JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Nederlands

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Verbeterd knaagdiermodel van myocardiale ischemie en reperfusieletsel

Published: March 07, 2022
doi:
10.3791/63510
, , , , , , , , ,
1Department of Cardiology,Affiliated Hospital of Nanjing University of Chinese Medicine, 2Department of Cardiology,Jiangsu Province Hospital of Chinese Medicine, 3First College of Clinical Medicine, Biological Technology Center for Innovation in Chinese Medicine,Nanjing University of Chinese Medicine, 4School of Health Preservation and Rehabilitation,Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Ministry of Education, 5Department of Cardiology,Jiangsu Provincial Hospital of Chinese Medicine, 6Department of Cardiology,Yancheng TCM Hospital Affiliated to Nanjing University of Chinese Medicine, 7Jiangsu Collaborative Innovation Center of Traditional Chinese Medicine (TCM) Prevention and Treatment of Tumor,Nanjing University of Chinese Medicine

Summary

Myocardiale ischemie-reperfusie model van rattenhart wordt verbeterd door gebruik te maken van een zelfgemaakt retractor, polyvinylchloride buis, en een unieke knoopmethode. Elektrocardiogram, trifenyltetrazoliumchloride en histologische kleuring en procentuele overlevingsanalyseresultaten toonden aan dat de verbeterde modelgroep hogere succes- en overlevingskansen heeft dan de reeds bestaande modelgroep.

Abstract

Myocardiale ischemie en reperfusieletsel (MIRI), geïnduceerd door coronaire hartziekten (CHD), veroorzaakt schade aan de cardiomyocyten. Bovendien zijn er aanwijzingen dat trombolytische therapie of primaire percutane coronaire interventie (PPCI) reperfusieletsel niet voorkomt. Er is nog steeds geen ideaal diermodel voor MIRI. Deze studie heeft tot doel het MIRI-model bij ratten te verbeteren om chirurgie gemakkelijker en haalbaarder te maken. Een unieke methode voor het vaststellen van MIRI wordt ontwikkeld door een zachte buis te gebruiken tijdens een belangrijke stap van de ischemische periode. Om deze methode te onderzoeken, werden dertig ratten willekeurig verdeeld in drie groepen: schijngroep (n = 10); experimentele modelgroep (n = 10); en bestaande modelgroep (n = 10). Bevindingen van trifenyltetrazoliumchloridekleuring, elektrocardiografie en procentuele overleving worden vergeleken om de nauwkeurigheid en overlevingskansen van de operaties te bepalen. Op basis van de onderzoeksresultaten is geconcludeerd dat de verbeterde operatiemethode geassocieerd is met een hogere overlevingskans, een verhoogd ST-T-segment en een grotere infarctgrootte, die naar verwachting de pathologie van MIRI beter zal nabootsen.

Introduction

Ischemische hartziekten zijn wereldwijd de belangrijkste doodsoorzaak. Cardiovasculaire mortaliteit speelt wereldwijd een cruciale rol in de volksgezondheid en epidemiologie1. Myocardiale ischemie en reperfusieletsel spelen essentiële functies bij ischemische hartziekten, die verwijst naar een complex pathofysiologisch proces dat uitputting van adenosinetrifosfaat2, overmatige generatie van reactieve zuurstofsoorten3, ontstekingsreacties4 en mitochondriale disfunctie als gevolg van calciumoverbelasting5 omvat, die een acuut myocardinfarct veroorzaakt via metabole disfunctie en structurele schade6.

De gedetailleerde mechanismen die ten grondslag liggen aan myocardiale ischemie en reperfusieletsel (MIRI) blijven echter onbekend. Het huidige werk heeft tot doel een uniek diermodel te ontwikkelen dat de klinische presentatie en behandeling van MIRI adequaat simuleert. Anders, in het proces van MIRI-modelonderzoek, vereisen grote dieren7 (zoals varkens) interventionele chirurgie, wat duur is. Kleine dieren (zoals konijnen8, muizen 9,10,11,12 en ratten13) vereisen delicate chirurgie onder microscopie10, op afstand bestuurbare saccules 8,11, of het hart uit de holteknijpen 9, wat een hoog niveau van technologie vereist en verschillende postoperatieve complicaties kan veroorzaken die de nauwkeurigheid van bevindingen verstoren. Een ideaal MIRI-model met een hogere overlevingskans en lagere kosten zal een cruciale rol spelen in pathologisch onderzoek.

Deze studie was gericht op het bestrijden van deze problemen door een toegankelijker en haalbaarder model van MIRI bij ratten vast te stellen om het onderzoek naar de pathologie van MIRI te vergemakkelijken, wat zou kunnen leiden tot de ontdekking van klinische therapieën voor MIRI.

Protocol

De studie werd goedgekeurd door de Animal Care and Use Committee van de Nanjing University of Chinese Medicine (toestemming nr. 202004A002). De studie volgde strikt de richtlijnen van de National Institutes of Health (NIH) over het gebruik van proefdieren (NIH-publicatie nr. 85-23, herzien 2011). Dertig mannelijke Sprague-Dawley-ratten (gewicht, 300 ± 50 g; leeftijd, 12 ± 14 weken) werden in dit werk gebruikt. 1. Bereiding van dieren Beroof de ratten van voedsel en water gedurende 12 uur vóór de operatie. Preoperatief vasten heeft tot doel longaspiratie te voorkomen14. Steriliseer alle instrumenten vóór de operatie met behulp van een hogedrukstoomsterilisator. Verdoof de ratten door pentobarbitaalnatrium (1,5%, 75 mg/kg) toe te dienen via intraperitoneale injectie (zie Materialentabel). Beoordeel de effectiviteit van anesthesie door de pinch-toe-test uit te voeren.OPMERKING: De rat wordt als voldoende verdoofd beschouwd als er geen reflexen worden waargenomen wanneer zijn achterpoot door het pincet wordt vastgehouden. Maak het middelste gedeelte van twee paperclips recht om een “S” -vorm te vormen. Trek het brede gedeelte van elke “S” naar beneden om een klein oprolmechanisme te vormen. Snijd een buis met een diameter van 2 mm polyvinylchloride (PVC) in stukken van 7 mm lengte. Steek een 10 cm lange 4-0 hechting in de PVC-buis en bind de uiteinden vast. Lireer de linker anterieur dalende (LAD) kransslagader en de PVC buis samen met behulp van een 6-0 hechting. Knip een groef in het midden van de PVC-buis met een oogheelkundige schaar en gebruik de groef om de 6-0 hechtdraad door de buis te rijgen om te voorkomen dat deze eraf valt.OPMERKING: De PVC-buis en de oprolmechanismen in de vorm “S” zijn weergegeven in aanvullende figuur 1. 2. Chirurgische ingreep Voer een operatie uit om het verbeterde MIRI-rattenmodel te genereren volgens de onderstaande stappen.OPMERKING: De diermodelgroep die wordt gegenereerd door de verbeterde MIRI-methode wordt in het hele artikel de experimentele modelgroep genoemd. Na anesthesie (stap 1.2), fixeert u de ledematen van de rat met tape door de rat in rugligging op de chirurgische plank te plaatsen. Scheer de nek en het linker voorste borstgebied met ontharingscrème en reinig de huid met 75% alcohol en jodoforscrub. Knip de huid van de nek in de lengte langs de mediane cervicale lijn met behulp van een oogheelkundige schaar. Scheid de nekspieren met een oogheelkundig pincet en plaats een retractor (stap 1.4) aan elke kant om ze verder in te trekken.OPMERKING: Het is noodzakelijk om de luchtpijp voldoende bloot te stellen, omdat het van cruciaal belang is om bloedingen uit de schildklier tijdens deze stap te voorkomen. Identificeer na het blootleggen van de luchtpijp de ruimte tussen de vierde en vijfde tracheale ringen. Deze ruimte is het prikpunt. Markeer dit punt met de stompe rand van een naaldpunt. Maak op dit punt een incisie van 3 mm parallel aan het cricoid kraakbeen. Plaats een zuigtrocar (zie materiaaltabel) via de incisie (stap 2.1.5) in de luchtpijp en ventileer de rat mechanisch om de normale ademhaling te handhaven met een snelheid van 80 ademhalingen/min en een getijdenvolume van 8 ml/kg. Maak vervolgens een incisie van 4-5 cm van de xiphoid naar het midden van de tweede linker intercostale ruimte terwijl u het scalpel in een hoek van 45 ° houdt. Scheid voorzichtig en langzaam de pectoralis major en serratus anterieure spieren met behulp van een oogheelkundig pincet om toegang te krijgen tot de intercostale ruimte. Maak een incisie van 1,5 cm dwars tussen de linker derde en vierde rib met behulp van een oogheelkundige schaar. Knip indien nodig de vierde rib uit om het hart bloot te leggen dat bedekt is met de linkerlong. Dit geeft een betere zichtbaarheid. Om verwondingen te voorkomen, plaatst u wattenbollen gedrenkt in de fysiologische zoutoplossing boven de longen in de thoracale holte. Ontleed het hartzakje met behulp van een oftalmisch pincet, til het linker atriale aanhangsel op met een pincet en identificeer het coronaire ostium dat aanwezig is aan de wortel van de aortaslagader. In het gedeelte tussen de linkerlong en oorschelp lieren de LAD en de vooraf voorbereide korte buis (stap 1.6) samen met behulp van een 6-0 chirurgische hechting en binden deze vast met een slipknot. Plaats de slipknot in de groef van de PVC-buis en draai de ligatiebuis en LAD vast met een tweede slipknot gedurende 45 min15 (figuur 1A,B). Noteer de kleurverandering in het voorste deel van de linker ventrikel en ST-segmentverhoging op elektrocardiogram (ECG) tijdens de ischemieperiode.OPMERKING: Het voorste deel van de linker ventrikel wordt bleek tijdens de ischemieperiode. Klem de borstspieren en de huid vast met behulp van een slagaderclip en bedek de wond met vochtig zout gaas. Maak de slipknot los en verwijder de vooraf voorbereide korte buis na 45 min15 (figuur 1C). Houd de ratten verdoofd tijdens reperfusie gedurende 2 uur. Voer een operatie uit om het rattenmodel te genereren volgens de eerder gepubliceerde procedure16.OPMERKING: Deze diermodelgroep wordt in het hele artikel de bestaande modelgroep genoemd. Voer vóór ligatie van de LAD-kransslagader dezelfde stappen uit als de experimentele modelgroep. Tijdens de ischemische periode lieert u de proximale LAD-kransslagader van elke rat met een slipknot alleen met behulp van een 6-0 chirurgische hechting op dezelfde positie als de experimentele modelgroep en bindt u een slipknot gedurende 45 minuten. Maak na de ligatie de slipknot los met een pincet, hecht de incisies van de rat met een hechtnaald en pincet en houd het dier gedurende de periode van reperfusie17,18,19 gedurende 2 uur in diepe anesthesie van 1,5% pentobarbitaaldrium voordat het hart van de rat wordt geoogst. 3. Beoordeling van trifenyltetrazoliumchloridekleuring Aan het einde van de reperfusie worden de ratten geëutiseerd terwijl ze nog steeds diep verdoofd zijn. Offer de ratten en oogst hun hart16,20 onmiddellijk. Was de harten in PBS-oplossing en bewaar ze bij −20 °C gedurende ~20 minuten om de weefsels uit te harden. Snijd vervolgens de harten in plakjes van 2 mm met een microtoommes, incubeer ze met 2% trifenyltetrazoliumchloride (TTC) (zie Materiaaltabel) bij 37 °C gedurende ~ 30 minuten en fixeer ze in 10% neutrale formaline. Fotografeer de hartplakken en bereken de infarctgebieden met behulp van een beeldverwerkingsprogramma van ImageJ-software (zie Tabel met materialen).OPMERKING: Vanwege de kleuring lijken de infarctplaatsen bleekwit, terwijl normale weefsels donkerrood lijken. 4. Histologische kleuring Oogst de harten onder diepe anesthesie van 1,5% pentobarbital natrium aan het einde van de reperfusieperiode. Bevestig de harten in 10% formaline bij 4 °C gedurende 48 uur. Snijd vervolgens de harten met een microtoom in ten minste 6 plakjes (5 μm dik) en zorg voor ten minste drie plakjes voor hematoxyline en eosine (H & E) en Masson-kleuring20,21. Bekijk de dia’s onder een lichtmicroscoop en fotografeer ze. 5. Ecg-beoordeling Verdeel dieren willekeurig in experimentele of bestaande MIRI-modelgroepen of schijngroepen om de ECG-veranderingen te beoordelen. Anesthetiseer alle ratten tijdens de chirurgische ligaties en beoordeel standaard ledemaatlood II traceer20,21 om ECG-veranderingen te identificeren en myocardiale ischemie te bevestigen. Sla alle afbeeldingen op in een digitale bibliotheek. 6. Statistische analyse Statistische analyses uitvoeren met behulp van wetenschappelijke grafiek- en statistische software (zie Materialentabel). Druk alle gegevens uit als gemiddelde ± standaardfout van het gemiddelde. Na normaliteits- en lognormaliteitstests van elke groep, voert u een eenrichtingsanalyse uit van variantie en t-tests22 om significante verschillen tussen de groepen te bepalen. Beschouw p-waarde <0,05 als statistisch significant.

Representative Results

TTC kleuringHartsecties van ratten die de bestaande of verbeterde MIRI-procedure of schijnoperatie ondergingen, werden gekleurd met TTC en de beelden werden digitaal opgeslagen en geanalyseerd met Behulp van ImageJ. Ratten die de reeds bestaande of verbeterde MIRI-procedures ondergingen, hadden hartinfarcten, terwijl ratten uit de schijngroep dat niet deden (figuur 2B). Vergeleken met ratten in de schijngroep hadden ratten in de bestaande (p < 0,0001) en experimentele (p < 0,0001) MIRI-modelgroepen een significant verschil in myocardinfarctgrootte en had de experimentele modelgroep een grotere myocardinfarctgrootte dan de bestaande modelgroep (p = 0,0176) (figuur 3B). Histologische kleuringAnalyse van monsters gekleurd met H&E- en Masson-vlekken22,23 toonde aan dat in vergelijking met de schijngroep de cardiomyocyten van zowel de experimentele als de bestaande modelgroepen kritieke schade en nucleolyse hadden ondervonden en waren geïnfiltreerd door talrijke neutrofielen (figuur 3). ECG-testDe ECG ST-T-segmenten van ratten in de bestaande en experimentele MIRI-modelgroepen waren verhoogd in vergelijking met die van ratten in de schijngroep (figuur 4A), en de verschillen tussen het experimentele model en schijngroepen (p < 0,0001) of het bestaande model en schijngroepen (p < 0,0001) waren significant (figuur 4B). Verder was het ST-T segment in de experimentele modelgroep hoger dan in de bestaande modelgroep (p = 0,0274) (figuur 4C). Procent overlevingDe overlevingskans was significant verschillend tussen de twee MIRI-modelgroepen (figuur 4D). Vier van de tien ratten stierven in de bestaande modelgroep. Het sterftecijfer was 40% tijdens de reperfusieperiode. Daarentegen stierf geen van de ratten in de experimentele modelgroep tijdens de operatie, wat aantoont dat het huidige verbeterde model een hogere overlevingskans had (p = 0,0291). Figuur 1: Belangrijkste stappen van de myocardiale ischemische en reperfusie letsel (MIRI) modelchirurgie. Groene punten geven het protocol van ligatuur aan tijdens de ischemische periode, inclusief het plaatsen van de zachte buis op de kransslagaders (A), het haken van de hechtlijn in de groef van de vooraf voorbereide zachte buis (B), het losmaken van de slipknot en het verwijderen van de zachte buis wanneer de reperfusieperiode werd gestart (schaalbalk = 1 cm) (C ). LAA: Linker boezemaanhangsel, RAA: Rechter atriumaanhangsel, LAD: Linker voorste aflopend, RCA: Rechter kransslagader, IVC: Inferieur Vena Cava, SVC: Superior Vena Cava, AO: Aorta Arterie, PA: Longslagader. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 2: De hele chirurgische procedure en verschillen in trifenyltetrazoliumchloride (TTC) kleuring tussen verschillende groepen. Het vooraf voorbereide kleine retractor (scale bar = 15 mm), soft tube (scale bar = 10 mm) en de hele operatie (scale bar = 15 mm) worden getoond (A). Dertig ratten werden willekeurig verdeeld in de experimentele (n = 10), schijngroep (n = 10) en bestaande model (n = 10) groepen. TTC-kleuring gaf aan dat zowel de experimentele als de bestaande modellengroepen significante veranderingen vertoonden in vergelijking met de schijngroep (B). De voorste wand van het myocardium in het experimentele en de zijwand in de bestaande modelgroepen kleurden bleekwit, wat de locatie van het ischemische gebied (schaalbalk = 5 mm) bevestigde. Het “bestaande model” wordt afgebeeld als het “oude model” in de figuur. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 3: Verschillen in H&E- en Masson-kleuring tussen groepen. Dertig mannelijke Sprague Dawley-ratten werden willekeurig verdeeld in de experimentele (n = 10), shamgroep (n = 10) en bestaande model (n = 10) groepen, en de vergelijking van celmorfologische veranderingen tussen groepen wordt getoond (schaalbalk = 2 mm). Hematoxyline en Eosine (H & E) en Masson-kleuring tonen aan dat myocardiale cellen van het experimentele model en bestaande modelgroepen kritieke schade, nucleolyse, hebben en worden geïnfiltreerd door talrijke neutrofielen in vergelijking met die van de schijngroep (schaalbalk = 100 μm). Het “bestaande model” wordt afgebeeld als het “oude model” in de figuur. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Figuur 4: Verschillen in statistische resultaten tussen groepen. Dertig mannelijke Sprague Dawley-ratten werden willekeurig verdeeld in de experimentele (n = 10), schijngroep (n = 10) en bestaande model (n = 10) groepen. Elektrocardiogrambevindingen tonen aan dat in vergelijking met de reeds bestaande modelgroep, de experimentele modelgroep een grotere myocardinfarctgrootte heeft (****p < 0,0001, *p = 0,0176) (A), een hogere ST-segmentverhoging (****p < 0,0001, *p = 0,0274) (B) en een hoger overlevingspercentage (p = 0,0291) (C ). Vooral ratten van de bestaande modelgroep hadden meer kans om te sterven aan het begin van de ischemieperiode en het begin van de reperfusieperiode (D). Het “bestaande model” wordt afgebeeld als het “oude model” in de figuur. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Aanvullende figuur 1: De details van het voorgeprepareerde oprolmechanisme en de PVC-buis. Het vooraf voorbereide retractor (A) en pvc-buis (B) worden getoond. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Discussion

Het belangrijkste verschil tussen de reeds bestaande en verbeterde methoden was het gebruik van PVC-buizen in het ligatieproces. In de bestaande operatiemethode werd het myocardiale weefsel geligeerd met behulp van alleen de 6-0 zijden hechting, die schade aan het myocard veroorzaakte tijdens ligatie, wat resulteerde in intraoperatieve dood. Bovendien zou de pulsatie van het hart de slipknot losmaken. In de verbeterde methode met de PVC-buis daarentegen kon de slipknot die in de groef van de buis werd geplaatst, worden aangespannen en nam het gebied van het myocardium dat door ligatie werd beïnvloed toe. Deze voordelen werden waargenomen tijdens de experimentele procedure en bevestigd door de TTC-kleuring en procentuele overlevingsbevindingen.

De cruciale stap van de verbeterde operatiemethode was het plaatsen van de zachte buis op de proximale LAD-kransslagader, vergezeld van zenuwen, lymfevaten en myocardiaal weefsel tijdens ligatie in de ischemische periode. Deze vooraf voorbereide zachte buis kan fungeren als een kussen dat de perifere weefsels (zenuwen, myocardie en lymfevaten) beschermt en de mortaliteit tijdens de ligatie van de kransslagader vermindert. De operatie die volgens de reeds bestaande methode werd uitgevoerd, was vergelijkbaar met de operatie voor een hartinfarct. De procentuele overlevingsbevindingen gaven aan dat ratten in de bestaande modelgroep voornamelijk stierven tijdens de ischemische periode (twee ratten stierven 2 minuten na ligatie en twee ratten stierven 45 minuten na ligatie). Anders zijn de onderliggende doodsoorzaken nog steeds onduidelijk en zijn er een reeks hypothesen, waaronder extra schade aan de zenuwstructuren23, lymfevaten en myocardie.

Met betrekking tot zenuwschade hebben eerdere studies aangetoond dat tijdens de ischemische periode in het diermodel, naast de directe lokale effecten van ischemie op de zenuwstructuren, er waarschijnlijk ook een significante afname is van neuropeptide Y (NPY) niveaus die bijdragen aan verstoringen in axoplasmatisch transport in de sympathische innervatie24. Deze bevinding komt overeen met de resultaten gerapporteerd door Han et al.25, die onthulden dat een geleidelijke verdwijning van NPY optrad in het infarct myocardium na ligatie van de LAD-kransslagader bij ratten. De rol van NPY in deze context blijft echter onduidelijk. De deletie verzwakt hartdisfunctie en apoptose tijdens acuut myocardinfarct26 en wordt geassocieerd met aritmie27, hoge bloeddruk en coronaire microvasculaire functie28.

Bovendien trad nadelige obstructie van de cardiale lymfestroom op tijdens de ischemische periode, wat leidde tot ernstig hartoedeem, linkerdisfunctie en bloedingen29, wat een andere doodsoorzaak bij ratten zou kunnen zijn. Tijdens dit pathologische proces kan de ligatuur van de LAD-kransslagader worden toegeschreven aan de obstructie van kransslagaders of cardiaal lymfetransport binnen het infarctgebied, wat extra complicaties kan veroorzaken, zoals nadelige remodellering van de epicardiale collectorlymfevaten, verminderde lymfestroom en aanhoudend oedeem30.

Daarom speelt de circulatie in lymfevaten een functionele rol bij cardiale homeostase31 en wondgenezing32, en de procentuele overlevingsbevindingen in deze studie suggereren dat de verbeterde MIRI-chirurgische procedure lymfatische schade kan voorkomen en lymfatische reperfusie kan bevorderen door de zachte buis op de LAD-kransslagader te plaatsen tijdens ligatuur. Ter vergelijking: de bestaande operatiemethode heeft meer kans om de hartspier te scheuren en een enorme bloeding te veroorzaken tijdens de ligatie van de LAD-kransslagader, zonder het dempende effect van de zachte buis. Bovendien was de vooraf voorbereide diameter van de zachte buis veel groter dan de 6-0 zijden hechtdraad, en de buis kan een grotere infarctgrootte hebben samengetrokken en geïnduceerd toen de slipknot tijdens de ischemische periode aan de buis was gebonden.

Deze studie had een paar beperkingen. De grootte van het infarct van het hart werd geanalyseerd in het voorlopige experiment. De substitutieformule (N = 7,75) werd berekend met behulp van een eerder gerapporteerde vergelijking33. Gezien de mogelijke dood van ratten tijdens de operatie, werd N verhoogd met 25%; daarom werd n = 10 (tien ratten voor elke groep) bepaald. Anders had de reeds bestaande methode om het MIRI-model te genereren een hoog sterftecijfer. Daarom beïnvloedden weinig gevallen (lage steekproefomvang) in de experimentele modelgroep de statistische bevindingen. Verschillende beoordelingen, waaronder echocardiografie30, Evans blue staining34 en de myocardiale enzymmeting35, waren essentieel voor de evaluatie en analyse van de hartfunctie. Vanwege de lage steekproefomvang van dit werk werden deze beoordelingen niet uitgevoerd en zullen ze worden beschreven in een toekomstige studie van farmacodynamisch onderzoek in MIRI. Gezien het feit dat de bestaande chirurgische procedure om het MIRI-model te genereren echter geassocieerd is met uitgebreide myocardiale schade, is het de moeite waard om deze huidige methode te rapporteren om de modellering van MIRI bij ratten te verbeteren en licht te werpen op dit preklinische model dat ischemische hartziekten correct simuleert.

Kortom, de verbeterde operatiemethode om het MIRI-model te genereren had een hogere overlevingskans, een verhoogd ST-T-segment en een grotere infarctgrootte dan de bestaande MIRI-modelgeneratiemethode, wat suggereert dat het verbeterde model miri-pathologie beter simuleert.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit werk werd ondersteund door de Administration of Traditional Chinese Medicine [SLJ0204], het Jiangsu Provincial Hospital of Chinese Medicine (Y21017), de National Natural Science Foundation of China [81973763, 81973824,82004239].

Materials

10% Neutral Formalin Chunyu, China _
2,3,5-Triphenyl-2H-Tetrazolium Chloride Solarbio, China T8107
75% Alchol SCR, China 10009261
Artery Clip Zhonglin Dongsheng, China 6.5cm
Camera Olympus Corporation, Japan EPL5
Cotton ball Huachen, China _
Dpilatory cream Veet, China _
Eye speculum Shanghai Jingzhong, China _
Gauze Zhonggan, China _
GraphPad GraphPad Software, USA 8.0
H&E Kit Solarbio, China G1120
High-pressure steam sterilizer TOMY, Japan SX-500
ImageJ NIH, USA _
Masson Kit Solarbio, China G1340
Medical Tape Mr.Song, China _
Microscope Olympus Corporation, Japan CKX31
Microscopy TEKSQRAY, China _
Microtome Leica, Germany RM2235
Microtome Blade Leica, Germany 819
Needle holder Shanghai Jingzhong, China _
Ophthalmic scissors Shanghai Jingzhong, China _
Ophthalmic tweezers Shanghai Jingzhong, China _
Paper clip Chenguang, China ABS91613
Physiological saline solution Kelun, China _
Powerlab ECG ADINSTRUMENTS ,China 4/35
PVC tube Guanzhijia, China _
Small animal ventilator TECHMAN, China HX-101E
Sodium Pentobarbital SIGEMA, USA 1030001
Suction trocar TECHMAN, China HX-101E
Suture line Lingqiao, China 4-0
Suture needle with thread Shanghai Pudong Jinhua Medical Products Co LTD, China 6-0
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mozaffarian, D., et al. Heart disease and stroke statistics-2016 update: a report from the American heart association. Circulation. 133 (4), 38 (2016).
  2. Allen, D. G., Orchard, C. H. Myocardial contractile function during ischemia and hypoxia. Circulation Research. 60 (2), 153-168 (1987).
  3. Ashraf, M. I., et al. A p38MAPK/MK2 signaling pathway leading to redox stress, cell death and ischemia/reperfusion injury. Cell Communication and Signaling. 12, 6 (2014).
  4. Hernandez-Resendiz, S., et al. The role of redox dysregulation in the inflammatory response to acute myocardial ischaemia-reperfusion injury – adding fuel to the fire. Current Medicinal Chemistry. 25 (11), 1275-1293 (2018).
  5. Heidrich, F., et al. The role of phospho-adenosine monophosphate-activated protein kinase and vascular endothelial growth factor in a model of chronic heart failure. Artificial Organs. 34 (11), 969-979 (2010).
  6. Shen, Y., Liu, X., Shi, J., Wu, X. Involvement of Nrf2 in myocardial ischemia and reperfusion injury. International Journal of Biological Macromolecules. 125, 496-502 (2019).
  7. Hinkel, R., et al. AntimiR-21 prevents myocardial dysfunction in a pig model of ischemia/reperfusion injury. Journal of the American College of Cardiology. 75 (15), 1788-1800 (2020).
  8. Torrado, J., et al. Sacubitril/Valsartan averts adverse post-infarction ventricular remodeling and preserves systolic function in rabbits. Journal of the American College of Cardiology. 72 (19), 2342-2356 (2018).
  9. Guan, L., et al. MCU Up-regulation contributes to myocardial ischemia-reperfusion Injury through calpain/OPA-1-mediated mitochondrial fusion/mitophagy Inhibition. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 23 (11), 7830-7843 (2019).
  10. Fan, Q., et al. Dectin-1 contributes to myocardial ischemia/reperfusion injury by regulating macrophage polarization and neutrophil infiltration. Circulation. 139 (5), 663-678 (2019).
  11. Huang, C., et al. Effect of myocardial ischemic preconditioning on ischemia-reperfusion stimulation-induced activation in rat thoracic spinal cord with functional MRI. International Journal of Cardiology. 285, 59-64 (2019).
  12. Li, D., et al. Cardioprotection of CAPE-oNO2 against myocardial ischemia/reperfusion induced ROS generation via regulating the SIRT1/eNOS/NF-κB pathway in vivo and in vitro. Redox Biology. 15, 62-73 (2018).
  13. Cui, Y., Wang, Y., Liu, G. Protective effect of Barbaloin in a rat model of myocardial ischemia reperfusion injury through the regulation of the CNPY2PERK pathway. International Journal of Molecular Medicine. 43 (5), 2015-2023 (2019).
  14. Lin, M. W., et al. Prolonged preoperative fasting induces postoperative insulin resistance by ER-stress mediated Glut4 down-regulation in skeletal muscles. Int J Med Sci. 11 (5), 1189-1197 (2021).
  15. Wu, J., et al. Sevoflurane alleviates myocardial ischemia reperfusion injury by inhibiting P2X7-NLRP3 mediated pyroptosis. Frontiers in Molecular Biosciences. 26 (8), 768594 (2021).
  16. Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. H., McConnell, B. K. Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments. (48), e2464 (2011).
  17. Zhang, C. X., et al. Mitochondria-targeted cyclosporin: A delivery system to treat myocardial ischemia reperfusion injury of rats. Journal of Nanobiotechnology. 17 (1), 18 (2019).
  18. Liu, X. M., et al. Long non-coding RNA MALAT1 modulates myocardial ischemia-reperfusion injury through the PI3K/Akt/eNOS pathway by sponging miRNA-133a-3p to target IGF1R expression. European Journal of Pharmacology. 916, 174719 (2022).
  19. Li, L., et al. Ginsenoside Rg3-loaded, reactive oxygen species-responsive polymeric nanoparticles for alleviating myocardial ischemia-reperfusion injury. Journal of Controlled Release. 317, 259-272 (2020).
  20. Mickelson, J. K., et al. Streptokinase improves reperfusion blood flow after coronary artery occlusion. International Journal of Cardiology. 23 (3), 373-384 (1989).
  21. Verscheure, Y., Pouget, G., De Courtois, F., Le Grand, B., John, G. W. Attenuation by R 56865, a novel cytoprotective drug, of regional myocardial ischemia- and reperfusion-induced electrocardiographic disturbances in anesthetized rabbits. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 25 (1), 126-133 (1995).
  22. Fan, M. L., et al. Animal model of coronary microembolization under transthoracic echocardiographic guidance in rats. Biochemical and Biophysical Research Communications. 568 (3), 174-179 (2021).
  23. Lim, M., et al. Intravenous injection of allogeneic umbilical cord-derived multipotent mesenchymal stromal cells reduces the infarct area and ameliorates cardiac function in a porcine model of acute myocardial infarction. Stem Cell Research & Therapy. 9 (1), 129 (2018).
  24. Trautner, H., et al. Heart innervation after ligation of the left anterior descending coronary artery (LAD). Histochemistry. 92 (2), 103-108 (1989).
  25. Han, C., Wang, X. A., Fiscus, R. R., Gu, J., McDonald, J. K. Changes in cardiac neuropeptide Y after experimental myocardial infarction in rat. Neuroscience Letters. 104 (1-2), 141-146 (1989).
  26. Huang, W., et al. Deletion of neuropeptide Y attenuates cardiac dysfunction and apoptosis during acute myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 10, 1268 (2019).
  27. Kalla, M., et al. The cardiac sympathetic co-transmitter neuropeptide Y is pro-arrhythmic following ST-elevation myocardial infarction despite beta-blockade. European Heart Journal. 41 (23), 2168-2179 (2020).
  28. Cuculi, F., et al. Relationship of plasma neuropeptide Y with angiographic, electrocardiographic and coronary physiology indices of reperfusion during ST elevation myocardial infarction. Heart (British Cardiac Society). 99 (16), 1198-1203 (2013).
  29. Vuorio, T., Tirronen, A., Ylä-Herttuala, S. Cardiac Lymphatics – a new avenue for therapeutics. Trends in Endocrinology and Metabolism: TEM. 28 (4), 285-296 (2017).
  30. Henri, O., et al. Selective stimulation of cardiac lymphangiogenesis reduces myocardial edema and fibrosis leading to improved cardiac function following myocardial infarction. Circulation. 133 (15), 1484-1497 (2016).
  31. Oliver, G., Kipnis, J., Randolph, G. J., Harvey, N. L. The lymphatic vasculature in the 21st century: novel functional roles in homeostasis and disease. Cell. 182 (2), 270-296 (2020).
  32. Klotz, L., et al. Cardiac lymphatics are heterogeneous in origin and respond to injury. Nature. 522 (7554), 62-67 (2015).
  33. Percie du Sert, N., et al. Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0. PLoS Biology. 18 (7), 3000411 (2020).
  34. Miller, D. L., Li, P., Dou, C., Armstrong, W. F., Gordon, D. Evans blue staining of cardiomyocytes induced by myocardial contrast echocardiography in rats: evidence for necrosis instead of apoptosis. Ultrasound in Medicine & Biology. 33 (12), 1988-1996 (2007).
  35. Deng, C., et al. α-Lipoic acid reduces infarct size and preserves cardiac function in rat myocardial ischemia/reperfusion injury through activation of PI3K/Akt/Nrf2 pathway. PLoS ONE. 8 (3), 58371 (2013).

Tags

Myocardial IschemiaReperfusion InjuryRodent ModelSelf-made RetractorPolyvinyl Chloride TubeKnotting MethodSurvival RateImpact SizeAnesthesiaPaper ClipsPVC TubeSutureOphthalmic ScissorsTapeDepilatory CreamAlcoholIodophor ScrubNeck MusclesTracheaTracheal RingsSuction TrocarMechanical VentilationIncisionPectorals MajorSerratus AnteriorIntercostal SpacePericardiumLeft Atrial AppendageCoronary Ostium

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Tong, H., Fan, M., Sun, T., Zhang, H., Han, J., Wang, M., Chen, J., Sun, W., Chen, X., Wu, M. Improved Rodent Model of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury. J. Vis. Exp. (181), e63510, doi:10.3791/63510 (2022).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image