Name: hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension
Uploaded: 2016-04-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 40 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hemodynamic Characterization of Rodent Models of Pulmonary Arterial Hypertension at JoVE.com

SR is supported by NIH K08HL114643, Gilead Research Scholars in Pulmonary Arterial Hypertension and a Burroughs Wellcome Fund Career Award for Medical Scientists.

설명 모든 절차는 의학의 듀크 대학의 동물 관리 지침을 따르십시오. 1. 전에 절차를 시작하기 주 : 동물 절차에 앞서, 해당 기관의 허가를 얻어되어 있는지 확인합니다. 모든 절차와 마찬가지로, 어떤 동물의 고통이 없다는 것을 보장하기 위해 적절한 진통제를 사용합니다. <ol><li> 헤파린 멸균 생리 식염수 (100 U / ㎖)을 세척 카테터는 개통을 보장합니다. 마크 목의 중간에 마음에서 길이에 카테터 상당의 끝에서 점 (약 쥐에 대한 4cm 및 마우스에 대한 2cm). </li><li> 마우스 나 쥐를 마취. 마취의 선택은 이소 플루 란 (유도 3~4%, 유지 관리 100 % 산소와 혼합 1.5 %), 케타민 / 자일 라진 (80-120 / 10 ㎎ / ㎏)과 펜토 바르 비탈 (40-80 ㎎ / ㎏)를 포함 6. <ol><li> 예를 들어, 케타민과 : 자일 라진 (80 ~ 120 ㎎ / ㎏ : 10 ~ 16 생쥐에 대한 ㎎ / ㎏ IP 및 80 ~ 100 ㎎ / ㎏ : 5-10mg 쥐에 대한 / kg IP)을 단일 투여 량은 마취의 20 ~ 50 분 동안 지속됩니다. 심 초음파를 들어, 이소 플루 란 (유도 3-4 % 및 유지 보수 1.5 %)와 마우스 또는 쥐를 마취. 그 금단 반사가 결석 확인하기 위해 외과 영역에서 설치류를 곤란하게하여 마취 깊이를 평가합니다. 마취 동안 건조를 방지하기 위해 눈에 수의학 연고를 사용합니다. 참고 : 다른 마취제 적절한 사용과 최적화를 신뢰할 수있는 결과를 얻을 수 있습니다 (6 곳 검토). 자일 라진 : 카테터에 대한 우리의 선호 케타민을 사용하는 것입니다. 케타민 / 자일 라진과 과다 복용은 근본적으로 심장 박동 및 심장 기능이 저하 될 수 있으므로 적절한 온도와 호흡 제어를 유지하는 것이 중요합니다. 생쥐의 심장 박동 (&gt; 400 / 분)을 유지하기 위해, 우리는 정기적으로 양국 간 vagotomy을 수행합니다. 충분한 여기 케타민 / 자일 라진의 양은 것입니다 일반적으로 지난 20 ~ 30 분, 개방 또는 폐쇄 가슴 심장 카테터 중 하나가 다음에 수행동물을 안락사. </li></ol></li><li> 수술 (그림 1)의 쥐 / 마우스를 준비합니다. <ol><li> 가슴의 털을 면도 (심 초음파 검사를 허용하는) 및 외과 영역에서 오른쪽 목입니다. </li><li> 바깥쪽으로 betadine을 사용하여 중앙에서 원형 스윕으로 면도 외과 영역을 스크럽, 70 % 알코올 면봉으로 세정 하였다. </li><li> 아래 온난화 패드 수술 플랫폼에서 동물을 놓습니다. 37-37.5 ℃의 체온을 유지하기 위해 상기 가열 레벨을 설정한다. 직장 프로브와 함께 체온을 모니터링합니다. 저체온증은 중요한 데요 크게 서맥과 고열 결과가 발생할 수 있습니다. </li></ol></li></ol> 2. 심 초음파 참고 : 설치류 심 초음파에 대한 자세한 설명은 다른 곳에서 7 설명한다. 마우스의 경우, 마취 전, 이미지 웨이크 수동 억제 동물을 얻을 수있다. 쥐를 들어,심장 초음파 검사 이전에이 쥐로 선호 마취 수동) 깨어있는 동안 억제하기에 너무 큽니다. <ol><li> 흉골 긴 축 (PLAX)보기. <ol><li> 플랫폼에 부정사 위치에 동물을 배치하거나 수동으로 억제. </li><li> 2 차원 라이브 영상을 투사하는 B 모드를 선택합니다. </li><li> 왼쪽 흉골 라인에 쥐를위한 마우스 40 MHz 또는 25 MHz의 주파수와 초음파 변환기를 맞춘 다음 변환기 프로브 표시등이 꼬리 방향으로 가리키는 시계 반대 방향으로 30도 회전 (5 ~ 11시 라인 위치) . 각도가 약간 (동일한 면내 단층 변환기의 짧은 축 방향으로 요동) 변환기가 화면 중앙에 전체 LV 챔버 뷰를 얻었다. </li><li> 찾아 이러한 해부학 적 구조 (그림 2A)보기 : 좌심실 (LV)의 루멘을; 심실 중격 (IVS); 우심실 (RV)의 루멘; 상행 대동맥 (AO); 및 좌심방 (LA). </li> &lt;리&gt; M 모드로 전환, 일단이 상기 구조는 명확하게 시각화된다. 기준점으로서 AO를 사용 LV 루멘의 넓은 부분을 통해 표시 라인을두고 또한 LV 챔버 (도 2B)의 중심에서의 초점 심도 거짓말을 만든다. 트랜스 듀서의 만곡을 변경하고 M 모드 측정을 획득하여 RV의 유사한 측정을합니다. </li><li> 오프라인 측정 (LV 챔버 치수, FS 및 LV 벽 두께)에 대한 데이터를 기록하는 비디오 루프를 생성하는 동화상 저장소를 사용한다. </li><li> 대동맥에서 PW 커서를 배치하고 (그림 2C)를 기록하여 PW 도플러 모드에서 대동맥 유출의 도플러 추적을 얻습니다. </li></ol></li><li> 대동맥 수준에서 흉골 짧은 축보기 (PSAX). <ol><li> B 모드로 전환합니다. </li><li> 흉골 짧은 축보기 (그림 3)을 얻기 위해 흉골 긴 축보기에서 변환기를 시계 방향으로 90 ° 회전합니다. ID로 두개골을 향해 트랜스 듀서를 이동 각도대동맥 판막 단면도를 entify. </li><li> 폐 밸브 전단지 및 폐동맥 계속 대동맥의 오른쪽 상단에 현지화 된 초승달 모양의 구조로 우심실 유출로 (우심실 유출로를) 확인합니다. </li><li> 수동으로 같은 위치를 고정. PW 도플러 모드로 전환합니다. 참고 : 설치류를 잡고 프로브 트랜스 듀서 위치에서의 움직임과 변화를 최소화 할 수 있습니다에 대한 역 플랫폼을. </li><li> 우심실 유출의 중심 폐동맥 판막의 레벨에 샘플 볼륨 근접하게 배치하고, 용기 (도 3B)를 통해 혈액의 흐름 방향에 평행 한 커서를 위치. 주 : 혈액 흐름 방향으로 샘플링 각도를 조정하거나 각도의 변화를 정정하기 위해 초음파 소프트웨어를 사용하는 것이 중요하다. 보정없이 용기의 최대 각도가 속도 ~ 15 % 과소 평가 대응 30 °이다. </li><li> 치흰색 테두리 어두운 중공 내부의 층류를 나타내는 혈류 (도 3c)이 &quot;좋은&quot;도플러 엔벨로프를 얻기 위해 필요한 UST 스케일 (혈류 속도). 도플러 추적을 기록합니다. 참고 : &quot;나쁜&quot;도플러 봉투 충분한 흰색 테두리와 어두운 중공을 수용하지 않습니다. </li><li> 카테터는이 시점에서 실행되지 않는 경우, 마취가 사용 된 경우 설치류를 복구 할 수있다. 이 흉골 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복하고 완전히 복구 될 때까지 다른 동물의 회사에 반환하지 않습니다 때까지 설치류 방치하지 마십시오. 카테터 삽입이 수행되는 경우, 제 3 항에 진행합니다. </li></ol></li></ol> 3. 마우스 오른쪽 심장 도관 <ol><li> RV 압력 측정을위한 폐쇄 가슴 접근 <ol><li> 설정: <ol><li> 압력과 chann의 소프트웨어에서 입력 채널 1에 압력 변환기, 설정 채널 1에 연결심장 박동에 대한 엘 2. </li><li> mmHg의 단위로 변환하기 위해, 기준 추적 기록 (혈압 변환기 및 PE 배관을 사용하는 경우) 수동으로 압력 게이지를 사용하여 압력 조정을 수행한다. 그런 다음 채널 1에서 단위 변환을 수행합니다. </li><li> 채널 2에서주기적인 측정을 선택하고 측정을위한 소스 및 속도에 대한 채널 1을 선택합니다 채널의 입력을 해제, 심장 박동을 설정합니다. </li></ol></li><li> 깊이 초점과 5 배의 배율과 해부 현미경 아래에 마우스 / 쥐를 놓습니다. </li><li> 흉골 (도 1)에 하악으로부터 피부를 절개. 완전히 경추 영역을 노출시키는 절개의 각 측면에 한 쌍의 견인기를 놓는다. </li><li> 퉁명스럽게 잘 무딘 팁 집게 (그림 4A, B)를 사용하여 정 맥 오른쪽 외부 경정맥을 노출 침샘을 분리 해부. </li><li> 조심스럽게 주위의 결합 조직에서 오른쪽 외부 경정맥을 격리 할 것. </li> &lt;(오른쪽 외부 경정맥 아래 (가능한 하악에 가까운) 말단 혈관을 결찰 한 후 근위 느슨한 매듭을 묶어, 리&gt; 실크 봉합사의 두 조각 (마우스에 대한 6-0 쥐에 대한 4-0) 배치 도 4c). </li><li> 말단 묶여 매듭에 작은 &quot;닉&quot;(컷) 기부를 만들기 위해 홍채 가위를 사용합니다. </li><li> 겸자와 카테터를 잡고 정맥의 절단에 카테터를 삽입 한 다음 근위 매듭을 조입니다. 참고 : 우리는 일반적으로 폴리에틸렌 (PE) -10 튜브 (~ 2 천을 크기) 마우스 및 대한 사용 PE를-50 (~ 3 천을 사이즈) 31 G, 21 G 바늘을 통해 일정한 압력 변환기에 연결되어 쥐, 그리고 교정. 길이가 약 우심실에서 팁의 위치에 대응에 마커로 카테터를 표시합니다. PE 배관에 대한 대안으로서, micromanometer 카테터를 사용할 수있다. 조심스럽게 말초 매듭을 당기는 것은 카테터를 소개 할 수 있습니다. </li><li> 부드럽게 오른쪽 심장과 모니터에 카테터를 밀어마크에 따라 발전의 깊이. RV의 압력 카테터의 위치를 확인하고 확인하는 소프트웨어의 압력 추적 (도 5)를 모니터링. </li><li> 움직이지 카테터를 유지하고 데이터 2 분 (다음 시작 버튼에 기록 전환 데이터)를 수집합니다. </li><li> 컬렉션 (4 장)을 샘플로 이동합니다. </li></ol></li><li> RV PV 루프 분석을위한 오픈 가슴 접근. 주 : 우심실 PV 루프 분석에 의한 RA에 SVC에서 통과하지 컨덕턴스 카테터의 강성에 폐쇄 상자 방식으로 수행 될 수 없다. 시판 전도 카테터는 LV의 PV 루프 분석을 위해 설계되었습니다. <ol><li> 전도를위한 채널 1 세트 소프트웨어에서, 압력 채널 2; 심장 박동 및 채널 3. </li><li> 16 G 테프론 튜브 쥐를 삽관 및 기계적 인공 호흡기에 튜브를 연결합니다. 계산하고 후속하여 생쥐 또는 쥐에 대해 환기 파라미터를 설정보내고 식 6 : 호흡량 (V의 t, ㎖) = 6.2 X M 1.01 (M = 동물의 질량, kg); 호흡 속도 (RR, 분 -1) = 53.5 X M -0.26 (도 6A). </li><li> 수술 부위에 털의 확산을 감소시키기 모피에 70 % 알코올을 확산. </li><li> xyphoid 과정 아래 절개를 확인하고 양측 옆구리를 향해 가위로 피부를 해부하다. </li><li> 복부 벽을 통해 잘라 다이어프램을 따라 양측 절개하여 복강을 엽니 다. </li><li> 마음의 정점을 노출하고 양측 흉곽 (그림 6A)를 절단하는 다이어프램을 엽니 다. 주사기를 사용하여 흉부 및 복막 공동으로 생리 식염수를 분사하여 증발 및 조직의 건조를 방지합니다. 참고 : 우리는 일반적으로 복강 리브 케이지를 엽니 다 해부 가위를 사용합니다. 출혈은 일반적으로 중요하지 않다, 그러나 출혈하면, 전기 소가 사용될 수있다. </li><li> 조심스럽게 분리 제주변의 결합 조직에서 전자 하대 정맥 (IVC). </li><li> 하대 정맥 주위 (마우스에 대한 6-0 쥐에 대한 4-0), 다음 느슨한 매듭을 묶어 (또는 16 G 테프론 튜브를 통해 봉합 스레드) (그림 6B)를 실크 봉합사의 조각을 놓습니다. </li><li> RV를 무료 벽에 27 ~ ​​30 게이지 바늘 평행으로 혀끝의 RV 무료 벽에 구멍과 바늘을 제거합니다. 보다 4mm에 바늘을 밀어하지 않도록주의하십시오. 참고 : 또는 PE-60 튜빙의 작은 조각이 RV 에이펙스로 컨덕턴스 카테터의 구멍을 안내 할 수있다. </li><li> 모든 전극이 심실 (그림 6C) 내부 때까지 혀끝의 RV 무료 벽에 감긴 자상을 통해 전도 카테터 팁을 삽입합니다. </li><li> 소프트웨어의 압력 볼륨 루프 모니터링하고 심각한 호흡기 변화 (도 7B, C)을 입증하지 않는 일관 루프 형상을 얻을 수는 카테터의 위치를 조정한다. </li><li> 기록기준 태양 광 발전은 태양 광 발전의 숫자 루프를 얻기 위해 최소 10 초 동안 (다음 시작 버튼에 기록 전환 데이터)를 반복합니다. </li><li> 프리로드를 변경하고 PV 루프를 기록하는 IVC 주위에 배치 봉합사를 당깁니다. 오프라인 데이터를 분석 및 RV 수축 기능 (도 7D)의 각종 파라미터를 도출. 이 분석은 이전 8 설명되었다. 참고 : IVC는 대안 집게에 의해 폐색 될 수있다. 예압의 저하를 확인하는 RV 압력 추적을 모니터한다. </li><li> 이전에 볼륨 단위로 6 전도도 단위에서 변환 할 수 있도록 한 바와 같이 염분과 큐벳 교정을 수행합니다. </li><li> 데이터를 기록 후, 조심스럽게 밖으로 카테터를 당겨 즉시 식염수 수조에 카테터의 끝을 배치합니다. 마무리되면, 제조업체의 지침에 따라 카테터를 청소하십시오. </li></ol></li></ol> 심장 및 폐 샘플 4. 컬렉션 참고 : 여기의 절차로터미널로 설명 재, 동물은 폐쇄 또는 오픈 가슴 바로 심장 카테터 중 후 안락사해야합니다. <ol><li> 흉부 (양측 개흉술)을 열어 쥐를 안락사 폐쇄 가슴 접근 방식이 사용 된 경우, exanguination, 또는 마취 과다 복용 후 인공 호흡기를 돌려. 참고 : 경추 탈구는하지 않는 것이 좋습니다. </li><li> 폐의 팽창 관류를 수행하려면 (20)의 압력 CMH 2 O와 폐를 부풀려 설정 ringstand에 인플레이션 튜브를 연결합니다 (그러나 폐를 팽창 아직 밸브를 열지 마십시오). </li><li> 직설적 근육과 결합 조직 주변에서 기관지 해부. </li><li> (; 마우스에 대한 6-0 쥐에 대한 4-0)기도 주위를 한 다음 느슨한 매듭을 묶어 실크 봉합사의 조각을 놓습니다. </li><li> 조심스럽게 머리를 눌러 기관 스트레칭과 하악에 가까운 컷 (둘레의 70 %)을 확인합니다. </li><li> 부드러운 신축성을 유지하고 기관 (마우스 20 G 또는 쥐 16 G) 캐 뉼러를 삽입합니다.봉합사를 사용하여 캐 뉼러를 고정합니다. 인플레이션 튜브에 정맥을 연결하고 고정 제의 역류를 방지하기 위해 정맥 주위의 봉합을 묶어. </li><li> RV를 무료로 벽을 찔러 폐 동맥으로 주입하기 위해 10 ML의 주사기를 사용하여 PBS로 폐를 플래시합니다. 폐는 희게을 시작하면 닉 아트리움을 떠났습니다. </li><li> 대동맥의 루트에 절단하여 마음을 수확. </li><li> 모기 지혈제를 사용하여 폐의 우측 하엽을 고정하고 오른쪽 하엽를 잘라. 마이크로 원심 튜브에 조각을 넣고 액체 질소에 동결 스냅. </li><li> 기관을 결찰 한 다음 기관의 정맥을 5 분 동안 10 %의 버퍼 중립적 인 포르말린과 폐를 부풀려 제거합니다. </li><li> 흉부에서 폐를 해부 10 % 버퍼링 중립적 인 포르말린으로 고정한다. 참고 : 냉동 섹션 이후 준비를 위해 희석 OCT에서 동결 : 또는 최적의 절단 미디어 폐 팽창 (PBS로 1 OCT를 1 희석). </li><li> 면밀히심실에서 심방을 분리하고, 심실 중격과 함께 해부하여 우심실 무료 벽을 격리 할 것. </li><li> RV 비대의 정도를 정량화 풀톤 지수 (RV / LV + S) (9)을 계산하는 RV 및 LV + 중격 (LV + S)를 달아. 참고 : TheFulton 지수는 PH의 다른 모델에 따라 다릅니다. 쥐 10 : 제어, 0.28 ± 0.01; 저산소증 유도, 0.57 ± 0.02; MCT 처리, 0.51 ± 0.03. C57BL6 / J 마우스 11 : 제어, 0.26 ± 0.01; SuHx (십사일), 0.40 ± 0.02; SuHx (이십일일), 0.43 ± 0.01; SuHx (이십팔일), 0.44 ± 0.03. </li><li> 스냅 액체 질소에서 RV 및 LV + S를 동결 또는 버퍼 중립적 인 포르말린 10 %에 고정합니다. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

The protocols outlined here describe a comprehensive characterization of hemodynamics and right ventricular function in rodent models of pulmonary hypertension. While right heart catheterization as described here is a terminal procedure, the mortality associated with echocardiography is minimal, which allows for screening and follow-up of disease progression. However, similar to patients with PH having markedly increased mortality with anesthesia17, in our experience, rats with severe PH do not tolerate anesthesia as well, due to decompensated right heart failure, decreased RV preload, and subsequently hypoxia-induced pulmonary vascular constriction. Therefore, slow induction and closely monitoring respiration are essential. 
The video and illustrations demonstrate what our laboratory has found to be successful with regards to these procedures, although alternative approaches can also be utilized (reviewed in Pacher et al.6). In PH research, these techniques are required in order to properly characterize different models of disease and the effects of genetic or pharmacologic manipulations on them. These methods each have their inherent limitations: for echocardiography, views of the right ventricle are limited and are difficult to quantify; for closed-chest catheterization, only an estimate of PA pressure is provided by an RVSP and an assessment of RV function is limited to dP/dt; for open-chest catheterization, the thorax must be opened, which can have effects on venous return and right heart function. 
Experience with these procedures is required to obtain reproducible and consistent results and there are a few critical steps where care is required. Determination of parameters from echocardiography requires standardized views, as small changes in probe angle can result in very different distance and Doppler measurements. During catheterization, introduction of a curve into the catheter can facilitate entry into the right ventricle; with polyethylene tubing, this can be done by heating the tubing gently; for micromanometer catheters, there are specialized catheters designed with a curve for this purpose. Dissection of the RV from the LV+S requires carefully en bloc harvest of the heart and the separation of the ventricles from the atria. As in any experiment, careful attention to detail with all of these procedures is critical for obtaining useful data. It is also important to be aware that animal respiration can affect the signal recording for pressure and PV loops. Identification and quantification of good and uniform pressure traces with consistently shaped loops are important in obtaining reliable data. 
This protocol will be of utility in research with animal models of PH and the right ventricle. Such studies include models of RV pressure overload (pulmonary artery banding) and right heart failure. These different experimental approaches allow quantification of pulmonary hypertension and RV function that are complementary. Cardiac catheterization has been used for the assessment of RV pressures, and recently investigators have reported success in traversing the pulmonic valve in the rat with micromanometer catheters designed for the mouse, allowing a direct measurement of PA pressures18. Open-chest PV loops allow a quantification of RV function; for example, in the rat MCT model, losartan significantly reduced RV afterload, restored ventricular-arterial coupling and improved RV diastolic function16. Noninvasive parameters derived from echocardiography have been used to estimate stroke volume, cardiac output and an estimate of PA pressures19,20. In total, these different techniques allow an assessment of the hemodynamic severity of pulmonary vascular disease and the RV response.

폐동맥 고혈압 (PAH)의 염증 세포의 침윤, 평활근 증식 및 내피 세포의 세포 사멸과 관련된 폐 혈관의 질환이다. 이러한 변화는 연속적으로 우심실 (RV) 부전 및 심장 마비로 이어지는 폐 동맥의 폐색이 발생할. PAH의 PAH와 RV 실패를 기초 병태 생리를 이해하기 위해,이 질병을 연구 약물 유전 모델 등 다양한 모델의 수는 (1,2 다른 평가)이 개발되었다. 이러한 모델 중 가장 인기가 쥐에서 저산소증 유발 마우스에서 (의 Hx) PAH와 monocrotaline (MCT) 및 SU5416 - 저산소증 (SuHx) 모델이다. 마우스의 Hx 모델에서, 마우스는 내측 확산 얻어진 개발 (0.10 FIO2 18,000 피트의 높이에 대응하여, 기압에 서의 인위적 또는 기압 성 중) 저산소증 4 주에 노출되어, RV를 증가 SYST올리치 압력과 RV 비대 3의 개발. 다음 PAH 4의 개발 결과 불분명 한 메커니즘을 통해 폐 내피 세포에 손상 60 ㎎ / ㎏ 결과의 단일 용량에서 MCT. SU5416 유사한 병리 적 변화 영구 폐 고혈압 3 주 결과 만성 저산소증에 노출 된 다음 60 ㎎ / ㎏의 단일 피하 주사와 혈관 내피 성장 인자 수용체 (VEGFR) 1 및 2 차단기의 억제제 및 치료 A는 즉, 폐색 성 혈관 병변 (5)의 형성과, 인간의 질병에서 본 것이다. 지난 몇 년 동안, 폐동맥 고혈압 여러 형질 전환 마우스 모델이 개발되었다. 다음은 BMPR2 유전자 돌연변이가 PAH 모두 가족과 특발성 형태로 발견되는대로, 헴 시게나-1 녹아웃 및 IL-6 과발현은 (다른 곳에서 1,2 검토) 녹아웃과 뼈 형태 형성 단백질 수용체 2 (BMPR2)의 돌연변이를 포함한다. PH의 서로 다른 설치류 모델은 폐 고혈압, RV 비대 및 RV 실패의 다른 수준이 있습니다. 저산소증 및 다양한 형질 전환 마우스 모델 래트 모델 중 어느 하나보다 온화한 PAH를 초래하지만, 다른 유전자의 돌연변이와 관련 분자 신호 전달 경로의 테스팅을 허용한다. MCT 여러 조직 4 내피 세포에 독성이 나타납니다 있지만 MCT 모델은 심한 PAH가 발생할 않습니다. 두 약물 조작 및 저산소증에 노출이 필요하지만 혈관에 의해 특징입니다 SuHx 모델은 인간의 특발성 PAH에서 본 것과 더 유사 변경합니다. 또한,이 모든 모델에, PAH의 개발과 관련된 병리 조직 학적 변화, 폐 압력과 RV 기능 사이의 단절이있을 수 있습니다. 이 조직 학적 변화 사이의 비례 관계 pulmon 심각도 보통가 인간 질환 대조적이다진 고혈압과 RV 장애의 정도. 따라서, PH 이러한 설치류 모델의 포괄적 인 특성화가 필요하고, (심장 도관에 의한) (일반적으로 심 초음파에 의한) RV 기능의 평가, 혈역학과 마음의 조직 병리학 및 (조직 수확에서) 폐를 포함한다. 이러한 프로토콜에서는, 래트 및 마우스에서 PAH 모델 혈역학 특성에 사용되는 기본적인 방법을 설명한다. 이러한 일반적인 기술은 우심실과 폐동맥 혈관 모든 연구에 적용 할 수 있고, PAH 모델에 한정되지 않는다. 심 초음파에 의해 RV를 떠올리 쥐 비교적 간단하지만, 그들의 크기와 RV의 복잡한 형상에 마우스에 더 도전이다. 또한, 이러한 TAPSE으로 정량화 RV 기능을 위해 사용되는 일부 대리는 폐 동맥 (PA) 가속 시간 및 PA 도플러 파형 노칭은 물론 인간 확인되지 않고 폴리 우레탄의 평가에 약하게 상관 관계lmonary 고혈압과 침습적 혈역학 적으로 RV 기능. 임피던스 카테터 오픈 가슴 카테터는 압력 - 볼륨 (PV)의 결정을 할 수 루프 및 자세한 혈역학 적 특성 있지만 RV의 혈역학의 결정은 최고의 영감과 음의 흉부 압박의 효과를 유지하기 위해 폐쇄 가슴 완료 . 모든 절차와 마찬가지로, 절차 환경을 개발하는 것은 실험의 성공에 중요하다.

<table><tbody><tr><td>Vevo 2100 Imaging System (120V)&amp;nbsp;</td><td>VisualSonics, inc.&amp;nbsp;</td><td>VS-11945</td><td></td></tr><tr><td>Vevo 2100 Imaging Station&amp;nbsp;</td><td>VisualSonics, inc.&amp;nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>High-frequency Mechanical Transducers</td><td>VisualSonics, inc.&amp;nbsp;</td><td>MS250, MS550D, MS400</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasound Gel Parker&amp;nbsp;</td><td>Laboratories Inc.&amp;nbsp;</td><td>01-08</td><td></td></tr><tr><td>PowerLab 4/35</td><td>ADInstruments</td><td>ML765</td><td></td></tr><tr><td>Labchart 8</td><td>ADInstruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BP transducer with stopcock and cable</td><td>ADInstruments</td><td>MLT1199</td><td></td></tr><tr><td>BP transducer calibration kit</td><td>ADInstruments</td><td>MLA1052</td><td></td></tr><tr><td>Mikro-Tip Pressure Catheter for mouse</td><td>Millar</td><td>SPR-1000</td><td>Alternative catheter available from Scisense FT111B (mouse) and FT211B (rat)</td></tr><tr><td>Mikro-Tip Pressure Catheter for rat</td><td>Millar</td><td>SPR-513</td><td>Alternative catheter available from Scisense FT111B (mouse) and FT211B (rat)</td></tr><tr><td>Millar Mikro-Tip&amp;nbsp;ultra-miniature PV loop catheter for mice</td><td>Millar</td><td>PVR-1035</td><td>Alternative catheter available from Scisense FT112 (mouse)</td></tr><tr><td>Millar Mikro-Tip ultra miniature PV loop catheter for rats</td><td>Millar</td><td>SPR-869</td><td>Alternative catheter available from Scisense FT112 (mouse)</td></tr><tr><td>Millar PV system MPVS-300&amp;nbsp;</td><td>Millar</td><td>MPVS-300</td><td></td></tr><tr><td>4-0 Silk Black Braid 100 Yard Spool</td><td>Roboz Surgical</td><td>SUT-15-2</td><td></td></tr><tr><td>6-0 Silk Black Braid 100 Yard Spool</td><td>Roboz Surgical</td><td>SUT-14-1</td><td></td></tr><tr><td>Iris Scissors, Delicate, Integra Miltex</td><td>VWR</td><td>21909-248</td><td></td></tr><tr><td>VWR Dissecting Scissors, Sharp/Blunt Tip</td><td>VWR</td><td>82027-588</td><td></td></tr><tr><td>VWR Delicate Scissors, 4 1/2&quot;</td><td>VWR</td><td>82027-582</td><td></td></tr><tr><td>Two star Hemostats, Excelta</td><td>VWR</td><td>63042-090</td><td></td></tr><tr><td>Neutral-buffered formalin</td><td>VWR</td><td>89370-094</td><td></td></tr><tr><td>Crotaline</td><td>Sigma</td><td>C2401</td><td></td></tr><tr><td>SU5416</td><td>Tocris Biosciences</td><td>3037</td><td></td></tr><tr><td>3.5X-45X Boom Stand Trinocular Zoom Stereo Microscope&amp;nbsp;</td><td>AmScope</td><td>SM-3BX</td><td></td></tr><tr><td>PE (Polyethylene Tubing)-10</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>PE10 36 FT</td><td></td></tr><tr><td>PE (Polyethylene Tubing)-50</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>PE50 36 FT</td><td></td></tr><tr><td>PE (Polyethylene Tubing)-60</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>PE60 36 FT</td><td></td></tr><tr><td>Tabletop Isoflurane Anesthesia Unit</td><td>Kent Scientific</td><td>ACV-1205S</td><td></td></tr><tr><td>Surgisuite multi-functional surgical platform</td><td>Kent Scientific</td><td>Surgisuite</td><td></td></tr><tr><td>Retractor set</td><td>Kent Scientific</td><td>SURGI-5002</td><td></td></tr><tr><td>Anesthesia induction chamber</td><td>VetEquip</td><td>941443</td><td></td></tr><tr><td>Anesthesia Gas filter canister</td><td>Kent Scientific</td><td>ACV-2001</td><td></td></tr><tr><td>Rodent nose cone</td><td>VetEquip</td><td>921431</td><td></td></tr></tbody></table>

hemodynamic characterization of rodent models of pulmonary arterial hypertension

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disease of the pulmonary vasculature characterized by endothelial cell apoptosis, smooth muscle proliferation and obliteration of pulmonary arterioles. This in turn results in right ventricular (RV) failure, with significant morbidity and mortality. Rodent models of PAH, in the mouse and the rat, are important for understanding the pathophysiology underlying this rare disease. Notably, different models of PAH may be associated with different degrees of pulmonary hypertension, RV hypertrophy and RV failure. Therefore, a complete hemodynamic characterization of mice and rats with PAH is critical in determining the effects of drugs or genetic modifications on the disease. 
Here we demonstrate standard procedures for assessment of right ventricular function and hemodynamics in both rat and mouse PAH models. Echocardiography is useful in determining RV function in rats, although obtaining standard views of the right ventricle is challenging in the awake mouse. Access for right heart catheterization is obtained by the internal jugular vein in closed-chest mice and rats. Pressures can be measured using polyethylene tubing with a fluid pressure transducer or a miniature micromanometer pressure catheter. Pressure-volume loop analysis can be performed in the open chest. After obtaining hemodynamics, the rodent is euthanized. The heart can be dissected to separate the RV free wall from the left ventricle (LV) and septum, allowing an assessment of RV hypertrophy using the Fulton index (RV/(LV+S)). Then samples can be harvested from the heart, lungs and other tissues as needed.

설치류에서 바로 심장 카테터가 길이 방향 후속에 적용 할 수 없습니다 터미널 절차는 일반적으로 심장 초음파 검사는 검사 및 후속 (12)를위한 우수한 비 침습적 대안입니다. 심장 초음파 인간 PAH의 폐동맥 수축기 혈압은 일반적 꼭대기도 얻을 수 통상 간단 삼첨판 부전으로부터 유도되지만, 이러한 도면 확실 도플러 폐동맥 수축기 혈압의 추정을 방지 설치류에서 얻어지지 않는다. 그러나, 대동맥 수준에서 PSAX보기 쉽게 기록 및 폐 고혈압 (12)의 정도와 연관되어있는 형상의 폐동맥 도플러 추적을 측정 할 수 설치류를 시각화 할 수있다. 심 초음파 연구의 대표적인 결과는 그림 3에서 설명하고 있습니다.이 프로토콜에서는, 소노 그래퍼는 동물 r에먼트 또는 절차에 눈을 멀게했다eceived. 결과는 오프라인 분석 하였다. 폐동맥 협착이없는 경우 폐동맥 수축기 혈압의 정확도 추정 역할을 RVSP의 오른쪽 심장 카테터 및 측정, 설치류 모델 13, 14에서 PAH의 정량화를위한 ​​황금 표준입니다. 이 프로토콜에서, RV 태양 광 발전 루프 분석을위한 RV 압력 측정을위한 폐쇄 가슴 접근 방식 (그림 5)와 오픈 가슴 접근 방식 모두 (그림 6, 7) 15, 16을되게됩니다. 폐쇄 가슴 방식의 장점은 오픈 가슴 접근 방식보다 덜 침습적이고 동물은 긴 기간 6 더 안정적입니다. 또한, 양압 환기는이 방법으로 요구하거나 흉부 호흡 음의 흉부 압력과 관련된 정상 마우스 오른쪽면 충전 압력을 유지, 개방되지 않습니다. 개방 - 가슴 접근법 컨덕턴스 카테터의 사용을 허용하고 PV의 판정은, 루프이는 RV 함수의 중요한 파라미터들이 계산 될 수있다. 서로 다른 강점과 약점을 가지고 따라서, 이러한 접근은 상호 보완 적이다. 마우스의 Hx 모델 도시 폐쇄 상자 데이터에서 RVSP는 크게 폐 고혈압 (도 5)와 일치하는 45 mmHg로, 승온된다. 정상 래트에서 도시 된 개방 흉부 데이터에서 RVSP 27 mmHg로 (도 7)에서 상당히 낮다. X 축으로의 상대적 부피 단위 (RVU)은 인해 심장 벽에 6,8- 컨덕턴스의 성분을 제거하기 위해 식염수 보정 한 후, 보정 후 큐벳 부피 단위로 변환 될 수있다. 이 그런 다음, (최종 이완기 압력 볼륨 관계에서) 이완기 기능, 동맥 elastance (최종 수축기 elastance, E 말이지에 의해 평가 일반적으로) (E a) 및 수축으로 심장 기능의 중요한 매개 변수의 계산을 할 수 있습니다 미리로드 - recruitable 스트로크 작업을, CA의 lculations 다른 곳에서 6,8 논의된다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/53335/53335fig1.jpg" /> 그림 1 :. 절차 설치류의 제조 쥐를 마취하고 가슴과 목은 면도되었다. 붉은 점선 외부 경정맥을 노출시키는 데 사용되는 절개를 나타낸다. 블랙 라인은 쇄골과 흉골을 나타냅니다. 파란색 원은 심 초음파 검사 용 프로브 위치를 나타냅니다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/53335/53335fig2.jpg" /> 그림 2 :. 다른 해부학 적 구조의 전망 에코이 대표 이미지는 정상 마우스에서 있습니다. (A) 흉골 장축 (PLAX)보기. LA : 왼쪽 심방; LV : 좌심실의 루멘; IVS : 심실 중격; RV : 오른쪽 V의 루멘entricle; AO : 상행 대동맥 (AO). (참고 : PLAX에 다른 영상 방향이 영상 규칙을 다른 발생할 수 있습니다.) (B) M 모드 LV 수축 (정맥 주사)와 LV와 이완기 (LVD) 직경 및 전방 (AWT)과 후벽의 두께 (PWT) 유명한. 분수 단축은 (LVD-정맥 주사) / LVD로 계산됩니다. (C) PW 도플러는 대동맥 유출 신호를 보여주는 대동맥의. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53335/53335fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/53335/53335fig3.jpg" /> 그림 3 :. 흉골 짧은 축 (PSAX)과 우심실 유출로 전망이 대표 이미지는 MCT의 PAH와 쥐에서 있습니다. 우심실의 중간 자궁 수준에서 (A) PSAX보기. 대동맥 수준에서 (B) PSAX보기. 우심실 유출로 : 우심실 유출 TR행위. PA : 폐동맥. AO : 대동맥. (C) PW 도플러 모드. 샘플 볼륨 (노란 선) 폐 밸브의 수준으로 우심실 유출 근위의 중심에 위치한다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53335/53335fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/53335/53335fig4.jpg" /> 도 4 :. 래트의 카테터 외부 경정맥의 노출 (A)되었다 흉골 및 견인기의 쌍 하악에서 절개 치경부 노출되도록 절개의 각 측에 배치 하였다. 침은 선 (SG) 외부 경정맥 (EJ)을 덮는이다. (B)는 퉁명스럽게 침샘을 분리하고 결합 조직을 둘러싼 것은 완전히 오른쪽 외부 경정맥을 동원 해부. (C) 오른쪽 외부 경정맥 주위 원위 및 근위 4-0 실크 봉합사를 놓습니다. 압력 카테터로 사용 (D)는 PE-50 튜브 오른쪽 EJ 삽입 하였다. SG : 침샘; EJ : 외부 경정맥; DS : 말초 봉합; PS : 근위 봉합; 캐서린 : 카테터. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/53335/53335fig5.jpg" /> 그림 5 : 오른쪽 심장 카테터 동안 다른 방에서 파형 저산소증에 의한 PAH와 마우스 오른쪽 심장 카테터 삽입시 압력 변화의 대표 샘플 흔적.. 패널, 중간, 시간이 지남에 바로 표시 압력 변화 (mmHg로) 상대 정맥 (정맥)에서 (초), 우심방 (RA), 우심실 (RV)을 떠났습니다. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/53335/53335fig6.jpg" /> 그림 6 : RV 카테터 배치를위한 오픈 가슴 접근. </기관의 삽관 후 강한&gt; (A)보기, 마음의 정점을 노출하고 양측 흉곽을 잘라 조리개를 열고, 복벽을 통해 절단. 하대 정맥 주위 봉합의 조각의 (B)의 분리 및 배치; 상기 RV 정점 자유 벽을 통해 컨덕턴스 카테터의 삽입 후 (C). <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/53335/53335fig7.jpg" /> 그림 7 : 오른쪽 심실 압력 볼륨 루프 분석 소프트웨어 시연 전도의 (A) 채널 (RVU - 상대 볼륨 단위), RV 압력 (mmHg로)와 심장 박동수 (BPM).. 7-11 비트의 스무딩 좋은 신호를 얻기 위해 필요합니다. 가변적 PV 루프에서 호흡 결과 변화하는 경향이있는 영역의 컨덕턴스 카테터의 (B)를 요구함. (C) 적절한 PLAC와 안정 PV 루프컨덕턴스 카테터의 장담. PV의 (D) 대표 가족은 하대 정맥에 압력을 완화 한 후 반복합니다. (- 심장 수축력을 측정 E 말이지) 및 혈관 elastance (E A - 폐 혈관 elastance의 측정) 곡선이 가족이 최종 수축기 elastance의 계산을 할 수 있습니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53335/53335fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Hemodynamic Characterization of Rodent Models of Pulmonary Arterial Hypertension

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease of pulmonary arterioles that leads to their obliteration and the development of right ventricular failure. Rodent models of PAH are critical in understanding the pathophysiology of PAH. Here we demonstrate hemodynamic characterization, with right heart catheterization and echocardiography, in the mouse and rat.

폐동맥 고혈압의 설치류 모델의 혈역학 특성

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disease of the pulmonary vasculature characterized by endothelial cell apoptosis, smooth muscle ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

20.8K 조회수.  Duke University Medical Center. Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease of pulmonary arterioles that leads to their obliteration and the development of right ventricular failure. Rodent models of PAH are critical in understanding the pathophysiology of PAH. Here we demonstrate hemodynamic characterization, with right heart catheterization and echocardiography, in the mouse and rat.

비디오: Hemodynamic Characterization of Rodent Models of Pulmonary Arterial Hypertension

Right Ventricular Systolic Pressure Measurements in Combination with Harvest of Lung and Immune Tissue Samples in Mice

The function of the right heart is to pump blood through the lungs, thus linking right heart physiology and pulmonary vascular physiology. Inflammation is a common modifier of heart and lung function, by elaborating cellular infiltration, production of cytokines and growth factors, and by initiating remodeling processes 1.
Compared to the left ventricle, the right ventricle is a low-pressure pump that operates in a relatively narrow zone of pressure changes. Increased pulmonary artery pressures are associated with increased pressure in the lung vascular bed and pulmonary hypertension 2. Pulmonary hypertension is often associated with inflammatory lung diseases, for example chronic obstructive pulmonary disease, or autoimmune diseases 3. Because pulmonary hypertension confers a bad prognosis for quality of life and life expectancy, much research is directed towards understanding the mechanisms that might be targets for pharmaceutical intervention 4. The main challenge for the development of effective management tools for pulmonary hypertension remains the complexity of the simultaneous understanding of molecular and cellular changes in the right heart, the lungs and the immune system.
Here, we present a procedural workflow for the rapid and precise measurement of pressure changes in the right heart of mice and the simultaneous harvest of samples from heart, lungs and immune tissues. The method is based on the direct catheterization of the right ventricle via the jugular vein in close-chested mice, first developed in the late 1990s as surrogate measure of pressures in the pulmonary artery5-13. The organized team-approach facilitates a very rapid right heart catheterization technique. This makes it possible to perform the measurements in mice that spontaneously breathe room air. The organization of the work-flow in distinct work-areas reduces time delay and opens the possibility to simultaneously perform physiology experiments and harvest immune, heart and lung tissues.
The procedural workflow outlined here can be adapted for a wide variety of laboratory settings and study designs, from small, targeted experiments, to large drug screening assays. The simultaneous acquisition of cardiac physiology data that can be expanded to include echocardiography5,14-17 and harvest of heart, lung and immune tissues reduces the number of animals needed to obtain data that move the scientific knowledge basis forward. The procedural workflow presented here also provides an ideal basis for gaining knowledge of the networks that link immune, lung and heart function. The same principles outlined here can be adapted to study other or additional organs as needed.

A specific and rapid protocol to simultaneously investigate right heart function, lung inflammation, and the immune response is described as a learning tool. Video and figures describe physiology and microdissection techniques in an organized team-approach that is adaptable to be used for small to large sized studies.

폐 마우스의 면역 조직 샘플의 수확과 함께 오른쪽 심실 수축기 압력 측정

The function of the right heart is to pump blood through the lungs, thus linking right heart physiology and pulmonary vascular physiology. Inflammation is ...

연구

면역학 및 감염병학

Echocardiographic Assessment of the Right Heart in Mice

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential therapies. Given the expense and time involved in creating animal models of disease, it is critical that researchers have tools to accurately assess phenotypic expression of disease. Right ventricular dysfunction is the major manifestation of pulmonary hypertension. Echocardiography is the mainstay of the noninvasive assessment of right ventricular function in rodent models and has the advantage of clear translation to humans in whom the same tool is used. Published echocardiography protocols in murine models of PAH are lacking.
In this article, we describe a protocol for assessing RV and pulmonary vascular function in a mouse model of PAH with a dominant negative BMPRII mutation; however, this protocol is applicable to any diseases affecting the pulmonary vasculature or right heart. We provide a detailed description of animal preparation, image acquisition and hemodynamic calculation of stroke volume, cardiac output and an estimate of pulmonary artery pressure.

This article provides a protocol for the echocardiographic assessment of right ventricular size and pulmonary hypertension in mice. Applications include phenotype determination and serial assessment in transgenic and toxin-induced mouse models of cardiomyopathy and pulmonary vascular disease.

마우스의 오른쪽 심장의 심 초음파 평가

Transgenic and toxic models of pulmonary arterial hypertension (PAH) are widely used to study the pathophysiology of PAH and to investigate potential ...

의학

Shunt Surgery, Right Heart Catheterization, and Vascular Morphometry in a Rat Model for Flow-induced Pulmonary Arterial Hypertension

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt (MCT+Flow). The shunt is created by inserting an 18-G needle from the abdominal aorta into the adjacent caval vein. Increased pulmonary flow has been demonstrated as an essential trigger for a severe form of PAH with distinct phases of disease progression, characterized by early medial hypertrophy followed by neointimal lesions and the progressive occlusion of the small pulmonary vessels. To measure the right heart and pulmonary hemodynamics in this model, right heart catheterization is performed by inserting a rigid cannula containing a flexible ball-tip catheter via the right jugular vein into the right ventricle. The catheter is then advanced into the main and the more distal pulmonary arteries. The histopathology of the pulmonary vasculature is assessed qualitatively, by scoring the pre- and intra-acinar vessels on the degree of muscularization and the presence of a neointima, and quantitatively, by measuring the wall thickness, the wall-lumen ratios, and the occlusion score.

This protocol describes a surgical procedure to create a model for flow-induced pulmonary arterial hypertension (PAH) in rats and the procedures to analyze the principle hemodynamic and histological end-points in this model.

흐름 유도 된 폐동맥 고혈압에 대한 쥐 모델에서 션트 수술, 오른쪽 심장 도관 및 혈관 형태 계측

In this protocol, PAH is induced by combining a 60 mg/kg monocrotalin (MCT) injection with increased pulmonary blood flow through an aorto-caval shunt ...

Invasive Hemodynamic Characterization of the Portal-hypertensive Syndrome in Cirrhotic Rats

This is a detailed protocol describing invasive hemodynamic measurements in cirrhotic rats for the characterization of portal hypertensive syndrome. Portal hypertension (PHT) due to cirrhosis is responsible for the most severe complications in patients with liver disease. The full picture of the portal hypertensive syndrome is characterized by increased portal pressure (PP) due to the increased intrahepatic vascular resistance (IHVR), hyperdynamic circulation, and increased splanchnic blood flow. Progressive splanchnic arterial vasodilation and increased cardiac output with elevated heart rate (HR) but low arterial pressure characterizes the portal hypertensive syndrome.
Novel therapies are currently being developed that aim to decrease PP by either targeting IHVR or increased splanchnic blood flow &#8212; but side effects on systemic hemodynamics may occur. Thus, a detailed characterization of portal venous, splanchnic, and systemic hemodynamic parameters, including measurement of PP, portal venous blood flow (PVBF), mesenteric arterial blood flow, mean arterial pressure (MAP), and HR is needed for preclinical evaluation of the efficacy of novel treatments for PHT. Our video article provides the reader with a structured protocol for performing invasive hemodynamic measurements in cirrhotic rats. In particular, we describe the catheterization of the femoral artery and the portal vein via an ileocolic vein and the measurement of portal venous and splanchnic blood flow via perivascular Doppler-ultrasound flow probes. Representative results of different rat models of PHT are shown.

Here we describe a detailed protocol for invasive measurements of hemodynamic parameters including portal pressure, splanchnic blood flow, and systemic hemodynamics in order to characterize the portal hypertensive syndrome in rats.

포털-고혈압 증후군 Cirrhotic 쥐에서의 침입 Hemodynamic 특성화

This is a detailed protocol describing invasive hemodynamic measurements in cirrhotic rats for the characterization of portal hypertensive syndrome. ...

The Left Pneumonectomy Combined with Monocrotaline or Sugen as a Model of Pulmonary Hypertension in Rats

In this protocol, we detail the correct procedural steps and necessary precautions to successfully perform a left pneumonectomy and induce PAH in rats with the additional administration of monocrotaline (MCT) or SU5416 (Sugen). We also compare these two models to other PAH models commonly used in research. In the last few years, the focus of animal PAH models has moved towards studying the mechanism of angioproliferation of plexiform lesions, in which the role of increased pulmonary blood flow is considered as an important trigger in the development of severe pulmonary vascular remodeling. One of the most promising rodent models of increased pulmonary flow is the unilateral left pneumonectomy combined with a "second hit" of MCT or Sugen. The removal of the left lung leads to increased and turbulent pulmonary blood flow and vascular remodeling. Currently, there is no detailed procedure of the pneumonectomy surgery in rats. This article details a step-by-step protocol of the pneumonectomy surgical procedure and post-operative care in male Sprague-Dawley rats. Briefly, the animal is anesthetized and the chest is opened. Once the left pulmonary artery, pulmonary vein, and bronchus are visualized, they are ligated and the left lung is removed. The chest then closed and the animal recovered. Blood is forced to circulate only on the right lung. This increased vascular pressure leads to a progressive remodeling and occlusion of small pulmonary arteries. The second hit of MCT or Sugen is used one week post-surgery to induce endothelial dysfunction. The combination of increased blood flow in the lung and endothelial dysfunction produces severe PAH. The primary limitation of this procedure is that it requires general surgical skills.

The rodent left pneumonectomy is a valuable technique in pulmonary hypertension research. Here, we present a protocol to describe the rat pneumonectomy procedure and postoperative care to ensure minimal morbidity and mortality.

쥐에 폐 고혈압의 모델로 Monocrotaline 또는 Sugen와 함께 왼쪽된 Pneumonectomy

In this protocol, we detail the correct procedural steps and necessary precautions to successfully perform a left pneumonectomy and induce PAH in rats ...

Induction and Characterization of Pulmonary Hypertension in Mice using the Hypoxia/SU5416 Model

Pulmonary Hypertension (PH) is a pathophysiological condition, defined by a mean pulmonary arterial pressure exceeding 25 mm Hg at rest, as assessed by right heart&#160;catheterization. A broad spectrum of diseases can lead to PH, differing in their etiology, histopathology, clinical presentation, prognosis, and response to&#160;treatment. Despite significant progress in the last years, PH remains an uncured disease. Understanding the underlying mechanisms can pave the way for the development of new therapies. Animal models are important research tools to achieve this goal. Currently, there are several models available for recapitulating PH. This protocol describes a two-hit mouse PH model. The stimuli for PH development are hypoxia and the injection of SU5416, a vascular endothelial growth factor (VEGF) receptor antagonist. Three weeks after initiation of Hypoxia/SU5416, animals develop pulmonary vascular remodeling imitating the histopathological changes observed in human PH (predominantly Group 1). Vascular remodeling in the pulmonary circulation results in the remodeling of the right&#160;ventricle (RV). The procedures for measuring RV pressures (using the open chest method), the morphometrical analyses of the RV (by dissecting and weighing both cardiac ventricles) and the histological assessments of the remodeling (both pulmonary by assessing vascular remodeling and cardiac by assessing RV cardiomyocyte hypertrophy and fibrosis) are described in detail. The advantages of this protocol are the possibility of the application both in wild type and in genetically modified mice, the relatively easy and low-cost implementation, and the quick development of the disease of interest (3 weeks). Limitations of this method are that mice do not develop a severe phenotype and PH is reversible upon return to normoxia. Prevention, as well as therapy studies, can easily be implemented in this model, without the necessity of advanced skills (as opposed to surgical rodent models).

This protocol describes the induction of pulmonary hypertension (PH) in mice based on the exposure to hypoxia and the injection of a VEGF receptor antagonist. The animals develop PH and right ventricular (RV) hypertrophy 3 weeks after the initiation of the protocol. The functional and morphometrical characterization of the model is also presented.

저산소증/SU5416 모델을 사용하여 마우스에서 폐 고혈압의 유도 및 특성화

Pulmonary Hypertension (PH) is a pathophysiological condition, defined by a mean pulmonary arterial pressure exceeding 25 mm Hg at rest, as assessed by ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. However, the evaluation of right ventricular pressure (RVP) and pulmonary artery pressure (PAP) remains technically challenging in mice. RVP and PAP are more difficult to measure than left ventricular pressure because of the anatomical differences between the left and right heart systems. In this paper, we describe a stable right heart hemodynamic measurement method and its validation using healthy and PAH mice. This method is based on open-chest surgery and mechanical ventilation support. It is a complicated procedure compared to closed chest procedures. While a well-trained surgeon is required for this surgery, the advantage of this procedure is that it can generate both RVP and PAP parameters at the same time, so it is a preferable procedure for the evaluation of PAH models.

Here, we present a protocol to perform an invasive hemodynamic assessment of the right ventricle and pulmonary artery in mice using an open-chest surgery approach.

마우스에 있는 우심실 시스템 및 저산소증 유도된 폐 동맥 고혈압을 위한 침략적인 혈역학 평가

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Multiple Intravenous Bolus Dosing and Invasive Hemodynamic Assessment in a Hypoxia-Induced Mouse Pulmonary Artery Hypertension Model

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive life-threatening disease, primarily affecting small pulmonary arterioles of the lung. Currently, there is no cure for PAH. It is important to discover new compounds that can be used to treat PAH. The mouse hypoxia-induced PAH model is a widely used model for PAH research. This model recapitulates human clinical manifestations of PAH Group 3 disease and is an important research tool to evaluate the effectiveness of new experimental therapies for PAH. Research using this model often requires the administration of compounds in mice. For a compound that needs to be given directly into the bloodstream, optimizing intravenous (IV) administration is a key part of the experimental procedures. Ideally, the IV injection system should permit multiple injections over a set time course. Although the mouse hypoxia-induced PAH model is very popular in many laboratories, it is technically challenging to perform multiple IV bolus dosing and invasive hemodynamic assessment in this model. In this protocol, we present step-by-step instructions on how to carry out multiple IV bolus dosing via mouse jugular vein and perform arterial and right ventricle catheterization for hemodynamic assessment in mouse hypoxia-induced PAH model.

This protocol provides a step-by-step procedure for executing multiple intravenous bolus dose administration and invasive hemodynamic monitoring in mice. Investigators can use this protocol for future therapeutic compound screening for pulmonary artery hypertension.

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive life-threatening disease, primarily affecting small pulmonary arterioles of the lung. Currently, ...

RV Hypertrophy and Failure by Pulmonary Trunk Banding의 Murine 모델 생성

A Murine Model of Pressure Overload-Induced Right Ventricular Hypertrophy and Failure by Pulmonary Trunk Banding

Right ventricular (RV) failure caused by pressure overload is strongly associated with morbidity and mortality in a number of cardiovascular and pulmonary diseases. The pathogenesis of RV failure is complex and remains inadequately understood. To identify new therapeutic strategies for the treatment of RV failure, robust and reproducible animal models are essential. Models of pulmonary trunk banding (PTB) have gained popularity, as RV function can be assessed independently of changes in the pulmonary vasculature.
In this paper, we present a murine model of RV pressure overload induced by PTB in 5-week-old mice. The model can be used to induce different degrees of RV pathology, ranging from mild RV hypertrophy to decompensated RV failure. Detailed protocols for intubation, PTB surgery, and phenotyping by echocardiography are included in the paper. Furthermore, instructions for customizing instruments for intubation and PTB surgery are given, enabling fast and inexpensive reproduction of the PTB model.
Titanium ligating clips were used to constrict the pulmonary trunk, ensuring a highly reproducible and operator-independent degree of pulmonary trunk constriction. The severity of PTB was graded by using different inner ligating clip diameters (mild: 450 &#181;m and severe: 250 &#181;m). This resulted in RV pathology ranging from hypertrophy with preserved RV function to decompensated RV failure with reduced cardiac output and extracardiac manifestations. RV function was assessed by echocardiography at 1 week and 3 weeks after surgery. Examples of echocardiographic images and results are presented here. Furthermore, results from right heart catheterization and histological analyses of cardiac tissue are shown.

저자 스포트라이트: 폐고혈압에서 우심실 부전의 기본 메커니즘 조사

We describe a murine model of right ventricular pressure overload-induced by pulmonary trunk banding. Detailed protocols for intubation, surgery, and phenotyping by echocardiography are included in the paper. Custom-made instruments are used for intubation and surgery, allowing for fast and inexpensive reproduction of the model.

압력 과부하로 인한 우심실 비대와 폐동맥 밴딩에 의한 실패의 Murine 모델

Right ventricular (RV) failure caused by pressure overload is strongly associated with morbidity and mortality in a number of cardiovascular and pulmonary ...

폐동맥 고혈압의 설치류 모델의 혈역학 특성

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터

폐 마우스의 면역 조직 샘플의 수확과 함께 오른쪽 심실 수축기 압력 측정

마우스의 오른쪽 심장의 심 초음파 평가

흐름 유도 된 폐동맥 고혈압에 대한 쥐 모델에서 션트 수술, 오른쪽 심장 도관 및 혈관 형태 계측

포털-고혈압 증후군 Cirrhotic 쥐에서의 침입 Hemodynamic 특성화

쥐에 폐 고혈압의 모델로 Monocrotaline 또는 Sugen와 함께 왼쪽된 Pneumonectomy

저산소증/SU5416 모델을 사용하여 마우스에서 폐 고혈압의 유도 및 특성화

마우스에 있는 우심실 시스템 및 저산소증 유도된 폐 동맥 고혈압을 위한 침략적인 혈역학 평가

Multiple Intravenous Bolus Dosing and Invasive Hemodynamic Assessment in a Hypoxia-Induced Mouse Pulmonary Artery Hypertension Model

압력 과부하로 인한 우심실 비대와 폐동맥 밴딩에 의한 실패의 Murine 모델

압력 과부하로 인한 우심실 비대와 폐동맥 밴딩에 의한 실패의 Murine 모델