken Achselhöhle ein paar Millimeter unterhalb des linken Vorderbeins zu schneiden. mit einer Schere auch durch die darunter liegenden Brustmuskel Schicht zu schneiden. </li><li> Führen Sie eine Linksthorakotomie im 4. ICR durch Rippen und Intercostalmuskeln mit einer Pinzette zu trennen. HINWEIS: Neonatal Rippen sehr zerbrechlich sind und leicht gebrochen werden können. dies, sanft getrennte Rippen zu vermeiden, durch die Zange entlang der intercostal Muskel (anstatt Greifen Rippen) zu öffnen. </li><li> Visualisieren Sie die linke vordere absteigende Koronararterie (LAD), die aus dem linken aurICLE hinter der Lungenvene und jenseits der großen Herzvene absteigt. HINWEIS: In dieser frühen neonatalen Fenster wird der Thymus oft sichtbar gemacht und kann ein Teil des Herzbasis abdecken. Die LAD kann neben der Position des Thymus gesehen abzuzeichnen, abhängig von dem Winkel der thorakalen Inzision. </li><li> Ligieren der LAD durch einen 11-0 Nylonfaden vorbei (0,007 mm Durchmesser Nadel) unter der Arterie durch die Mitte Ventrikel unterhalb des linken Vorhofs (Abbildung 1C). Ischemia mit blanchiert des Myokards unter der Naht Stelle (1G) bestätigt. </li><li> Schließen Sie die Brust-Schnitt mit 8-0 Nylonnaht (0,15 mm Durchmesser Nadel). Verwenden Sie zwei Fäden, die Rippen zu schließen. Zeigen beide Rippennähte vor Ligieren der Nadel, um sicherzustellen, nicht in die Lungen durchstechen, wenn sie durch die Körperhöhle verläuft. </li><li> Nachdem die Rippen zu schließen, die Maus aus dem Eis Bett zu entfernen. Halten Sie die Maus im OP-Bereich und legen Sie sie direkt auf dem sterilen OP zuwel über einen warmen Heizkissen bei 37 ° C Erwärmung zu beginnen. </li><li> Einmal auf dem sterilen beheizten Fläche, schließen Sie die Muskel- und Hautschichten mit 8-0 Nylonnaht (0,15 mm Durchmesser Nadel). Verwenden Sie eine Naht für die Muskelschicht und mit zwei Fäden für die Hautschnitt. HINWEIS: Muskel- und Hautschichten können auf einem Heizkissen geschlossen Hypothermie Belichtungszeit zu verringern. Maus Temperatur beginnt auf dem Heizkissen einmal platziert zu steigen, bleibt aber genug für die Anästhesie Wartung während der Muskel und Hautverschluss ausreichend niedrig. </li></ol> 3. Chirurgische Erholung <ol><li> Weiter schnelle Erwärmung an einem warmen Heizkissen bis zur Rückkehr der spontanen Bewegung. Verwenden Sie kein Tier unbeaufsichtigt lassen, bis es genügend Bewusstsein zu halten Brustlage wiedergewonnen hat. Entfernen PVP-Jod und Blut durch vorsichtiges Verletzungsstelle mit Ethanol Tupfer abwischen. </li><li> Nach ausreichender Erholung aus der Narkose, entfernen Sie es aus sterilen OP-Bereich, schmiert es mit Bettwäsche von PflegeMutter Käfig und Rückkehr Welpen zu fördern Mutter. Dies hilft mütterlichen Ablehnung oder Kannibalisierung verhindern. Hinweis: Schließen Sie an einen Käfig mit anderen Tieren nicht Welpen zurück, bis vollständig erholt. Wenn eine ganze Wurf nicht benutzt worden ist, und littermates bleiben mit Pflegemutter, legen Sie erholt Welpen in der Mitte des Wurfes. Wenn mehr als eine Operation durchgeführt wird, füllen Sie alle für einen einzelnen Wurf erforderlich Operationen vor Mäusen, um ihre Pflegemutter zurückkehrt. </li><li> Beobachten Sie das Verhalten der Pflegemutter in Richtung der Welpe jede 10 bis 15 Minuten für 2 - 3 Stunden Akzeptanz des Welpen zu gewährleisten. Wenn die Mutter Aggression gegenüber den verletzten Welpen zeigt, entfernen Sie den Welpen und einschläfern von Isofluran Überdosierung (&gt; 5%, bis Atemstillstand), durch Enthauptung gefolgt. HINWEIS: Perioperative Analgesie Medikamente sind nicht als die zentrale Schmerzreflexe erforderlich sind , nicht vollständig 15 in diesem frühen Alter entwickelt. </li></ol> 4. Messung der myokardialen Infarktgröße 4 -6 Stunden Post-MI <ol><li> Lassen Sie Welpen in der Obhut eines CD-1-Pflegemutter für einen Zeitraum von 4 zu erholen - 6 Stunden. Entfernen Sie den Welpen aus Käfig mit Mutter und einschläfern es von Isofluran Überdosis, gefolgt von Enthauptung mit großen Schere. </li><li> Excise das Herz unter Binokular, vorsichtig, nicht das Myokard zu rippen. <ol><li> Schneiden Sie die Haut vom Xyphoid Prozess an die Spitze des Thorax. Offene Bauchwand unterhalb des Brustkorbs. Fassen Sie den unteren Brustkorb und schneiden durch die Rippen und die Muskulatur in Längsrichtung entlang der linken mittleren Axillarlinie von der Membran auf der Achselhöhle. </li><li> Halten einer Schere in der Querebene und sorgfältig durch Membran geschnitten von der rechten Seite nach links zu. Stellen Sie sicher, Schere unter dem Niveau des Herzens anzuordnen, um eine Beschädigung der Spitze zu vermeiden. </li><li> Fassen Brustkorb und schnitt rechten Seite der Rippen und der Muskulatur entlang der rechten mittleren Axillarlinie. Entfernen Sie alle Gefäßverbindungen in das Herz mit einer Schere. Entfernen Sie das Herz aus der Brust Hohlraum durch Ergreifendie Basis. </li></ol></li><li> Abschnitt das Herz in drei Teile, ein chirurgisches Kohlenstoffstahl Rasierklinge. Bilden den ersten Schnitt entlang der kurzen Achse des Herzens in der Mitte zwischen der Naht und der Herzspitze. Machen Sie den zweiten Schnitt auf der Ebene der Naht (3A). HINWEIS: Dies lässt einen Scheitelschnitt etwa 0,75 mm dick mit einem Gewicht von 0,0018 g; ein mittelBasisSchnitt etwa 1 mm dick, mit einem Gewicht von 0,0065 g; und die Basis des Herzens. </li><li> Platzieren Sie die Herzschnitte in 1% 2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid (TTC) bei Raumtemperatur für 10 bis 15 min. Sorgfältig Probe beobachten Überfärbung zu vermeiden. </li><li> Zur Erhöhung der Kontrast, fix gefärbten Herzscheiben mit 4% Paraformaldehyd über Nacht bei 4 ° C. Um% Infarktbereich, Fotografie Herzschnitte berechnen und Infarktbereich auf Bildbearbeitungssoftware messen. Die vitales Myokard färbt rot , während der Infarktbereich als weiße 18 abgegrenzt ist. </li></ol> 5. Messung derHerzfunktion durch Echokardiographie Post-MI <ol><li> Lassen Sie Welpen in der Obhut eines CD-1-Pflegemutter für einen Zeitraum von 24 zu erholen - 48 Stunden. Induce Anästhesie durch den Welpen in einem verschlossenen Isofluran Kammer platzieren (5% Isofluran). Halten Sie die Maus in die Kammer, bis Beendigung der Bewegung (ca. 30 sec). </li><li> Sichern Sie den Welpen in der Rückenlage auf einer beheizten Dock (Temperatur 37 ° C) mit der Nase in einem Kegel 0,5 zu liefern - 1% Isofluran (für Anästhesie Wartung). Legen Sie vorgewärmte Echo Gel auf der linken Thoraxbereich. </li><li> Besorgen Sie sich eine parasternal Langachsenansicht des linken Ventrikels (LV). Sicherzustellen, werden die Bilder unter der Höhe der Naht in der LV erhalten. Nach der Position zu erwerben, schalten Sie die Ultraschallsonde (40 MHz) um 90 ° eine parasternal Kurzachsen Ansehen und Aufnehmen von M-Mode-Echokardiographie Bilder zu erhalten. </li><li> Messen Sie die Ende diastolischen und systolischen Ende der linksventrikulären Innendurchmesser der kurzen Achse M-Modus-Bilder. Berechnen Ejektionsfraktion und fractional Verkürzung. </li></ol> 6. Messung der myokardialen Infarktgröße 24 h Post-MI <ol><li> Lassen Sie Welpen in der Obhut eines CD-1-Pflegemutter für einen Zeitraum von 24 Stunden zu erholen. Entfernen Sie den Welpen aus Käfig mit Mutter und einschläfern es von Isofluran Überdosis, gefolgt von Enthauptung mit großen Schere. </li><li> Öffnen Sie die Brusthöhle, wie in Schritt 4.2. Bevor das Herz herausgeschnitten, fassen Sie vorsichtig die Brustaorta knapp über der Membran mit einer feinen Pinzette. Halten einer feinen Schere in der koronalen Ebene, flach an der Brustwand, und schneiden Sie die Brustaorta von der hinteren Brustwand Schere in der Schädel Richtung bewegt. </li><li> Schneiden Sie die Aorta frei von der Brustwand und alle anderen Verbindungen, bis es das Herz erreicht. Excise das Herz durch die obere Hohlvene Greifen und alle anderen Gefäßverbindungen auf den Körper zu schneiden. </li><li> Spülen Sie das Herz (mit Aorta angebracht) in Kochsalzlösung. kanülieren vorsichtig die Brustaorta mit einer 30-Gauge-Nadel und eine Krawatteorta zu Kanüle mit 8-0 Nylon Nähfaden. </li><li> Perfundieren das Herz mit 1 ml Kochsalzlösung durch die Aorta über eine 30-Gauge-Nadel mit einer Geschwindigkeit von 1 ml / min. Perfundieren das Herz mit 150 ul 2% Evans-Blau-Lösung mit einer Rate von 1 ml / min. Entfernen Sie das Herz aus der Kanüle, Abschnitt es in drei Stücke und färben sie mit TTC, wie in Abschnitt 4 beschrieben. </li><li> Um die Infarktgröße, Fotografie Herz Abschnitte und messen Infarktbereich auf Imaging-Software berechnen. Die vitales Myokard Flecken blau, das Gebiet gefährdet Flecken rot und der Infarktbereich ist als weiß abgegrenzt. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Die chirurgische LAD Ligierung hierin gezeigt, ist eine zuverlässige Methode zur Herstellung von MI in neonatalen Mäusen. Dieses Modell bietet Forschern ein reproduzierbares Modell, mit dem Säuger-Herzregeneration zu studieren. Visualisierung der Koronargefäße ist ein wichtiger Bestandteil dieses Verfahrens korrekte Nahtplatzierung zu gewährleisten und damit die Reproduzierbarkeit gewährleistet. Während adulte Mäuse nicht poikilothermic Fähigkeiten besitzen, wird die Körpertemperatur und die Stoffwechselrate ...

Myokardinfarkt (MI) ist eine führende Todesursache weltweit und bleibt für etwa ein Drittel der Herzinsuffizienz Fälle verantwortlich 1. Während das Aufkommen der perkutanen Interventionen und kontinuierliche Optimierung der Verwendung von Thrombolytika tritt dennoch Reperfusion folgenden MI, cardiomyocyte Tod und Verlust kontraktiler Myokard erhöht. Es bleiben auch eine große Anzahl von &quot;no-Option&quot; Patienten, die keine Kandidaten für eine mehr oder nicht sehen, profitieren von diesen Maßnahmen. Diese Patienten weiterhin zu deaktivieren Ischämie zu erleben führende Bildung Narbe und schädlichen ventrikuläre Remodeling als Mechanismus der Infarktheilung. Dieser Prozess führt schließlich zu Herzversagen, für die Prognose trotz optimaler pharmakologischer Management mit Angiotensin-Converting-Enzym (ACE) Hemmer und Betablocker schlecht bleibt. Leider bleibt die Ein-Jahres-Sterblichkeit bei Patienten mit stark eingeschränkter linksventrikulärer Funktion noch alshoch wie 26% 2. Herztransplantation ist die letzte Behandlungsmöglichkeit für Patienten mit Herzinsuffizienz. Allerdings ist der begrenzten Spender für eine Herztransplantation nicht für die meisten Patienten dies ein gangbarer Weg zu machen. Somit bleibt die Entdeckung neuer therapeutischer Mittel, die beschädigte Myokards zur Wiederherstellung von größter Bedeutung für die Herzkrankheit Problem zu lösen. Reliable Tiermodellen von Herzschäden werden daher als wichtige Komponente dieses Verfahrens erforderlich. Traditionelle Dogma hat diktiert , dass adulte Kardiomyozyten sind post-mitotische, terminal differenzierte Zellen, unfähig , Dividieren oder De-Differenzierung des geschädigten Myokard 3 zu ersetzen. Als solche könnte ein erwachsener Säugetiere Herz nie vollständig von der Verletzung erholen und verloren Kardiomyozyten würde mit Fasergewebe ersetzt werden. So hat sich die Forschung konzentriert sich in erster Linie auf therapeutische Mittel Infarktausdehnung zu minimieren und die Narbenbildung zu verringern. vor kurzem jedoch mehr ist, hat ein Paradigmenwechsel stattgefundenHerzheilung und viele Forschungsanstrengungen im Denken umgebenden wurden auf das Potenzial für die Herzregeneration 4 zu konzentrieren umgeleitet. Bis vor kurzem in vivo - Untersuchung von Herzregeneration wurde auf nicht-Vertebraten - Modelle beschränkt, wie sie in urodele Amphibien und Knochenfischen 5-7. Allerdings hat die Entdeckung der Fähigkeit für die Herzregeneration in der neonatalen Maus zur Entwicklung von zwei chirurgischen Modelle von Säugerherzregeneration führte: Resektion der Herzspitze und der koronaren Arterienverschluss zu Myokardinfarkt 8,9 induzieren. Im Jahr 2011 wurde eine Maus Spitze Resektion Modell, dass eine vollständige Herzregeneration möglich am postnatalen Tag 1 (P1) zu zeigen, verwendet. Allerdings sinkt diese Kapazität schnell nach der ersten Neugeborenenperiode. Das Säugetier-Herz seine regenerative Potenzial verliert kurz nach der Geburt bei P7 als Vorläuferzellzahlen sinken, und Kardiomyozyten binukleäre geworden, verlierenihre proliferative Kompetenz und permanent in den Zellzyklus 10,11 verlassen. die grundlegenden Unterschiede zwischen dem Neugeborenen und Erwachsenen Säugetier-Herz Verstehen können neue Einblicke in die Herzregeneration führen. Während in der Tat Spitze Resektion Einblick in erneute Wachstum von kontraktilen Gewebe bietet, so gilt das Modell nicht typisch menschliche Herzschädigung, zu simulieren und somit nicht selbst auf die Entwicklung von Therapeutika als auch nicht verleihen. Die Koronararterienokklusion Modell simuliert jedoch mehr direkt die pathophysiologischen Aspekte der MI Pathologie, und somit nützliche Einblicke in Mechanismen bereitzustellen, die zur Anwendung beim Menschen zu therapeutischen Fortschritt anwendbar sein können. Chirurgische Koronarligatur wurde als nützliche experimentelle Technik in vielen Tiermodellen 12-14 verwendet. Im Erwachsenen-Modell Koronararterienligatur werden die Tiere narkotisiert und intubiert Öffnung der Brusthöhle zu ermöglichen, während respirati Aufrechterhaltungauf. Das Herz weiterhin regelmäßig zu schlagen, ermöglicht die Visualisierung der Koronargefäße und die die präzise Nahtplatzierung. Darüber hinaus bleibt das Herz rosa als Perfusion weiter, und nach Ligatur der Myokard erscheint blass, was auf erfolgreiche Koronararterienligatur. Das Protokoll für neonatale Mäuse beschrieben, ist jedoch weniger zuverlässig als die Koronararterie nicht sichtbar gemacht wird , und der Chirurg muss schätzen , wo die Naht 15 zu platzieren. Obwohl die allgemeine Anatomie des koronaren Vaskulatur ist die gleiche, einzelne Tier - Variabilität in der Richtung und der Verzweigung der LAD 16 existiert. Wenn also &quot;in erblinden&quot;, die Arterie leicht übersehen werden konnte. Andere Techniken wie Echokardiographie werden dann erforderlich erfolgreiche Induktion von MI zu bestätigen, und alle Operationen in ähnlicher Infarktgröße führen zu gewährleisten. Beschrieben wird hier eine Verbesserung gegenüber einer kürzlich veröffentlichten Verfahren 15, wo die Position der LAD Estab werden kannfentlicht und damit LAD kann reproduzierbar ligiert werden, um MI induzieren. Diese Technik erfordert keine Intubation oder mechanische Beatmung, wie Thorakotomie in einem hypothermischen Zustand in der Neugeborenen-Maus nicht zu einer Lungenkollaps. Jedoch in dem zuvor beschriebenen Verfahren, schwere Hypothermie muss bis zu dem Punkt sowohl vollständige Apnoe und Aufhören des Herzrhythmus 15 induziert werden. Die wesentliche Einschränkung dieses Ansatzes ist, dass die Koronararterie nicht perfundierten länger und das Herz wird blaß noch bevor LAD Ligation. In dem beschriebenen Ansatz hier ist Koronararterie Visualisierung möglich an einem Punkt der Erstarrung vor tiefer Hypothermie und Herzrhythmus Aufhören mit voller Erholung der Neugeborenen Maus nach der Operation. Dieses Verfahren bietet einen großen Vorteil von 100% Reproduzierbarkeit.

<table><tbody><tr><td>8-0 Nylon Suture</td><td>Microsurgery Instruments</td><td>8-0 Nylon</td><td></td></tr><tr><td>11-0 Nylon Suture</td><td>Shanghai Pudong Medical Products Co Ltd</td><td>H1101</td><td></td></tr><tr><td>Fine Scissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-09</td><td></td></tr><tr><td>Small forceps</td><td>Fine Science Tools</td><td>11063-07</td><td></td></tr><tr><td>Micro Needle Holder</td><td>Fine Science Tools</td><td>12060-02</td><td></td></tr><tr><td>Zeiss Opmi 6s/S3 Microscope</td><td>Zeiss</td><td>300002</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Baxter</td><td>CA2L9100</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane Chamber</td><td>Made in Feng laboratory</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bead Sterilizer</td><td>Fine Science Tools</td><td>18000-45</td><td></td></tr><tr><td>2,3,5-Triphenyltetraolium chloride (TTC)</td><td>Sigma</td><td>T8877</td><td></td></tr><tr><td>Stereomicroscope SteREO Discovery. V8</td><td>Zeiss</td><td>435400</td><td></td></tr><tr><td>AxioVision 8.0</td><td>Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Axiocam Icc5</td><td>Zeiss</td><td>426554</td><td></td></tr><tr><td>Heat pad</td><td>Sunbeam&amp;nbsp;</td><td>731A0-CN</td><td></td></tr><tr><td>Sterile Gloves</td><td>VWR</td><td>414004-430</td><td></td></tr><tr><td>Gauze Sponges</td><td>Ducare</td><td>90212</td><td></td></tr><tr><td>Ice</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ultrasound imaging system, Vevo2100</td><td>Visual Sonics</td><td>VEVO2100</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasound transducer, 40 MHz</td><td>Visual Sonics</td><td>MS400</td><td></td></tr></tbody></table>

myocardial infarction in neonatal mice, a model of cardiac regeneration

Myokardinfarkt durch Koronararterie induziert Ligierung wurde in vielen Tiermodellen als Werkzeug zur Untersuchung der Mechanismen der Herzwiederherstellung und Regeneration verwendet werden, und neue Ziele für Therapeutika zu definieren. Seit Jahrzehnten Modelle von kompletten Herzregeneration gab es in Amphibien und Fische, sondern ein Säugetier-Gegenstück war nicht verfügbar. Die jüngste Entdeckung eines postnatalen Fenster, während der Mäuse regenerative Fähigkeiten besitzen hat zur Einrichtung eines Säugetiermodell des Herzregeneration geführt. Ein chirurgisches Modell von Säugerherzregeneration in der Neugeborenen-Maus wird hier vorgestellt. Kurz gesagt, werden postnatalen Tag 1 (P1) Mäuse auf einem Eis-Pad von Isofluran und platziert narkotisiert Hypothermie zu induzieren. Nachdem die Brust geöffnet wird, und die linke vordere Koronararterie (LAD) abwärts visualisiert wird, wird eine Naht um die LAD zu platziert myokardiale Ischämie im linken Ventrikel zuzufügen. Der chirurgische Eingriff dauert 10-15 Minuten. Visualisierung der Koronararterievon entscheidender Bedeutung für die genaue Nahtplatzierung und Reproduzierbarkeit. Herzinfarkt und Herzfunktionsstörungen werden durch Triphenyl-Tetrazolium Chlorid (TTC) Färbung und Echokardiographie bzw. bestätigt. Vollständige Regeneration 21 Tage nach Myokardinfarkt durch Histologie bestätigt. Dieses Protokoll kann als ein Werkzeug verwendet werden Mechanismen von Säugerherzregeneration nach Myokardinfarkt aufzuklären.

Der Myokardinfarkt Verfahren bei P1 in 10 abgeschlossen sein - 15 min und hat eine Mortalitätsrate von 7,8% (5 von 64 Welpen). Nach der Operation, Mäuse von hypothermen Anästhesie innerhalb der nächsten 5 erholen - 20 min (Zeit der Erholung hängt von der Körpertemperatur während der Anästhesie und die Geschwindigkeit des Chirurgen erreicht). Wenn P7 Welpen (zum Vergleich mit einer nicht-regenerativen Myokard), wird eine längere Kühlung erforderlich Torpor zu erreichen. P7 Welpe...

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Myocardial Infarction in Neonatal Mice, A Model of Cardiac Regeneration

This protocol describes a highly reproducible model of cardiac regeneration by surgical induction of myocardial infarction in the left ventricle of postnatal day 1 mice. The method involves induction of hypothermic anesthesia and ligation of the left anterior descending coronary artery.

Myokardinfarkts bei neugeborenen Mäusen, ein Modell von Cardiac Regeneration

Myocardial infarction induced by coronary artery ligation has been used in many animal models as a tool to study the mechanisms of cardiac repair and ...

myocardial-infarction-in-neonatal-mice-a-model-of-cardiac-regeneration

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

18.4K Aufrufe.  Western University. This protocol describes a highly reproducible model of cardiac regeneration by surgical induction of myocardial infarction in the left ventricle of postnatal day 1 mice. The method involves induction of hypothermic anesthesia and ligation of the left anterior descending coronary artery.

Serie: Myocardial Infarction in Neonatal Mice, A Model of Cardiac Regeneration

Transplantation of Neonatal Mouse Cardiac Macrophages into Adult Mice

In an injured neonatal myocardium, macrophages facilitate cardiomyocyte proliferation and angiogenesis and promote heart regeneration. The present study reveals that transplantation of neonatal cardiac macrophages recruited by injury promotes adult heart regeneration after myocardial infarction with improvement of cardiac function and cardiomyocyte proliferation. The results indicate that neonatal cardiac macrophage transplantation could be a promising strategy for cardiac injury treatment. Here, we provide the technical details, including the isolation of neonatal cardiac macrophages from apical resection-injured neonatal mouse hearts, the transplantation of macrophages into myocardial-infarcted adult mice, and the estimation of heart regeneration after a macrophage graft.

We provide a protocol for neonatal cardiac macrophage separation and transplantation into an adult mouse heart, which could be a promising way to promote cardiac repair.

Transplantation von neonatalen Maus-Herzmakrophagen in erwachsene Mäuse

In an injured neonatal myocardium, macrophages facilitate cardiomyocyte proliferation and angiogenesis and promote heart regeneration. The present study ...

Forschung

Biochemie

Capturing the Cardiac Injury Response of Targeted Cell Populations via Cleared Heart Three-Dimensional Imaging

Cardiovascular disease outranks all other causes of death and is responsible for a staggering 31% of mortalities worldwide. This disease manifests in cardiac injury, primarily in the form of an acute myocardial infarction. With little resilience following injury, the once healthy cardiac tissue will be replaced by fibrous, non-contractile scar tissue and often be a prelude to heart failure. To identify novel treatment options in regenerative medicine, research has focused on vertebrates with innate regenerative capabilities. One such model organism is the neonatal mouse, which responds to cardiac injury with robust myocardial regeneration. In order to induce an injury in the neonatal mouse that is clinically relevant, we have developed a surgery to occlude the left anterior descending artery (LAD), mirroring a myocardial infarction triggered by atherosclerosis in the human heart. When matched with the technology to track changes both within cardiomyocytes and non-myocyte populations, this model provides us with a platform to identify the mechanisms that guide heart regeneration. Gaining insight into changes in cardiac cell populations following injury once relied heavily on methods such as tissue sectioning and histological examination, which are limited to two-dimensional analysis and often damage the tissue in the process. Moreover, these methods lack the ability to trace changes in cell lineages, instead providing merely a snapshot of the injury response. Here, we describe how technologically advanced methods in lineage tracing models, whole organ clearing, and three-dimensional (3D) whole-mount microscopy can be used to elucidate mechanisms of cardiac repair. With our protocol for neonatal mouse myocardial infarction surgery, tissue clearing, and 3D whole organ imaging, the complex pathways that induce cardiomyocyte proliferation can be unraveled, revealing novel therapeutic targets for cardiac regeneration.

Cardiomyocyte proliferation following injury is a dynamic process that requires a symphony of extracellular cues from non-myocyte cell populations. Utilizing lineage tracing, passive CLARITY, and three-dimensional whole-mount confocal microscopy techniques, we can analyze the influence of a variety of cell types on cardiac repair and regeneration.

Erfassung der Herzverletzungsreaktion von gezielten Zellpopulationen über cleared Heart Three-Dimensional Imaging

Cardiovascular disease outranks all other causes of death and is responsible for a staggering 31% of mortalities worldwide. This disease manifests in ...

Entwicklungsbiologie

Clonal Analysis of the Neonatal Mouse Heart using Nearest Neighbor Modeling

By replacing lost or dysfunctional myocardium, tissue regeneration is a promising approach to treat heart failure. However, the challenge of detecting bona fide heart regeneration limits the validation of potential regenerative factors. One method to detect new cardiomyocytes is multicolor lineage tracing with clonal analysis. Clonal analysis experiments can be difficult to undertake, because labeling conditions that are too sparse lack sensitivity for rare events such as cardiomyocyte proliferation, and diffuse labeling limits the ability to resolve clones. Presented here is a protocol to undertake clonal analysis of the neonatal mouse heart by using statistical modeling of nearest neighbor distributions to resolve cardiomyocyte clones. This approach enables resolution of clones over a range of labeling conditions and provides a robust analytical approach for quantifying cardiomyocyte proliferation and regeneration. This protocol can be adapted to other tissues and can be broadly used to study tissue regeneration.

Presented here is a protocol for using multicolor lineage tracing and nearest-neighbor modeling to identify clonally derived cardiomyocytes during growth and regeneration in mice. This approach is objective, works across different labeling conditions, and can be adapted to incorporate a variety of image analysis pipelines.

By replacing lost or dysfunctional myocardium, tissue regeneration is a promising approach to treat heart failure. However, the challenge of detecting ...

Apical Resection Mouse Model to Study Early Mammalian Heart Regeneration

Cardiovascular disease plagues the whole world due to intensive lifestyle changes. Heart regeneration holds great promise for repairing and restoring cardiomyocytes lost due to injury and disease. In contrast to the robust cardiac regeneration of certain lower vertebrates, adult mammalian hearts typically show minimal capacity for heart regeneration and repair. However, recent studies have sparked considerable scientific interest with the finding that, between postnatal day 1 to 7 (P1 to P7), the neonatal mouse heart retains significant regenerative potential after apical resection (i.e., surgical amputation and exposure of left ventricular apex). One major controversy over this finding might be due to the diverse surgery-related procedures used in efforts to replicate or expand upon this important finding. These instructions dynamically present the materials and methodology for apical resection in a mouse model. The salient steps of this rodent survival surgery involve hypothermia anesthesia, thoracotomy, surgical amputation of heart ventricular apex, and suture and recovery of mice. The approach described could expand the application of the apical resection mouse model for cardiovascular research.

A step-by-step video protocol of apical resection is demonstrated in this study. Apical resection is a recently highlighted surgical approach in mammalian heart regeneration research. This study may promote the application of apical resection as a standard methodology in research into the mechanism underlying heart regeneration.

Wurzelspitzenresektion Mausmodell zur frühen Säugetierherzregeneration Studieren

Cardiovascular disease plagues the whole world due to intensive lifestyle changes. Heart regeneration holds great promise for repairing and restoring ...

Medizin

Transplantation of a 3D Bioprinted Patch in a Murine Model of Myocardial Infarction

Testing regenerative properties of 3D bioprinted cardiac patches in vivo using murine models of heart failure via permanent left anterior descending (LAD) ligation is a challenging procedure and has a high mortality rate due to its nature. We developed a method to consistently transplant bioprinted patches of cells and hydrogels onto the epicardium of an infarcted mouse heart to test their regenerative properties in a robust and feasible way. First, a deeply anesthetized mouse is carefully intubated and ventilated. Following left lateral thoracotomy (surgical opening of the chest), the exposed LAD is permanently ligated and the bioprinted patch transplanted onto the epicardium. The mouse quickly recovers from the procedure after chest closure. The advantages of this robust and quick approach include a predicted 28-day mortality rate of up to 30% (lower than the 44% reported by other studies using a similar model of permanent LAD ligation in mice). Moreover, the approach described in this protocol is versatile and could be adapted to test bioprinted patches using different cell types or hydrogels where high numbers of animals are needed to optimally power studies. Overall, we present this as an advantageous approach which may change preclinical testing in future studies for the field of cardiac regeneration and tissue engineering.

This protocol aims to transplant a 3D bioprinted patch onto the epicardium of infarcted mice modeling heart failure. It includes details regarding anesthesia, the surgical chest opening, permanent ligation of the left anterior descending (LAD) coronary artery and application of a bioprinted patch onto the infarcted area of the heart.

Transplantation eines biobedruckten 3D-Patches in einem Murine-Modell des Myokardinfarkts

Testing regenerative properties of 3D bioprinted cardiac patches in vivo using murine models of heart failure via permanent left anterior descending (LAD) ...

Biotechnik

Murine Myocardial Infarction Model using Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery

Myocardial infarction (MI) and acute coronary diseases are among the most prominent causes of death in population with western lifestyle. The murine models of MI with permanent ligation of left-anterior descending (LAD) coronary artery closely mimics MI in humans. Murine models benefit from the extensive genetic engineering available nowadays. Here we propose a reproducible murine surgical model of myocardial infarction by permanent LAD coronary ligation. Our technique comprises anesthesia with ketamine/xylazine that can be rapidly reversed by administration of an antagonist, intubation without tracheotomy for mechanical-assisted ventilation, ventilation with application of extrinsic positive end-expiratory pressure (PEEP) to avoid alveolar collapse, a thoracotomy method limiting to the minimum surgical lesions made to skeletal muscles, and lung inflation without thoracentesis. This method is sparsely invasive, reproducible and reduces post-surgery mortality and complications.

Herein we describe a surgical procedure showing how to achieve permanent ligation of the left-anterior descending coronary artery in mice. This model is of high relevance to investigate the pathophysiology of myocardial infarction and the concomitant biological processes.

Murine Myokardinfarkt Modell mit permanenten Ligation der linken Anterior absteigende Koronararterie

Myocardial infarction (MI) and acute coronary diseases are among the most prominent causes of death in population with western lifestyle. The murine ...

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we demonstrate a murine cryoinjury infarct model that generates precise infarct sizes with high reproducibility and replicability. In brief, after intubation and sternotomy of the animal, the heart is lifted from the thorax. The probe of a handheld liquid nitrogen delivery system is applied onto the myocardial wall to induce cryoinjury. Impaired ventricular function and electrical conduction can be monitored with echocardiography or optical mapping. Transmural myocardial remodeling of the infarcted area is characterized by collagen deposition and loss of cardiomyocytes. Compared to other models (e.g., LAD-ligation), this model utilizes a handheld liquid nitrogen delivery system to generate more uniform infarct sizes.

This article demonstrates a model to study cardiac remodeling after myocardial cryoinjury in mice.

Ein Cryoinjury-Modell zur Untersuchung des Myokardinfarkts in der Maus

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...

Induction of Myocardial Infarction and Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury in Mice

Acute myocardial infarction is a common cardiovascular disease with high mortality. Myocardial reperfusion injury can counteract the beneficial effects of heart reflow and induce secondary myocardial injury. A simple and reproducible model of myocardial infarction and myocardial ischemia-reperfusion injury is a good tool for researchers. Here, a customizable method to create a myocardial infarction (MI) model and MIRI by precision ligation of the left anterior descending coronary artery (LAD) through micromanipulation is described. Accurate and reproducible ligature positioning of the LAD helps obtain consistent results for heart injury. ST-segment changes can help to identify model accuracy. The serum level of cardiac troponin T (cTnT) is used to assess the myocardial injury, cardiac ultrasound is employed to evaluate the myocardial systolic function, and Evans-Blue/triphenyl tetrazolium chloride staining is used to measure infarct size. In general, this protocol reduces procedure duration, ensures controllable infarct size, and improves mouse survival.

Here we describe a simple and reproducible method that can induce myocardial infarction or myocardial ischemia-reperfusion injury in mice by precision ligation of the left anterior descending coronary artery through micromanipulation.

Induktion von Myokardinfarkt und myokardialer Ischämie-Reperfusionsschädigung bei Mäusen

Acute myocardial infarction is a common cardiovascular disease with high mortality. Myocardial reperfusion injury can counteract the beneficial effects of ...

Modified Technique for the Use of Neonatal Murine Hearts in the Langendorff Preparation

The use of the ex-vivo retrograde perfused heart has long been a cornerstone of ischemia-reperfusion investigation since its development by Oskar Langendorff over a century ago. Although this technique has been applied to mice over the last 25 years, its use in this species has been limited to adult animals. Development of a successful method to consistently cannulate the neonatal murine aorta would allow for the systematic study of the isolated retrograde perfused heart during a critical period of cardiac development in a genetically modifiable and low-cost species. Modification of the Langendorff preparation enables cannulation and establishment of reperfusion in the neonatal murine heart while minimizing ischemic time. Optimization requires a two-person technique to permit successful cannulation of the newborn mouse aorta using a dissecting microscope and a modified commercially available needle. The use of this approach will reliably establish retrograde perfusion within 3 min. Because the fragility of the neonatal mouse heart and ventricular cavity size prevents direct measurement of intraventricular pressure generated using a balloon, use of a force transducer connected by a suture to the apex of the left ventricle to quantify longitudinal contractile tension is necessary. This method allows investigators to successfully establish an isolated constant-flow retrograde-perfused newborn murine heart preparation, permitting the study of developmental cardiac biology in an ex-vivo manner. Importantly, this model will be a powerful tool to investigate the physiological and pharmacological responses to ischemia-reperfusion in the neonatal heart.

The present protocol describes aortic cannulation and retrograde perfusion of the ex-vivo neonatal murine heart. A two-person strategy, using a dissecting microscope and a blunted small gauge needle, permits reliable cannulation. Quantification of longitudinal contractile tension is achieved using a force transducer connected to the apex of the left ventricle.

Modifizierte Technik zur Verwendung von neonatalen Murinherzen im Langendorff-Präparat

The use of the ex-vivo retrograde perfused heart has long been a cornerstone of ischemia-reperfusion investigation since its development by Oskar ...

An Experimental Model of Myocardial Infarction for Studying Cardiac Repair and Remodeling in Knockout Mice

Cardiovascular disease is the most prevalent cause of death in Western countries, with acute myocardial infarction (MI) being the most prevalent form. This paper describes a protocol for studying the role of galectin 3 (Gal-3) in the temporal evolution of cardiac healing and remodeling in an experimental animal model of MI. 
The procedures described include an experimental model of MI with a permanent coronary ligature in male C57BL/6J (control) and Gal-3 knockout (KO) mice, an echocardiography procedure to study cardiac remodeling and systolic function in vivo, a histological evaluation of interstitial myocardial fibrosis with picrosirius red-stained and rhodamine-conjugated lectin-stained sections for studying myocyte hypertrophy by the cross-sectional area (MCSA), and the quantification of infarct size and cardiac remodeling (scar thinning, septum thickness, and expansion index) by planimetry in slices stained with Masson's trichrome and triphenyl tetrazolium chloride. Gal-3 KO mice with MI showed disrupted cardiac remodeling and an increase in the scar thinning ratio and the expansion index. At the onset of MI, myocardial function and cardiac remodeling were also severely affected. At 4 weeks post MI, the natural evolution of fibrosis in infarcted Gal-3 KO mice was also affected. 
In summary, the experimental model of MI is a suitable model for studying the temporal evolution of cardiac repair and remodeling in mice with the genetic deletion of Gal-3 and other animal models. The lack of Gal-3 affects the dynamics of cardiac repair and disrupts the evolution of cardiac remodeling and function after MI.

Here, we describe an experimental model of myocardial infarction, an echocardiography procedure to study cardiac remodeling and function, and procedures for quantifying fibrosis and hypertrophy in picrosirius red-stained and rhodamine-stained sections, as well as the infarct size and expansion index in slices stained with Masson's trichrome.

Cardiovascular disease is the most prevalent cause of death in Western countries, with acute myocardial infarction (MI) being the most prevalent form. ...