鳥類胚における左心房結紮術は、血管発生初期における血行動態負荷の変化のモデルとして

先天性心疾患(CHD)は、胚発生の異常によって起こる構造的疾患^です1。遺伝的状態に加えて、病因は機械的負荷の変化の影響を受けます^2,3。先天性心疾患である左心低形成症候群(HLHS)は^{、出生時に}心室/大動脈が未発達になり4、死亡率が高い^5,6。その臨床管理の最近の進歩にもかかわらず、HLHSの血管の成長と発達のダイナミクスはまだ不明です⁷。正常な胚発生では、左心室(LV)心内膜および心筋は、初期胚性心臓管形成が進行するにつれて心臓前駆細胞に由来する。心筋線維柱帯、肥厚層、および心筋細胞増殖の段階的な^{存在が報告されています}2。HLHSでは、線維柱帯リモデリングの変化と左心室の平坦化が観察され、異常な心筋細胞の移動による心筋形成不全にさらに寄与します2,8,9,10

心臓の発達を研究し、血行動態を理解するために広く使用されているモデル生物¹¹の中で、鳥類の胚は、その4室の成熟した心臓と培養の容易さのために好まれています11,12,13,14。一方、ゼブラフィッシュの胚とトランスジェニック/ノックアウトマウスの高度なイメージングアクセスには、明確な利点があります^11,12。鳥類の胚に対して、心血管成分の発達における壁内圧と壁せん断応力を変化させるさまざまな機械的介入がテストされています。これらのモデルには、左硝子体結紮術、コノトランカルバンディング¹⁵、および左心房結紮術(LAL)^11,12,16が含まれます。機械的負荷の変化による結果の表現型は、早期予後に焦点を当てた研究における外科的介入の約24〜48時間後に観察できます^11,13。LAL介入は、房室開口部の周囲に縫合糸ループを配置することにより、左心房(LA)の機能容積を狭める一般的な技術です。同様に、右心房結紮術(RAL)を標的とする顕微外科的介入も行われている^17,18。同様に、一部の研究者は、LA^19,20の体積を減らすために、マイクロクリップを使用して左心耳(LAA)を標的としています。いくつかの研究では、外科用ナイロン糸が房室リンパ節^19,21に適用される。使用される介入の 1 つは LAL で、HLHS を模倣できますが、非常に細かい顕微鏡手術が必要なため、サンプル収量が非常に少ないため、実行が最も難しいモデルでもあります。私たちの研究室では、LALはハンバーガーハミルトン(HH)ステージ20と21の間の卵子で行われ、総心房が完全に中^隔6,14,22,23になる前です。LAの周囲に外科的縫合糸を配置し、心臓内血流を変化させます。HLHSのLALモデルでは、心室壁の剛性の増加、筋線維の角度の変化、およびLV腔サイズの減少が観察されます^14,24。

このビデオ記事では、 in ovo LALの詳細なプロトコルとアプローチが提供されています。簡単に言うと、受精した鳥類の胚を顕微鏡手術のためにインキュベートし、卵殻を割って開き、外膜と内膜をきれいにしました。その後、胚をゆっくりと回転させて、LAにアクセスできるようにしました。10-0ナイロン製の外科的縫合糸を心房芽に結び付け、胚を元の向きに戻して、LAL手順²⁵を完了しました。LALと正常心室は、光干渉断層撮影法と基本的な組織学 を介して 、組織の圧縮と心室容積について比較されます。

本稿で説明したように、LALモデルパイプラインの運用に成功すれば、心血管系成分の胚発生に焦点を当てた基礎研究に貢献することが期待されます。このモデルは、遺伝子操作や高度なイメージングモダリティと組み合わせて使用することもできます。同様に、急性LALモデルは、組織培養実験のための病変血管細胞の安定した供給源です。