Die vorliegenden Studien wurden vom United States National Institutes of Health Zuschuss R01-HL092188, R01-DK083385 und R01HL098294 und Stiftung für Anästhesie Bildung und Forschung (FAER) gewährt HKE und ein DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) Research Fellowship (GR2121/1- 1) und der American Heart Association Grant AG.

Allgemeine Bemerkungen. Alle Arbeiten sind unter einer aufrechten Binokular (Leica) und mit Hilfe eines chirurgischen Koagulator durchgeführt werden. Die Mäuse in den experimentellen und Schein-Gruppen sollten im Alter und Gewicht angepasst werden, um die Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Temperatur, Blutdruck, Anästhesie und Flüssigkeitszufuhr sollte stabil sein und überwacht während des gesamten Experiments. 1. Anästhesie und Chirurgie <ol><li> C57BL / 6 Mäusen sollte innerhalb einer Altersspanne von 10 bis 16 Wochen betragen und sie sollten geschlechtsspezifische abgestimmt in den jeweiligen Gruppen sein. </li><li> Anesthetize Mäuse mit Natrium-Pentobarbital (70 mg / kg Körpergewicht ip) und Aufrechterhaltung einer Narkose mit ca. 10 mg / kg / h Natriumpentobarbital. Eine Überdosierung kann deutlich den Blutdruck senken und somit können die Ergebnisse verändern. </li><li> Ort Mäusen auf eine Temperatur gesteuerte beheizte Tisch (RT, Effenberg, München, Deutschland) mit einer rektalen Sonde zu einem Thermometer thermischer Rückführung befestigtSteuerung der Körpertemperatur bei 37 ° C zu halten </li><li> Platz Mäuse in Rückenlage auf dem OP-Tisch, mit den oberen und unteren Enden an dem Tisch mit entfernbaren Klebeband. </li><li> Im Falle des Überlebens Experimente richtige aseptische Techniken einschließlich Clipping von Haaren, Desinfektion der Haut mit Iodophoren (zB Betadine), sterile Handhabung der Instrumente autoklaviert und mit Masken eine sterile Handschuhe für den Chirurgen erforderlich. </li></ol> 2. Portal Triad Occlusion <ol><li> Bedecken Sie den Einschnitt mit Mineralöl um das Einatmen von Maus Haare durch Schneiden der Haut und verhindert so das Risiko von Allergien Maus Haare zu verhindern. Führen Mittellinie Laparotomie und Inzision der Linea alba bis zum oberen Ende, so dass Sie leicht entlarven die Leber. Wenn möglich, führen Sie den Schnitt mit einer Koagulationselektrode (Erbe, ICC50, Tübingen, Deutschland), um eine Blutung zu verhindern. </li><li> Legen Sie die Heiz-Tabelle mit der Maus in der Lage, dass der Schwanz Richtung istTed für den Chirurgen. Diese Position bietet Ihnen die beste Einstellung zu lokalisieren und den Dreiklang, um die Naht zu platzieren. </li><li> Anschließend verdrängt man das Darm auf der rechten Seite mit einem feuchten Wattestäbchen Wattestäbchen, das Portal Dreiklang aussetzen. </li><li> Geringfügig verschieben den Median und linken Lappen in Richtung der Membran und der rechte Lappen in Richtung Darm. Das gibt Ihnen einen klaren Blick auf das Portal Dreiklang oberhalb der Bifurkation der rechten, mittleren / linken Lappen. </li><li> Überprüfen Sie sorgfältig das Portal Dreiklang und halten Sie die rechte Lappen sanft mit einer Pinzette fad. Das gibt Ihnen eine schöne Aussicht auf dem linken Portal Dreiklang. </li><li> Einmal visuell festgestellten Ort die Nadel mit dem Faden (7/0 Nylonnaht; Ethicon, Norderstedt, Deutschland) über einen Nadelhalter unter dem linken Portal Dreiklang, einschließlich der Leberarterie, Lebervene, und Gallengang von der linken auf die rechte Seite der Maus. </li><li> Der Stich muss eng sein, unter dem Dreiklang. Ein tiefer Stich kann zu Verletzungen der Vena Vaca unterlegen, die unter befindetder Dreiklang. Deshalb halten Sie die rechte Leberlappen nach unten mit der Zange, um die Vena Cava, bevor Sie den Stich zu identifizieren. </li><li> Nehmen Sie die Spitze der Nadel auf der rechten Seite mit einer Pinzette heraus und ziehen Sie sie vorsichtig aus der Leber Bereich ohne Verletzung der Leber. </li><li> An jedes Ende des Fadens ein Eppendorf-Röhrchen (etwa 3 g, mit Wasser gefüllt) und stellen sowohl Fadenenden über Nahtmaterial Halter. Platzieren Sie die Fadenhalter distal von der Masche, so dass die Naht nicht mit der rechten Triade stören. </li><li> Durch die Anwendung der Gewichtungen der Triade wird sofort verschlossen, wodurch Unterbrechung der Blutversorgung des linken und mittleren Lappen der Leber. Erfolgreiche Okklusion kann leicht durch visuelle Inspektion der blasse Blanchieren der ischämischen Lappen bestätigt werden. Im Gegensatz dazu die Änderung der Farbe sofort verschwindet, wenn die Gewichte hängen von den Polen freigesetzt werden und die Leber reperfundiert. Diese partielle hepatische Ischämie-Modell vermeidet Staus mesenterialen durch die Erhaltung Blood Strömung zu den rechten Leberlappen. </li><li> Ersetzen Sie den Darm in die Bauchhöhle. Halten Sie die Leber und Darm warm mit einem feuchten Wattestäbchen mit Wasser bei 37,0 ° C eingetaucht Neben der Körpertemperatur stabil zu halten decken die Mäuse, die mit handelsüblichen Frischhaltefolie nach Beendigung der Operation. </li><li> Führen Ischämie nach experimentellen Protokoll erforderlich. Nach einer definierten Zeit Release Ischämie und Reperfusion die Gewichte der mittleren und linken Leberlappen wird sofort gestartet. Diese Technik erlaubt die Herstellung reversible Ischämie bei Mäusen. Wenn keine weiteren Ischämie Zeiten durchgeführt werden, entfernen Sie vorsichtig die Naht. </li><li> In etwa 400 ul Natriumchlorid in die Bauchhöhle 15 Minuten vor und unmittelbar nach der Reperfusion. Weiter zur Flüssigkeit ersetzen alle 30 Minuten in einer Menge von 100 ul zu Flüssigkeitsverlust während der Reperfusion zu kompensieren. </li><li> Für das Überleben Experimente die OP-Wunde wird geschlossen mit fortlaufenden Naht des Muskels Wand und die Haut with einer 4/0 Nahtmaterial. </li></ol> 3. Änderungen in Leberperfusion Die folgenden Outcome-Parameter werden empfohlen, um Leberschäden nach hepatischer Ischämie zu bestimmen: Bestimmen Sie Leberenzyme (zB ALT, AST) und Leberhistologie (H &amp; E Färbung) folgende Leber Ischämie und Reperfusion 3,9. <img alt="1" src="/files/ftp_upload/2550/2550fig1.jpg" /> Abbildung 1 Modell eines Hanging-Gewicht-System für Leberischämie:. Eine hängende Gewicht System wurde eingerichtet, um Leber-Ischämie des linken und Mittellappen 3 zu induzieren. (A) Deshalb ist die caudatus und rechten Lappen wurden vorsichtig aus dem linken Lappen getrennt. Der rechte Lappen war dann leicht verschoben, klar zu sehen das Portal Dreiklang oberhalb der Bifurkation der rechten, mittleren und linken Lappen. Der 8,0 Nylonnaht wurde unter dem linken Leber-Dreiklang platziert. (B) am Ende jedes Fadens ein kleines Gewicht (3 g Eppendorf tuBES mit Wasser gefüllt) befestigt war und angewendet werden. Hepatischer Ischämie sichtbar durch eine Farbänderung des linken und Mittellappen von rot zu verblassen. Das experimentelle Design erlaubt eine präzise Okklusion und Reperfusion des linken Leber-Dreiklang durch Anlegen und Lösen der Gewichtsbelastung. <img alt="2" src="/files/ftp_upload/2550/2550fig2.jpg" /> 2. Auswirkungen unterschiedlicher Leberischämie Mal auf Alanin (ALT) und Aspartat-(AST) Aminotransferase in Mäusen. Teilweise Portal Dreiklang Ischämie wurde wie angegeben (- 60 min Ischämie 0) induziert. Nach 2 Stunden Reperfusion wurden ALT (A) und AST (B) gemessen. 7 Mäuse / Gruppe - Ergebnisse sind als Mittelwert ± SE von 6 ausgedrückt. * P &lt;0,05 im Vergleich zu 0 min Ischämie (Schein-Kontrolle).

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	<li>Rook, M., Rand, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictors+of+long-term+outcome+after+liver+transplant.">Predictors of long-term outcome after liver transplant.</a> Curr. Opin. Organ. Transplant. 16, 499-504 (2011).</li><li>Henrion, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemia/reperfusion+injury+of+the+liver:+pathophysiologic+hypotheses+and+potential+relevance+to+human+hypoxic+hepatitis.">Ischemia/reperfusion injury of the liver: pathophysiologic hypotheses and potential relevance to human hypoxic hepatitis.</a> Acta. Gastroenterol. Belg. 63, 336-347 (2000).</li><li>Hart, M. L., Much, C., Kohler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+hanging-weight+system+for+liver+ischemic+preconditioning+in+mice.">Use of a hanging-weight system for liver ischemic preconditioning in mice.</a> Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 294, 1431-1440 (2008).</li><li>Schneider, M., Geyte, K., Fraisl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+or+silencing+of+the+PHD1+prolyl+hydroxylase+protects+livers+of+mice+against+ischemia/reperfusion+injury.">Loss or silencing of the PHD1 prolyl hydroxylase protects livers of mice against ischemia/reperfusion injury.</a> Gastroenterology. 138, 1143-1154 (2010).</li><li>Coriat, R., Leconte, M., Kavian, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mangafodipir+Protects+against+Hepatic+Ischemia-Reperfusion+Injury+in+Mice.">Mangafodipir Protects against Hepatic Ischemia-Reperfusion Injury in Mice.</a> PLoS One. 6, e27005 (2011).</li><li>Sakai, N., Van Sweringen, H. L., Schuster, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Receptor+activator+of+NF-kappaB+ligand+(RANKL)+protects+against+hepatic+ischemia/reperfusion+injury+in+mice.">Receptor activator of NF-kappaB ligand (RANKL) protects against hepatic ischemia/reperfusion injury in mice.</a> Hepatology. , (2011).</li><li>Zhang, J., Hu, W., Xing, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Protective+Role+of+CD59+and+Pathogenic+Role+of+Complement+in+Hepatic+Ischemia+and+Reperfusion+Injury.">The Protective Role of CD59 and Pathogenic Role of Complement in Hepatic Ischemia and Reperfusion Injury.</a> Am. J. Pathol. 179, 2876-2884 (2011).</li><li>Beldi, G., Banz, Y., Kroemer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deletion+of+CD39+on+natural+killer+cells+attenuates+hepatic+ischemia/reperfusion+injury+in+mice.">Deletion of CD39 on natural killer cells attenuates hepatic ischemia/reperfusion injury in mice.</a> Hepatology. 51, 1702-1711 (2010).</li><li>Hart, M. L., Much, C., Gorzolla, I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+adenosine+production+by+ecto-5'-nucleotidase+protects+during+murine+hepatic+ischemic+preconditioning.">Extracellular adenosine production by ecto-5'-nucleotidase protects during murine hepatic ischemic preconditioning.</a> Gastroenterology. 135, 1739-1750 (2008).</li><li>Beraza, N., Ludde, T., Assmus, U., Roskams, T., Vander Borght, S., Trautwein, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hepatocyte-specific+IKK+gamma/NEMO+expression+determines+the+degree+of+liver+injury.">Hepatocyte-specific IKK gamma/NEMO expression determines the degree of liver injury.</a> Gastroenterology. 132, 2504-2517 (2007).</li><li>Lentsch, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+and+function+of+hepatocyte+NF-kappaB+in+postischemic+liver+injury.">Activation and function of hepatocyte NF-kappaB in postischemic liver injury.</a> Hepatology. 42, 216-218 (2005).</li><li>Luedde, T., Assmus, U., Wustefeld, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deletion+of+IKK2+in+hepatocytes+does+not+sensitize+these+cells+to+TNF-induced+apoptosis+but+protects+from+ischemia/reperfusion+injury.">Deletion of IKK2 in hepatocytes does not sensitize these cells to TNF-induced apoptosis but protects from ischemia/reperfusion injury.</a> J. Clin. Invest. 115, 849-859 (2005).</li><li>Kapitsinou, P. P., Liu, Q., Unger, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hepatic+HIF-2+regulates+erythropoietic+responses+to+hypoxia+in+renal+anemia.">Hepatic HIF-2 regulates erythropoietic responses to hypoxia in renal anemia.</a> Blood. , (2010).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Die vorliegende Studie beschreibt eine Technik, bei der Ischämie in einem Mausmodell mit Hilfe eines hängenden Gewicht für Okklusion der linken Leberpforte Dreiklang. Obwohl es eine einfache Methode, lernen die folgenden Gefahren sollten berücksichtigt werden. Ein sehr häufiger Fehler am Anfang ist ein tiefer Stich, die das Portal Dreiklang und die Vena Cava umfasst. Die Atem-und Herzfrequenz verlangsamt sich innerhalb von 15 Minuten durch den erhöhten Widerstand und die Abnahme der Rückkehr Blutes zum Herzen, was zu einem frühen Tod der Mäuse. Der beste Weg, die einschließlich der Vena Cava zu verhindern, ist die Lokalisierung des Hohlvene vor dem Stich durch Halten der rechten Lappen nach unten mit einer Pinzette. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass die Gewichte nicht zu schwer sind, die in zu viel Stress auf der linken und rechten Portal-Studie, die ebenfalls stoppt den Blutfluss zu den rechten Lappen führen kann. Daher ist die Menge an Wasser in der Eppendorfgefäße sollte der Maus beträgt und der s eingestellt werdenukunft Halter sollte distal von der Masche Ort platziert werden. Auf der gegenüberliegenden, wenn die Gewichte sind zu niedriger Blutdruck ist nicht vollständig gestoppt. Beide Fehler sind leicht erkennbar durch eine zusätzliche Farbwechsel bis blass des rechten Lappens oder unzureichende Farbumschlag der mittleren und linken Lappen, beziehungsweise. Deshalb ist die hepatische Farbänderung gemäß der Anwendung der Gewichte sollten alle 10 Minuten kontrolliert werden. Eine weitere häufige Komplikation ist die chirurgische Verletzungen der Leber mit der Nadel. Deshalb sind die rechten Lappen sollten mit einem milden Zange, so dass die Spitze der Nadel leicht gesehen werden kann und genommen mit einem Nadelhalter gehalten werden. Wenn diese Mängel zu Beginn berücksichtigt werden die hängenden Gewicht für hepatischer Ischämie bietet eine hohe Reproduzierbarkeit der Schädigung durch Ischämie durch Minimieren der Variabilität der Leberschäden mit Klemmung des Portals Triade zugeordnet. Durch die Verwendung eines hängenden Gew.-System wird das Portal Triade nur einmal im gesamten manipuliertchirurgischen Eingriff, wodurch deutlich weniger Schäden an den Leberlappen. Darüber hinaus tritt keine hepatische oder intestinale Kongestion mit dieser Technik. Mehr Gewebetrauma erfolgt durch Entfernen und Ersetzen Gefäßklemmen, vor allem mit Wiederanbringung der Klemme während mehrerer Zyklen wie Ischämie während der ischämischen Präkonditionierung. Die Verwendung der hängenden Gewichte, die in einem entfernten Standort aus dem Lebergewebe sind, nach unseren Beobachtungen, bietet den Vorteil einer zuverlässigen Verschluss und verhindert gleichzeitig Gewebetrauma durch Manipulation der Leberlappen durch erneute Anwendung von einer Klemme. Zusammengefasst stellt die vorliegende Studie Durchführbarkeit des hängenden Gewicht für Portal Triade Verschlusses während der Ischämie, die Minimierung der Variabilität und Einschränkungen Klemmelement verbunden ist. Damit diese Technik könnten von Interesse für andere Forscher, die ein Studium hepatischer Ischämie zu erwägen.

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Natrium-Pentobarbital (Fatal Plus) </td><td> Vortech Pharmaceutical Ls, Ltd </td><td> VPL 9372 </td><td> 4 mg / ml in physiologischer Kochsalzlösung </td></tr><tr><td> Nahtmaterial, Prolene 8,0 </td><td> Ethicon, USA </td><td> M8739 </td><td> wiederverwendbar </td></tr><tr><td> Seziermikroskop </td><td> Leica </td><td> n / a </td><td> betrachten großzügigen Arbeitsabstand </td></tr><tr><td> Heiztisch </td><td> Rt, Effenberger, Deutschland </td><td> n / a </td><td> und nur einzelne Anbieter </td></tr><tr><td> Chirurgische Instrumente </td><td> WPI, Dumont </td><td></td><td> Pinzetten, Nadelhalter </td></tr><tr><td> Koagulator </td><td> Erbe, ICC50, Tübingen, Deutschland </td><td> n / a </td><td> Verschiedene Anbieter von Koagulatoren </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Spezifischen Reagenzien und Geräte.

use of a hanging-weight system for liver ischemia in mice

Akute Leberschädigung aufgrund einer Ischämie kann während mehrerer klinischer Verfahren z. B. Leber-Transplantation, Leber-Resektion des Tumors oder Trauma Reparatur auftreten können und in Leberversagen, die eine hohe Sterblichkeitsrate 2.1 hat zur Folge haben. Deshalb murinen Studien der hepatischer Ischämie sind zu einem wichtigen Bereich der Forschung durch die Bereitstellung der Gelegenheit zu nutzen, pharmakologischen und genetischen Studien 3-9. Ausdrücklich stellen bedingte Mäuse mit gewebespezifischen Deletion eines Gens (CRE, flox System) Einblicke in die Rolle von Proteinen in bestimmten Geweben 13.10. Wegen der technischen Schwierigkeiten mit manuell Einspannen des Portals Dreiklang in Mäusen verbunden sind, führten wir eine systematische Auswertung mit einem hängenden Gewichts-System für Portal-Triade Okklusion, der zuvor 3 beschrieben. Durch die Verwendung eines Hanging-System Gewicht legen wir einen Faden um den linken Ast des Portals Dreiklang ohne dass es zu Schäden an den Leberlappen, da auch derfeinsten Klemmen zur Verfügung kann Lebergewebe Schaden wegen der engen Lage des Lebergewebes zu den Gefäßen verursachen. Ferner ist die rechte Zweig der hepatischen Triade noch folglich keine Überlastung auftritt Darm mit dieser Technik, da der Blutfluss zu den richtigen Leberlappen erhalten bleibt perfundiert. Ferner ist das Portal Triade nur einmal im gesamten chirurgischen Eingriffs manipuliert. Als ein Ergebnis, wie Verfahren Vorkonditionierung, mit kurzen Zeit von Ischämie und Reperfusion, kann leicht durchgeführt werden. Systematische Evaluation dieses Modells, indem Sie verschiedene Ischämie und Reperfusion Zeiten ergab eine enge Korrelation von hepatischer Ischämie Zeit mit Leberschäden wie durch Alanin (ALT) und Aspartat-(AST)-Aminotransferase-Serumspiegel 3,9 gemessen. Zusammengenommen bestätigen diese Studien in hohem Maße reproduzierbar Leberschädigung bei der Verwendung der hängenden Gewicht für hepatischer Ischämie und Reperfusion intermittierende. Somit könnte diese Technik nützlich sein für andere Forscher Interesseed in Leberischämie Studien an Mäusen. Deshalb ist die Video-Clip bietet eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Beschreibung dieser Technik.

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Use of a Hanging-weight System for Liver Ischemia in Mice

Wir gründeten eine neue Mausmodell der eine hängende Gewicht für Portal-Triade Okklusion. Diese Technik kann hilfreich sein für zukünftige Untersuchungen der Ischämie in Maus-Leber-Modelle.

Die Verwendung eines Hanging-Gewicht-System für Leberischämie in Mäuse

Acute liver injury due to ischemia can occur during several clinical procedures e.g. liver transplantation, hepatic tumor resection or trauma repair and ...

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Research

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Medicine

15.9K Aufrufe.  University of Colorado, Denver. Wir gründeten eine neue Mausmodell der eine hängende Gewicht für Portal-Triade Okklusion. Diese Technik kann hilfreich sein für zukünftige Untersuchungen der Ischämie in Maus-Leber-Modelle.

Serie: Use of a Hanging-weight System for Liver Ischemia in Mice

Use of a Hanging Weight System for Coronary Artery Occlusion in Mice

Murine studies of acute injury are an area of intense investigation, as knockout mice for different genes are becoming increasingly available 1-38. Cardioprotection by ischemic preconditioning (IP) remains an area of intense investigation. To further elucidate its molecular basis, the use of knockout mouse studies is particularly important 7, 14, 30, 39. Despite the fact that previous studies have already successfully performed cardiac ischemia and reperfusion in mice, this model is technically very challenging. Particularly, visual identification of the coronary artery, placement of the suture around the vessel and coronary occlusion by tying off the vessel with a supported knot is technically difficult. In addition, re-opening the knot for intermittent reperfusion of the coronary artery during IP without causing surgical trauma adds additional challenge. Moreover, if the knot is not tied down strong enough, inadvertent reperfusion due to imperfect occlusion of the coronary may affect the results. In fact, this can easily occur due to the movement of the beating heart.
Based on potential problems associated with using a knotted coronary occlusion system, we adopted a previously published model of chronic cardiomyopathy based on a hanging weight system for intermittent coronary artery occlusion during IP 39. In fact, coronary artery occlusion can thus be achieved without having to occlude the coronary by a knot. Moreover, reperfusion of the vessel can be easily achieved by supporting the hanging weights which are in a remote localization from cardiac tissues.
We tested this system systematically, including variation of ischemia and reperfusion times, preconditioning regiments, body temperature and genetic backgrounds39. In addition to infarct staining, we tested cardiac troponin I (cTnI)
as a marker of myocardial infarction in this model. In fact, plasma levels of cTnI correlated with infarct sizes (R2=0.8). Finally, we could show in several studies that this technique yields highly reproducible infarct sizes during murine IP and myocardial infarction6, 8, 30, 40, 41. Therefore, this technique may be helpful for researchers who pursue molecular mechanisms involved in cardioprotection by IP using a genetic approach in mice with targeted gene deletion. Further studies on cardiac IP using transgenic mice may consider this technique.

A murine model for myocardial ischemia and ischemic preconditioning is an important tool study cardioprotective mechanisms in vivo. Here, we report an easy applicable in situ model for cardiac IP using a hanging-weight system for coronary artery occlusion.

Die Verwendung eines Hanging Weight System für Okklusion in Mäuse

Murine studies of acute injury are an area of intense investigation, as knockout mice for different genes are becoming increasingly available 1-38. ...

Forschung

Medizin

Use of a Hanging-weight System for Isolated Renal Artery Occlusion

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients revealed that only a mild increase in serum creatinine levels (0.3 to 0.4 mg/dl) is associated with a 70% greater risk of death than in persons without any increase 1. Along these lines, surgical procedures requiring cross-clamping of the aorta and renal vessels are associated with a renal failure rates of up to 30% 4. Similarly, AKI after cardiac surgery occurs in over 10% of patients under normal circumstances and is associated with dramatic increases in mortality. AKI are also common complications after liver transplantation. At least 8-17% of patients end up requiring renal replacement therapy 5. Moreover, delayed graft function due to tubule cell injury during kidney transplantation is frequently related to ischemia-associated AKI 6. Moreover, AKI occurs in approximately 20% of patients suffering from sepsis 6.The occurrence of AKI is associated with dramatic increases of morbidity and mortality 1. Therapeutic approaches are very limited and the majority of interventional trials in AKI have failed in humans. Therefore, additional therapeutic modalities to prevent renal injury from ischemia are urgently needed 3, 7-9. 
To elucidate mechanisms of renal injury due to ischemia and possible therapeutic strategies murine models are intensively required 7-13. Mouse models provide the possibility of utilizing different genetic models including gene-targeted mice and tissue specific gene-targeted mice (cre-flox system). However, murine renal ischemia is technically challenging and experimental details significantly influence results. We performed a systematic evaluation of a novel model for isolated renal artery occlusion in mice, which specifically avoids the use of clamping or suturing the renal pedicle 14. This model requires a nephrectomy of the right kidney since ischemia can be only performed in one kidney due to the experimental setting. In fact, by using a hanging-weight system, the renal artery is only instrumented once throughout the surgical procedure. In addition, no venous or urethral obstruction occurs with this technique. We could demonstrate time-dose-dependent and highly reproducible renal injury with ischemia by measuring serum creatinine. Moreover, when comparing this new model with conventional clamping of the whole pedicle, renal protection by ischemic preconditioning is more profound and more reliable. Therefore his new technique might be useful for other researchers who are working in the field of acute kidney injury.

A precise murine model for acute kidney injury (AKI) due to ischemia is an important tool to investigate acute kidney injury and possibly find therapeutic tools to treat renal injury. The hanging weight system offers a tool for immediate and reliable renal artery occlusion and reperfusion without causing renal congestion.

Die Verwendung eines Hanging-weight-System für Isolated Nierenarterie Occlusion

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients ...

Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several techniques, including infusion of exogenous bacterial toxin (endotoxemia) or bacteria (bacteremia), as well as surgical perforation of the cecum by cecal ligation and puncture (CLP)1-3. CLP allows bacteria spillage and fecal contamination of the peritoneal cavity, mimicking the human clinical disease of perforated appendicitis or diverticulitis. The severity of sepsis, as reflected by the eventual mortality rates, can be controlled surgically by varying the size of the needle used for cecal puncture2. In animals, CLP induces similar, biphasic hemodynamic cardiovascular, metabolic, and immunological responses as observed during the clinical course of human sepsis3. Thus, the CLP model is considered as one of the most clinically relevant models for experimental sepsis1-3.
Various animal models have been used to elucidate the intricate mechanisms underlying the pathogenesis of experimental sepsis. The lethal consequence of sepsis is attributable partly to an excessive accumulation of early cytokines (such as TNF, IL-1 and IFN-&gamma;)4-6 and late proinflammatory mediators (e.g., HMGB1)7. Compared with early proinflammatory cytokines, late-acting mediators have a wider therapeutic window for clinical applications. For instance, delayed administration of HMGB1-neutralizing antibodies beginning 24 hours after CLP, still rescued mice from lethality8,9, establishing HMGB1 as a late mediator of lethal sepsis. The discovery of HMGB1 as a late-acting mediator has initiated a new field of investigation for the development of sepsis therapies using Traditional Chinese Herbal Medicine. In this paper, we describe a procedure of CLP-induced sepsis, and its usage in screening herbal medicine for HMGB1-targeting therapies.

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection, and can be simulated by a surgical technique termed cecal ligation and puncture (CLP). Here we describe a method to use CLP-induced animal model to screen medicinal herbs for therapeutic agents.

Die Verwendung Tiermodell für Sepsis zu neuartigen Therapien zu beurteilen Herbal

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity

Endometriosis is a common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this study was to demonstrate the use of a blue dye (methylene blue) to stain peritoneal surfaces during laparoscopy (L/S) to detect the loss of peritoneal integrity in patients with pelvic pain and suspected endometriosis. Forty women with CPP and 5 women without pain were evaluated in this pilot study. During L/S, concentrated dye was sprayed onto peritoneal surfaces, then aspirated and rinsed with Lactated Ringers solution. Areas of localized dye uptake were evaluated for the presence of visible endometriotic lesions. Areas of intense peritoneal staining were resected and some fixed in 2.5% buffered gluteraldehyde and examined by scanning (SEM) electron microscopy. Blue dye uptake was more common in women with endometriosis and chronic pelvic pain than controls (85% vs. 40%). Resection of the blue stained areas revealed endometriosis by SEM and loss of peritoneal cell-cell contact compared to normal, non-staining peritoneum. Affected peritoneum was associated with visible endometriotic implants in most but not all patients. Subjective pain relief was reported in 80% of subjects. Based on scanning electron microscopy, we conclude that endometrial cells extend well beyond visible implants of endometriosis and appear to disrupt the underlying mesothelium. Subtle lesions of endometriosis could therefore cause pelvic pain by disruption of peritoneal integrity, allowing menstrual or ovulatory blood and associated pain factors access to underlying sensory nerves. Complete resection of affected peritoneum may provide a better long-term treatment for endometriosis and CPP. This simple technique appears to improve detection of subtle or near invisible endometriosis in women with CPP and minimal visual findings at L/S and may serve to elevate diagnostic accuracy for endometriosis at laparoscopy.

Loss of peritoneal integrity provides a new paradigm to understand and treat chronic pelvic pain in women with mild forms of endometriosis and can be easily detected using intraoperative instillation of dye at the time of laparoscopy.

Intraoperative Detektion von Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection und Behandlung von Pelvic Pain mit dem Loss of Peritoneal Integrity-Zustellbare

Endometriosis is a  common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic  pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Halsschlagader Infusionen für pharmakokinetischen und pharmakodynamischen Analyse von Taxanen in Mäusen

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Photothrombosis-induced Focal Ischemia as a Model of Spinal Cord Injury in Mice

Spinal cord injury (SCI) is a devastating clinical condition causing permanent changes in sensorimotor and autonomic functions of the spinal cord (SC) below the site of injury. The secondary ischemia that develops following the initial mechanical insult is a serious complication of the SCI and severely impairs the function and viability of surviving neuronal and non-neuronal cells in the SC. In addition, ischemia is also responsible for the growth of lesion during chronic phase of injury and interferes with the cellular repair and healing processes. Thus there is a need to develop a spinal cord ischemia model for studying the mechanisms of ischemia-induced pathology. Focal ischemia induced by photothrombosis (PT) is a minimally invasive and very well established procedure used to investigate the pathology of ischemia-induced cell death in the brain. Here, we describe the use of PT to induce an ischemic lesion in the spinal cord of mice. Following retro-orbital sinus injection of Rose Bengal, the posterior spinal vein and other capillaries on the dorsal surface of SC were irradiated with a green light resulting in the formation of a thrombus and thus ischemia in the affected region. Results from histology and immunochemistry studies show that PT-induced ischemia caused spinal cord infarction, loss of neurons and reactive gliosis. Using this technique a highly reproducible and relatively easy model of SCI in mice can be achieved that would serve the purpose of scientific investigations into the mechanisms of ischemia induced cell death as well as the efficacy of neuroprotective drugs. This model will also allow exploration of the pathological changes that occur following SCI in live mice like axonal degeneration and regeneration, neuronal and astrocytic Ca2+ signaling using two-photon microscopy.

Photothrombosis is a minimally invasive and highly reproducible procedure to induce focal ischemia in the spinal cord and serves as a model of spinal cord injury in mice.

Photothrombosis induzierte fokale Ischämie als ein Modell der Rückenmarksverletzungen in Mäusen

Spinal cord injury (SCI) is a devastating clinical condition causing permanent changes in sensorimotor and autonomic functions of the spinal cord (SC) ...

Use of a Low-flow Digital Anesthesia System for Mice and Rats

A traditional vaporizer depends on flowing gas and atmospheric pressure for passive anesthetic vaporization. Newly developed direct injection vaporizers utilize a syringe pump to directly administer volatile anesthetics into a gas stream. Unlike a traditional vaporizer, it can be used at very low flow rates, making it ideal for use on mice and rats. 
The equipment's capability to use low flow rates could result in a substantial cost savings due to the reduced need for anesthetic agents, compressed gas, and charcoal scavenging filters1. A lower flow rate means less waste of anesthetic gas and likely reduces the risk of anesthetic exposure to laboratory personnel. Thus, the high levels of precision and safety associated with direct injection vaporizers, along with a reduced need for anesthetic agents, compressed gas, and charcoal filters are beneficial for research requiring small animal anesthesia. 
The goal of this protocol is to demonstrate the use of a syringe-driven direct injection vaporizer as part of a digital, low-flow anesthesia system. The direct injection vaporizer is capable of accurately delivering anesthesia at very low flow rates compared to a traditional vaporizer, making it a promising alternative for controlled gas anesthetic delivery to rodents.

Here, we present a protocol to more safely and efficiently administer anesthetic gas to mice using a digital, low flow anesthesia system utilizing a syringe-driven direct injection vaporizer.

Die Verwendung eines Low-Flow-Digital-Anästhesiesystem für Mäuse und Ratten

A traditional vaporizer depends on flowing gas and atmospheric pressure for passive anesthetic vaporization. Newly developed direct injection vaporizers ...

Confirmation of Myocardial Ischemia and Reperfusion Injury in Mice Using Surface Pad Electrocardiography

Many animal models have been established for the study of myocardial remodeling and heart failure due to its status as the number one cause of mortality worldwide. In humans, a pathologic occlusion forms in a coronary artery and reperfusion of that occluded artery is considered essential to maintain viability of the myocardium at risk. Although essential for myocardial recovery, reperfusion of the ischemic myocardium creates its own tissue injury. The physiologic response and healing of an ischemia/reperfusion injury is different from a chronic occlusion injury. Myocardial ischemia/reperfusion injury is gaining recognition as a clinically relevant model for myocardial infarction studies. For this reason, parallel animal models of ischemia/reperfusion are vital in advancing the knowledge base regarding myocardial injury. Typically, ischemia of the mouse heart after left anterior descending (LAD) coronary artery occlusion is confirmed by visible pallor of the myocardium below the occlusion (ligature). However, this offers only a subjective way of confirming correct or consistent ligature placement, as there are multiple major arteries that could cause pallor in different myocardial regions. A method of recording electrocardiographic changes to assess correct ligature placement and resultant ischemia as well as reperfusion, to supplement observed myocardial pallor, would help yield consistent infarct sizes in mouse models. In turn, this would help decrease the number of mice used. Additionally, electrocardiographic changes can continue to be recorded non-invasively in a time-dependent fashion after the surgery. This article will demonstrate a method of electrocardiographically confirming myocardial ischemia and reperfusion in real time.

During murine myocardial ischemia/reperfusion surgery, correct placement of the occluding ligature is typically confirmed by visible observation of myocardial pallor. Herein, a method of electrocardiographically confirming ischemia and reperfusion, to supplement observed myocardial pallor, is demonstrated in male C57Bl/6 mice.

Die Bestätigung der myokardialen Ischämie und Reperfusion Injury in Mäusen Oberflächen Pad Elektrokardiographie

Many animal models have been established for the study of myocardial remodeling and heart failure due to its status as the number one cause of mortality ...

Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflammatory Bowel Diseases

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have immunosuppressive potential and have been shown to suppress inflammation in mouse models of intestinal inflammation, even though the route of administration can limit their homing and effectiveness 1,3,4,5. Local application of MSCs to colonic injury models has shown greater efficacy at ameliorating inflammation in the colon. However, there is paucity of data on techniques to enhance the localization of human bone marrow-derived MSCs (hMSCs) to the small intestine, the site of inflammation in the SAMP-1/YitFc (SAMP) model of experimental Crohn&#39;s disease. This work describes a novel technique for the ultrasound-guided intracardiac injection of hMSCs in SAMP mice, a well-characterized spontaneous model of chronic intestinal inflammation. Sex- and age-matched, inflammation-free AKR/J (AKR) mice were used as controls. To analyze the biodistribution and the localization, hMSCs were transduced with a lentivirus containing a triple reporter. The triple reporter consisted of firefly luciferase (fl), for bioluminescent imaging; monomeric red fluorescent protein (mrfp), for cell sorting; and truncated herpes simplex virus thymidine kinase (ttk), for positron emission tomography (PET) imaging. The results of this study show that 24 h after the intracardiac administration, hMSCs localize in the small intestine of SAMP mice as opposed to inflammation-free AKR mice. This novel, ultrasound-guided injection of hMSCs in the left ventricle of SAMP mice ensures a high success rate of cell delivery, allowing for the rapid recovery of mice with minimal morbidity and mortality. This technique could be a useful method for the enhanced localization of MSCs in other models of small-intestinal inflammation, such as TNF&#916;RE6. Future studies will determine if the increased localization of hMSCs by intra-arterial delivery can lead to increased therapeutic efficacy.

Murine studies in models of colonic inflammation have demonstrated that a small percentage (1 - 5%) of mesenchymal stem cells (MSC) injected intravenously or intraperitoneally home to the inflamed colon1,2. This study shows that ultrasound-guided intracardiac injections of MSCs result in increased localization to the intestine.

Ultraschall-geführte intrakardiale Injektion humaner mesenchymaler Stammzellen Homing in den Darm zur Verwendung in murinen Modellen von experimentellen entzündlichen Darmerkrankungen erhöhen

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have ...

Murine Precision-Cut Liver Slices as an Ex Vivo Model of Liver Biology

Understanding the mechanisms of liver injury, hepatic fibrosis, and cirrhosis that underlie chronic liver diseases (i.e., viral hepatitis, non-alcoholic fatty liver disease, metabolic liver disease, and liver cancer) requires experimental manipulation of animal models and in vitro cell cultures. Both techniques have limitations, such as the requirement of large numbers of animals for in vivo manipulation. However, in vitro cell cultures do not reproduce the structure and function of the multicellular hepatic environment. The use of precision-cut liver slices is a technique in which uniform slices of viable mouse liver are maintained in laboratory tissue culture for experimental manipulation. This technique occupies an experimental niche that exists between animal studies and in vitro cell culture methods. The presented protocol describes a straightforward and reliable method to isolate and culture precision-cut liver slices from mice. As an application of this technique, ex vivo liver slices are treated with bile acids to simulate cholestatic liver injury and ultimately assess the mechanisms of hepatic fibrogenesis.

This protocol provides a simple and reliable method for the production of viable precision-cut liver slices from mice. The ex vivo tissue samples can be maintained under laboratory tissue culture conditions for multiple days, providing a flexible model to examine liver pathobiology.

Murine Präzisionsgeschnittene Leberscheiben als Ex-Vivo-Modell der Leberbiologie

Understanding the mechanisms of liver injury, hepatic fibrosis, and cirrhosis that underlie chronic liver diseases (i.e., viral hepatitis, non-alcoholic ...