Name: a closed-chest model to induce transverse aortic constriction in mice
Uploaded: 2018-04-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 10 s
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Wir danken Stilla Frede und Susanne Schulz für ihre technische Unterstützung. Dieser Studie erhalten keine finanzielle Unterstützung.

Dieses Protokoll wurde von der Ethikkommission für Tier Experimente LANUV Recklinghausen (#84-02.04.2016.A374) genehmigt. In der Regel ist dieser Vorgang an Erwachsenen Mäusen > 10 Wochen alt. Jedoch ist es möglich, diese Operation auf jüngere Tiere sowie durchführen. Chirurgische Instrumente müssen vor Gebrauch sterilisiert werden und alle Schritte sind unter aseptischen Bedingungen durchgeführt werden.
1. Induktion der Anästhesie und Intubation
<ol><li>Buprenorphin 0,1 µg/g Körpergewicht intraperitoneal zur Schmerzlinderung zu injizieren. Wiederholen Sie die intraperitonealen Injektionen von Buprenorphin 0,1 mg/kg alle 8 h für die nächsten drei Tage nach der Operation.</li>
	<li>Platzieren Sie für die Induktion den Mauszeiger in eine Anästhesie-Induktion-Box, die mit dem Verdampfer legen auf 3,0 Vol% Isofluran mit einer Sauerstoff-Flow von 1 L/min verbunden ist.</li>
	<li>Tiefe Narkose durch Induktion eine taktile Anregung zu gewährleisten. Hinweis: Erhöhung der Vol% Isofluran bis zu 5 %, wenn nicht Induktion der Anästhesie oder Narkose nicht tief genug ist.</li>
	<li>Drücken Sie Ende der Maus reflex Abwesenheit sicherzustellen. Im Falle einer vollständigen Fehlen von Reflexen, wiegen die Maus für optimale Ventilator-Setup (siehe 1.12).</li>
	<li>Bewegen Sie die Maus auf eine temperaturgeführte OP-Tisch eine Körpertemperatur von 37 ° C während des Verfahrens.</li>
	<li>Legen Sie die Nase der Maus in einem Kunststoff Kegel an die Anästhesie Induktion Box weiterhin Narkose angeschlossen ist.</li>
	<li>Befestigen Sie die oberen Schneidezähne der Maus mit einer Nylon-Naht. Die Extremitäten mit einem Klebeband zu fixieren.</li>
	<li>Üben Sie Druck auf die Hinterpfote mit der Spitze der Zange um eine ausreichende Narkose wieder zu gewährleisten. In Ermangelung eines Rückzugs Reflex mit den folgenden Schritten fortfahren. Hinweis: Volumen % Isofluran zu erhöhen, wenn nicht Induktion der Anästhesie oder Narkose nicht tief genug ist und warten auf das Fehlen der Reflex-Entzug.</li>
	<li>Legen Sie ophthalmologische steriles Gleitmittel auf die Hornhaut zu verhindern Austrocknung in Narkose.</li>
	<li>Schmieren Sie die rektale Sonde um rektale Trauma zu vermeiden. Führen Sie eine rektale Temperatursonde dafür eine Kerntemperatur von 37 ° C.</li>
	<li>Enthaaren Sie am Hals und oberen Brustbereich mit Enthaarungscreme gemäß den Anweisungen des Herstellers. Wischen Sie die Creme nach 1 min. Falls erforderlich, wiederholen Sie diesen Schritt erst erfolgreich. Hinweis: Verwenden Sie Baumwolle Spitze Tupfer im Falle von Blutungen.</li>
	<li>Reinigen Sie den enthaarten Bereich mit 70 % Ethanol. Wenden Sie dann Povidon-Jod für lokalen hautdesinfektion 3 Mal und mindestens 3 Minuten lang.</li>
	<li>Einstellungen Sie Ventilator-auf physiologische Parameter. Legen Sie die Atemfrequenz auf 150/min und Atemzugvolumina auf 8-10 µL/g Körpergewicht (BW).</li>
	<li>Ein neues Paar sterile Handschuhe anziehen. Platzieren Sie den Mauszeiger unter einem Operationsmikroskop und legen Sie ein steriles gefenstert Tuch über die Maus.</li>
	<li>Die Haut an der Mittellinie etwa 3 mm unter den Unterkiefer auf der 2Nd Rippe einzuschneiden. Mittellinie und Bindegewebe der mandibulären Drüse zu identifizieren. Verwenden Sie abgewinkelte intrakapsuläre Zange, um sanft Teilen der Drüse an der Mittellinie unverblümt mit zwei Pinzetten und erkunden die Trachealkanüle Muskel.</li>
	<li>Bereiten Sie die Luftröhre sanft durch Auseinanderziehen der Para-trachealen Muskeln unverblümt mit intrakapsuläre Zangen.</li>
	<li>Ziehen Sie auf der Zunge, mit der Pinzette die Kehle für einfacher Intubation Bedingungen zu begradigen und sanft einfügen eine Intubation Kanüle (OD 1,2 mm) in die Luftröhre. Bestätigen Sie die Intubation durch direkte Visualisierung des Schlauches in die Luftröhre und Überprüfung auf korrekte Brust Bewegung.</li>
	<li>Passen Sie die Isofluran-Konzentration nach Intubation, 2 % Isofluran mit einem Fluss von 1,0 L/min und 100 % O2. Hinweis: Wenn Atmung Bewegungen nicht aufhören oder Mäuse bewegen beginnen, zuerst erhöhen Sie die Atemfrequenz bis 180/min. Wenn nötig, erhöhen Sie die Isofluran-Konzentration bis zu 3,5 % Sekundär bis die Maus aufhört zu atmen auf eigene. Leckagen oder unzureichende Füllung des Verdampfers zu bewerten, als die am häufigsten auftretenden Probleme.</li>
	<li>Alternativ führen Sie Intubation wie vorgeschlagen in den folgenden Sub-Schritten.<ol>
<li>Positionieren Sie den Mauszeiger auf einem Tisch in einem Winkel von 60°.</li>
		<li>Die Extremitäten der Maus mit Klebeband zu fixieren und den Kopf zurücklehnen.</li>
		<li>Legen Sie eine Kaltlichtquelle direkt auf der Haut oberhalb des Kehlkopfes.</li>
		<li>Ziehen Sie die Zunge vorsichtig mit Zangen, die Stimmbänder zu visualisieren.</li>
		<li>Setzen Sie ein Kunststoffrohr eine IV-Kanüle (24 G) durch die Stimmbänder und schließen Sie die ventilatoreinstellungen das Kunststoffrohr.</li>
		<li>Verbinden Sie den Ventilator an der Kanüle, Intubation durch Synchrone Brust Bewegungen zu bestätigen. Hinweis: Wenn Atmung Bewegungen nicht aufhören oder Mäuse bewegen beginnen, zuerst die Atemfrequenz bis zu 180 / Min. erhöht. Wenn nötig, Sekundär erhöhen Sie Isofluran Konzentration bis zu 3,5 % bis die Maus aufhört zu atmen auf eigene. Leckagen oder unzureichende Füllung des Verdampfers zu bewerten, als die am wahrscheinlichsten Probleme.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. präoperative Doppler-Messung
<ol><li>Bereiten Sie beide Halsschlagadern welche Laien Ergänzung zur Trachea durch vorsichtig Auseinanderziehen des Bindegewebes mit der Pinzette.</li>
	<li>Setzen Sie die Spitze der 20 MHz-Doppler-Sonde mit einigen steril Ultraschallgel auf der rechten und der linken Arteria carotis bei einem Winkel von weniger als 45°.</li>
	<li>Drehen Sie langsam die Sonde zu bewegen es lateralen und medialen zu finden ein Doppler-Signal und kippen Sie die Sonde um das Signal zu optimieren.</li>
	<li>Verwenden Sie eine Doppler-Software zur Anzeige und Strömungsgeschwindigkeiten in die rechten und linken gemeinsame Halsschlagadern auf einem Computer zu speichern.</li>
</ol>(3) Thorakotomie
<ol><li>Verwenden Sie eine Reihe von sterile Handschuhe für jede einzelne Maus Operationsstelle Infektionen zu verhindern.</li>
	<li>Der Hautschnitt bis zu den 2Nd intercostalneuralgie Raum mit einer Schere zu erweitern.</li>
	<li>Identifizieren des 2Nd intercostalneuralgie Raumes visuell durch die Rippen zählen und dann unverblümt Eindringen dieses Raumes mit intrakapsuläre Zangen. Hinweis: Die 1St Rippe befindet sich unterhalb des Schlüsselbeins und ist daher nicht sichtbar, da die 2Nd intercostalneuralgie Raum zwischen erste sichtbare Rippe (d.h. 2Nd Rippe) und die 3rd Rippe gefunden wird.</li>
	<li>Freifläche der 2Nd intercostalneuralgie mit Hilfe der Zange Tipps und legen Sie die Retraktoren.</li>
	<li>Passen Sie die Retraktoren mit einem Gummiband befestigt auf dem OP-Tisch, einen klaren Blick des Thymus.</li>
	<li>Im Falle von Blutungen mit einem Wattestäbchen und auf die oberflächlichen Gefäße für 2 min bestätigen.</li>
</ol>(4) Streifenbildung der Aorta quer
<ol><li>Passen Sie die Vergrößerung auf 200 %, Mittellinie und Bindegewebe zu identifizieren. Verwenden Sie abgewinkelte Zange, um die Thymusdrüse sanft teilen. Fettgewebe zu entfernen, bis der Aortenbogen deutlich zu erkennen.</li>
	<li>Bereiten Sie einen Tunnel mit abgewinkelt binden Zange unter der transversalen Aorta zwischen die Brachiocephalic Arterie und linke gemeinsame Halsschlagader (siehe Abbildung 1). Halten Sie das Ende einer 6,0 Naht mit Hilfe von feinen Pinzette und führen Sie den Faden unter dem Aortenbogen.</li>
	<li>Nehmen Sie den Faden mit der zweiten Zange von der anderen Seite des Bogens.</li>
	<li>Schneiden Sie ein 3 mm langes Stücklänge eines 27 g mit der Nadel als ein Abstandhalter für TAC-Ligatur für Mäuse mit einem Gewicht zwischen 19-25 g Körpergewicht und einer 26 G-Nadel als Abstandshalter für Mäuse > 25 g BW.</li>
	<li>Legen Sie das Distanzstück vorsichtig parallel zur Aorta quer.</li>
	<li>Bereiten ein lose doppelknoten auf die Abstandhalter und sorgen für optimale Platzierung des Abstandhalters parallel zu der Aorta. Binden Sie dann des ersten Wurfs und führen Sie schnell eine zweite entgegen zu werfen. Entfernen Sie das Distanzstück umgehend.</li>
	<li>Um Schein-Mäuse für Kontrolle durchzuführen, folgen Sie das gleiche Protokoll weglassen der Ligatur der Aorta.</li>
	<li>Schließen Sie den 2Nd intercostalneuralgie Raum mit einer 6,0 Polypropylen Naht. Besonderes Augenmerk auf die subclavian Behälter bei der Ligation.</li>
	<li>Naht der Haut mit einer 6,0 Polypropylen Naht in einem kontinuierlichen Naht Muster.</li>
</ol>5. Bestätigung des erfolgreichen Unterbindung der Aorta quer
<ol><li>Platzieren Sie ein 20-MHz-Doppler-Sonde auf beiden Seiten des Halses in einem 45°-Winkel wie in Abschnitt 2.</li>
	<li>Dokumentieren Sie die Strömungsgeschwindigkeiten auf jeder Seite. Hinweis: Eine erfolgreiche TAC kann durch Doppler Strömungsgeschwindigkeit validiert werden, wie in Abbildung 2dargestellt. Eine Geschwindigkeit Verhältnis von 4-10 zwischen der rechten und linken Halsschlagader in der Regel garantiert ausreichende TAC (siehe Abbildung 2).</li>
</ol>6. Herz-Ernte
<ol><li>Narkose nach Schritte 1.2 zu induzieren. und 1.3.</li>
	<li>Platzieren Sie den Mauszeiger in einer Euthanasie-Kammer und passen Sie die Kohlendioxid-Durchflussmenge um 10-30 % der Lautstärke/Minute zu verdrängen.</li>
	<li>Fixieren Sie die Maus auf einem OP-Tisch. Öffnen Sie den Bauch mit Schere und Ernte Blut aus der minderwertigen Vena Cava mit einer Kanüle zur weiteren Analyse.</li>
	<li>Schneiden Sie das Zwerchfell und das Brustbein mit starken Schere und entfernen Sie das Herz.</li>
	<li>Entfernen Sie alle arteriellen und Bindegewebe vor dem Wiegen der Herzen.</li>
	<li>Trennen Sie den rechten Ventrikel und das Septum aus dem linken Ventrikel und wiegen Sie beide Proben.</li>
	<li>Beide Gewebeproben in flüssigem Stickstoff eingefroren.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Tarnavski, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+surgical+models+in+cardiovascular+research.">Mouse surgical models in cardiovascular research.</a> Methods Mol Biol Clifton NJ. 573, 115-137 (2009).</li><li>Tarnavski, O., McMullen, J. R., Schinke, M., Nie, Q., Kong, S., Izumo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+cardiac+surgery:+comprehensive+techniques+for+the+generation+of+mouse+models+of+human+diseases+and+their+application+for+genomic+studies.">Mouse cardiac surgery: comprehensive techniques for the generation of mouse models of human diseases and their application for genomic studies.</a> Physiol Genomics. 16 (3), 349-360 (2004).</li><li>Rockman, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Segregation+of+atrial-specific+and+inducible+expression+of+an+atrial+natriuretic+factor+transgene+in+an+in+vivo+murine+model+of+cardiac+hypertrophy.">Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 88 (18), 8277-8281 (1991).</li><li>deAlmeida, A. C., van Oort, R. J., Wehrens, X. H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transverse+Aortic+Constriction+in+Mice.">Transverse Aortic Constriction in Mice.</a> J Vis Exp JoVE. (38), (2010).</li><li>Grossman, W., Jones, D., McLaurin, L. 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K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+Doppler+signal+processing+for+use+in+mice:+applications.">Pulsed Doppler signal processing for use in mice: applications.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 52 (10), 1771-1783 (2005).</li><li>Shioura, K. M., Geenen, D. L., Goldspink, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+cardiac+function+with+the+pressure-volume+conductance+system+following+myocardial+infarction+in+mice.">Assessment of cardiac function with the pressure-volume conductance system following myocardial infarction in mice.</a> Am J Physiol - Heart Circ Physiol. 293 (5), H2870-H2877 (2007).</li><li>Zhang, B., Davis, J. P., Ziolo, M. 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C., Boehm, O., Meyer, R., Hoeft, A., Kn&#252;fermann, P., Baumgarten, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Murine+Closed-chest+Model+of+Myocardial+Ischemia+and+Reperfusion.">A Murine Closed-chest Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion.</a> J Vis Exp JoVE. (65), (2012).</li><li>Veldhuizen, R. A., Slutsky, A. S., Joseph, M., McCaig, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+mechanical+ventilation+of+isolated+mouse+lungs+on+surfactant+and+inflammatory+cytokines.">Effects of mechanical ventilation of isolated mouse lungs on surfactant and inflammatory cytokines.</a> Eur Respir J. 17 (3), 488-494 (2001).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Die schnelle einsetzende Bluthochdruck durch TAC unterscheidet sich von klinisch relevanten Hypertrophie durch Aortenstenose oder Bluthochdruck verursacht. Dennoch die Verwendung kleiner Tiermodelle Herzinsuffizienz induzieren hat viele Vorteile und daher viele Ermittler11gewählt. Diese geschlossenen Kasten-Modell verbessert die bereits bestehenden Modelle der chirurgischen Technik quer Aortenstenose Verengung in Mäusen4induzieren.
Die wichtigs...

Maus-Modellen werden oft zur menschlichen Krankheiten1zu imitieren. Transversale Aortenstenose Verengung (TAC) wird verwendet, um drucküberlastung induzieren und linke ventricular Hypertrophie2. Das offene Brust TAC-Modell bei Mäusen wurde von Rockman Et Al. bestätigt. 3 und den chirurgischen Eingriff wird ausführlich beschrieben, von DeAlmeida Et al. 4. Banding der transversalen Aorta ist günstiger im Vergleich zur abdominalen Aorta Verengung, denn ein größerer Teil des Umlaufs negative Auswirkungen dieser letztgenannte Vorgehensweise2ausgleichen kann.
Die Streifenbildung der transversalen Aorta führt zu einer erhöhten arteriellen Druck in der aufsteigenden Aorta und Brachiocephalic Arterie aber verlässt ausreichende Durchblutung der Organe über die distalen Gefäße (d. h. die linke gemeinsame Halsschlagader der linken subclavia Arterie, und absteigende Aorta). Dies führt zu eine erhöhte kardiale Nachlast und einer erhöhten Herzwand Stress. Der Wand Stress sinkt anschließend durch Faser Verdickung5. Die chronische Änderung der kardialen Hämodynamik Ergebnisse in Wirtschaft und Dilatation des linken Ventrikels. Auf diese Weise die TAC schafft ein reproduzierbares Modell Herzhypertrophie führt schließlich zu einer Herzinsuffizienz.
Das Standardverfahren zur TAC wie von DeAlmeide Et Al. beschrieben 4 Ansätze der Aortenbogen über eine partielle obere Thorakotomie über Dissektion der Rippen oder dem Brustbein und betreten das Mediastinum sowie den pleural Raum. Dies ermöglicht eine gute Sicht auf den Aortenbogen und seiner Seitenäste. Leider können nicht sezierten Rippen angesetzt werden, die lässt sie frei schwebend und damit eine Veränderung der Atmung Dynamik.
Wir, errichtete daher, eine minimal-invasive geschlossen-Brust Herangehensweise an den Aortenbogen mit einem seitlichen chirurgischen Ansatz über den 2Nd intercostalneuralgie Space. Der größte Vorteil dieses Modells ist die Fähigkeit, TAC auch spanlos durch die Rippen durchzuführen. Das chirurgische Trauma beschränkt sich auf den Einschnitt der Haut und das Sezieren von den Zwischenrippenmuskeln. Dieses Verfahren minimiert das Trauma selbst und hilft, um angemessene Brust Stabilität zu erhalten.
Hier beschreiben wir eine detaillierte schrittweise Prozedur zum TAC bei Mäusen operieren ohne die Summe oder der oberen Thorakotomie. Hochfrequenz-Doppler wurde verwendet, um sicherzustellen, dass der Erfolg der TAC 6,7wie oben beschrieben.

<table><tbody><tr><td>Pressure-volume catheter</td><td>Millar Instruments, USA</td><td>SPR-839</td><td></td></tr><tr><td>Mouse ventilator</td><td>Harvard Apparatus GmbH, Germany</td><td>Minivent - TYPE 845</td><td></td></tr><tr><td>Mouse ventilator</td><td>Harvard Apparatus GmbH, Germany</td><td>Y-connection with intubation cannula OD 1.2mm 73-2844</td><td></td></tr><tr><td>Vaporizer</td><td>Dr&amp;auml;ger Medical AG&amp;amp;CO.KG, Germany</td><td>19.3 Isofluran-Vaporizer (a newer version is available under catalog number&amp;nbsp; D-877-2010)</td><td></td></tr><tr><td>Microscope&amp;nbsp;</td><td>Leica Microsystems, Germany</td><td>MZ 7.5</td><td></td></tr><tr><td>Light source&amp;nbsp;</td><td>Schott AG, Germany</td><td>KL 1500 LCD</td><td></td></tr><tr><td>6-0 Prolene</td><td>Ethicon, USA</td><td>Polypropylene suture BV-1 9.3 mm 3/8c</td><td>suture for surgery</td></tr><tr><td>Seraflex</td><td>Serag Wiessner, Germany</td><td>USP 5/0 schwarz;&amp;nbsp; IC108000&amp;nbsp;</td><td>suture for constriction</td></tr><tr><td>Homoeothermic Controlled Operating Tables</td><td>Harvard Apparatus GmbH, Germany</td><td>Typ 872/3 HT with tripod stand and homoeothermic controller Type 874; 73-4233</td><td></td></tr><tr><td>Flexible Rectal Probe</td><td>Harvard Apparatus GmbH, Germany</td><td>1.6 mm OD; 55-7021</td><td></td></tr><tr><td>Doppler Signal Visualisation Instrument</td><td>Indus Instruments, USA</td><td>Doppler Signal Processing Workstation (DSWP) with 20MHz Pulsed Doppler Module</td><td></td></tr><tr><td>Arruga Intracapsular Forceps</td><td>Altomed, UK</td><td>A5400</td><td></td></tr><tr><td>Doppler Probe</td><td>Indus Instruments, USA</td><td>20MHz Tubing-mounted Probe</td><td></td></tr><tr><td>Jaffe Lid Retractor</td><td>Altomed, UK</td><td>A3513</td><td></td></tr></tbody></table>

a closed-chest model to induce transverse aortic constriction in mice

Forschung auf Herzhypertrophie und Herzinsuffizienz basiert häufig auf Druck Überladung Mausmodellen induziert durch TAC. Das Standardverfahren ist eine partielle Thorakotomie zu visualisieren, die quer Aortenbogen durchzuführen. Allerdings ändert das chirurgische Trauma verursacht durch die Thorakotomie in offenen Brust Modelle die Atmungsphysiologie wie die Rippen werden seziert und verließ nach Brust Schließung ungebunden. Um dies zu verhindern, haben wir einen minimal-invasiven, geschlossenen Brust Ansatz über laterale Thorakotomie gegründet. Hier nähern wir uns der Aortenbogen über den 2Nd intercostalneuralgie Space ohne Eingabe der Brust Hohlräume, verlassen die Maus mit einer weniger traumatischen Verletzung zur Wiederherstellung. Wir führen diese Operation mit standard-Labor-Einstellungen für offenen Brustkorb TAC Verfahren mit gleichen Überlebensraten. Neben der Aufrechterhaltung der physiologischen Atemmustern aufgrund der geschlossenen Brust Ansatz, scheinen die Mäuse zeigen rasche Erholung profitieren, da die weniger invasive Technik, einen schnellen Heilungsprozess zu erleichtern und Immunantwort nach Trauma zu reduzieren scheint.

Eine erfolgreiche TAC garantiert die Induktion der drucküberlastung und linke ventricular Hypertrophie. Eine ad-hoc-Validierung der drucküberlastung lässt sich mit Doppler Messung von Geschwindigkeit, wie in Abbildung 2dargestellt. Während präoperative Blut Strömungsgeschwindigkeit in beide Halsschlagadern entspricht, TAC bewirkt, dass eine erweiterte Blut-Geschwindigkeit in der rechten Halsschlagader durch erhöhten Druck im linken Ventrikel und Aorta ...

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A Closed-chest Model to Induce Transverse Aortic Constriction in Mice

Hier präsentieren wir Ihnen ein Protokoll der transversalen Aortenstenose Verengung (TAC) über eine laterale Thorakotomie. Diese Technik ist ein minimal-invasive, geschlossenen Brust chirurgischer Eingriff mit dem Ziel, drucküberlastung und Herzinsuffizienz bei Mäusen unter Verwendung der Standardeinstellungen TAC-Labor zu simulieren.

Eine geschlossen Kasten Modell quer Aortenstenose Verengung bei Mäusen zu induzieren

Research on cardiac hypertrophy and heart failure is frequently based on pressure overload mouse models induced by TAC. The standard procedure is to ...

a-closed-chest-model-to-induce-transverse-aortic-constriction-in-mice

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Medicine

18.9K Aufrufe.  University Hospital Bonn. Hier präsentieren wir Ihnen ein Protokoll der transversalen Aortenstenose Verengung (TAC) über eine laterale Thorakotomie. Diese Technik ist ein minimal-invasive, geschlossenen Brust chirurgischer Eingriff mit dem Ziel, drucküberlastung und Herzinsuffizienz bei Mäusen unter Verwendung der Standardeinstellungen TAC-Labor zu simulieren.

Serie: A Closed-chest Model to Induce Transverse Aortic Constriction in Mice

The CYP2D6 Animal Model: How to Induce Autoimmune Hepatitis in Mice

Autoimmune hepatitis is a rare but life threatening autoimmune disease of the liver of unknown etiology1,2. In the past many attempts have been made to generate an animal model that reflects the characteristics of the human disease 3-5. However, in various models the induction of disease was rather complex and often hepatitis was only transient3-5. Therefore, we have developed a straightforward mouse model that uses the major human autoantigen in type 2 autoimmune hepatitis (AIH-2), namely hCYP2D6, as a trigger6. Type 1 liver-kidney microsomal antibodies (LKM-1) antibodies recognizing hCYP2D6 are the hallmark of AIH-27,8. Delivery of hCYP2D6 into wildtype FVB or C57BL/6 mice was by an Adenovirus construct (Ad-2D6) that ensures a direct delivery of the triggering antigen to the liver. Thus, the ensuing local inflammation generates a fertile field9 for the subsequent development of autoimmunity. A combination of intravenous and intraperitoneal injection of Ad-2D6 is the most effective route to induce a long-lasting autoimmune damage to the liver (section 1). Here we provide a detailed protocol on how autoimmune liver disease is induced in the CYP2D6 model and how the different aspects of liver damage can be assessed. First, the serum levels of markers indicating hepatocyte destruction, such as aminotransferases, as well as the titers of hCYP2D6 antibodies are determined by sampling blood retroorbitaly (section 2). Second, the hCYP2D6-specific T cell response is characterized by collecting lymphocytes from the spleen and the liver. In order to obtain pure liver lymphocytes, the livers are perfused by PBS via the portal vein (section 3), digested in collagen and purified over a Percoll gradient (section 4). The frequency of hCYP2D6-specific T cells is analyzed by stimulation with hCYP2D6 peptides and identification of IFN&gamma;-producing cells by flow cytometry (section 5). Third, cellular infiltration and fibrosis is determined by immunohistochemistry of liver sections (section 6). Such analysis regimen has to be conducted at several times after initiation of the disease in order to prove the chronic nature of the model. The magnitude of the immune response characterized by the frequency and activity of hCYP2D6-specific T and/or B cells and the degree of the liver damage and fibrosis have to be assessed for a subsequent evaluation of possible treatments to prevent, delay or abrogate the autodestructive process of the liver.

Infection of mice with an Adenovirus expressing the major human autoantigen cytochrome P450 2D6 (hCYP2D6) recognized by sera of patients suffering from type 2 autoimmune hepatitis results in a persistent form of autoimmune-mediated liver disease characterized by extensive hepatitis, fibrosis and generation of a CYP2D6-specific immune response.

Die CYP2D6-Tiermodell: Wie Autoimmune Hepatitis in Mäusen zu induzieren

Autoimmune hepatitis is a rare but life threatening autoimmune disease of the liver of unknown etiology1,2. In the past many attempts have been made to ...

Forschung

Medizin

A Murine Closed-chest Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion

Surgical trauma by thoracotomy in open-chest models of coronary ligation induces an immune response which modifies different mechanisms involved in ischemia and reperfusion. Immune response includes cytokine expression and release or secretion of endogenous ligands of innate immune receptors. Activation of innate immunity can potentially modulate infarct size. We have modified an existing murine closed-chest model using hanging weights which could be useful for studying myocardial pre- and postconditioning and the role of innate immunity in myocardial ischemia and reperfusion. This model allows animals to recover from surgical trauma before onset of myocardial ischemia.
Volatile anesthetics have been intensely studied and their preconditioning effect for the ischemic heart is well known. However, this protective effect precludes its use in open chest models of coronary artery ligation. Thus, another advantage could be the use of the well controllable volatile anesthetics for instrumentation in a chronic closed-chest model, since their preconditioning effect lasts up to 72 hours. Chronic heart diseases with intermittent ischemia and multiple hit models are other possible applications of this model.
For the chronic closed-chest model, intubated and ventilated mice undergo a lateral blunt thoracotomy via the 4th intercostal space. Following identification of the left anterior descending a ligature is passed underneath the vessel and both suture ends are threaded through an occluder. Then, both suture ends are passed through the chest wall, knotted to form a loop and left in the subcutaneous tissue. After chest closure and recovery for 5 days, mice are anesthetized again, chest skin is reopened and hanging weights are hooked up to the loop under ECG control.
At the end of the ischemia/reperfusion protocol, hearts can be stained with TTC for infarct size assessment or undergo perfusion fixation to allow morphometric studies in addition to histology and immunohistochemistry.

Surgical trauma induces an inflammatory response. Cytokines and endogenous ligands are known to modulate myocardial infarct size following ischemia and reperfusion. We present a modified closed-chest model of murine ischemia and reperfusion using hanging weights to minimize effects of thoracotomy.

Ein Maus-Closed-Brust-Modell von Myokardischämie und Reperfusion

Surgical trauma by thoracotomy in open-chest models of coronary ligation induces an immune response which modifies different mechanisms involved in ...

Transverse Aortic Constriction in Mice

Transverse aortic constriction (TAC) in the mouse is a commonly used experimental model for pressure overload-induced cardiac hypertrophy and heart failure.1 TAC initially leads to compensated hypertrophy of the heart, which often is associated with a temporary enhancement of cardiac contractility. Over time, however, the response to the chronic hemodynamic overload becomes maladaptive, resulting in cardiac dilatation and heart failure.2 The murine TAC model was first validated by Rockman et al.1, and has since been extensively used as a valuable tool to mimic human cardiovascular diseases and elucidate fundamental signaling processes involved in the cardiac hypertrophic response and heart failure development. When compared to other experimental models of heart failure, such as complete occlusion of the left anterior descending (LAD) coronary artery, TAC provides a more reproducible model of cardiac hypertrophy and a more gradual time course in the development of heart failure. Here, we describe a step-by-step procedure to perform surgical TAC in mice. To determine the level of pressure overload produced by the aortic ligation, a high frequency Doppler probe is used to measure the ratio between blood flow velocities in the right and left carotid arteries.3, 4 With surgical survival rates of 80-90%, transverse aortic banding is an effective technique of inducing left ventricular hypertrophy and heart failure in mice.

Transverse aortic constriction (TAC) in the mouse is a commonly used experimental model to study mechanisms underlying cardiac hypertrophy and heart failure development. Here, we describe procedures to constrict the aorta to create a reproducible degree of cardiac hypertrophy in mice.

Quer Aorten-Verengung in Mäuse

Transverse aortic constriction (TAC) in the mouse is a commonly used experimental model for pressure overload-induced cardiac hypertrophy and heart ...

Biologie

Assessment of Cardiac Morphological and Functional Changes in Mouse Model of Transverse Aortic Constriction by Echocardiographic Imaging

Transverse aortic constriction (TAC) in mice has been used as a valuable model to study mechanisms of cardiac hypertrophy and heart failure1. A reliable noninvasive method is essential to assess real-time cardiac morphological and functional changes in animal models of heart disease. Transthoracic echocardiography represents an important tool for noninvasive assessment of cardiac structure and function2. Here we used a high-resolution ultrasound imaging system to monitor myocardial remodeling and heart failure progression over time in a mouse model of TAC. B-mode, M-mode, and Doppler imaging were used to precisely assess cardiac hypertrophy, ventricular dilatation, and functional deterioration in mice following TAC. Color and pulse wave (PW) Doppler imaging was used to noninvasively measure pressure gradient across the aortic constriction created by TAC and to assess transmitral blood flow in mice. Thus transthoracic echocardiographic imaging provides comprehensive noninvasive measurements of cardiac dimensions and function in mouse models of heart disease.

The goal of this protocol is to noninvasively assess cardiac structural and functional changes in a mouse model of heart disease created by transverse aortic constriction, using B- and M-mode echocardiography and color/pulse wave Doppler imaging.

Beurteilung der Herz Morphologische und funktionelle Veränderungen in Maus-Modell der Quer Aortakonstriktion durch Echokardiographie

Transverse aortic constriction (TAC) in mice has been used as a valuable model to study mechanisms of cardiac hypertrophy and heart failure1. A reliable ...

Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice

Minimally invasive transverse aortic constriction (MTAC) is a more desirable method for the constriction of the transverse aorta in mice than standard open-chest transverse aortic constriction (TAC). Although transverse aortic constriction is a highly functional method for the induction of high pressure in the left ventricle, it is a more difficult and lengthy procedure due to its use of artificial ventilation with tracheal intubation. TAC is oftentimes also less survivable, as the newer method, MTAC, neither requires the cutting of the ribs and intercostal muscles nor tracheal intubation with a ventilation setup. In MTAC, as opposed to a thoracotomy to access to the chest cavity, the aortic arch is reached through a midline incision in the anterior neck. The thyroid is pulled back to reveal the sternal notch. The sternum is subsequently cut down to the second rib level, and the aortic arch is reached simply by separating the connective tissues and thymus. From there, a suture can be wrapped around the arch and tied with a spacer, and then the sternal cut and skin can be closed. MTAC is a much faster and less invasive way to induce left ventricular hypertension and enables the possibility for high-throughput studies. The success of the constriction can be verified using high-frequency trans-thoracic echocardiography, particularly color Doppler and pulsed-wave Doppler, to determine the flow velocities of the aortic arch and left and right carotid arteries, the dimension of the blood vessels, and the left ventricular function and morphology. A successful constriction will also trigger significant histopathological changes, such as cardiac muscle cell hypertrophy with interstitial and perivascular fibrosis. Here, the procedure of MTAC is described, demonstrating how the resulting flow changes in the carotid arteries can be examined with echocardiography, gross morphology, and histopathological changes in the heart.

Minimally invasive transverse aortic constriction (MTAC) conserves the essentials of regular transverse aortic constriction (TAC) while eliminating the use of a ventilator with tracheal intubation. It proves to be a highly desirable method for high-throughput studies on left ventricular overload, particularly in translational studies.

Minimal Invasive Quer Aortakonstriktion bei Mäusen

Minimally invasive transverse aortic constriction (MTAC) is a more desirable method for the constriction of the transverse aorta in mice than standard ...

Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure overload-induced left ventricular hypertrophy (LVH) and its progression to heart failure. In the majority of the reported investigations, this procedure is performed with intubation and ventilation of the animal which renders it demanding and time-consuming and adds to the surgical burden to the animal. The aim of this protocol is to describe a simplified technique of minimally invasive TAC without intubation and ventilation of mice. Critical steps of the technique are emphasized in order to achieve low mortality and high efficiency in inducing LVH.
Male C57BL/6 mice (10-week-old, 25-30 g, n=60) were anesthetized with a single intraperitoneal injection of a mixture of ketamine and xylazine. In a spontaneously breathing animal following a 3-4 mm upper partial sternotomy, a segment of 6/0 silk suture threaded through the eye of a ligation aid was passed under the aortic arch and tied over a blunted 27-gauge needle. Sham-operated animals underwent the same surgical preparation but without aortic constriction. The efficacy of the procedure in inducing LVH is attested by a significant increase in the heart/body weight ratio. This ratio is obtained at days 3, 7, 14 and 28 after surgery (n = 6 - 10 in each group and each time point). Using our technique, LVH is observed in TAC compared to sham animals from day 7 through day 28. Operative and late (over 28 days) mortalities are both very low at 1.7%.
In conclusion, our cost-effective technique of minimally invasive TAC in mice carries very low operative and post-operative mortalities and is highly efficient in inducing LVH. It simplifies the operative procedure and reduces the strain put on the animal. It can be easily performed by following the critical steps described in this protocol.

The aim of this protocol is to describe step-by-step the technique of minimally invasive transverse aortic constriction (TAC) in mice. By elimination of intubation and ventilation which are mandatory for the commonly used standard procedure, minimally invasive TAC simplifies the operative procedure and reduces the strain put on the animal.

Technik der minimal-invasiven quer Aortenstenose Verengung bei Mäusen für Induktion der linken Ventricular Hypertrophie

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure ...

Studying Left Ventricular Reverse Remodeling by Aortic Debanding in Rodents

To better understand the left ventricular (LV) reverse remodeling (RR), we describe a rodent model wherein, after aortic banding-induced LV remodeling, mice undergo RR upon removal of the aortic constriction. In this paper, we describe a step-by-step procedure to perform a minimally invasive surgical aortic debanding in mice. Echocardiography was subsequently used to assess the degree of cardiac hypertrophy and dysfunction during LV remodeling and RR and to determine the best timing for aortic debanding. At the end of the protocol, terminal hemodynamic evaluation of the cardiac function was conducted, and samples were collected for histological studies. We showed that debanding is associated with surgical survival rates of 70-80%. Moreover, two weeks after debanding, the significant reduction of ventricular afterload triggers the regression of ventricular hypertrophy (~20%) and fibrosis (~26%), recovery of diastolic dysfunction as assessed by the normalization of left ventricular filling and end-diastolic pressures (E/e&#39;&#160;and LVEDP). Aortic debanding is a useful experimental model to study LV RR in rodents. The extent of myocardial recovery is variable between subjects, therefore, mimicking the diversity of RR that occurs in the clinical context, such as aortic valve replacement. We conclude that the aortic banding/debanding model represents a valuable tool to unravel novel insights into the mechanisms of RR, namely the regression of cardiac hypertrophy and the recovery of diastolic dysfunction.

Here we describe a step-by-step protocol of surgical aorta debanding in the well-established mice model of aortic-constriction. This procedure not only allows studying the mechanisms underlying the left ventricular reverse remodeling and regression of hypertrophy but also to test novel therapeutic options that might accelerate myocardial recovery.

Untersuchung des linksventrikulären Reverse Remodeling durch Aortendefletieren bei Nagetieren

To better understand the left ventricular (LV) reverse remodeling (RR), we describe a rodent model wherein, after aortic banding-induced LV remodeling, ...

Operating Transverse Aortic Constriction with Absorbable Suture to Obtain Transient Myocardial Hypertrophy

Based on twice transverse aortic constrictions (TACs) in mice, it is proved that myocardial hypertrophic preconditioning (MHP) could attenuate cardiomyocyte hypertrophy and slow down progression to heart failure. For novices, however, the MHP model is usually quite difficult to establish because of the technical obstacles in ventilator operation, opening the chest repeatedly, and bleeding caused by debanding. To facilitate this model, to increase the surgical success rate and to reduce the incidence of bleeding, we switched to absorbable sutures for the first TAC combing with a ventilator-free technique. Using a 2-week absorbable suture, we demonstrated that this procedure could cause significant myocardial hypertrophy in 2 weeks; and 4 weeks after surgery, myocardial hypertrophy was almost completely regressed to the baseline. Using this protocol, the operators could master the MHP model easily with a lower operation mortality.

This protocol presents an improved method to obtain transient myocardial hypertrophy with absorbable suture, simulating left ventricular hypertrophy decrease after removing pressure overload. It could be valuable for the studies on myocardial hypertrophic preconditioning.

Betrieb der transversalen Aortenverengung mit resorbierbarer Naht zur Erlangung einer transienten Myokardhypertrophie

Based on twice transverse aortic constrictions (TACs) in mice, it is proved that myocardial hypertrophic preconditioning (MHP) could attenuate ...

A Modified Technique for Transverse Aortic Constriction in Mice

Transverse aortic constriction (TAC) is a frequently used surgery in research regarding heart failure and cardiac hypertrophy based on the formation of pressure overload in mouse models. The main challenge of this procedure is to clearly visualize the transverse aortic arch and precisely band the target vessel. Classical approaches perform a partial thoracotomy to expose the transverse aortic arch. However, it is an open-chest model that causes a rather large surgical trauma and requires a ventilator during the surgery. To prevent unnecessary trauma and simplify the operating procedure, the aortic arch is approached via the proximal proportion of the sternum, reaching and binding the target vessel using a small self-made retractor that contains a snare. This procedure can be conducted without entering the pleura cavity and does not need a ventilator or microsurgical operation, which leaves the mice with physiological breathing patterns, simplifies the procedure, and significantly reduces operation time. Due to the less invasive approach and less operation time, mice can undergo fewer stress reactions and recover rapidly.

The present protocol describes a modified and simplified technique with a minimally invasive transverse aortic constriction (TAC) procedure using a self-made retractor. This procedure can be conducted without a ventilator or microscope and introduces pressure overload, eventually leading to cardiac hypertrophy or heart failure.

Eine modifizierte Technik zur transversalen Aortenverengung bei Mäusen

Transverse aortic constriction (TAC) is a frequently used surgery in research regarding heart failure and cardiac hypertrophy based on the formation of ...

Transverse Aortic Arch Banding in Mouse Model: A Minimally Invasive Technique in Mice for Induction of High Pressure in the Left Ventricle

Source: Zaw, A. M. et al. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/video/55293" target="_blank">Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice</a>. J. Vis. Exp. (2017)
In this video, we demonstrate an experimental protocol for minimally invasive transverse aortic constriction in mice to examine pressure overload-induced heart failure.

Transversale Aortenbogenbandbildung im Mausmodell: eine minimalinvasive Technik bei Mäusen zur Induktion von hohem Druck im linken Ventrikel

Source: Zaw, A. M. et al. Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice. J. Vis. Exp. (2017)
In this video, we demonstrate an experimental ...