Alle beschriebenen Verfahren sind in Übereinstimmung mit den National Institutes of Health Richtlinien für die Pflege und Nutzung von Tieren in der Forschung und allen tierischen Protokolle wurden von der Oregon Health &amp; Science University Institutional Animal Care und Verwenden Ausschusses zugelassen wurden. 1. OP-Vorbereitung <ol><li> Wiegen Sie die Maus. Das beschriebene Verfahren basiert auf C57BL / 6 Mäuse mit einem Gewicht zwischen 20 und 25 g. durchgeführt Anästhesie ist in einer Induktion Box mit 3-4% Isofluran induziert und anschließend gepflegt mit 1,5-2,5% Isofluran in Luft / Sauerstoff-Gemisch. </li><li> Schmieren Sie die Augen und die Position des Tieres in Rückenlage auf einem Heizkissen. Immobilisieren 4 Extremitäten mit Klebeband. Die Hinterpfoten in einer neutralen Position können abgeklebt werden, jedoch sollte die Vorderpfoten so nahe an der Brustwand befestigt werden, wie möglich, die volle Brustwand Ausflug während der Herzdruckmassage zu ermöglichen. </li><li> Schmieren und legen Sie eine rektale Temperatursonde. Die Temperatur wird mit einem Heizkissen und Lampe an einen elektronischen Temperaturregler (Digi-Sense, Cole Parmer, Vernon Hills IL), die eingestellt auf 37,0 aufrechtzuerhalten ° C. Da es möglich ist, dass ein Temperaturgradient innerhalb des Tier könnte während der No-Flow-Zustand zu entwickeln, ist es wichtig, dass die Temperatur gemessen und gesteuert werden in der Nähe der Orgel von Interesse. </li><li> Intubieren die Luftröhre mit einem 2,5 cm 22 ga Teflonkatheter (Insyte-W, BD, Franklin NJ) und der Schnitt distalen Ende eines abgewinkelten Einführschleuse (Frova Introducer, Cook Medical, Bloomington IN). Andere Methoden der Intubation sind akzeptabel, aber der Winkel Einführschleuse verwenden können richtige Positionierung des Halses in einer leicht gestreckten Position, die chirurgische Exposition für die Platzierung der intravenösen Katheter optimiert. Die endotracheale Katheteransatz ist mit einer Schlaufe des Fadens auf die Schneidezähne gesichert und gepflegt mit leichter Spannung auf den Kopf während der Herzdruckmassage zu immobilisieren. </li><li> Mechanisch entlüften Sie die Maus mit einem Nagetier Ventilator gesetzt bis 140 ul, 150 Atemzüge / Minute. Dies ist nicht für das Gewicht angepasst dieses Protokoll ist immer in 20-25 g Tieren durchgeführt. Nicht zu vertiefen Anästhesie. Setzen Sie nicht das Beatmungsgerät endexspiratorischer Druck, da dies beeinträchtigt Wiederbelebung anzuwenden. </li><li> Mit einer sterilen Technik und ein Operationsmikroskop, setzen Sie ein pre-gespült PE-10 Katheter in die Halsschlagader. Beide Seiten können verwendet werden, sondern Nutzung der Seite, die dem Betreiber verringert die Wahrscheinlichkeit des Katheters Dislokation während der Herzdruckmassage oder sonstige Manipulationen. 0,5% Bupivacain, 0,1 mL in Wundränder infitrated um postoperative Schmerzen zu kontrollieren. </li><li> Befestigen Sie die PE-10 Katheter in der Haut Verschluss mit Cyanacrylat chirurgische Kleber. </li><li> Legen subkutane EKG-Elektroden und eine Verbindung zum Überwachungsgerät. Sorgfältige Aufmerksamkeit auf den Signalweg und die Maximierung des Signals selbst ist entscheidend für den Erfolg der Reanimation. Stellen Sie sicher, dass alle Kabel an das Betriebssystem Oberfläche befestigt sind, zu minimieren Signal Kreuzungen, und minimieren Isolatoren (wie die Luft in Hohlnadeln oder Litze) in den Signalweg. Solide Nadeln verbunden nonstranded Anschlusskabel können gekauft oder gebaut werden, das Labor. Sobald die Verbindung hergestellt, optimieren die EKG-Signal auf dem Monitor. </li></ol> 2. Cardiac Arrest <ol><li> Stellen Sie sicher, dass die Maus normothermen ist, definiert als die rektale Temperatur 36,5 ° C - 37,5 ° C. Verwalten 40 ul Raumtemperatur 0,5 M Kaliumchlorid intravenös und beobachten isoelektrischen Ablaufverfolgung auf EKG. Dosisanpassung für das Gewicht ist nicht im Bereich notwendigen 20-25 g. Starten Verhaftung Timer. </li><li> Trennen Sie das Beatmungsgerät. Unterbrechen Sie die Narkose Dampf. Schalten Sie das Heizkissen und anderer Geräte, die elektronische Geräusche, die mit EKG Überwachung beeinträchtigen können produziert. Legen Sie eine isolierende Decke über die Maus. </li><li> Rekord Temperatur jede Minute während Herzstillstand. Wenn nötig, kann eine Wärmelampe zur Kerntemperatur bringen bis zum normothermen Bereich liegen. Während Herzstillstand, bereiten Versorgungsgüter und Ausrüstungsgegenstände (z. B. das Adrenalin-Spritze) für Reanimation. Eine Checkliste kann hilfreich sein, um einen ununterbrochenen Reanimation, die essentiell für das Überleben zu gewährleisten. </li><li> Nach 7 Minuten, 30 Sekunden von Herzstillstand, schließen Sie den Lüfter und die Geschwindigkeit erhöhen, bis 180 Atemzüge / min und hält das Atemzugvolumen bei der Pre-Verhaftung Einstellung. </li><li> In 8 Minuten, initiieren Herzdruckmassage bei 300 BPM. Bewegungsartefakte auf dem EKG können, zu beurteilen, CPR-Rate verwendet werden. Herzdruckmassage sollte mit dem Zeigefinger, 5 mm über dem Schwertfortsatz und leicht nach links von der Mittellinie geliefert werden. Die Brust sollte 1/3-1/2 der sagittalen Abstand komprimiert werden und voll Rückstoß muss zwischen Kompressionen erlaubt. Finger Positionierung und optimale Kompression Druck sind absolut entscheidend. Andernfalls Überleben in diesem Modell zu erreichen, ist fast immer zu suboptimalen CPR. </li><li> Infuse 0,5 ml Epinephrin, verdünnt auf 15 pg / mL, in den ersten 30 Sekunden der CPR. Insgesamt Adrenalin-Dosis liegt bei 8-12 pg. Beachten Sie sorgfältig die EKG für die Rückkehr der spontanen Zirkulation (ROSC). Schmale komplexen QRS-Komplexe liegen zwischen Kompressions-Artefakte zu sehen. ROSC tritt in der Regel zwischen 90 Sekunden und 2 Minuten nach dem Start CPR. Resuscitation wird aufgegeben, wenn ROSC nicht durch 3 Minuten auftreten. Häufige ventrikuläre und Veränderungen in der EKG-Achse sind in den ersten 2 Minuten nach ROSC beobachtet, und fast immer in stetigen Sinustachykardie lösen bei 2 Minuten. </li><li> Rekord Gesamtzeit von Reanimation und Adrenalin-Dosis. Rekord Temperatur jede Minute für 10 Minuten nach ROSC. </li><li> EKG führt, kann entfernt werden, wenn spontane Atmung beginnt, in der Regel innerhalb von 12-15 Minuten nach ROSC. </li><li> Extubieren die Luftröhre, wenn spontane Atemfrequenz&gt; 60/min ist. </li><li> Platzieren Sie die Maus in eine Erholung Käfig auf eine Temperatur gesteuerte Oberfläche eingestellt auf 37 ° C für die ersten 2 Stunden postprocedure, einen einfachen Zugang zu Nahrung und Wasser. Der Käfig kann dann auf Standard postoperative Wohnverhältnisse verschoben werden, wenn die Maus vollständig aus der Narkose erholt und ist aktiv. </li></ol> 3. Blutleere / Perfusion-Fixation-und Nieren-Ernte <ol><li> 24 Stunden nach dem CA / CPR, induzieren Narkose mit Isofluran 3-4% und sichern Sie das Tier in Rückenlage auf einer chirurgischen Oberfläche innerhalb einer Abzugshaube, die geeignet für den Einsatz mit Formalin ist .. </li><li> Vertiefung der Narkose durch die schrittweise Erhöhung der Narkose Dampfkonzentration auf 5% und sorgen für die Maus ist tief narkotisierten als durch die Einstellung der Spontanatmung belegt. </li><li> Führen Sie ein Klapphandy Thorakotomie und exsanguinate der Maus über apikalen Punktion des Herzens linken Ventrikels nach Standardverfahren. </li><li> Über die gleiche Nadel, verwalten 0,9% iger Kochsalzlösung durch langsame Infusion. Um Perfusion / Ausbluten acclerate, nick das Recht Herzohr mit einer Schere. Führen Sie eine Laparotomie und beobachten die Nieren. Wenn sie blanchiert werden, können Kochsalzlösung auf 4% Formalin zur Fixierung geändert werden. Nieren sind dann in Paraffin und gefärbt mit Fluoro-Jade-B für die Quantifizierung von röhrenförmigen Epithelnekrose eingebettet. </li></ol> 4. Repräsentative Ergebnisse: Wenn CA induziert wird, den mittleren arteriellen Druck (MAP) und regionalen Nierendurchblutung (RRBCF) fallen auf nahezu Null und stabil bleiben, bis Reanimation beginnt (Abbildung 1). 24 Stunden nach dem CA / CPR, Serum-Indizes der Nierenfunktion (Blut-Harnstoff-Stickstoff, Harnstoff und Kreatinin) sind signifikant erhöht gegenüber sham-operierten Tieren. AST / ALT sind ebenfalls erhöht, bietet Hinweise auf tief greifende Ganzkörper-Ischämie (Abbildung 2). Neutrophil-Gelatinase verbundenen Lipocalin (NGAL), ein sensibler Indikator der Nierenfunktion ischämischen Schädigung massiv hochreguliert 24 Stunden nach CA / CPR (Abbildung 3). Schließlich zeigen Mikrophotographien die lückenhafte, medulläre Nekrose typische ischämische Nierenschädigung mit Ausdünnung der Tubulusepithel und luminalen Füllung auf Hämatoxylin und Eosin-Färbung (Abbildung 4, Teil A) und umfangreiche Zelltod in medullären Tubulusepithel, wenn sie mit Fluor-Jade B gefärbt ( Abbildung 4, Teil B). <img src="/files/ftp_upload/3116/3116fig1.jpg" alt="Abbildung 1" /> Abbildung 1. Herzstillstand induziert Instant Verlust der Perfusionsdruck, vertreten hier den mittleren arteriellen Druck (MAP) in der Femoralarterie gemessen, was in nahezu vollständigen Einstellung der regionalen renalen kortikalen Blutflusses (RRCBF) während der Dauer der Herzstillstand (schraffierte Bereich). Reanimation mit Herzdruckmassage und Adrenalin kehrt MAP normal und RRCBF stetig steigt in der post Reanimation Zeitraum. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von 14. <img src="/files/ftp_upload/3116/3116fig2.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2. 24h postprocedure, Blut-Harnstoff-Stickstoff (BUN), Serum-Kreatinin, und das Ausmaß der röhrenförmigen Zelltod sind alle signifikant erhöht bei Tieren mit CA / CPR im Vergleich zu Tieren mit einem Scheinmedikament behandelten Verfahren unterzogen. CA / CPR induziert eine pan-organismal ischämischen Insult, hier durch massive Erhöhung der Leber-Funktion Enzyme nachgewiesen Alanin-Aminotransferase (ALT) und Aspartat-Aminotransferase (AST) in CA / CPR Mäusen mit sham-behandelten Tieren verglichen. <img src="/files/ftp_upload/3116/3116fig3.jpg" alt="Abbildung 3" /> Abbildung 3. Western-Blot unter Verwendung von polyklonalen Antikörper gegen neutrophile Gelatinase-assoziiertes Lipocalin (NGAL), ein sensibler Indikator für die Nierenfunktion ischämischen Schädigung. Urinproben wurden unmittelbar vor (&quot;pre&quot;) und 24 Stunden nach (&quot;24h&quot;) CA / CPR in 4 Tieren (beschriftet mit a, b, c und d oben) erhalten. NGAL ist massiv in Maus hochreguliertUrin nach CA / CPR. mit freundlicher Genehmigung von 14 Nachdruck. <img src="/files/ftp_upload/3116/3116fig4.jpg" alt="Abbildung 4" /> Abbildung 4. A) Hämatoxylin und Eosin einer kurzen Achse hilären Abschnitt Nierengewebe 24 Stunden nach CA / CPR Fleck. Es ist lückenhaft, aber klar Schäden an Mark-und Rinden-Röhrchen mit röhrenförmigen Einstecken. Pfeile deuten auf beschädigte Röhrchen mit geschwollenen, pyknotische Kerne an der Grenze von Rinde. B) Fluor-Jade B der gleichen Region Fleck in der gleichen Tier 24 Stunden nach CA / CPR. Fluoro-Jade B Flecken abgestorbene Zellen leuchtend grün und zeigt lückenhaft kortikomedulläre Tubulusnekrose. Pfeile zeigen auf hell gefärbt beschädigt Röhrchen an der Grenze von Rinde. Diese Erkenntnisse sind im Wesentlichen ähnlich Nierenbiopsie Erkenntnisse aus Menschen, die AKI entwickeln, und im Gegensatz zu denen von anderen Tiermodellen der AKI produziert.

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Die normothermen Modell Herzstillstand und Reanimation in der Maus bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten der Auswertung in einem Modell, welches die Pathophysiologie und Morphologie der häufigste klinische Ursache AKI, Ganzkörper-Hypoperfusion repliziert. Das Testen von Hypothesen kann durch den Zugang zu einer breiten Palette von genetischen Manipulationstechniken und gut verstanden und charakterisiert Anatomie und Physiologie der Labormaus unterstützt werden. Wie hier beschrieben, ist das Überleben in erfahrenen Händen 80%. Obwohl die chirurgische Vor-und Nachbereitung Verhaftung Pflege unkompliziert sind, ist die tatsächliche Wiederbelebung einer verhaftet Maus eine anspruchsvolle chirurgische Fähigkeiten, die erhebliche Praxis erfordert. In unserer Erfahrung, erfolgreiche Reanimationen zur Norm werden, nachdem über die ersten 30-50 Versuche Wiederbelebung einzelner Tiere von einem unerfahrenen Chirurgen und konsistente Verletzungen und Reanimation nehmen zusätzliche Praxis. Insbesondere während der frühen Phase des Lernens der Technik (dh für die ersten 20 Tiere), ist sinnvoll Überleben unwahrscheinlich, und alle Überlebenden sollte sofort nach der Reanimation eingeschläfert werden, um unnötiges Leiden zu verhindern. Nach dem frühen Ausbildung, wenn Überlebende kräftiges Herz-Erholung in den Minuten nach der Reanimation zu demonstrieren, ist es sinnvoll, auch weiterhin die überlebenden Tiere durch die 15 Minuten nach ROSC markieren. Tiere, die kräftigen spontanen respiratorischen Anstrengungen dahin zu demonstrieren wird wahrscheinlich überleben 24 Stunden mit entsprechender Erholung. Diese Praxis-Phase sollten speziell in IACUC Protokollen angesprochen werden. Der schwierigste Fähigkeit zu lernen, ist die Herzdruckmassage sich als es schwierig ist, Stauchungen an der erforderlichen Geschwindigkeit zu liefern, ohne zunehmendem Druck, schädigenden Niveau. Mechanische Beatmungsgeräte entwickelt worden und in unserem Labor und andere 16 verwendet, aber ohne mechanische Beatmungsbeutel für die Maus ist akzeptabel Überleben produziert date. Es gibt einige Einschränkungen auf dieses Modell. Erstens kann keine Maus-Modell voll-Modell der menschlichen Physiologie, und die Ergebnisse müssen mit Respekt interpretiert werden für Unterschiede zwischen den Arten. Insbesondere ist die Maus Herzen robust, wir erreichen 80% ige Überlebensrate bei 8 Minuten Herzstillstand, aber in klinischen Studien das Überleben der Menschheit ist weniger als 50% sogar mit Reanimation beginnen 2-3 Minuten nach der Festnahme 17 Die geringe Größe der Maus. macht Verfahren technisch anspruchsvoll, und es gibt eine signifikante Lernkurve, insbesondere für Herzdruckmassage. Zweitens, in diesem Protokoll sind Dosierungen und Ventilator-Einstellungen nicht zu Tier Gewicht indiziert. Das ist, weil wir nur Tiere in die 20-25 g Gewichtsbereich zu nutzen, um die Wirkung von Geräten Größe zu minimieren. Zum Beispiel verwenden wir eine 22-Gauge-Katheter in die Luftröhre intubiert; das Siegel erhalten ist nicht das Gleiche in einer 30 g-Maus, wie es in einer 25 g-Maus und der erhöhten Gas-Leck kann physiologisch bedeutsam. Allerdings ist die Verwendung von Tieren in einem definierten Gewicht Palette nicht originalgetreu zu reproduzieren die Vielfalt der Körper-Klassen, die unter klinischen Ischämie-Reperfusionsschaden sind. Drittens kann die No-Flow-Zustand nicht treu replizieren Ergebnisse von low-flow Staaten. Insbesondere kann Temperaturgradienten innerhalb der Maus während No-Flow zu entwickeln. Zur Minimierung der Auswirkungen (falls vorhanden) des Gradienten auf die Ergebnisse, ist die Temperatur in der Nähe der Orgel von Interesse gemessen. Schließlich, weil der frühen Daten aus unserem Labor, die erhebliche metabolische Azidose in der postarrest Zeitraum bestätigt, hyperventilieren wir während der Reanimation. Wie die jüngsten Daten, die zeigen, Hyperventilation während CPR ist schädlich, 18,19 ist es möglich, dass diese Praxis das Überleben in der Modell reduziert. Viele Alternativen Modelle für die Ganzkörper-Ischämie Reperfusionsschaden existieren. Zum Beispiel hat CA / CPR bei Hunden beschrieben worden, 20 Kaninchen, 21 Lämmer, 22 Schweine, 23 Ratten, 16 und arktische Erdhörnchen. 24 Wir haben gezeigt, dass postoperative Nierenfunktion durch eine Reihe von chemischen, immunologischen oder histologischen Techniken nach 24 Stunden ausgewertet werden. Tiere können nicht länger als 24 Stunden überlebt werden, aber, und die Vergänglichkeit des AKI macht dieses Modell eine attraktive man für die Untersuchung von Mechanismen der Verwertung und / oder bleibende Schäden zu verwenden. Die Verletzung selbst ist titrierbare durch Veränderung der Parameter Zeit und Temperatur während der CA. Längere Verhaftungen und Wartung von höheren Temperaturen erzeugen größere Verletzungen (aber negativ beeinflussen Überleben). Da wir mit dem mitgelieferten Leberfunktion Daten gezeigt haben, andere Organsysteme sind ebenfalls betroffen und können untersucht mit Adaptionen von diesem Modell werden, können jedoch erhebliche Anstrengungen erforderlich, um experimentellen Bedingungen für die Orgel-System von Interesse zu optimieren.

<table border="1"><tbody><tr><th> Name des Reagenzes </th><th> Firma </th><th> Katalog-Nummer </th></tr><tr><td> Kaliumchlorid </td><td> Abbott Medical </td><td> 06653-5 </td></tr><tr><td> Isofluran </td><td> Abbott Medical </td><td> 05260-05 (und andere) </td></tr><tr><td> Adrenalin HCl </td><td> Mehrere </td><td> Mehrere </td></tr><tr><td> Digi-Sense-Temperaturregler </td><td> Cole-Palmer </td><td> EW-89000-00 </td></tr><tr><td> Angiocath IV Cath </td><td> VWR </td><td> 381134 </td></tr><tr><td> Frova abgewinkelt Atemwege Einführschleuse </td><td> Kochen </td><td> G27282 </td></tr><tr><td> MicroVent Ventilator für Mäuse </td><td> Harvard Apparatus </td><td> 733591 </td></tr></tbody></table>

normothermic cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation: a mouse model of ischemia-reperfusion injury

Akute Nierenschädigung (AKI) ist ein verbreitetes, hoch tödliche Komplikation der kritischen Erkrankung, die eine hohe Mortalität 1-4 und die am häufigsten von Ganzkörper-Hypoperfusion verursacht hat. 5,6 Erfolgreiche Reproduktion des ganzen Körpers Hypoperfusion in Nagermodellen wurde mit Schwierigkeiten verbunden. 7-9,9,10 Models, die fokale Ischämie beschäftigen immer wieder Ergebnisse, die nicht dem klinischen Umfeld, und größere Tiermodelle, die für den ganzen Körper Hypoperfusion keinen Zugang zu den vollständigen Toolset der genetischen Manipulation erlauben übersetzen gezeigt möglich in der Maus. 11,12 Doch in den letzten Jahren einem Mausmodell der Herzstillstand und Reanimation entstanden die zu Modell AKI angepasst werden. 13 Dieses Modell zuverlässig reproduziert physiologische, funktionale, anatomische und histologische Ergebnisse in klinischen AKI gesehen , wird schnell wiederholbar, und bietet alle wichtigen Vorteile einer murinen chirurgischen Modells, einschließlich des Zugangs zu genetischen manipulativen Techniken, niedrige Kosten im Vergleich zu großen Tieren, und Benutzerfreundlichkeit. Unsere Gruppe verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit der Anwendung dieses Modells entwickelt, um eine Reihe von Organ-spezifische Ergebnisse in AKI beurteilen. 14,15

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Normothermic Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation: A Mouse Model of Ischemia-Reperfusion Injury

Ein leistungsfähiges Modell für perioperative und Intensivmedizin akute Nierenversagen wird vorgestellt. Mit ganzen Körper Hypoperfusion durch Herzstillstand ist es möglich, fast replizieren die histologische und funktionelle Veränderungen der klinischen AKI induziert.

Normothermen Herzstillstand und Herz-Lungen: Ein Maus-Modell der Ischämie-Reperfusionsschaden

Acute Kidney Injury (AKI) is a common, highly lethal, complication of critical illness which has a high mortality1-4 and which is most 
frequently caused ...

normothermic-cardiac-arrest-cardiopulmonary-resuscitation-mouse-model

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

18.0K Aufrufe.  Oregon Health & Sciences University. Ein leistungsfähiges Modell für perioperative und Intensivmedizin akute Nierenversagen wird vorgestellt. Mit ganzen Körper Hypoperfusion durch Herzstillstand ist es möglich, fast replizieren die histologische und funktionelle Veränderungen der klinischen AKI induziert.

Serie: Normothermic Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation: A Mouse Model of Ischemia-Reperfusion Injury

Ischemia-reperfusion Model of Acute Kidney Injury and Post Injury Fibrosis in Mice

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often unreported mortality rates that may confound analyses. Bilateral renal pedicle clamping is commonly used to induce IR-AKI, but differences between effective clamp pressures and/or renal responses to ischemia between kidneys often lead to more variable results. In addition, shorter clamp times are known to induce more variable tubular injury, and while mice undergoing bilateral injury with longer clamp times develop more consistent tubular injury, they often die within the first 3 days after injury due to severe renal insufficiency. To improve post-injury survival and obtain more consistent and predictable results, we have developed two models of unilateral ischemia-reperfusion injury followed by contralateral nephrectomy. Both surgeries are performed using a dorsal approach, reducing surgical stress resulting from ventral laparotomy, commonly used for mouse IR-AKI surgeries. For induction of moderate injury BALB/c mice undergo unilateral clamping of the renal pedicle for 26 min and also undergo simultaneous contralateral nephrectomy. Using this approach, 50-60% of mice develop moderate AKI 24 hr after injury but 90-100% of mice survive. To induce more severe AKI, BALB/c mice undergo renal pedicle clamping for 30 min followed by contralateral nephrectomy 8 days after injury. This allows functional assessment of renal recovery after injury with 90-100% survival. Early post-injury tubular damage as well as post injury fibrosis are highly consistent using this model.

We describe models of moderate and severe ischemia-reperfusion-induced kidney injury in which the mice undergo unilateral renal pedicle clamping followed by simultaneous or delayed contralateral nephrectomy, respectively. These models consistently give rise to renal dysfunction and post-injury fibrosis, but injury severity and survival are dependent on mouse background, age and surgical equipment.

Ischämie-Reperfusion-Modell des akuten Nierenschädigung und nach der Verletzung Fibrose bei Mäusen

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often ...

Forschung

Medizin

Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for myocardial infarction and cardiac complications of thoracic surgery. The ability of certain drugs to precondition the myocardium against ischemia reperfusion injury has led to multiple clinical trials, with little success. The isolated heart model allows acute observation of the functional effects of ischemia reperfusion injury in real time, including the effects of various pharmacological interventions administered at any time-point before or within the ischemia-reperfusion injury window. Since brief periods of ischemia can precondition the heart against ischemic injury, in situ aortic cannulation is performed to allow for functional assessment of non-preconditioned myocardium. A saline filled balloon is placed into the left ventricle to allow for real-time measurement of pressure generation. Ischemic injury is simulated by the cessation of perfusion buffer flow, followed by reperfusion. The duration of both ischemia and reperfusion can be modulated to examine biochemical events at any given time-point. Although the Langendorff isolated heart model does not allow for the consideration of systemic events affecting ischemia and reperfusion, it is an excellent model for the examination of acute functional and biochemical events within the window of ischemia reperfusion injury as well as the effect of pharmacological intervention on cardiac pre- and postconditioning. The goal of this protocol is to demonstrate how to perform in situ aortic cannulation and heart excision followed by ischemia/reperfusion injury in the Langendorff model.

The isolated rat heart is an enduring model for ischemia reperfusion injury. Here, we describe the process of harvesting the beating heart from a rat via in situ aortic cannulation, Langendorff perfusion of the heart, simulated ischemia-reperfusion injury, and infarct staining to confirm the extent of ischemic insult.

Induktion und Beurteilung der Ischämie-Reperfusion Injury in Langendorff-perfundierten Rattenherzen

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for ...

Murine Model of Intestinal Ischemia-reperfusion Injury

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, hypotension, necrotizing enterocolitis, bowel transplantation, trauma and chronic inflammation. Intestinal ischemia-reperfusion (IR) injury is a consequence of acute mesenteric ischemia, caused by inadequate blood flow through the mesenteric vessels, resulting in intestinal damage. Reperfusion following ischemia can further exacerbate damage of the intestine. The mechanisms of IR injury are complex and poorly understood. Therefore, experimental small animal models are critical for understanding the pathophysiology of IR injury and the development of novel therapies.
Here we describe a mouse model of acute intestinal IR injury that provides reproducible injury of the small intestine without mortality. This is achieved by inducing ischemia in the region of the distal ileum by temporally occluding the peripheral and terminal collateral branches of the superior mesenteric artery for 60 min using microvascular clips. Reperfusion for 1 hr, or 2 hr after injury results in reproducible injury of the intestine examined by histological analysis. Proper position of the microvascular clips is critical for the procedure. Therefore the video clip provides a detailed visual step-by-step description of this technique. This model of intestinal IR injury can be utilized to study the cellular and molecular mechanisms of injury and regeneration.

Here we describe the detailed procedure of intestinal ischemia-reperfusion in mice which results in reproducible injury without mortality to encourage the standardization of this technique across the field. This model of intestinal ischemia-reperfusion injury can be utilized to study the cellular and molecular mechanisms of injury and regeneration.

Murine Modell der intestinalen Ischämie-Reperfusionsschaden

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, ...

A Mouse Model of Retinal Ischemia-Reperfusion Injury Through Elevation of Intraocular Pressure

Retinal ischemia-reperfusion (I/R) is a pathophysiological process contributing to cellular damage in multiple ocular conditions, including glaucoma, diabetic retinopathy, and retinal vascular occlusions. Rodent models of I/R injury are providing significant insights into mechanisms and treatment strategies for human I/R injury, especially with regard to neurodegenerative damage in the retinal neurovascular unit. Presented here is a protocol for inducing retinal I/R injury in mice through elevation of intraocular pressure (IOP). In this protocol, the ocular anterior chamber is cannulated with a needle, through which flows the drip of an elevated saline reservoir. Using this drip to raise IOP above systolic arterial blood pressure, a practitioner temporarily halts inner retinal blood flow (ischemia). When circulation is reinstated (reperfusion) by removal of the cannula, severe cellular damage ensues, resulting ultimately in retinal neurodegeneration. Recent studies demonstrate inflammation, vascular permeability, and capillary degeneration as additional elements of this model. Compared to alternative retinal I/R methodologies, such as retinal arterial ligation, retinal I/R injury by elevated IOP offers advantages in its&#160;anatomical specificity, experimental tractability, and technical accessibility, presenting itself as a valuable tool for examining neuronal pathogenesis and therapy in the retinal neurovascular unit.

This article describes a procedure for inducing retinal ischemia-reperfusion injury by elevated intraocular pressure in mice. Retinal ischemia-reperfusion injury by elevated intraocular pressure serves to model human pathologies characterized by compromised oxygen and nutrient delivery in the retina, enabling researchers to examine potential cellular mechanisms and treatments for human diseases of the retinal neurovascular unit.

Ein Maus-Modell der Netzhautischämie-Reperfusionsschaden Durch Erhöhung des intraokularen Druck

Retinal ischemia-reperfusion (I/R) is a pathophysiological process contributing to cellular damage in multiple ocular conditions, including glaucoma, ...

Inducing Ischemia-reperfusion Injury in the Mouse Ear Skin for Intravital Multiphoton Imaging of Immune Responses

Ischemia-reperfusion injury (IRI) occurs when there is transient hypoxia due to the obstruction of blood flow (ischemia) followed by a subsequent re-oxygenation of the tissues (reperfusion). In the skin, ischemia-reperfusion (IR) is the main contributing factor to the pathophysiology of pressure ulcers. While the cascade of events leading up to the inflammatory response has been well studied, the spatial and temporal responses of the different subsets of immune cells to an IR injury are not well understood. Existing models of IR using the clamping technique on the skin flank are highly invasive and unsuitable for studying immune responses to injury, while similar non-invasive magnet clamping studies in the skin flank are less-than-ideal for intravital imaging studies. In this protocol, we describe a robust model of non-invasive IR developed on mouse ear skin, where we aim to visualize in real-time the cellular response of immune cells after reperfusion via multiphoton intravital imaging (MP-IVM).

This protocol describes the induction of an ischemia-reperfusion (IR) model on mouse ear skin using magnet clamping. Using a custom-built intravital imaging model, we study in vivo inflammatory responses post-reperfusion. The rationale behind the development of this technique is to extend the understanding of how leukocytes respond to skin IR injury.

Induzierende Ischemia-Reperfusionsschaden in der Maus-Ohr-Haut für intravital Multiphotonenionisation Imaging von Immunantworten

Ischemia-reperfusion injury (IRI) occurs when there is transient hypoxia due to the obstruction of blood flow (ischemia) followed by a subsequent ...

Two-vessel Occlusion Mouse Model of Cerebral Ischemia-reperfusion

In this study, a middle cerebral artery (MCA) occlusion mouse model is employed to study cerebral ischemia-reperfusion. A reproducible and reliable mouse model is useful for investigating the pathophysiology of cerebral ischemia-reperfusion and determining potential therapeutic strategies for patients with stroke. Variations in the anatomy of the circle of Willis of C57BL/6 mice affects their infarct volume after cerebral-ischemia-induced injury. Studies have indicated that distal MCA occlusion (MCAO) can overcome this problem and result in a stable infarct size. In this study, we establish a two-vessel occlusion mouse model of cerebral ischemia-reperfusion through the interruption of the blood flow to the right MCA. We distally ligate the right MCA and right common carotid artery (CCA) and restore blood flow after a certain period of ischemia. This ischemia-reperfusion injury induces an infarct of stable size and a behavioral deficit. Peripheral immune cells infiltrate the ischemic brain within the 24 h infiltration period. Additionally, the neuronal loss in the cortical area is less for a longer reperfusion duration. Therefore, this two-vessel occlusion model is suitable for investigating the immune response and neuronal recovery during the reperfusion period after cerebral ischemia.

A mouse model of cerebral ischemia-reperfusion is established to investigate the pathophysiology of stroke. We distally ligate the right middle cerebral artery and right common carotid artery and restore blood flow after 10 or 40 min of ischemia.

Zwei-Schiff Okklusion Mausmodell der zerebralen Ischämie-reperfusion

In this study, a middle cerebral artery (MCA) occlusion mouse model is employed to study cerebral ischemia-reperfusion. A reproducible and reliable mouse ...

Ultrasonographic Assessment During Cardiopulmonary Resuscitation

The US-CAB (Ultrasound, Circulation/Airway/Breathing) protocol integrates several sonographic techniques into a structured assessment of the circulation, airway, and breathing status of a patient during cardiopulmonary resuscitation (CPR) in an advanced life support-compliant manner. US-C provides a subxiphoid view of the heart, to look for potentially reversible causes of disease, such as pericardial effusion, pulmonary embolism, hypovolemia, and acute coronary thrombosis. Sonographic cardiac activity during CPR not only helps differentiate pseudo-pulseless electrical activity (PEA) from true PEA but also represents a higher chance of the return of spontaneous circulation (ROSC) and survival. Evaluation of the inferior vena cava (IVC) shows the fluid status of the patient and indicates the best methods to use for fluid resuscitation. If aortic dissection is suspected, a subxiphoid view of the aorta is suggested for identifying an intimal flap. Once intubation is done, tracheal ultrasound (US-A) at the suprasternal notch helps differentiate endotracheal intubation (one air-mucosal interface with one comet-tail) from esophageal intubation (double tract sign). Immediately following US-A, bilateral lung US (US-B) should be done to confirm proper bilateral ventilation using the lung sliding sign. In addition, US-C can be serially followed to see the dynamic changes in the cardiac chambers and IVC, or any cardiac contraction suggestive of ROSC. US-B can also detect coexisting lung or pleural pathologies without interfering with the performance of CPR. The main concern when implementing this method is maintaining high-quality CPR without delays in chest compressions when performing US-CAB. Rigorous training and continued practice are key to minimize any interruptions during resuscitation.

Here, we present a US-CAB (Ultrasound, Circulation/Airway/Breathing) protocol for use during cardiopulmonary resuscitation (CPR). US-C evaluates the subxiphoid view of the heart and inferior vena cava. After intubation, tracheal US (US-A) and lung US (US-B) help confirm endotracheal intubation and proper ventilation.

Ultrasonografische Beurteilung bei kardiopulmonaler Reanimation

The US-CAB (Ultrasound, Circulation/Airway/Breathing) protocol integrates several sonographic techniques into a structured assessment of the circulation, ...

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many areas of biomedical research due to its cost-effectiveness and its translation to humans. This protocol describes a method to create a preclinical free skin flap model in rats with ischemia-reperfusion injury. The described 3 cm x 6 cm rat free skin flap model is easily obtained after the placement of several vascular ligatures and the section of the vascular pedicle. Then, 8 h after the ischemic insult and completion of the microsurgical anastomosis, the free skin flap develops the tissue damage. These ischemia-reperfusion injury-related damages can be studied in this model, making it a suitable model for evaluating therapeutic agents to address this pathophysiological process. Furthermore, two main monitoring techniques are described in the protocol for the assessment of this animal model: transit-time ultrasound technology and laser speckle contrast analysis.

Here, we describe a pre-clinical animal model for studying the pathophysiology of ischemia-reperfusion injury in reconstructive microsurgery. This free skin flap model based on the superficial caudal epigastric vessels in the rat may also allow for the evaluation of different therapies and compounds to counteract ischemia-reperfusion injury-related damage.

Ein präklinisches Rattenmodell zur Untersuchung von Ischämie-Reperfusionsverletzungen in der rekonstruktiven Mikrochirurgie

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...

Delayed Intramyocardial Delivery of Stem Cells after Ischemia Reperfusion Injury in a Murine Model

There is significant interest in the use of stem cells (SCs) for the recovery of cardiac function in individuals with myocardial injuries. Most commonly, cardiac stem cell therapy is studied by delivering SCs concurrently with the induction of myocardial injury. However, this approach presents two significant limitations: the early hostile pro-inflammatory ischemic environment may affect the survival of transplanted SCs, and it does not represent the subacute infarction scenario where SCs will likely be used. Here we describe a two-part series of surgical procedures for the induction of ischemia-reperfusion injury and delivery of mesenchymal stem cells (MSCs). This method of stem cell administration may allow for the longer viability and retention around damaged tissue by circumventing the initial immune response. A model of ischemia reperfusion injury was induced in mice accompanied by the delivery of mesenchymal stem cells (3.0 x 105), stably expressing the reporter gene firefly luciferase under the constitutively expressed CMV promoter, intramyocardially 7 days later. The animals were imaged via ultrasound and bioluminescent imaging for confirmation of injury and injection of cells, respectively. Importantly, there was no added complication rate when performing this two-procedure approach for SC delivery. This method of stem cell administration, collectively with the utilization of state-of-the-art reporter genes, may allow for the in vivo study of viability and retention of transplanted SCs in a situation of chronic ischemia commonly seen clinically, while also circumventing the initial pro-inflammatory response. In summary, we established a protocol for the delayed delivery of stem cells into the myocardium, which can be used as a potential new approach in promoting regeneration of the damaged tissue.

Stems cells are continuously investigated as potential treatments for individuals with myocardial damage, however, their decreased viability and retention within injured tissue can impact their long-term efficacy. In this manuscript we describe an alternative method for stem cell delivery in a murine model of ischemia reperfusion injury.

Verzögerte intramyokardiale Lieferung von Stammzellen nach Ischämie-Reperfusionsverletzung in einem Murine-Modell

There is significant interest in the use of stem cells (SCs) for the recovery of cardiac function in individuals with myocardial injuries. Most commonly, ...

A Rat Lung Transplantation Model of Warm Ischemia/Reperfusion Injury: Optimizations to Improve Outcomes

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods for choosing appropriate cuff sizes for the pulmonary vein (PV), pulmonary artery (PA), or bronchus (Br) are varied, thus making the determination of proper cuff size during rat lung transplantation an exercise of trial and error. By standardizing the cuffing technique to use the smallest effective cuff appropriate for the size of the vessel or bronchus, one can make the transplantation procedure safer, faster, and more successful. Since diameters of the PV, PA, and Br are related to the body weight of the rat, we present a strategy to choosing an appropriate size using a weight-based guide. Since lung volume is also related to body weight, we recommend that this relationship should also be considered when choosing the proper volume of air for donor lung inflation during warm ischemia as well as for the proper volume of PBS to be instilled during bronchoalveolar lavage (BAL) fluid collection. We also describe methods for 4th intercostal space dissection, wound closure, and sample collection from both the native and transplanted lobes.

Here, we present optimizations to a rat lung transplantation model that serve to improve outcomes. We provide a size guide for cuffs based on body weight, a measurement strategy to ascertain the 4th intercostal space, and methods of wound closure and BAL (bronchoalveolar lavage) fluid and tissue collection.

Ein Ratten-Lungentransplantationsmodell für warme Ischämie/Reperfusionsschäden: Optimierungen zur Verbesserung der Ergebnisse

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods ...