Application of mini-pigs as a model for developing new methods of ischemic heart disease (IHD) treatment
Abstract
At the last 30 years the application of the new laboratory species mini-pigs is progressively increasing in medical and biological research of atherosclerosis and other disorders of cardiovascular system. Mini-pigs differ from traditional experimental animals in maximal similarity of their anatomy
and physiological functions of cardiovascular, digestive, excretory, and nervous systems with human ones. In the Institute of Cytology and Genetics SB RAS the specialized laboratory mini- and micro-pigs adapted for using under our conditions were created. In 2010 several hundreds of studies
on mini-pigs were conducted in Russian Federation and abroad. The present review highlights some experimental works that could be applied for wide use in medicine.
About the Authors
V. N. Tikhonov
RAMS
Russian Federation
Russian Federation
SB RAMS
Institution of the Russian Academy of Sciences Institute of Cytology and Genetics
Novosibirsk
P. M. Larionov
Ministry of health of the Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Institution of the Ministry of Health of the Russian Federation Institute of Circulatory Pathology. E. N. Meshalkin Institute of Circulatory Pathology
Novosibirsk
A. V. Tikhonov
RAMS
Russian Federation
Russian Federation
SB RAMS
Russian Academy of Medical Sciences Research Institute of Therapy
Novosibirsk
References
1. Тихонов В. Н. Лабораторные мини-свиньи, генетика и медико-биологическое использование / В. Н. Тихонов. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. – 305 с.
2. Тихонов В. Н. Формирование генофонда миниатюрных сибирских свиней «Минисибс» и их использование в медико-генетических исследованиях / В. Н. Тихонов // Генетика. – 2000. – Т. 36, № 6. – С. 829–836.
3. Advances in Swine in biomedical research / Eds. M. E. Tumbleson, L. B. Svhook. N. Y.; L.: Plenum Press, 1996. Vol. 1, an 2. 905 p.
4. Pond W. G., Mersmann H. J. Genetically Diverse Pig Models in Nutrition Research Related to Lipoprotein and Cholesterol Metabolism/ Ibid. P. 843–863.
5. Тихонов А. В. Возрастные особенности липидного обмена у мини-свиней / А. В. Тихонов. – Мат. Всесоюз. конф. «Биологическая характеристика лабораторных животных и экстраполяция на человека экспериментальных данных». – М., 1980. – С. 21–22.
6. Тихонов А. В. Атерогенность сывороточного липопротеида (а) и его роль как генетического маркера в диагностике ишемической болезни сердца: Автореф. дис. … д-ра мед. наук / А. В. Тихонов. Новосибирск: Ин-т терапии СО РАМН, 1996. – 31 с.
7. Дементьева Т. А. Динамика изменения содержания холестерина в крови свиней / Т. А. Дементьева, К. В. Жучаев // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 10. – С. 36–37.
8. Swindle M. M. Comparative Anatomy of the Pig Technical Bulletin of Ch. R. Laboratories, Wilmington, Massa chusetts, 1987.
9. Tikhonov V. N. The Siberian Miniature pig, its development, genetics, and use in biomedical research // Advances in swine in biomedical research. N. Y.; L.: Plenum Press, 1996. Vol. 2. P. 693–707.
10. Тихонов В. Н. Микроэволюционная теория и практика породообразования свиней / В. Н. Тихонов, К. В. Жучаев. – Новосибирск: СП «Наука» РАН, 2008. – 394 с.
11. Тихонов В. Н. О геномной модификации мини-свиней по гистосовместимости для ксенотрансплантации органов человеку /В. Н. Тихонов. – Матер. конф. по генетике лабораторных животных. – Томск, 2009.
12. Барбараш Л. С. Биопротезы клапанов сердца: проблемы и перспективы / Л. С. Барбараш, Н. А. Барбараш, И. Ю. Журавлева. – Кемерово: Полиграфкомбинат, 1995. – 400 с.
13. Барбараш Л. С. Биопротезы для сердечно-сосудистой хирургии: проблемы и перспективы / Л. С. Барбараш // Докл. юбилейной конф. II Научные чтения, посвященные памяти Е.Н. Мешалкина. – Новосибирск, 2000.
14. Тихонов В. Н. Стандартизация лабораторных мини-свиней для медико-биологических исследований / В. Н. Тихонов. – Актуальные вопросы стандартизации лабораторных животных для медико-биологических исследований. – М., 1988. – С. 41–43.
15. Ларионов П. М. Исследование жизнеспособности тканей сердца методом лазерно-индуцированной флуоресценции и флуоресцентными зондами / П. М. Ларионов [и др.] // Патология кровообращения и кардиохирургия. – 2002. – № 2. – С. 61–66.
16. Ларионов П. М. Изменение спектра лазерно-индуцированной флуоресценции ткани миокарда по мере снижения ее жизнеспособности / П. М. Ларионов [и др.] // Журн. прикл. спектроскопии. – 2003. – T. 70, № 1. – С. 38–42.
17. Литасова Е. Е. Способ определения жизнеспособности тканей сердца / Е. Е. Литасова [и др.] – Патент на изобретение № 2181486 от 20. 04. 02 2002 по заявке № 99125729 от 02. 12. 1999. – БИ. № 11.
18. Fomin V. M., Karas’kov A. M., Larionov P. M. et al. Determination of Myocardium Viability on the Basis of the Spectra of Laser-Induced Fluorescence // Doklady Biological Sciences. 2003. Vol. 391 (July). P. 296–298.
19. Тихонов А. В. Липопротеид (а) и многоступенчатая атерогенность: коронарный атеросклероз, цереброваскулярные осложнения и другие корреляции ЛП(а) и апоА / А. В. Тихонов, Ю. П. Никитин // Атеросклероз. – 2010. – Т. 6, № 1. – С. 34–42.
20. Canty J. M., Fallavollita J. A. Lessons from experimental models of hibernating myocardium // Coron. Artery Dis. 2001. 12. P. 371–380.
21. Schwartz P. J., Billman G. E., Stone H. L. Autonomic mechanisms in ventricular fibrillation induced by myocardial ischemia during exercise in dogs with a healed myocardial infarction: an experimental preparation for sudden cardiac death // Circulation. 1984. Vol. 69. P. 780–790.
22. Issa Z., Bhakta D., Navarrete A. et al. A novel canine model of ischemic ventricular arrhythmias // Heart Rhythm. 2004. P. 1–189.
23. Gallegos R. P. Bolman R. M. Stem CellInduced Regeneration of Myocardium / Ch.III. Animal Models for Stem Cell Research // Cohn Lh, ed. Cardiac Surgery in the Adult. N. Y.: McGraw-Hill, 2008. P. 1657–1668.
24. Lutter G., Attmann T., Heilmann C. et al. The combined use of transmyocardial laser revascularization (TMLR) and fibroblastic growth factor (FGF-2) enhances perfusion and regional contractility in chronically ischemic porcine hearts // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2002. Vol. 22. P. 753–761.
25. Zhang H., Song P., Tang Y. et al. Injection of bone marrow mesenchymal stem cells in the borderline area of infarcted myocardium: heart status and cell distribution // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 2007. Vol. 134. N 5. P. 1234–1240.
26. Kamihata H., Matsubara H., Nishiue T. et al. Implantation of bone marrow mononuclear cells into ischemic myocardium enhances collateral perfusion and regional function via side supply of angioblasts, angiogenic ligands, and cytokines // Circulation. 2001. Vol. 104. P. 1046–1052.
27. Li S. R., Qi X. Y., Hu F. L. et al. Mechanisms of improvement of left ventricle remodeling by trans-planting two kinds of autologous bone marrow stem cells in pigs // Chin. Med. J. 2008. Vol. 121 (23). P. 2403–2409.
28. Goodchild Т., Pang W., Tondato F. et al. Safety of intramyocardial injection of autologous bone marrow cells to treat myocardial ischemia in pigs // Cardiovasc. Revasc. Med. 2006. Vol. 7 (3). P. 136–145.
29. Tse H. F., Siu C. W., Zhu S. G. et al. Paracrine effects of direct intramyocardial implantation of bone marrow derived cells to enhance neovascularization in chronic ischaemic myocardium // Eur. J. Heart. Fail. 2007. Vol. 9, N 8. P. 747–753.
30. Shigetoshi M., Richard C. T., Munir B. et al. Characteristics and function of cryopreserved bone marrowderived endothelial progenitor cells // Ann. Thoracic Surgery. 2008. Vol. 85, N 4. Р. 1361–1366.
31. Lim H., Fallavollita J. A., Hard R. et al. Profound apoptotic-mediated regional myocyte loss and compensatory hypertrophy in pigs with hibernating myocardium // Circulation. 1999. Vol. 100. P. 2380–2386.
32. Atluri P. Panlilio Corinna M., Liao George P. et al. Transmyocardial revascularization to enhance myocardial vasculogenesis and hemodynamic function // J. Thorac Cardiovasc Surg. 2008. Vol. 135. P. 283–291.
33. Mills I., Fallon J. T., Wrenn D. et al. Adaptive responses of coronary circulation and myocardium to chronic reduction in perfusion pressure and flow // Am. J. Physiol. 1994. Vol. 266. P. 447–457.
34. Xi S., Yin W., Wang Z. et al. A minipig model of high-fat / high-sucrose diet-induced diabetes and atherosclerosis / Int J. Exp. Pathol. 2004. Oct; Vol. 85 (4). P. 223–231.
35. Neeb Z. P., Edwards J. M., Alloosh M. et al. Metabolic syndrome and coronary artery disease in Ossabaw compared with Yucatan swine // Comp Med. 2010. Vol. 60, (4). P. 300–315.
36. Tharp D. L., Masseau I., Ivey J. et al. Vulnerable plaque in a Swine model of carotid atherosclerosis // Cardiovasc. Res. 2009. Apr 1. Vol. 82, N 1. P. 152–160.
37. Liang Y., Zhu H., Friedman M. H. The correspondence between coronary arterial wall strain and histology in a porcine model of atherosclerosis // Phys. Med. Biol. 2009. Vol. 21, N 54 (18). P. 5625–1541.
38. Granada J. F., Kaluza G. L., Wilensky R. L. et al. Swine model of carotid artery atherosclerosis: experimental induction by surgical partial ligation and dietary hypercholesterolemia // EuroIntervention. 2009. May. Vol. 5, N 1. P. 140–148. Review.
Review
For citations:
Tikhonov V.N., Larionov P.M., Tikhonov A.V. Application of mini-pigs as a model for developing new methods of ischemic heart disease (IHD) treatment. Ateroscleroz. 2010;6(2):28-39. (In Russ.)
Views:
207
Email this article 