Diese Studie wurde gefördert von NSFC 81570244, FoKo 23/2013 und SFB 1116 / B01 und vom Herz-Kreislauf-Forschungsinstitut Düsseldorf (CARID).

Alle Experimente wurden von der örtlichen Regulierungsbehörde ( LANUV Nordrhein-Westfalen, Deutschland) genehmigt und wurden nach den Richtlinien der Tiernutzung durchgeführt. Die Tiere wurden mit einer Standard-Chow-Diät gefüttert und erhielten Leitungswasser ad libitum . Alle Geräte und Chemikalien, die für jeden Schritt des Experiments notwendig sind, sind in der Tabelle der Materialien verfügbar. 1. Vorbereitung der Latexkappe und des intraventrikulären Ballons <ol><li> Machen Sie eine Aluminiumform mit einer Fräsmaschine, die der durchschnittlichen Größe des Rattenherzens entspricht (Körpergewicht von 300-350 g). Polieren Sie die Form mit superfeinem (10/0) ​​Schmirgelpapier. HINWEIS: Die detaillierten Metriken der Form sind in Abbildung 1A dargestellt . </li><li> Vertikal fixieren Sie den Hals der Aluminium-Form auf die Fräsmaschine, um die Latex-Kappe vorzubereiten. HINWEIS: Die Fräsmaschine bewirkt, dass sich die Form langsam dreht. Alternativ kann ein Elektromotor verwendet werden. </<html> Li&gt; <li> 20 ml flüssiger Latex (handelsüblich, siehe Tabelle der Materialien ) in einen 50 ml Glasbecher geben. </li><li> Senken Sie die Form, bis der gesamte Körper der Form in die Latexlösung eingetaucht ist. </li><li> Langsam die Form (5 cm / min) beim Drehen heben. </li><li> Halten Sie die Form für weitere 15 Minuten, bis der Latex auf der Oberfläche der Form verfestigt ist. </li><li> Füge etwa 1 g Talkumpuder zur Oberfläche der Form hinzu (bereits mit einem dünnen Latexfilm bedeckt), um Schäden beim Ablösen zu vermeiden. </li><li> Vorsichtig mit den Fingern die bereits getrocknete Latexkappe von der Formoberfläche abziehen; Die Latexkappe ist nun betriebsbereit ( Bild 1B ). </li><li> Verbinden Sie den Auslass der Latexkappe mit einem 15-cm-Silizium-Schlauch (ID = 0,2 mm), der später für die Sammlung von CT verwendet wird. </li><li> Füllen Sie den ventrikulären Latexballon mit Wasser und fixieren Sie ihn fest auf eine L-förmige Metallkanüle, die mit einer 1 mL wassergefüllten Spritze (&gt; Fig. 1C). HINWEIS: Dies wird verwendet, um die aufrechte Positionierung des Herzens zu gewährleisten (siehe unten). </li><li> Vergewissern Sie sich, dass der Ballon luftdicht ist, indem Sie mehrere Entlüftungs- / Aufblasversuche mit der beigefügten 1-ml-Spritze durchführen. </li><li> Verbinden Sie die Kanüle über einen Dreiwege-Anschlag mit einem Druckaufnehmer für die zukünftige Messung des intraventrikulär entwickelten Drucks ( Abbildung 1C ). </li></ol> 2. Vorbereitung von Krebs-Henseleit-Puffer (KHB) und dem Langendorff-Perfusionssystem <ol><li> Richten Sie ein Langendorff-Perfusionssystem ein, indem Sie entweder Konstantstrom (angetrieben durch eine Rollenpumpe) oder einen konstanten Druck (erzeugt durch einen statischen Druck in einer Glassäulen) -Modus verwenden. HINWEIS: Details der Langendorff-Herzpräparation wurden zuvor beschrieben 12 . </li><li> 2 L eines modifizierten KHB (in mM: 116,02 NaCl, 4,63 KCl, 1,10 MgSO &amp; sub4; · 7H &amp; sub2; O, 1,21 K &amp; sub2; HPO &amp; sub4; </suB&gt;, 2,52 CaCl 2 · 2H 2 O, 24,88 NaHCO 3 , 8,30 D-Glucose und 2,0 Natriumpyruvat). <ol><li> Wiegen alle Chemikalien, aber CaCl 2 und lösen sie in 1,8 l doppelt destilliertem Wasser in einem 2-l-Kolben auf. </li><li> Das Medium mit Carbogen (95% O 2 /5% CO 2 ) für mindestens 5 min bei Äquilibrierung (pH: 7,4) unter magnetischem Rühren aufblasen. </li><li> 0,74 g CaCl 2 · 2H 2 O zugeben und das Gesamtvolumen auf 2 l mit doppelt destilliertem Wasser auffüllen. </li><li> Setzen Sie das Rühren fort und sprudeln Sie das Medium mit Carbogen für weitere 5 min. </li><li> Filtern Sie die KHB durch einen 0,2 μm Filter, um kleine Partikel zu eliminieren, die die Mikrozirkulation des Herzens behindern können. </li></ol></li><li> Vorbereitung des Langendorff-Perfusionssystems <ol><li> Den gefilterten KHB in ein vorgewärmtes Wasserbad (38 ° C) stellen; Bleiben Sie mit Carbogen sprudeln, um einen Druck von 100 cmH 2 O Inside zu erzeugenDer KHB-Reservoir. </li><li> Verbinden Sie den Vorratsbehälter mit der Glassäule, um 100 cmH 2 O hydrostatischen Druck für die Langendorff-Perfusion mit KHB herzustellen; Weiterhin die KHB in der Säule mit Carbogen sprudeln. </li><li> Stellen Sie die Temperatur des Erwärmungssystems so ein, dass die Temperatur am Aortenkanülenauslass 37 ° C beträgt. </li><li> Stellen Sie sicher, dass das Schlauchsystem blasenfrei ist. </li><li> Oxygenieren Sie das KHB mit Carbogen für weitere 5 min, bis die PO 2 im KHB 500-600 mmHg erreicht (gemessen mit einem Blutgasanalysator). </li></ol></li><li> Stellen Sie das Perfusionssystem so auf, dass es bei einem konstanten Druck von 100 cmH 2 O oder bei konstantem Durchfluss von ca. 10-20 mL / min mit manueller Umschaltung läuft. Alternativ können Sie mit einem austauschbaren STH-Pumpenregler sofort in den Perfusionsmodus wechseln. </li></ol> 3. Isolierung und Kanülierung des Herzens HINWEIS: Männliche Wistar-Ratten mit Körpergewichten von 300-350 g wurden verwendet, so dass die Größen der Herzen auf die vorgegossene Latexkappe abgestimmt waren. Ratten wurden entweder eine Ligation der linken Arterienabsenkung (KOPF) für 50 min, gefolgt von Reperfusion oder wurden sham betrieben. Einzelheiten der Methodik zur Induktion von Myokardinfarkt (MI) wurden an anderer Stelle angegeben 13 . Die umgekehrten Herzversuche an den Infarkttieren wurden 5 Tage nach der Operation durchgeführt. <ol><li> Anästhesieren von Ratten unter Verwendung eines Isofluranverdampfers (2% V / V), der mit einer Tierhaltekammer (20 L) verbunden ist. </li><li> Übertragen Sie die Ratten auf eine Operationstabelle (nicht temperaturgesteuert), nachdem eine tiefe Anästhesie erreicht ist. </li><li> Heben Sie die Haut und Muskeln knapp unter dem Brustbein mit Pinzette und schneiden Sie den unteren Rand der Rippen mit schweren Scheren. </li><li> Mit feinen Scheren, machen Sie einen kleinen Schnitt in das Zwerchfell, am Rippenrand. Schneiden Sie die Rippen kaudal, um eine Klappe der gesamten ventralen Brustwand zu machen. </li><li> Gönnen Sie sich das Herz mit dem DaumenNd Index und Mittelfinger und langsam heben Sie es nach oben, so dass die Herzgefäße leicht gestreckt werden. </li><li> Heben Sie das Herz an, bis die Aorta vollständig ausgesetzt ist. </li><li> Legen Sie das Herz in ein 100 ml-Becherglas mit 50 ml eiskaltem KHB (4 ° C) und verschieben Sie es in den Perfusionsapparat. </li><li> Sofort das Herz über die Aorta auf eine tropfende Kanüle bringen und mit einer Naht (4-0) festziehen. Vermeiden Sie Luftblasen, die ins Herz eindringen. </li><li> Einen konstanten Perfusionsdruck (100 cmH 2 O) anwenden. Alternativ kann eine volle Durchflussrate (beginnend mit 20 mL / min) angewendet werden. Anmerkung: Die Zeit von der Öffnung des Thorax bis zur Anbringung des Herzens an die Perfusionskanüle sollte etwa 3 min in den Händen eines erfahrenen Betreibers dauern. </li></ol> 4. umgekehrtes Herzmodell <ol><li> Die Aortenkanüle vorsichtig drehen, bis die hintere Wand des Herzens in Sicht ist. </li><li> Das Bindegewebe mit einer Schere entfernenUm die Öffnung des linken Vorhofs auszusetzen, so dass es für die intraventrikuläre Kanülierung bereit ist. </li><li> Setzen Sie den entleerten Latexballon an einen starren Katheter über den linken Vorhof in den linken Ventrikel. </li><li> Den Ballon aufblasen, bis er die gesamte Ventrikelhöhle füllt (das Aufblasvolumen ist auf der Spritze vormarkiert). </li><li> Invertiere das Herz, bis es umgedreht ist und es durch den intraventrikulären Ballonkatheter unterstützt. </li><li> Wie in Abbildung 1C gezeigt , mechanisch stabilisieren Sie das umgekehrte Herz in einer aufrechten Position unter Verwendung des intraventrikulären Ballons mit einem starren Metallkatheter. </li><li> Passen Sie die Position des Herzens an, um eine übermäßige Verdrehung der Aortenwurzel zu vermeiden. </li><li> Den diastolischen Druck auf 3-5 mmHg einstellen (gemessen durch den intraventrikulären Ballon, siehe Abbildung 1C ). </li><li> Beobachten Sie die epikardiale Oberfläche des Herzens und stellen Sie sicher, dass kleine Tröpfchen bilden. </li><li> Legen Sie die Latexkappe oNto die Oberfläche des Herzens durch sanftes Drücken, um das ganze Herz mit den Fingern zu decken. </li><li> Vergewissern Sie sich, dass die Latexkappe den größten Teil der ventrikulären Oberfläche bedeckt. </li><li> Entfernen Sie die Luftblasen, falls vorhanden, in die Kappe und den Schlauch, indem Sie mit einer 1-ml-Spritze vorsichtig saugen. </li><li> Stellen Sie die distale Öffnung des CT-Rohrs auf 10 cm unterhalb der horizontalen Höhe des Herzens ein. HINWEIS: Diese Vorgehensweise sorgt für ein geringes Ansaugen durch negativen hydrostatischen Druck. </li><li> Sammeln Sie Tropfen von CT in einem 1,5 ml Sammelröhrchen, das in Eis gemischt 1: 1 mit NaCl gegeben ist. Sammle etwa 0,15-1,5 ml CT. HINWEIS: Die Eis / NaCl-Mischung stabilisiert die Temperatur im Sammelröhrchen unter Null (ca. -4 ° C). HINWEIS: Die Probenahmezeit hängt vom experimentellen Zweck ab. Die Durchflussrate des CT beträgt bei den koronar-ligierten Tieren (n = 11) etwa 27 ± 20 μl / min bei scheinoperierten Tieren (n = 3) und 100 ± 47 μl / min. </li><li> Wäge- und Snap-Freeze-CT-ProbenIn flüssigem Stickstoff und lagern bei -80 ° C für spätere Messungen. </li></ol> 5. Analyse der CT <ol><li> Verwenden Sie die CT-Flüssigkeit für die Analyse der Metaboliten, abhängig von der wissenschaftlichen Frage. HINWEIS: Die in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Daten wurden aus einer Konstantdruckperfusion (100 cmH &amp; sub2; O) gesammelt und etwa 0,15-1,5 ml CT-Fluid wurden innerhalb einer Zeitspanne von 10 min gesammelt. Diese Zeit und das Volumen waren ausreichend für das Proteom (Minimum: 50 μl, Abbildung 2 ) 14 und HPLC (mindestens 20 μl, Abbildung 3 ) 15 Analyse verschiedener Purine. </li></ol>

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	<li>Henkel, D. M., Redfield, M. M., Weston, S. A., Gerber, Y., Roger, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Death+in+heart+failure:+a+community+perspective.">Death in heart failure: a community perspective.</a> Circ Heart Fail. 1 (2), 91-97 (2008).</li><li>Limana, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+infarction+induces+embryonic+reprogramming+of+epicardial+c-kit(+)+cells:+role+of+the+pericardial+fluid.">Myocardial infarction induces embryonic reprogramming of epicardial c-kit(+) cells: role of the pericardial fluid.</a> J Mol Cell Cardiol. 48 (4), 609-618 (2010).</li><li>Brunner, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+tissue+endothelin-1+levels+under+basal,+stimulated,+and+ischemic+conditions.">Cardiac tissue endothelin-1 levels under basal, stimulated, and ischemic conditions.</a> J Cardiovasc Pharmacol. 26, S44-S46 (1995).</li><li>de Lannoy, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Renin-angiotensin+system+components+in+the+interstitial+fluid+of+the+isolated+perfused+rat+heart.+Local+production+of+angiotensin+I.">Renin-angiotensin system components in the interstitial fluid of the isolated perfused rat heart. Local production of angiotensin I.</a> Hypertension. 29 (6), 1240-1251 (1997).</li><li>Strupp, M., Kammermeier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interstitial+Lactate+And+Glucose-Concentrations+Of+the+Isolated-Perfused+Rat-Heart+before,+during+And+after+Anoxia.">Interstitial Lactate And Glucose-Concentrations Of the Isolated-Perfused Rat-Heart before, during And after Anoxia.</a> Pflugers Arch. 423 (3-4), 232-237 (1993).</li><li>Wienen, W., Jungling, E., Kammermeier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme-Release+into+the+Interstitial+Space+of+the+Isolated+Rat-Heart+Induced+by+Changes+in+Contractile+Performance.">Enzyme-Release into the Interstitial Space of the Isolated Rat-Heart Induced by Changes in Contractile Performance.</a> Cardiovasc Res. 28 (8), 1292-1298 (1994).</li><li>De Deckere, E. A., Ten Hoor, ., P, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+modified+Langendorff+technique+for+metabolic+investigations.">A modified Langendorff technique for metabolic investigations.</a> Pflugers Arch. 370 (1), 103-105 (1977).</li><li>Tschubar, F., Rose, H., Kammermeier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatty+acid+transfer+across+the+myocardial+capillary+wall.">Fatty acid transfer across the myocardial capillary wall.</a> J Mol Cell Cardiol. 25 (4), 355-366 (1993).</li><li>Wienen, W., Kammermeier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intra-+and+extracellular+markers+in+interstitial+transudate+of+perfused+rat+hearts.">Intra- and extracellular markers in interstitial transudate of perfused rat hearts.</a> Am J Physiol. 254 (4 Pt 2), H785-H794 (1988).</li><li>Sasse, A., Ding, Z. P., Wallich, M., Godecke, A., Schrader, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+transfer+of+adenovirus+is+augmented+by+nitric+oxide+in+the+rat+heart.">Vascular transfer of adenovirus is augmented by nitric oxide in the rat heart.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 287 (3), H1362-H1368 (2004).</li><li>Gnecchi, M., Zhang, Z., Ni, A., Dzau, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paracrine+mechanisms+in+adult+stem+cell+signaling+and+therapy.">Paracrine mechanisms in adult stem cell signaling and therapy.</a> Circ Res. 103 (11), 1204-1219 (2008).</li><li>Herr, D. J., Aune, S. E., Menick, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+and+Assessment+of+Ischemia-reperfusion+Injury+in+Langendorff-perfused+Rat+Hearts.">Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts.</a> J Vis Exp. (101), e52908 (2015).</li><li>Ding, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epicardium-Derived+Cells+Formed+After+Myocardial+Injury+Display+Phagocytic+Activity+Permitting+In+Vivo+Labeling+and+Tracking.">Epicardium-Derived Cells Formed After Myocardial Injury Display Phagocytic Activity Permitting In Vivo Labeling and Tracking.</a> Stem Cells Transl Med. 5 (5), 639-650 (2016).</li><li>Hartwig, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secretome+profiling+of+primary+human+skeletal+muscle+cells.">Secretome profiling of primary human skeletal muscle cells.</a> Biochim Biophys Acta. 1844 (5), 1011-1017 (2014).</li><li>Smolenski, R. T., Lachno, D. R., Ledingham, S. J. M., Yacoub, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+sixteen+nucleotides,+nucleosides+and+bases+using+high-performance+liquid+chromatography+and+its+application+to+the+study+of+purine+metabolism+in+hearts+for+transplantation.">Determination of sixteen nucleotides, nucleosides and bases using high-performance liquid chromatography and its application to the study of purine metabolism in hearts for transplantation.</a> J Chromatogr. 527 (2), 414-420 (1990).</li><li>Decking, U. K., Juengling, E., Kammermeier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interstitial+transudate+concentration+of+adenosine+and+inosine+in+rat+and+guinea+pig+hearts.">Interstitial transudate concentration of adenosine and inosine in rat and guinea pig hearts.</a> Am J Physiol. 254 (6 Pt 2), H1125-H1132 (1988).</li><li>Heller, L. J., Mohrman, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimates+of+interstitial+adenosine+from+surface+exudates+of+isolated+rat+hearts.">Estimates of interstitial adenosine from surface exudates of isolated rat hearts.</a> J Mol Cell Cardiol. 20 (6), 509-523 (1988).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Das umgekehrte Herzmodell basiert auf der etablierten Langendorff-Herzperfusionstechnik 12 und wird durch einfaches Invertieren des Herzens in eine umgekehrte Position und Halten dieser Position unter Verwendung eines starren intraventrikulären Ballonkatheters durchgeführt. Auf diese Weise kann das kardiale interstitielle Transudat physisch von dem koronaren venösen Abflussperfusat getrennt werden, das durch die Schwerkraft von der Basis des Herzens 9 tropft. Die CT kann kontinuierlich mit Hilfe einer dünnen und flexiblen Latexkappe gesammelt werden, die auf der Oberfläche des gesamten Herzens angeordnet ist. Die Methode ist einfach durchzuführen, mit minimalen Kosten zusätzlich zu der des Langendorff Gerätes. Dennoch sind einige Schritte technisch entscheidend für die Erzielung reproduzierbarer und stabiler Ergebnisse. Dazu gehören sicherzustellen, dass die Latexkappe richtig in die Form der Herzen passt und etwa 90% der Oberfläche der Ventrikel bedeckt, nicht die Vorhöfe. Die Zeit von excDas Herz vom Tier bis zur Aufführung der Retro-Perfusion sollte weniger als 3 min betragen, da eine verlängerte Ischämie das Risiko einer Veränderung des Herzmetabolismus und der Bildung von Herztransudat trägt. Der diastolische linksventrikuläre Druck, gemessen durch den intraventrikulären Ballon, sollte so eingestellt werden, dass er den ventrikulären Hohlraum (3-5 mmHg) füllt. Ein überblasender Ballon kann den Koronarfluss durch vaskuläre Kompression verändern. Die Probenamplitude (1,5 ml Röhrchen) sollte auf Eis gehalten werden, um jeglichen möglichen Abbau von Metaboliten und Proteinen von Interesse zu vermeiden. Darüber hinaus sind erfolgreiche Experimente kritisch abhängig von guter manueller Handhabung während der Vorbereitung, Isolierung und Kanülierung des Herzens. Das erfordert Praxis. Um die Herzen vor ischämischen Schäden zu schützen, sollten alle Vorbereitungen mit eiskaltem KHB durchgeführt werden. Da die Grösse der Herzen zwischen den Ratten variieren können, ist es trotz ähnlicher Körpergewichte ratsam, Latexkappen mit leichtem zu versehenY verschiedene Dimensionen, die den verschiedenen Größen der Herzen entsprechen. Die isolierte Umkehr-Herz-Methode wurde zuvor für die isolierte Ratte 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 und Meerschweinchenherz 16 beschrieben und wurde für verschiedene Zwecke verwendet. In unserer vorliegenden Beschreibung der Methodik haben wir einige Modifikationen an der experimentellen Einrichtung und der Probenverarbeitung eingeführt. Zum Beispiel ist die Kanülierung der Pulmonalarterie, wie sie von Deckere et al. 7 , wurde hier nicht durchgeführt, da die umgekehrte Position des Herzens eine potentielle Kontamination mit venösen Abwässerperfusat verhindert. Die Auffangvorrichtung für CT wurde durch Einführen eines leichten Unterdrucks durch Absenken der Öffnung der CT-Trennwannen vereinfachtNg bis 10 cm unter dem umgekehrten Herz. Dies erleichtert das sofortige Abkühlen der Transudatproben. Um die schnelle Abkühlung der Proben-CT zu gewährleisten, wurden die Sammelbecher auf eine Temperatur von -4 ° C vorgekühlt, indem sie in eine gleichvolumige Mischung aus Eis und NaCl ( dh ein Verhältnis von 1: 1) gegeben wurden. Dies erlaubte die schnelle Abkühlung der gesammelten CT-Proben. Im Allgemeinen sollte man sich vor Augen halten, dass sich das isolierte Rattenherz von den in vivo physiologischen Bedingungen unterscheidet, da die interstitielle Fluidbildung höchstwahrscheinlich geringer ist als im salzperfundierten Herzen. Die durch das isolierte Herz gebildete CT kann daher nicht vollständig die wahre Zusammensetzung der in vivo interstitiellen Flüssigkeit nachahmen. Darüber hinaus erlaubt die vorliegende Einrichtung nicht den vollständigen Ausschluss einer potentiellen Kontamination mit venösen Abwässer-Perfusat. Da jedoch der venöse Auslaß an der Herzbasis (dem niedrigsten Niveau des aufrechten Herzens) liegt, glauben wir nichtDass die Kontamination zum Sammelprozess beiträgt. Das vorliegende Protokoll beschreibt eine einzigartige Methode, um kardiale interstitielle Flüssigkeit zu untersuchen, die eine Vielzahl von Metaboliten und Proteinen enthält, die in die interstitielle Flüssigkeit durch Kardiomyozyten und nicht-kardiale Zellen, wie Immunzellen, Endothelzellen, vaskuläre glatte Muskelzellen, Fibroblasten und Pericytes Herz-Interstitial-Transudat wird als Ergebnis des Fluidtransports über die endotheliale Barriere 10 zusammen mit einem kleinen Anteil an lymphatischem Fluid gebildet. Es enthält eine Mischung aus Herzmetaboliten 7 , löslichen Faktoren im interstitiellen Raum und Geheimnisse von Herz- und / oder Nicht-Herzzellen 9 . Daher tragen mehrere Zelltypen zur Bildung von CT bei. Darüber hinaus gibt es mehrere Faktoren, die die Rate der Bildung beeinflussen. Zuerst scheint der onkotische Druck eine wichtige Determinante zu sein, die trans-Capill reguliertDa die Zunahme des onkotischen Drucks durch Zugabe von Dextran oder Albumin zum Perfusionsmedium die Bildung von CT 9 , 10 signifikant reduziert hat. Zweitens erhöht die Zunahme der vaskulären Permeabilität während der Hypoxie 9 , 16 einschließlich MI die Extravasation des Perfusats und damit die Bildung von CT. Daher kann in zukünftigen Studien die Zunahme des onkotischen Drucks ein geeignetes Mittel sein, um das CT-Volumen zu minimieren, wodurch die angestrebten Moleküle von Interesse angereichert werden.

Herzinsuffizienz (HF) ist die führende Todesursache bei Menschen weltweit 1 . HF tritt häufig wegen der Myokarditis, der ischämischen Beleidigung des Myokards und der linksventrikulären Remodelierung auf, was zur fortschreitenden Verschlechterung der kontraktilen Herztierfunktion und der Lebensqualität der Patienten führt. Obwohl Fortschritte in der Kardiologie und Herzchirurgie die HF-Sterblichkeit merklich gesenkt haben, dienen sie lediglich als vorübergehende &quot;Verzögerer&quot; eines unvermeidlich fortschreitenden Krankheitsprozesses, der eine signifikante Morbidität aufweist. Daher unterstreicht der derzeitige Mangel an wirksamer Behandlung die Notwendigkeit, neuartige molekulare Ziele zu identifizieren, die HF verhindern oder sogar umkehren können. Dazu gehören Veränderungen in der extrazellulären Matrix, unkontrollierte Herz-Immunantwort und Wechselwirkungen zwischen Herz- und Nicht-Herz-Zellen 2 . Es ist wichtig zu erkennen, dass die Mikroumgebung, die Herzzellen ausgesetzt sindUm die Immun- und Regenerationsreaktion des verletzten Herzens zu formen. In dem isolierten, salzperfundierten Herz wird CT auf der Herzoberfläche in Form von kleinen Tröpfchen erzeugt, die aus dem interstitiellen Fluidraum ( dh Mikroumgebung), sowohl unter physiologischen als auch pathophysiologischen Bedingungen 3 , 4 , 5, abgeleitet sind . Daher kann die Analyse der CT ( dh interstitielle Flüssigkeit) dazu beitragen, Faktoren zu identifizieren, die den Herzmetabolismus und die kontraktile Funktion 6 regulieren oder die Immunzellenfunktionen nach der Migration in das verletzte Herz beeinflussen. Potenziell kann dies zur Entwicklung neuartiger therapeutischer Strategien zur Behandlung von HF führen. Die Sammlung von CT aus murinen Herzen ist technisch anspruchsvoll. In regelmäßigen Langendorff-perfundierten Herzen ist die exklusive CT-Sammlung schwierig, weil die Mischung der CT mit CoronarY venöse Abwässerperfusate verdreht unvorhersehbar jede Konzentration von Metaboliten / Enzymen, die aus dem interstitiellen Raum freigesetzt werden. Eine mögliche Strategie, diese Einschränkung zu überwinden, besteht darin, den venösen Abfluss durch Kanülen des Pulmonals auszuschließen und gleichzeitig die Lungenvene zu lenken 7 . Diese Methode steht jedoch vor Schwierigkeiten, die mit der Kanülierung und Ligation der Pulmonalarterie und der Vene verbunden sind, was ein potentielles Auslaufen von venösen Abwässern in das Herztransudat verursacht. Das Konzept der Verwendung eines umgekehrten Herzmodells wurde zuerst von der Gruppe von Kammermeier eingeführt, die das isolierte, perfundierte Herz in eine umgekehrte Position umwandelte und eine dünne Latexkappe auf die Epikardoberfläche legte, um kontinuierlich CT ohne die Verunreinigung des venösen Abwassers abzutasten 8 , 9 Unter Verwendung dieses Verfahrens zeigte CT eine sehr empfindliche Messung der aus dem Herzen 9 freigesetzten Metaboliten,Die Kapillartransfer von Fettsäuren 8 und die Viruspartikel 10 . In jüngster Zeit wurden parakrine Faktoren, die die lokale Immunantwort regulieren und die Herzangiogenese 11 erhöhen können, in die vorteilhaften Wirkungen einer Stammzell-Therapie auf Herzerkrankungen verwickelt. Die Analyse der CT im umgekehrten Herzen kann dazu beitragen, diese einzelnen parakrinen Faktoren chemisch zu identifizieren. Darüber hinaus kann CT helfen, die Faktoren, die bei der in vivo Aktivierung von Immunzellen im Herzen beteiligt sind, zu identifizieren. Die detaillierte Beschreibung der CT-Sammlung von der Herzoberfläche, die hier zur Verfügung gestellt wird, ist experimentell nützlich für Forscher, die das Zusammenspiel von Immunzellen, Fibroblasten, Endothelzellen und Kardiomyozyten im Zusammenhang mit der Gesamt-Herzfunktion untersuchen. Wie oben erwähnt, trägt die interstitielle Flüssigkeit die Information für die Zell-zu-Zell-Kommunikation innerhalb des Herzens, whIch kann bequem durch die Sammlung von CT beurteilt werden. Die ausführliche technische Beschreibung, einschließlich eines Videoprotokolls, wie man CT aus dem umgekehrten Herzen sammelt, sollte die zukünftige Anwendung dieser einzigartigen Technik erleichtern.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="815">
	<tbody>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Latex Solution</td>
			<td style="width:129px;">ProChemie</td>
			<td style="width:184px;">Z-Latex LA-TZ</td>
			<td style="width:201px;">&#160;http://kautschukgesellschaft.de/%E2%80%A8z-latexla-tz%E2%80%A8</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Aluminum Mold</td>
			<td style="width:129px;">Home made</td>
			<td style="width:184px;">-</td>
			<td>Reverse heart model</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Universal Ovens</td>
			<td style="width:129px;">Memmert</td>
			<td style="width:184px;">UNB 400</td>
			<td>Reverse heart model</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Latex Balloon</td>
			<td style="width:129px;">Hugo Sachs</td>
			<td style="width:184px;">Size 4</td>
			<td>Reverse heart model</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Milling Machine</td>
			<td style="width:129px;">Proxxon</td>
			<td style="width:184px;">MF70</td>
			<td>Reverse heart model</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Sodium Chloride</td>
			<td style="width:129px;">Sigma</td>
			<td style="width:184px;">SZBD0810V</td>
			<td>Chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Sodium Hydrogen Carbonate</td>
			<td style="width:129px;">Roth</td>
			<td style="width:184px;">68852</td>
			<td>Chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Potassium Chloride</td>
			<td style="width:129px;">Merck</td>
			<td style="width:184px;">49361</td>
			<td>Chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Magnesium Sulphate Heptahydrate</td>
			<td style="width:129px;">Merck</td>
			<td style="width:184px;">58861</td>
			<td>Chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Potassium Dihydrogen Phosphate</td>
			<td style="width:129px;">Merck</td>
			<td style="width:184px;">48731</td>
			<td>Chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">D(+)-Glucose Anhydrous</td>
			<td style="width:129px;">Merck</td>
			<td style="width:184px;">83371</td>
			<td>Chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Calcium Chloride Dihydrate</td>
			<td style="width:129px;">Fluka</td>
			<td style="width:184px;">21097</td>
			<td>Chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Balance</td>
			<td style="width:129px;">VWR</td>
			<td>SE 1202&#160;</td>
			<td>Weighing chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Double Distilled Water</td>
			<td style="width:129px;">Millpore</td>
			<td style="width:184px;">-</td>
			<td>Disolving chemicals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Medical Pressure Transducer</td>
			<td style="width:129px;">Gold</td>
			<td style="width:184px;">-</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Medical Flow Probe</td>
			<td style="width:129px;">Transonic</td>
			<td style="width:184px;">3PXN</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Heating Circulating Bath</td>
			<td style="width:129px;">Haake&#160;</td>
			<td style="width:184px;">B3 ; DC1</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Laboratory and Vaccum Tubing</td>
			<td style="width:129px;">Tygon</td>
			<td style="width:184px;">R-3603</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Animal Research Flowmeters</td>
			<td style="width:129px;">Transonic</td>
			<td style="width:184px;">T206</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">PowerLab Data Acquisition Device</td>
			<td style="width:129px;">AD Instruments</td>
			<td style="width:184px;">Chart 7.1</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">LabChart Data Acquisition Software</td>
			<td style="width:129px;">AD Instruments</td>
			<td style="width:184px;">Chart 7.1</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Peristaltic Pump</td>
			<td style="width:129px;">Glison</td>
			<td style="width:184px;">MINIPULS 3</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Glass Water Column</td>
			<td style="width:129px;">home made</td>
			<td style="width:184px;">-</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Water Bath Protective Agent</td>
			<td style="width:129px;">VWR</td>
			<td style="width:184px;">462-7000</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:301px;">Sterile Disposable&#160; Filters (0.2&#181;m)</td>
			<td style="width:129px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:184px;">595-4520</td>
			<td>Langendorff apparatus</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Blood gas analyzers</td>
			<td>Radiometer</td>
			<td style="width:184px;">ABL90 FLEX PLUS</td>
			<td>Gas analyzer</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">70% ethanol</td>
			<td style="width:129px;">VWR</td>
			<td style="width:184px;">UN1170</td>
			<td>Cleaning&#160; tubings</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">100% ethanol</td>
			<td style="width:129px;">Merck</td>
			<td style="width:184px;">64-17-5</td>
			<td>Cleaning tubings</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;">Wistar Rats</td>
			<td style="width:129px;">Janvier</td>
			<td style="width:184px;">-</td>
			<td>Animals</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Stainless Scissors</td>
			<td style="width:129px;">AESCULAP</td>
			<td style="width:184px;">BC702R</td>
			<td>Surgical Instruments</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Stainless Scissors</td>
			<td style="width:129px;">AESCULAP</td>
			<td style="width:184px;">BC257R</td>
			<td>Surgical Instruments</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">Big Forceps&#160;</td>
			<td style="width:129px;">AESCULAP</td>
			<td style="width:184px;">-</td>
			<td>Surgical Instruments</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">8m/m Stainless Forceps</td>
			<td style="width:129px;">F.S.T</td>
			<td style="width:184px;">11052-10</td>
			<td>Surgical Instruments</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:301px;">superfine (10/0) emery paper</td>
			<td style="width:129px;">3M</td>
			<td style="width:184px;">051111-11694</td>
			<td>Reverse heart model</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the inverted heart model for interstitial transudate collection from the isolated rat heart

Das vorliegende Protokoll beschreibt einen einzigartigen Ansatz, der die Sammlung von Herz-Transudat (CT) aus dem isolierten, salz-perfundierten Rattenherz ermöglicht. Nach der Isolierung und retrograden Perfusion des Herzens nach der Langendorff-Technik wird das Herz in eine umgekehrte Position umgekehrt und wird durch einen in den linken Ventrikel eingeführten Ballonkatheter mechanisch stabilisiert. Dann wird eine dünne Latexkappe, die zuvor auf die durchschnittliche Größe des Rattenherzens abgestimmt ist, über die Epikardoberfläche gelegt. Der Auslaß der Latexkappe ist mit dem Silikonschlauch verbunden, wobei die distale Öffnung 10 cm unterhalb des Grundniveaus des Herzens liegt und eine leichte Absaugung erzeugt. CT, das kontinuierlich auf der Epikardoberfläche erzeugt wird, wird in eisgekühlten Fläschchen zur weiteren Analyse gesammelt. Die Rate der CT-Bildung reichte von 17 bis 147 μl / min (n = 14) in Kontroll- und Infarktherzen, was 0,1-1% des koronaren venösen Abwassersperfusats entspricht. Proteomische Analyse und hohe PerfoRmance liquid chromatography (HPLC) zeigte, dass die gesammelte CT ein breites Spektrum an Proteinen und purinergischen Metaboliten enthält.

<html> Das umgekehrte Herzmodell ermöglicht die Sammlung von Herz-Interstitial-Transudat in einem isolierten, retro-perfundierten Rattenherz ( Abbildung 1A -C ). Wenn sie bei einem konstanten Druck von 100 cmH 2 O perfundiert wurde, lag die Rate der interstitiellen Fluidbildung zwischen 17 und 147 &amp; mgr; l / min, was 0,1 bis 1% des koronaren venösen Abwassers im isolierten Herzen betrug. Der Proteingehalt der CT, gemessen mit dem Bicinchoninsäure-Test (BCA), betrug 1,08 ± 0,40 mg / ml (n = 6). Eine eindimensionale Gelelektrophorese-Analyse (SDS-PAGE) zeigte ein breites Spektrum von Proteinen, die im Herz-Transudat vorhanden waren ( Abbildung 2A ). Die zweidimensionale Fluoreszenzdifferenz-Gelelektrophorese (2D-DIGE) wurde am CT aus dem Herzen durchgeführt, das 50 min Ischämie / Reperfusion ausgesetzt war. Wie gezeigt in<html> In den untersuchten Proteinen waren 70,1% extrazelluläre Matrixproteine, 4,6% waren zelluläre Membranproteine, 17,2% waren zytoplasmatische Proteine ​​und 2,3% waren nuklear Proteine ​​( Tabelle 1 ). Purine sind seit langem als zentrale Signalmoleküle, die die Herz-Immunantwort, vasomotorischen Ton und Herz-Funktion, insbesondere nach ischämischen Verletzungen zu regulieren. Die CT-Sammlung erlaubt die Messung einer Vielzahl von Metaboliten, die in der kardialen interstitiellen Flüssigkeit unter pathophysiologischen Bedingungen, wie MI, vorhanden sind. Wie in Fig. 3 gezeigt , ist die Konzentration von AMP, GMP, NADP, Adenosin, Hypoxanthin und Harnsäure, gemessen durch HPLC, wo höher im ischämischen Herzen, was ähnlich ist, wie es zuvor mit anderen Methoden 16 ,Class = &quot;xref&quot;&gt; 17 <img alt="Tabelle 1" src="/files/ftp_upload/55849/55849table1.jpg" /> Tabelle 1: Liste der hochregulierten Proteine ​​in der CT der ischämischen Herzen. CT aus ischämischen Herzen wurde durch 2D-DIGE analysiert und durch Proteomik identifiziert. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55849/55849_Table_1_protein_IDs.xls">Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.</a> <img alt="Abbildung 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55849/55849fig1.jpg" /> Abbildung 1: Schematische Zeichnungen des umgekehrten Herzmodells. ( A ) Eine Aluminiumform wurde aus einem entsprechend geformten und bemessenen Rattenherz konstruiert. ( B ) Nach dem Eintauchen der Form in eine Latexlösung wurde eine Latexkappe mit einer Dicke von etwa 0,01 mm gegossen. ( C ) In einem LAntagorff Herzapparat, wurde das Herz über die Aorta mit einer Aortenkanüle perfundiert, die später in eine umgekehrte Position umgekehrt wurde und mechanisch von einem intraventrikulären Ballon in den linken Ventrikel gelegt wurde. Die Entwicklung des intraventrikulären Drucks wurde über einen Druckwandler überwacht. Die Latexkappe bedeckte fast 90% der Oberfläche des rechten und linken Ventrikels, und der Auslaß war mit Siliziumschlauch (ID = 0,2 mm) verbunden, wobei die distale Öffnung 10 cm unterhalb des Herzens lag. Dies erzeugte einen leicht negativen hydrostatischen Druck. Das Herz-Transsudat Wird gewöhnlich in ein eisgekühltes 1,5 ml-Röhrchen gesammelt. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55849/55849fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55849/55849fig2.jpg" /> Abbildung 2: PrOteomische Analyse der CT. Proteine ​​im CT wurden durch SDS-PAGE ( A ) getrennt und durch 2D-DIGE-Analyse ( B ) identifiziert. Für (A) zeigen die Spuren 1-4 Herzproben aus einzelnen Herzen (1 und 2 = Schein, 3 und 4 = Infarkt). Für (B) wurde 2D-DIGE auf dem CT aus einem Infarktherz durchgeführt. Die Proteinidentität wurde durch Flüssigchromatographie (LC) -MS / MS 14 , 15 bestätigt . <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55849/55849fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55849/55849fig3.jpg" /> Abbildung 3: Purine im CT. Verschiedene Purine, die in der CT vorhanden sind, wurden durch HPLC analysiert. Repräsentative HPLC-Läufe aus dem Schein (blau) und Infarkt (schwarz) Herz zeigen, dass das Infarktherz eine höhere zeigtInterstitielle Konzentration von AMP und Adenosin, aber nicht Hypoxanthin. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55849/55849fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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The Inverted Heart Model for Interstitial Transudate Collection from the Isolated Rat Heart

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode, um kardiale interstitielle Flüssigkeit aus dem isolierten, perfundierten Rattenherz zu sammeln. Um das interstitielle Transudat aus dem koronaren venösen Abwässer-Perfusat körperlich zu trennen, wird das Langendorff-Perfundherz umgekehrt, und das auf der Herzoberfläche gebildete Transudat (interstitielle Flüssigkeit) wird mit einer weichen Latexkappe gesammelt.

Das invertierte Herzmodell für interstitielle Transudat-Sammlung aus dem isolierten Rattenherz

The present protocol describes a unique approach that enables the collection of cardiac transudate (CT) from the isolated, saline-perfused rat heart. ...

the-inverted-heart-model-for-interstitial-transudate-collection-from

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

8.3K Aufrufe.  Second Military Medical University.  Dieses Protokoll beschreibt eine Methode, um kardiale interstitielle Flüssigkeit aus dem isolierten, perfundierten Rattenherz zu sammeln. Um das interstitielle Transudat aus dem koronaren venösen Abwässer-Perfusat körperlich zu trennen, wird das Langendorff-Perfundherz umgekehrt, und das auf der Herzoberfläche gebildete Transudat (interstitielle Flüssigkeit) wird mit einer weichen Latexkappe gesammelt. 

Serie: The Inverted Heart Model for Interstitial Transudate Collection from the Isolated Rat Heart

Orthotopic Aortic Transplantation: A Rat Model to Study the Development of Chronic Vasculopathy

Research models of chronic rejection are essential to investigate pathobiological and pathophysiological processes during the development of transplant vasculopathy (TVP).
The commonly used animal model for cardiovascular chronic rejection studies is the heterotopic heart transplant model performed in laboratory rodents. This model is used widely in experiments since Ono and Lindsey (3) published their technique. To analyze the findings in the blood vessels, the heart has to be sectioned and all vessels have to be measured.
Another method to investigate chronic rejection in cardiovascular questionings is the aortic transplant model (1, 2). In the orthotopic aortic transplant model, the aorta can easily be histologically evaluated (2). The PVG-to-ACI model is especially useful for CAV studies, since acute vascular rejection is not a major confounding factor and Cyclosporin A (CsA) treatment does not prevent the development of CAV, similar to what we find in the clinical setting (4). A7-day period of CsA is required in this model to prevent acute rejection and to achieve long-term survival with the development of TVP.
This model can also be used to investigate acute cellular rejection and media necrosis in xenogeneic models (5).

This video demonstrates the orthotopic aortic transplant model as a simple model to study the development of transplant vasculopathy (TVP) in rats.

Orthotopen Aorten-Transplantation: Ein Rattenmodell die Entwicklung von chronischen Vaskulopathie Study

Research models of chronic rejection are essential to investigate pathobiological and pathophysiological processes during the development of transplant ...

Forschung

Medizin

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

Magnetic Resonance Derived Myocardial Dehnungs-Beurteilung anhand von Feature-Tracking-

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms at work during MI and developing effective therapeutic approaches requires methodology to reproducibly simulate the clinical incidence and reflect the pathophysiological changes associated with MI. Here, we describe a surgical method to induce MI in mouse models that can be used for short-term ischemia-reperfusion (I/R) injury as well as permanent ligation. The major advantage of this method is to facilitate location of the left anterior descending artery (LAD) to allow for accurate ligation of this artery to induce ischemia in the left ventricle of the mouse heart. Accurate positioning of the ligature on the LAD increases reproducibility of infarct size and thus produces more reliable results. Greater precision in placement of the ligature will improve the standard surgical approaches to simulate MI in mice, thus reducing the number of experimental animals necessary for statistically relevant studies and improving our understanding of the mechanisms producing cardiac dysfunction following MI. This mouse model of MI is also useful for the preclinical testing of treatments targeting myocardial damage following MI.

We introduce a surgical method to induce experimental ischemia/reperfusion (I/R) injury to simulate myocardial infarction (MI) in mouse models that allows for more clarity in positioning of the ligation on the left anterior descending artery (LAD) to increase the reproducibility of MI experiments in mice.

Einem Mausmodell der myokardialen Ischämie-Reperfusion Injury durch Ligation des linken vorderen absteigenden Arterie

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

Implantation of Total Artificial Heart in Congenital Heart Disease

In patients with end-stage heart failure (HF), a total artificial heart (TAH) may be implanted as a bridge to cardiac transplant. However, in congenital heart disease (CHD), the malformed heart presents a challenge to TAH implantation. 
In the case presented here, a 17 year-old patient with congenital transposition of the great arteries (CCTGA) experienced progressively worsening HF due to his congenital condition. He was hospitalized multiple times and received an implantable cardioverter defibrillator (ICD). However, his condition soon deteriorated to end-stage HF with multisystem organ failure. 
Due to the patient's grave clinical condition and the presence of complex cardiac lesions, the decision was made to proceed with a TAH. The abnormal arrangement of the patient's ventricles and great arteries required modifications to the TAH during implantation.
With the TAH in place, the patient was able to return home and regain strength and physical well-being while awaiting a donor heart. He was successfully bridged to heart transplantation 5 months after receiving the device. This report highlights the TAH is feasible even in patients with structurally abnormal hearts, with technical modification.

This is a case report of a patient with congenitally corrected transposition of the great arteries (CCTGA) who received a total artificial heart (TAH) as a bridge to heart transplant. The TAH was successfully implanted with modifications to accommodate the patient's congenitally malformed heart.

Die Implantation von Total Artificial Heart in Congenital Heart Disease

In patients with end-stage heart failure (HF), a total artificial heart (TAH) may be implanted as a bridge to cardiac transplant. However, in congenital ...

An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart model, have been invaluable tools for studying cardiovascular function and disease1-15. Although the Langendorff heart preparation can be used for any mammalian heart, most studies involving this apparatus use small animal models (e.g., mouse, rat, and rabbit) due to the increased complexity of systems for larger mammals1,3,11. One major difficulty is ensuring a constant coronary perfusion pressure over a range of different heart sizes &#8211; a key component of any experiment utilizing this device1,11. By replacing the classic hydrostatic afterload column with a centrifugal pump, the Langendorff working heart apparatus described below allows for easy adjustment and tight regulation of perfusion pressures, meaning the same set-up can be used for various species or heart sizes. Furthermore, this configuration can also seamlessly switch between constant pressure or constant flow during reperfusion, depending on the user&#8217;s preferences. The open nature of this setup, despite making temperature regulation more difficult than other designs, allows for easy collection of effluent and ventricular pressure-volume data.

Most studies involving the Langendorff apparatus use small animal models due to the increased complexity of systems for larger mammals. We describe a Langendorff system for large animal models that allows for use across a range of species, including humans, and relatively easy data acquisition.

Eine isolierte Arbeits Herz-System für Großtiermodelle

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart ...

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed lung transplantation in humans to become more readily available by enabling the ability to assess organs and expand the donor pool. As this technology expands and improves, the ability to potentially evaluate and improve the quality of substandard lungs prior to transplant is a critical need. In order to more rigorously evaluate these approaches, a reproducible animal model needs to be established that would allow for testing of improved techniques and management of the donated lungs as well as to the lung-transplant recipient. In addition, an EVLP animal model of associated pathologies, e.g., ventilation induced lung injury (VILI), would provide a novel method to evaluate treatments for these pathologies. Here, we describe the development of a rat EVLP lung program and refinements to this method that allow for a reproducible model for future expansion. We also describe the application of this EVLP system to model VILI in rat lungs. The goal is to provide the research community with key information and &#8220;pearls of wisdom&#8221;/techniques that arose from trial and error and are critical to establishing an EVLP system that is robust and reproducible.

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed lung transplantation in humans to become more readily available by enabling the ability to assess organs and expand the donor pool. Here, we describe the development of a rat EVLP program and refinements that allow for a reproducible model for future expansion.

Methode Isolated<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lung Perfusion in einem Rattenmodell: Lehren aus Entwicklung einer Ratte EVLP Programm gelernt

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed ...

Murine Isolated Heart Model of Myocardial Stunning Associated with Cardioplegic Arrest

The following protocol is of use to evaluate impaired cardiac function or myocardial stunning following moderate ischemic insults. The technique is useful for modeling ischemic injury associated with numerous clinically relevant phenomenon including cardiac surgery with cardioplegic arrest and cardiopulmonary bypass, off-pump CABG, transplant, angina, brief ischemia, etc. The protocol presents a general method to model hypothermic hyperkalemic cardioplegic arrest and reperfusion in rodent hearts focusing on measurement of myocardial contractile function. In brief, a mouse heart is perfused in langendorff mode, instrumented with an intraventricular balloon, and baseline cardiac functional parameters are recorded. Following stabilization, the heart is then subject to brief infusion of a cardioprotective hypothermic cardioplegia solution to initiate diastolic arrest. Cardioplegia is delivered intermittently over 2 hr. The heart is then reperfused and warmed to normothermic temperatures and recovery of myocardial function is monitored. Use of this protocol results in reliable depressed cardiac contractile function free from gross myocardial tissue damage in rodents.

The goal of this protocol to assess myocardial stunning following ischemic cardioplegic arrest in rodents.

Murine isolierten Herzmodell Myocardial Stunning Verbunden mit Kardioplegische Arrest

The following protocol is of use to evaluate impaired cardiac function or myocardial stunning following moderate ischemic insults. The technique is useful ...

Repeated Blood Collection from Tail Vein of Non-Anesthetized Rats with a Vacuum Blood Collection System

Blood can be collected from rats in a number of sampling locations. For instance, the tail vein is a superior location for blood sampling. However, the tail vein is thin so that it is sometimes hard to puncture. In addition, the tail vein has low blood flow and requires a long sampling time to get sufficient blood. The present report describes a simple blood sampling method, the vacuum blood collection method, which is usually used to obtain blood samples from patients, here used for non-anesthetized rats. The 22 G butterfly needle tip was inserted into one of the lateral tail veins approximately 2-3 cm from the tip of the tail at an angle of approximately 20&#176;, and blood was collected in the vacuum collection tube by inserting the rubber end of the butterfly needle into the vacuum blood collection tube. The present experimental results show that the success rate was 95% in the experimental group and 90% in the beginner group. The success rate and puncture times were similar between two groups. The sampling duration was significantly shorter in the experimental group compared to beginner group. In conclusion, this vacuum blood collection method for sequential blood sampling from the tail vein of non- anesthetized rats is feasible and easy-to-learn, which might serve as a reliable alternative to other conventionally used blood sampling techniques for rats.

Here, we describe a simple tail vein blood sampling method in non-anesthetized rats using a vacuum extraction tube system. This method reduces the risk of direct exposure to blood and simplifies taking multiple samples from a single venipuncture.

Wiederholte Blutentnahme aus Tail Vene nicht betäubt Ratten mit einem Vakuum Blut-Sammelsystem

Blood can be collected from rats in a number of sampling locations. For instance, the tail vein is a superior location for blood sampling. However, the ...

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we demonstrate a murine cryoinjury infarct model that generates precise infarct sizes with high reproducibility and replicability. In brief, after intubation and sternotomy of the animal, the heart is lifted from the thorax. The probe of a handheld liquid nitrogen delivery system is applied onto the myocardial wall to induce cryoinjury. Impaired ventricular function and electrical conduction can be monitored with echocardiography or optical mapping. Transmural myocardial remodeling of the infarcted area is characterized by collagen deposition and loss of cardiomyocytes. Compared to other models (e.g., LAD-ligation), this model utilizes a handheld liquid nitrogen delivery system to generate more uniform infarct sizes.

This article demonstrates a model to study cardiac remodeling after myocardial cryoinjury in mice.

Ein Cryoinjury-Modell zur Untersuchung des Myokardinfarkts in der Maus

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...

An Image Guided Transapical Mitral Valve Leaflet Puncture Model of Controlled Volume Overload from Mitral Regurgitation in the Rat

Mitral regurgitation (MR) is a widely prevalent heart valve lesion, which causes cardiac remodeling and leads to congestive heart failure. Though the risks of uncorrected MR and its poor prognosis are known, the longitudinal changes in cardiac function, structure and remodeling are incompletely understood. This knowledge gap has limited our understanding of the optimal timing for MR correction, and the benefit that early versus late MR correction may have on the left ventricle. To investigate the molecular mechanisms that underlie left ventricular remodeling in the setting of MR, animal models are necessary. Traditionally, the aorto-caval fistula model has been used to induce volume overload, which differs from clinically relevant lesions such as MR. MR represents a low-pressure volume overload hemodynamic stressor, which requires animal models that mimic this condition. Herein, we describe a rodent model of severe MR in which the anterior leaflet of the rat mitral valve is perforated with a 23G needle, in a beating heart, with echocardiographic image guidance. The severity of MR is assessed and confirmed with echocardiography, and the reproducibility of the model is reported.&#160;&#160;

A rodent model of left heart volume overload from mitral regurgitation is reported. Mitral regurgitation of controlled severity is induced by advancing a needle of defined dimensions into the anterior leaflet of the mitral valve, in a beating heart, with ultrasound guidance.&#160;

Ein Bild geführte transapical Mitral Valve Leaflet Puncture Modell der kontrollierten Volumenüberlastung von Mitral Regurgitation in der Ratte

Mitral regurgitation (MR) is a widely prevalent heart valve lesion, which causes cardiac remodeling and leads to congestive heart failure. Though the ...