Name: operating transverse aortic constriction with absorbable suture to obtain transient myocardial hypertrophy
Uploaded: 2020-09-09T14:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Operating Transverse Aortic Constriction with Absorbable Suture to Obtain Transient Myocardial Hypertrophy at JoVE.com

이 작품은 중국 국립 자연과학 재단(81770271; Y, 랴오)의 보조금, 중국 국립자연과학재단 공동기금(U1908205; Y, 랴오)의 공동기금, 광저우 과학기술 도시계획프로젝트(201804020083; 리아오 박사)의 보조금으로 지원되었다.

모든 절차는 미국 국립 보건원 (NIH 간행물 번호 85-23, 1996년에 개정됨)에 의해 간행된 실험실 동물의 배려 그리고 사용의 지침에 따라 행해졌습니다. C57BL/6J 남성 마우스(8-10주, 20-25g)는 사우스 의과대학의 동물 센터에서 제공하였다.
1. 수술 전 준비
<ol><li>바늘 홀더와 25 G 바늘의 끝을 꼬집어 홀더와 같은 단단한 물체로 무딘.</li>
	<li>바늘을 통해 5-0 흡수 봉합사를 통과한 다음 홀더13로90°로 곡선을 이드합니다. 참고: 다른 연구 목적에 따르면, 조사자 다른 흡수 시간으로 흡수 성 라인을 선택할 수 있습니다. 이 프로토콜에서는 대동맥 아치를 수축시키기 위해 2주 동안 흡수 가능한 봉합사를 사용했습니다.</li>
	<li>또 다른 25 G 바늘을 120°로 구부리고 결찰 단계에서 스페이서로 사용할 홀더로 팁을 부드럽게 합니다. 참고: 25 G 바늘은 체중(BW) >25g을 갖는 마우스를 위한 스페이서로 사용되었다. 19-24 g BW를 가진 마우스를 위해 26 G 바늘을 사용하십시오.</li>
	<li>75 %의 알코올로 수술 부위를 소독하십시오.</li>
	<li>가열 패드 온도를 37 °C로 조정합니다.</li>
	<li>멸균 수술 기구(안과 가위 1개, 마이크로 가위 1개, 미세 수술 팔꿈치 핀셋 2개, 바늘 홀더 1개, 마이크로 바늘 홀더 1개 포함)를 준비합니다.</li>
</ol>2. 마취및 면도의 유도
<ol><li>식염수 용액(0.9% NaCl)에서 희석된 자일라진(5 mg/kg)과 케타민(100 mg/kg)의 혼합물을 관성 주사로 마우스를 마취한다. 네거티브 페달 철수 반사로 완전한 마취를 확인합니다.</li>
	<li>봉합사로 절개를 고정하고 접착 테이프로 팔다리를 고정하여 마우스를 supine 위치에 두십시오.</li>
	<li>목과 xiphoid에 머리카락을 제거하기 위해 탈모 크림을 바르습니다. 요오드로 지역을 소독한 다음 75%의 알코올을 제거합니다.</li>
</ol>3. 수술
<ol><li>슈프라 흉골 노치와 메스가 있는 가슴 사이의 중간 위치에서 10mm 이상의 절개를 합니다. 그런 다음 피부와 피상적 인 근막을 분리합니다.</li>
	<li>흉부 각도에서 갈비뼈를 세어 첫 번째 늑간 공간을 식별합니다. 첫 번째 늑간 공간에서 절개를 수행하고 흉골에 가능한 한 가깝게 수행하십시오. 이 공간을 열기 위해 팔꿈치 핀셋으로 무뚝뚝하게 침투합니다.</li>
	<li>횡방향 대동맥 아치가 보일 때까지 완두엽과 흉막을 부드럽게 분리합니다. 참고: 폐렴을 피하기 위해 정수리 흉막을 손상시키지 마십시오.</li>
	<li>brachiocephalic 동맥과 래치 바늘(14)으로좌측 일반적인 경동맥 사이의 대동맥 아치 아래 5-0 흡수 봉합사를 통과한다. 브라치오페할릭 동맥, 왼쪽 공통 경동맥 및 왼쪽 아파르비아 동맥이 수술 장에서 볼 수 있는지 확인하십시오.</li>
	<li>1.3단계에서 준비된 스페이서를 횡방향 대오르타에 놓고 3.4단계에서 봉합사를 가진 스페이서에 이중 매듭을 수행한다. 참고: 스페이서의 끝은 비뚤어져야 제거하면서 횡방향 대어를 손상시키지 않도록 무디어야 합니다.</li>
	<li>스페이서를 빠르고 부드럽게 제거한 다음 봉합사의 끝을 잘라냅니다.</li>
	<li>5-0 나일론 봉합사를 사용하여 첫 번째 늑간 공간과 피부를 닫습니다. 75%의 알코올로 피부를 다시 소독합니다.</li>
	<li>복구를 촉진하기 위해 가열 패드에 마우스를 배치합니다. 수술 후 첫 3일 동안 부프레노르핀(0.1 mg/kg, q12h)을 인트라피톤으로 주입합니다.</li>
	<li>의식을 회복할 때 12h 의 빛/어두운 사이클 룸에서 마우스를 케이지로 되돌려 놓습니다.</li>
	<li>위의 모든 단계와 동일한 가짜 수술을 수행하지만 수축없이 (단계 3.5).</li>
	<li>위의 모든 단계와 동일하지만 1.2 단계에서 5-0 실크 봉합사를 사용하여 실크 봉합사 그룹에 대한 수술을 수행합니다.</li>
</ol>4. 성공적인 결찰 및 측정에 대한 심초음파 평가
<ol><li>수술 후 7일(D) 심초음파 평가를 실시합니다.</li>
	<li>흡입을 위한 흡입을 통해 3% 이소플루란으로 마우스를 마취하고, 마취의 깊이를 유지하기 위한 1.5%,산소 유량은 0.5-1L/min로 마우스를 마취한다.</li>
	<li>37°C에서 유지된 마우스를 플랫폼에 스핀 위치에 놓고 팔다리를 전극에 테이프로 놓습니다.</li>
	<li>분모 크림으로 가슴 머리를 제거하고 마우스의 가슴에 초음파 커플링 제를 적용합니다.</li>
	<li>30MHz 프로브를 통해 횡방향 대동맥 수축을 평가합니다.<ol>
<li>플랫폼을 맨 왼쪽으로 기울이게 합니다. 프로브를 수직 위치에 두고 오른쪽 파라스테랄 라인을 따라 가슴에 낮춥습니다. 그런 다음 대동맥 아치가 명확하게 표시될 때까지 B 모드에서 X축 및 Y축을 조작합니다.</li>
		<li>대동맥 아치뷰(11)를얻기 위해 B 모드로 수축을 찾습니다. 색상 도플러 모드와 펄스 웨이브를 사용하여 피크 유량 속도를 측정하고 TAC 그룹으로 3,000mm/s 이상의 속도를 가진 마우스를 선택합니다(값은 예비 실험을 기반으로 합니다).</li>
		<li>베르누이 의 방정식11의수정 된 버전에 따라 압력 그라데이션을 계산합니다 . 압력 그라데이션 = 4 x V최대2. 참고: 횡방향 대동맥 수축 모델에 대한 이상적인 압력 그라데이션은 40-80 mmHg11범위입니다.</li>
		<li>Cine 스토어 및 프레임 스토어를 사용하여 데이터와 이미지를 저장합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>30MHz 프로브를 통해 왼쪽 심실(LV)의 치수와 수축도 평가합니다.<ol>
<li>플랫폼을 수평 위치로 재설정합니다. 프로브를 왼쪽 파라스테랄 라인을 기준으로 시계 반대 방향으로 30° 유지합니다.</li>
		<li>B 모드를 사용하여 X와 Y를 조작하여 심장의 명확하고 전체 긴 축 보기를 얻습니다.</li>
		<li>M 모드를 눌러 표시선을 표시합니다. Cine Store 및 프레임 스토어를 통해 이미지를 획득하여 LV 챔버 치수, 분수 단축 및 LV 벽 두께를 나중에 측정합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>완료되면 이소플루란 흡입을 멈추고 마우스가 마취에서 회복되도록 하십시오. 그런 다음 12h 의 빛 / 어두운 사이클 룸에서 동물을 케이지로 돌려 놓습니다.</li>
	<li>수술 후 D14 및 D28에서 위의 단계를 반복하여 심장 매개 변수를 측정한 다음 조직학 연구를 위해 심장을 수확합니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Murry, C. E., Jennings, R. B., Reimer, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preconditioning+with+ischemia:+a+delay+of+lethal+cell+injury+in+ischemic+myocardium.">Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium.</a> Circulation. 74 (5), 1124-1136 (1986).</li><li>Ban, K., 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=Phosphatidylinositol+3-kinase+gamma+is+a+critical+mediator+of+myocardial+ischemic+and+adenosine-mediated+preconditioning.">Phosphatidylinositol 3-kinase gamma is a critical mediator of myocardial ischemic and adenosine-mediated preconditioning.</a> Circulation Research. 103 (6), 643-653 (2008).</li><li>Wu, Z. K., Iivainen, T., Pehkonen, E., Laurikka, J., Tarkka, M. 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(112), e54101 (2016).</li><li>Veldhuizen, R. A., Slutsky, A. S., Joseph, M., McCaig, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+mechanical+ventilation+of+isolated+mouse+lungs+on+surfactant+and+inflammatory+cytokines.">Effects of mechanical ventilation of isolated mouse lungs on surfactant and inflammatory cytokines.</a> The European Respiratory Journal. 17 (3), 488-494 (2001).</li><li>Wang, Q., 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=Induction+of+right+ventricular+failure+by+pulmonary+artery+constriction+and+evaluation+of+right+ventricular+function+in+mice.">Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (147), e59431 (2019).</li><li>Eichhorn, L., 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=A+closed-chest+model+to+induce+transverse+aortic+constriction+in+mice.">A closed-chest model to induce transverse aortic constriction in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (134), e57397 (2018).</li><li>Tavakoli, R., Nemska, S., Jamshidi, P., Gassmann, M., Frossard, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technique+of+minimally+invasive+transverse+aortic+constriction+in+mice+for+induction+of+left+ventricular+hypertrophy.">Technique of minimally invasive transverse aortic constriction in mice for induction of left ventricular hypertrophy.</a> Journal of Visualized Experiments. (127), e56231 (2017).</li></ol>

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심장 비 허혈성 사전 조절에 여전히 크게 미개척 지역이 있다. 이전 연구에 따르면, 우리는 심근 비대 성 사전 조절 모델을 개선하기 위해 흡수 가능한 봉합사를 사용하여 전환했습니다.
이전 보고서에서 많은 조사관이 실크 봉합사를 사용하여 대동맥 아치8,14,15를수축시했습니다. 실크 봉합사는 쉽게 사용할 수 있었고 종종 외과 상처 봉합사, 조직 결합 및 조직 고정에 사용되었습니다. 이 프로토콜에서, 우리는 첫 번째 TAC에 대한 흡수 봉합사실크 봉합사를 대체. 우리는 수축에 있는 혈류 속도가 아직도 3,000 mm/s 이상에 도달하고 장기 비대성 자극으로 봉사하기에 충분한 2 주 동안 지속되었다는 것을 것을을 발견했습니다. 그런 다음 D28의 기준선으로 돌아갑니다. 그러나 흡수성 봉합사의 흡수 시간을 조절하는 것은 어렵다. 흡수 시간은 흡수 가능한 봉합사의 재료 및 배치, 조직의 적응성 및 수축 시 압박감과 관련이 있습니다. 우리는 수축이 더 단단해지는 것을 일찌기, 더 적은 흡수 시간입니다, 그러나 동시에 마우스의 사망률이 증가할 것이라는 것을 것을을 발견했습니다. 따라서, 우리는 약 3,000mm/s에서 피크 속도를 표준으로 선택하여 흡수 시간을 2주 이내에 조절할 수 있고 마우스의 생존율도 증가할 수 있도록 하였다. 더 중요한 점은 흡수 성 봉합사의 사용이 가슴 개폐 시간을 두 배로 줄일 수 있다는 것이었으며, 이는 수술의 어려움을 줄이고 모델의 성공률을 증가시켰습니다.
인공 호흡기는 일반적으로 수술 중 마우스의 생명 유지에 필요합니다. 쥐의 대동맥 아치는 수프라스테날 포사접근법(15)을이용하여 인공호흡기 없이 수축될 수 있다고 보고된다. 그러나, 이것은 외과 복구 시간을 연장할 지도 모르다 마우스의 흉골을 절단하는 것을 요구했습니다. 이 연구에서, 우리는이 방법을 선택: 흉골에 가까운 첫 번째 늑간 공간의 수축, 수술을 수행 하기 위해. 이것은 측면 토라코토미14를통해 최소 침습적 인 접근 방식이었습니다. 놀랍게도, 절개가 흉골에 가능한 한 가까울 경우 인공호흡기 없이 TAC를 수행할 수 있습니다. 이 방법은 또한 효과적으로 인공 호흡기 관련 기술 조작 및 부상을 피할 수있습니다 12. 더욱이, 절개를 통해 마우스의 내막에 들어가면, 대동맥 아치는 외과 분야에서 흉부 조직 및 기타 혈관에 거의 간섭이 없었기 때문에 명확하게 노출되었다.
전체 작업 중에 인공호흡기를 사용하지 않는 것이 편리하지만, 개선된 방법은 여전히 흉막 손상으로 인한 폐렴의 위험을 수반한다. 흉막에 손상을 입히는 것을 방지하는 데 유용 할 수있는 몇 가지 제안이 있습니다. 바늘의 끝을 가능한 한 많이 무디게 합니다. 협심에 들어간 후 전체 작업 중에 팔꿈치 핀셋의 끝을 가능한 수직으로 유지하십시오. 결찰 중에 스페이서를 전방 중앙선을 따라 중개에 놓습니다.
요약하자면, 흡수가능한 봉합사를 사용하여 심근 비대 및 회귀의 마우스 모델을 개선하여 심근 비대 역류 의 모델을 확립하고 비대회 기전을 탐구하고 좌심실 가역 적 리모델링 시간을 조사하는 등 많은 잠재적 인 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.

허혈성 사전 조절은 허혈과 재관류의 짧은 비치명적인 에피소드를 심장에 유도하고 심근 손상을 극적으로 감소시킬 수 있는 능력을 가진현상이다 1. 심근 경색 크기2제한 및 심근 방부 제3후 심실 타키야르 리듬을 억제하는 등 허혈성 사전 조절의 명백한 임상적 의미를 감안할 때,4,5에의해 유도된 유산소 보호 효과의 기전을 해부하기 위한 연구가 많이 있었다. 대조적으로, 사전 조절의 그밖 비 허혈성 모형은 상대적으로 작은 주의를 수신했습니다. 대동맥 판막 교체6을겪고 있는 대동맥 협착증 환자에서 심장 비대증이 무디게 될 수 있다. 병리학적 심근 비대의 상태가 존재하는 곳마다, 사전 조절의 원리는 거의 보고되지 않습니다.
1991년, Rockman 외. 먼저 횡방향 대동맥 수축(TAC)7에의해 좌심실 비대의 마우스 모델을 확립하였다. 마우스에서 TAC를 두 번 작동시킴으로써, 우리는 이전에 심근 대위 부전 (MHP)이 심장의 일시적인 비대성 자극으로 이어져 향후8에서지속적인 비대성 스트레스에 더 강한 심장을 만드는 것을 입증했습니다. MHP 모델의 특성은 초음파 생체 현미경 및 혈역학 평가9에의해 검증되었습니다. 모델을 구성하는 데 핵심사항은 소라코토미를 세 번, 일주일 동안 TAC, 일주일 동안 탈장, 6주 동안 보조 TAC를 수행하는 것이었습니다. 그러나, 탈대는 출혈을 일으킬 수 있습니다., 어렵게 초보자에 의해 마스터 하 고 대중화 하기 어려운. 또한 마우스를 삽관하는 기술적 과제이기도 합니다. 부적절한 삽관은 기관 손상, 기발성, 심지어 마우스의 사망을 일으킬 수 있습니다. 따라서 MHP 모델을 구성하는 동안 일부 절차를 개선하는 것이 필요하고 가치가 있습니다.
모델의 난이도를 줄이고 성공을 높이기 위해, 우리는 첫 번째 TAC에 대한 흡수 봉합사로 전환하고 에코카르디그래피10에서대동맥 수축을 가로 질러 압력 그라데이션을 측정하여 모델의 성공을 모니터링했습니다. 우리의 예비 실험에 근거하여, 너무 저압 그라데이션을 가진 마우스에 있는 충분한 심근 비대를 유도하는 것은 어려울 것입니다, 너무 고압 그라데이션을 가진 마우스는 급성 심부전또는 정지를 개발할 것입니다 동안. 모델에 이상적인 압력 그라데이션은 40-80 mmHg11범위입니다. 또한,이 실험은 인공 호흡기에 의존하지 않았으며, 이는 인공호흡기 관련 기술적 조작 및부상(12)을효과적으로 피할 수 있었다.

<table><tbody><tr><td>Absorbable suture (5-0)</td><td>Shandong Kang Lida Medical Products Co., Ltd</td><td>5-0</td><td>Ligation</td></tr><tr><td>Animal ultrasound system VEVO2100</td><td>Visual Sonic</td><td>VEVO2100</td><td>Echocardiography</td></tr><tr><td>Cold light illuminator</td><td>Olympus</td><td>ILD-2</td><td>Light</td></tr><tr><td>Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1)</td><td>SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO</td><td>ALC-HTP-S1</td><td>Heating</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>RWD life science</td><td>R510-22</td><td>Inhalant anaesthesia</td></tr><tr><td>Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer</td><td>Midmark Corporation</td><td>VIP 3000</td><td>Anesthetization</td></tr><tr><td>Medical nylon suture (5-0)</td><td>Ningbo Medical Needle Co.</td><td>5-0</td><td>Close the skin</td></tr><tr><td>Pentobarbital sodium salt</td><td>Merck</td><td>25MG</td><td>Anesthetization</td></tr><tr><td>Precision electronic balance</td><td>Denver Instrument</td><td>TB-114</td><td>Weighing sensor</td></tr><tr><td>Self-made spacer</td><td></td><td></td><td>25-gauge needle</td></tr><tr><td>Silk suture (5-0)</td><td>Yangzhou Yuankang Medical Devices Co., Ltd.</td><td>5-0</td><td>Ligation</td></tr><tr><td>Small animal microsurgery equipment</td><td>Napox</td><td>MA-65</td><td>Surgical instruments</td></tr><tr><td>Transmission Gel</td><td>Guang Gong pai</td><td>250ML</td><td>Echocardiography</td></tr><tr><td>Veet hair removal cream</td><td>Reckitt Benchiser</td><td>RQ/B 33 Type 2</td><td>Remove hair of mice</td></tr><tr><td>Vertical automatic electrothermal pressure steam sterilizer</td><td>Hefei Huatai Medical Equipment Co.</td><td>LX-B50L</td><td>Auto clean the surgical instruments</td></tr></tbody></table>

operating transverse aortic constriction with absorbable suture to obtain transient myocardial hypertrophy

마우스의 두 번 횡단 대동맥 수축 (TAC)에 기초하여, 심근 비대영양 (MHP)이 심근 세포 비대증을 감쇠하고 심부전으로진행을 늦출 수 있음을 입증된다. 그러나 초보자의 경우, MHP 모델은 일반적으로 인공호흡기 작동, 반복적으로 가슴을 열고 탈구로 인한 출혈로 인해 기술적 장애물로 인해 확립하기가 매우 어렵습니다. 이 모델을 용이하게하기 위해 수술 성공률을 높이고 출혈발생률을 줄이기 위해, 우리는 인공호흡기가 없는 기술로 첫 TAC 빗질을 위한 흡수성 봉합사로 전환했습니다. 2 주 흡수 봉합사를 사용 하 여, 우리는이 절차는 2 주에 중요 한 심근 비대를 일으킬 수 있습니다 입증; 그리고 수술 후 4 주, 심근 비대는 거의 완전히 기준선으로 회귀했다. 이 프로토콜을 사용하여 운영자는 낮은 작업 사망률로 MHP 모델을 쉽게 마스터할 수 있습니다.

본 연구에서는 45명의 마우스를 무작위로 3개 군, 샴, 실크 봉합사군 및 흡수가능한 봉합사군(TAC 후 D0(기준), D14 및 D28의 각 그룹의 수를 각각 15, 10 및 5로 나눕니다. D7, D14, D21 및 D28에서 수술 후 수축된 피크 속도는 에코카르디노그래피에 의해 결정되었다. 우리는 수축에서 혈류 속도가 여전히 3,000 mm /s보다 더 큰 것을 발견 TAC 후 두 번째 주에 흡수 봉합사가 대동맥 아치를 수축하는 데 사용되었음에도 불구하고(도 1A). 더욱이, 흡수성 봉합사군의 수축시 압력 그라데이션은 2주 만에 40mmHg 이상 유지하였다(도1B). 흥미롭게도, 수술 후 4 주에 아무 수축도 없었다, 흡수 봉합사가 완전히 흡수된 것을 나타내는.
또한TAC(도 2A-C)이후D14에서 엔드 디아스톨에서 좌심실 후방 벽 두께가 증가하고 좌심실 내부 직경이 약간 감소한다는 것을 발견했습니다. 흡수가능한 봉합사단의 최종 디아슬록의 좌심실 후방 벽 두께가 TAC 후 D28에서 실질적으로 회귀한 것이 흥미롭으며, 이는 기준선 수준과 큰 차이가 없었다. 또한, 모델을 만들기 위해 흡수가능한 봉합사를 사용하여 좌심실의 배출 분획(도2D)에영향을 미치지 않았다.
실크 봉합군과 흡수성 봉합사의 HW/BW 비율은 샴그룹에 비해 30% 증가했다. TAC 후 D28에서는 심근 비대회가 회귀되고 흡수가능한 봉합사군의 기준수준(도3A)으로떨어졌고, 실크 봉합사군에서 비율은 64% 증가했다. H&E 염색의 결과는 또한 심장 비대(그림 3B)를지원했습니다. 결론적으로, 흡수 가능한 봉합사는 심근 비대 성 사전 조절 모델의 요구 사항을 충족하는 일시적인 병리학 비대 자극을 일으키는 데 적합했다.
정량적 데이터는 샴, 실크 봉합사 및 흡수 가능한 봉합사가 일방적인 ANOVA를 사용하여 수행된 반면, 본페로니의 후작을 사용하여 수행된 ± sD. 비교를 평균으로 제시되었습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61686/61686fig01.jpg"> 그림 1: 펄스 웨이브 도플러 이미징 및 수축의 피크 속도와 압력 그라데이션에서 발생합니다. 실크 봉합사 또는 흡수성 봉합사를 이용한 TAC 후 D0(baseline), D7, D14, D21 및 D28에서 대동맥 아치 또는 수축은 펄스 파도플러에 의해 측정되었다. (A)실크 봉합사군 및 흡수성 봉합사군에서 수술 후 D0(baseline), D14 및 D28에 대한 피크 속도의 대표적인 이미징. 흡수성 봉합사군의 혈류 속도는 수술 후 D28에서 실크 봉합군의 속도가 여전히 3,000mm/s보다 크면서 기준선으로 돌아왔다. (B)압력 그라데이션은 변형된 Bernoulli의 방정식에 따라 계산하였다: 압력 그라데이션 = 4 x V최대2(V= 최대 피크 속도). *: p < 0.05 vs 가짜. #: p< 0.05 대 실크 봉합사 그룹(TAC 후 D0(기준), D14 및 D28의 각 그룹 수는 각각 15, 10 및 5였습니다.) 평균 ± SD로 표시되는 데이터는 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61686/61686fig01large.jpg" target="_blank">여기를 클릭하여 이 그림의 더 큰 버전을 확인하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61686/61686fig02.jpg"> 그림 2: 구조 및 수축기 기능의 좌심실 매개 변수입니다. (A)실크 봉합사군내좌심실(LV)과 D0(baseline), D14 및 D28의 흡수성 봉합사군에서 의M-모드 이미징을 TAC 후. 엔드 디아스톨의 LV 벽 두께의 대표적인 이미지는 실크 봉합사단에서 약 0.70mm(D0)에서 1.089mm(D28)였다. 흡수성 봉합사단은 벽 두께가 약 0.658mm(D28)로 거의 기준선으로 돌아왔다. (B)엔드 디아스톨(LVPWd)에서 좌심실 후방 벽 두께. (C)엔드 디아스톨(LVIDd)에서 좌심실 내부 직경을 남게 한다. (D)좌심실 배출 분획(EF). *: p&05 대 샴은 동시에(TAC 후 D0(기준), D14 및 D28의 각 그룹의 수는 각각 15, 10, 5였습니다.) 평균 ± SD로 표시되는 데이터는 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61686/61686fig02large.jpg" target="_blank">여기를 클릭하여 이 그림의 더 큰 버전을 확인하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61686/61686fig03.jpg"> 그림 3: 심근 비대 사전 조절 모델의 가역성 심장 비대. (A)체중(HW)에서 체중(BW) 비율. (B)H&E로 염색된 심장의 조직학적 조각(스케일 바 = 50 μm). 실크 봉합사 군의 심근세포는 D14에서 D28로 크게 확대되었으며, 세포의 크기는 대부분 흡수 가능한 봉합사 단에서 D28에 회귀하였다. *: p&05 대 샴은 동시에(TAC 후 D0(기준), D14 및 D28의 각 그룹의 수는 각각 15, 10, 5였습니다.) 평균 ± SD로 표시되는 데이터는 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61686/61686fig03large.jpg" target="_blank">여기를 클릭하여 이 그림의 더 큰 버전을 확인하십시오.</a>

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Operating Transverse Aortic Constriction with Absorbable Suture to Obtain Transient Myocardial Hypertrophy

이 프로토콜은 흡수 가능한 봉합사를 사용하여 일시적인 심근 비대증을 얻는 향상된 방법을 제시하며 압력 과부하를 제거 한 후 좌심실 비대 감소를 시뮬레이션합니다. 심근 대위 축 대 사전 조절에 대 한 연구에 대 한 가치가 있을 수 있습니다.

과도 심근 비대증을 얻기 위해 흡수 가능한 봉합사와 횡단 대동맥 수축 을 작동

Based on twice transverse aortic constrictions (TACs) in mice, it is proved that myocardial hypertrophic preconditioning (MHP) could attenuate ...

operating-transverse-aortic-constriction-with-absorbable-suture-to

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

6.2K 조회수.  Southern Medical University. 이 프로토콜은 흡수 가능한 봉합사를 사용하여 일시적인 심근 비대증을 얻는 향상된 방법을 제시하며 압력 과부하를 제거 한 후 좌심실 비대 감소를 시뮬레이션합니다. 심근 대위 축 대 사전 조절에 대 한 연구에 대 한 가치가 있을 수 있습니다.

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Ascending Aortic Constriction in Rats for Creation of Pressure Overload Cardiac Hypertrophy Model

Ascending aortic constriction is the most common and successful surgical model for creating pressure overload induced cardiac hypertrophy and heart failure. Here, we describe a detailed surgical procedure for creating pressure overload and cardiac hypertrophy in rats by constriction of the ascending aorta using a small metallic clip. After anesthesia, the trachea is intubated by inserting a cannula through a half way incision made between two cartilage rings of trachea. Then a skin incision is made at the level of the second intercostal space on the left chest wall and muscle layers are cleared to locate the ascending portion of aorta. The ascending aorta is constricted to 50&#8211;60% of its original diameter by application of a small sized titanium clip. Following aortic constriction, the second and third ribs are approximated with prolene sutures. The tracheal cannula is removed once spontaneous breathing was re-established. The animal is allowed to recover on the heating pad by gradually lowering anesthesia. The intensity of pressure overload created by constriction of the ascending aorta is determined by recording the pressure gradient using trans-thoracic two dimensional Doppler-echocardiography. Overall this protocol is useful to study the remodeling events and contractile properties of the heart during the gradual onset and progression from compensated cardiac hypertrophy to heart failure stage.

We describe a stepwise procedure for creating pressure overload and left ventricular hypertrophy in Wistar rats by constriction of the ascending aorta using a small metallic clip. This model is extensively used for studying remodeling changes during cardiac hypertrophy and for identifying and evaluating strategies for regression of such changes.

압력 과부하 심장 비대 모델의 창조를위한 쥐의 대동맥 수축 오름차순

Ascending aortic constriction is the most common and successful surgical model for creating pressure overload induced cardiac hypertrophy and heart ...

연구

의학

Transverse Aortic Constriction in Mice

Transverse aortic constriction (TAC) in the mouse is a commonly used experimental model for pressure overload-induced cardiac hypertrophy and heart failure.1 TAC initially leads to compensated hypertrophy of the heart, which often is associated with a temporary enhancement of cardiac contractility. Over time, however, the response to the chronic hemodynamic overload becomes maladaptive, resulting in cardiac dilatation and heart failure.2 The murine TAC model was first validated by Rockman et al.1, and has since been extensively used as a valuable tool to mimic human cardiovascular diseases and elucidate fundamental signaling processes involved in the cardiac hypertrophic response and heart failure development. When compared to other experimental models of heart failure, such as complete occlusion of the left anterior descending (LAD) coronary artery, TAC provides a more reproducible model of cardiac hypertrophy and a more gradual time course in the development of heart failure. Here, we describe a step-by-step procedure to perform surgical TAC in mice. To determine the level of pressure overload produced by the aortic ligation, a high frequency Doppler probe is used to measure the ratio between blood flow velocities in the right and left carotid arteries.3, 4 With surgical survival rates of 80-90%, transverse aortic banding is an effective technique of inducing left ventricular hypertrophy and heart failure in mice.

Transverse aortic constriction (TAC) in the mouse is a commonly used experimental model to study mechanisms underlying cardiac hypertrophy and heart failure development. Here, we describe procedures to constrict the aorta to create a reproducible degree of cardiac hypertrophy in mice.

마우스의 가로 대동맥 수축

Transverse aortic constriction (TAC) in the mouse is a commonly used experimental model for pressure overload-induced cardiac hypertrophy and heart ...

생물학

A Model of Cardiac Remodeling Through Constriction of the Abdominal Aorta in Rats

Heart failure is one of the leading causes of death worldwide. It is a complex clinical syndromethat includes fatigue, dyspnea, exercise intolerance, and fluid retention. Changes in myocardial structure, electrical conduction, and energy metabolism develop with heart failure, leading to contractile dysfunction, increased risk of arrhythmias, and sudden death. Hypertensive heart disease is one of the key contributing factors of cardiac remodeling associated with heart failure. The most commonly-used animal model mimicking hypertensive heart disease is created via surgical interventions, such as by narrowing the aorta. Abdominal aortic constriction is a useful experimental technique to induce a pressure overload, which leads to heart failure. The surgery can be easily performed, without the need for chest opening or mechanical ventilation. Abdominal aortic constriction-induced cardiac pathology progresses gradually, making this model relevant to clinical hypertensive heart failure. Cardiac injury and remodeling can be observed 10 weeks after the surgery. The method described here provides a simple and effective approach to produce a hypertensive heart disease animal model that is suitable for studying disease mechanisms and for testing novel therapeutics.

A rat model of abdominal aortic constriction that induces cardiac hypertrophy and remodeling is described. An efficient, highly-reproducible, and minimally-invasive method is used to provide a simple yet useful platform for research in myocardial hypertrophy and dysfunction.

쥐의 복부 대동맥의 수축을 통해 심장 리모델링의 모델

Heart failure is one of the leading causes of death worldwide. It is a complex clinical syndromethat includes fatigue, dyspnea, exercise intolerance, and ...

Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice

Minimally invasive transverse aortic constriction (MTAC) is a more desirable method for the constriction of the transverse aorta in mice than standard open-chest transverse aortic constriction (TAC). Although transverse aortic constriction is a highly functional method for the induction of high pressure in the left ventricle, it is a more difficult and lengthy procedure due to its use of artificial ventilation with tracheal intubation. TAC is oftentimes also less survivable, as the newer method, MTAC, neither requires the cutting of the ribs and intercostal muscles nor tracheal intubation with a ventilation setup. In MTAC, as opposed to a thoracotomy to access to the chest cavity, the aortic arch is reached through a midline incision in the anterior neck. The thyroid is pulled back to reveal the sternal notch. The sternum is subsequently cut down to the second rib level, and the aortic arch is reached simply by separating the connective tissues and thymus. From there, a suture can be wrapped around the arch and tied with a spacer, and then the sternal cut and skin can be closed. MTAC is a much faster and less invasive way to induce left ventricular hypertension and enables the possibility for high-throughput studies. The success of the constriction can be verified using high-frequency trans-thoracic echocardiography, particularly color Doppler and pulsed-wave Doppler, to determine the flow velocities of the aortic arch and left and right carotid arteries, the dimension of the blood vessels, and the left ventricular function and morphology. A successful constriction will also trigger significant histopathological changes, such as cardiac muscle cell hypertrophy with interstitial and perivascular fibrosis. Here, the procedure of MTAC is described, demonstrating how the resulting flow changes in the carotid arteries can be examined with echocardiography, gross morphology, and histopathological changes in the heart.

Minimally invasive transverse aortic constriction (MTAC) conserves the essentials of regular transverse aortic constriction (TAC) while eliminating the use of a ventilator with tracheal intubation. It proves to be a highly desirable method for high-throughput studies on left ventricular overload, particularly in translational studies.

마우스의 최소 침습 가로 대동맥 수축

Minimally invasive transverse aortic constriction (MTAC) is a more desirable method for the constriction of the transverse aorta in mice than standard ...

Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure overload-induced left ventricular hypertrophy (LVH) and its progression to heart failure. In the majority of the reported investigations, this procedure is performed with intubation and ventilation of the animal which renders it demanding and time-consuming and adds to the surgical burden to the animal. The aim of this protocol is to describe a simplified technique of minimally invasive TAC without intubation and ventilation of mice. Critical steps of the technique are emphasized in order to achieve low mortality and high efficiency in inducing LVH.
Male C57BL/6 mice (10-week-old, 25-30 g, n=60) were anesthetized with a single intraperitoneal injection of a mixture of ketamine and xylazine. In a spontaneously breathing animal following a 3-4 mm upper partial sternotomy, a segment of 6/0 silk suture threaded through the eye of a ligation aid was passed under the aortic arch and tied over a blunted 27-gauge needle. Sham-operated animals underwent the same surgical preparation but without aortic constriction. The efficacy of the procedure in inducing LVH is attested by a significant increase in the heart/body weight ratio. This ratio is obtained at days 3, 7, 14 and 28 after surgery (n = 6 - 10 in each group and each time point). Using our technique, LVH is observed in TAC compared to sham animals from day 7 through day 28. Operative and late (over 28 days) mortalities are both very low at 1.7%.
In conclusion, our cost-effective technique of minimally invasive TAC in mice carries very low operative and post-operative mortalities and is highly efficient in inducing LVH. It simplifies the operative procedure and reduces the strain put on the animal. It can be easily performed by following the critical steps described in this protocol.

The aim of this protocol is to describe step-by-step the technique of minimally invasive transverse aortic constriction (TAC) in mice. By elimination of intubation and ventilation which are mandatory for the commonly used standard procedure, minimally invasive TAC simplifies the operative procedure and reduces the strain put on the animal.

왼쪽된 심 실 비 대의 유도 대 한 생쥐에서 최소 침 습 가로 대동맥 수축의 기술

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure ...

A Closed-chest Model to Induce Transverse Aortic Constriction in Mice

Research on cardiac hypertrophy and heart failure is frequently based on pressure overload mouse models induced by TAC. The standard procedure is to perform a partial thoracotomy to visualize the transverse aortic arch. However, the surgical trauma caused by the thoracotomy in open-chest models changes the respiratory physiology as the ribs are dissected and left unattached after chest closure. To prevent this, we established a minimally invasive, closed chest approach via lateral thoracotomy. Herein we approach the aortic arch via the 2nd intercostal space without entering the chest cavities, leaving the mouse with a less traumatic injury to recover from. We perform this operation using standard laboratory settings for open chest TAC procedures with equal survival rates. Apart from maintaining physiological breathing patterns due to the closed chest approach, the mice seem to benefit by showing rapid recovery, as the less invasive technique appears to facilitate a fast healing process and to reduce immune response after trauma.

Here, we present a protocol of Transverse Aortic constriction (TAC) via a lateral thoracotomy. This technique is a minimally invasive, closed chest surgical procedure aiming to simulate pressure overload and heart failure in mice utilizing standard TAC laboratory settings.

마우스에 가로 대동맥 수축 유도를 폐쇄 가슴 모델

Research on cardiac hypertrophy and heart failure is frequently based on pressure overload mouse models induced by TAC. The standard procedure is to ...

O-Ring Aortic Banding Versus Traditional Transverse Aortic Constriction for Modeling Pressure Overload-Induced Cardiac Hypertrophy

Aortic banding in mice is one of the most commonly used experimental models for cardiac pressure overload-induced cardiac hypertrophy and the induction of heart failure. The previously used technique is based on a threaded suture around the aortic arch tied over a blunted 27 G needle to create stenosis. This method depends on the surgeon manually tightening the thread and, thus, leads to high variance in the diameter size. A newly refined method described by Melleby et al. promises less variance and more reproducibility after surgery. The new technique, o-ring- aortic banding (ORAB), uses a non-slip rubber ring instead of a suture with a thread, resulting in reduced variation in pressure overload and reproducible phenotypes of cardiac hypertrophy. During surgery, the o-ring is placed between the brachiocephalic and left carotid arteries. Successful constriction is confirmed by echocardiography. After 1 day, correct placement of the ring results in an increased flow velocity in the transverse aorta over the o-ring-induced stenosis. After 2 weeks, impaired cardiac function is proven by decreased ejection fraction and increased wall thickness. Importantly, besides less variance in the diameter size, ORAB is associated with lower intra- and post-operative mortality rates compared with transverse aortic constriction (TAC). Thus, ORAB represents a superior method to the commonly used TAC surgery, resulting in more reproducible results and a possible reduction in the number of animals needed.

The present protocol describes a new technique of aortic banding in mice to induce pressure overload cardiac hypertrophy. For banding, a rubber ring with a fixed inner diameter is used. This new technique promises less variance and more reproducible data for future experiments.

O-링 대동맥 밴딩 대 압력 과부하로 인한 심장 비대 모델링을 위한 기존의 횡대동맥 수축

Aortic banding in mice is one of the most commonly used experimental models for cardiac pressure overload-induced cardiac hypertrophy and the induction of ...

A Modified Technique for Transverse Aortic Constriction in Mice

Transverse aortic constriction (TAC) is a frequently used surgery in research regarding heart failure and cardiac hypertrophy based on the formation of pressure overload in mouse models. The main challenge of this procedure is to clearly visualize the transverse aortic arch and precisely band the target vessel. Classical approaches perform a partial thoracotomy to expose the transverse aortic arch. However, it is an open-chest model that causes a rather large surgical trauma and requires a ventilator during the surgery. To prevent unnecessary trauma and simplify the operating procedure, the aortic arch is approached via the proximal proportion of the sternum, reaching and binding the target vessel using a small self-made retractor that contains a snare. This procedure can be conducted without entering the pleura cavity and does not need a ventilator or microsurgical operation, which leaves the mice with physiological breathing patterns, simplifies the procedure, and significantly reduces operation time. Due to the less invasive approach and less operation time, mice can undergo fewer stress reactions and recover rapidly.

The present protocol describes a modified and simplified technique with a minimally invasive transverse aortic constriction (TAC) procedure using a self-made retractor. This procedure can be conducted without a ventilator or microscope and introduces pressure overload, eventually leading to cardiac hypertrophy or heart failure.

생쥐의 횡방향 대동맥 수축에 대한 수정된 기술

Transverse aortic constriction (TAC) is a frequently used surgery in research regarding heart failure and cardiac hypertrophy based on the formation of ...

Generating Murine Model of Myocardial Infarction: A Surgical Procedure for Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery in Mouse Model

Source: Lugrin, J. et al. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/video/59591" target="_blank">Murine Myocardial Infarction Model using Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery</a>. J. Vis. Exp. (2019)
In this video, we describe a surgical procedure to generate a mouse model of myocardial infarction by permanently ligating the left anterior descending coronary artery.

심근경색의 쥐 모델 생성: 마우스 모델에서 좌측 전방 하행 관상동맥의 영구 결찰을 위한 수술 절차

Source: Lugrin, J. et al. Murine Myocardial Infarction Model using Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery. J. Vis. Exp. (2019)
In ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Rodent Models

Adult

Transverse Aortic Arch Banding in Mouse Model: A Minimally Invasive Technique in Mice for Induction of High Pressure in the Left Ventricle

Source: Zaw, A. M. et al. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/video/55293" target="_blank">Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice</a>. J. Vis. Exp. (2017)
In this video, we demonstrate an experimental protocol for minimally invasive transverse aortic constriction in mice to examine pressure overload-induced heart failure.

마우스 모델의 횡방향 대동맥궁 밴딩: 좌심실에서 고압 유도를 위한 마우스의 최소 침습 기술

Source: Zaw, A. M. et al. Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice. J. Vis. Exp. (2017)
In this video, we demonstrate an experimental ...