مقالة منهجية

نموذج تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني في الفأر عن طريق تسلل كلوريد الكالسيوم حول الولادة والإيلاستاز

DOI:

10.3791/66674

⸱

أغسطس 2, 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Division of Vascular Surgery, Department of General Surgery, West China Hospital, Sichuan University, 2Key Laboratory of Birth Defects and Related Diseases of Women and Children of MOE, State Key Laboratory of Biotherapy, West China Second University Hospital, Sichuan University

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تقدم هذه المخطوطة بروتوكولا لإنشاء نموذج تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني للفأر باستخدام كلوريد الكالسيوم والإيلاستاز ، والجمع بين مزايا طرق النمذجة السابقة. يمكن استخدام هذا النموذج للتحقيق في الآليات الفيزيولوجية المرضية الكامنة وراء تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني (AAA) هو مرض يهدد الحياة يرتبط بارتفاع معدلات الوفيات. يتميز بالتمدد الدائم للشريان الأورطي البطني مع زيادة بنسبة 50٪ على الأقل في قطر الشريان. تم تقديم نماذج حيوانية مختلفة من AAA لتقليد التغيرات الفيزيولوجية المرضية ودراسة الآليات الأساسية ل AAA. من بين هذه النماذج ، تستخدم نماذج AAA الناجمة عن كلوريد الكالسيوم (CaCl2) والإيلاستاز بشكل شائع في الفئران. ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب لها قيود معينة. يرتبط نضح الإيلاستاز البنكرياس التقليدي داخل اللمعة (PPE) بصعوبة تقنية عالية ومعدل تمزق مرتفع ، بينما يؤدي الإعطاء في محيط الولادة لمعدات الوقاية الشخصية إلى نتائج غير متسقة. بالإضافة إلى ذلك ، يفتقر نموذج AAA الناجم عن CaCl2 إلى ميزات AAA البشرية ، مثل تجلط الشرايين وتمزق تمدد الأوعية الدموية. لذلك ، تم اقتراح التطبيق المشترك لكلور الكالسيم2 ومعدات الوقاية الشخصية كنهج لتعزيز معدلات النجاح والحث على زيادة القطر في النماذج الحيوانية AAA. تقدم هذه المخطوطة بروتوكولا شاملا لإنشاء نموذج AAA للفأر من خلال التسلل حول الأبهر لمعدات الوقاية الشخصية والكلورالكالسيمي 2 في الجزء تحت الكلوي من الشريان الأورطي البطني. باتباع هذا البروتوكول ، يمكننا تحقيق معدل تكوين AAA يبلغ حوالي 90٪ مع البساطة التقنية وقابلية التكاثر. تؤكد المزيد من الموجات فوق الصوتية والتجارب النسيجية أن هذا النموذج يكرر بشكل فعال التغيرات المورفولوجية والمرضية التي لوحظت في AAA البشري.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعرف تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني (AAA) بأنه زيادة في القطر بأكثر من 50٪ أو أقصى قطر أورطي يتجاوز 3 سم في الشريان الأورطي البطني. تشكل هذه الحالة تهديدا كبيرا للحياة ، حيث يبلغ معدل الوفيات حوالي 90٪ عند تمزق تمدد الأوعيةالدموية 1،2،3. حاليا ، يعد الإصلاح الجراحي المفتوح وإصلاح الأبهر داخل الأوعية الدموية (EVAR) التدخلات الوحيدة المتاحة لمرضى AAA4،5،6. ومع ذلك ، لا توجد أدلة كافية لدعم فعالية العلاجات الطبية في تثبيط تكوين تمدد الأوعية الدموية أو إبطاء معدل نمو الشريان الأورطي البطني لدى المرضى الذين ليس لديهم مؤشرات جراحية7. ومع ذلك ، يتم استخدام العلاجات غير المحددة ، بما في ذلك المراقبة المستمرة لأقصى قطر لتمدد الأوعية الدموية ، والتحكم في ضغط الدم ، والعلاج المضاد للصفيحات ، والستاتينات ، لتقليل مخاطر تمزق تمدد الأوعية الدموية المفاجئ والأحداث القلبية الوعائية والعصبية المحتملة قدر الإمكان. على الرغم من ذلك ، فإن دور الأدوية المضادة للصفيحات والستاتين في منع تمزق تمدد الأوعية الدموية لا يزال مثيرا للجدل ويتطلب مزيدا من الدراسات5،7،8،9،10.

يعد نموذج AAA المستقر أمرا حيويا للتحقيق في التسبب في AAA ، وقد تم إدخال العديد من الطرق لإنشاء مثل هذا النموذج11،12،13. حاليا ، يتم استخدام كلوريد الكالسيوم (CaCl2) ، والإيلاستاز ، والأنجيوتنسين II (Ang II) ، والطعوم الغريبة ، والنماذج المعدلة وراثيا في إنشاء نماذج AAA للقوارض11،12،13. من بين هؤلاء ، يعد Ang II هو الأكثر استخداما في الفئران ، بينما يستخدم CaCl2 والإيلاستاز أيضا على نطاق واسع في الفئران والجرذان11،12،13،14. نموذج AAA الناجم عن Ang II هو النموذج الحيواني الوحيد القادر على إحداث تصلب الشرايين الذي يشبه إلى حد كبير أمراض AAA البشرية ، وهو بسيط وقابل للتكرار ويتجنب الحاجة إلى بضع البطن11،12،13. ومع ذلك ، على عكس النماذج التي يسببها CaCl2 أو الإيلاستاز ، فإن موقع تمدد الأوعية الدموية الناجم عن Ang II غير مؤكد ويتم ملاحظته بشكل متكرر في الشريان الأورطي الهابط أو الشريان الأورطي البطني فوق السطحي ، مع زيادة خطر التمزق11،12،13،14. يمكن أن يصل معدل حدوث تمدد الأوعية الدموية لنموذج AAA الناجم عن Ang II في الفئران التي تعاني من نقص الجينات إلى 100٪ ، في حين أن 39٪ فقط من الفئران C57BL / 6 أصيبت بتمدد الأوعية الدموية ، والوقت والتكلفة الاقتصادية للحصول على الفئران التي تعاني من نقص الجينات مرتفعة13،15.

تم تقديم CaCl2 في البداية بواسطة Gertz et al. ، للحث على تكوين تمدد الأوعية الدموية في الشريان السباتي وتم تعديله لاحقا بواسطة Chiou et al. لإنشاء نموذج AAA في الفئران16،17. ومع ذلك ، على الرغم من قدرته على إحداث انهيار الألياف المرنة ، والتهاب الأوعية الدموية ، وتدهور المصفوفة خارج الخلية ، إلا أن CaCl2 يفتقر إلى العديد من ميزات AAA البشرية ، بما في ذلك تخثر الشرايين ، والجلطة داخل اللمعة (ILT) ، وتمزق تمدد الأوعيةالدموية 12،18. بالإضافة إلى ذلك ، لا يزال معدل التكوين ونسبة زيادة القطر لتطبيق CaCl2 حول الأبهر غير مستقر13،19. تم تطوير نموذج نضح الإيلاستاز البنكرياس الخنازير الأولي داخل اللمعة (PPE) لإحداث AAA بواسطة Anidjar et al. في عام 1990 ، تلاه تقرير Bhamidipati et al. عن تسلل معدات الوقاية الشخصية حول الولادة في نموذج الفئران20،21. في الوقت الحاضر ، تستخدم غالبية النماذج الحيوانية AAA التي يسببها الإيلاستاز بروتوكول Bhamidipati نظرا لجدواه وطبيعته طفيفة التوغل. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن معدل الإصابة والحد الأقصى لقطر AAA يمكن أن يختلفا ويكونان أقل بشكل عام من نضح معدات الوقاية الشخصية داخل الأبهر. علاوة على ذلك ، فإن تمدد الأوعية الدموية الناجم عن تطبيق الإيلاستاز حول الأبهر يمثل ميلا للشفاء تلقائيا11،12،20،21،22،23.

لمعالجة هذه القيود ، تاناكا وآخرون اقترح نهجا مركبا يتضمن نضح معدات الوقاية الشخصية داخل اللمعة وتسلل CaCl2 لإنشاء نموذج AAA في الفئران ، والذي أسفر عن نتائجمرضية 24. بالإضافة إلى ذلك ، Zhu et al. أظهر أن نموذج PPE + CaCl2 يوفر مزايا مثل معدلات البقاء على قيد الحياة المرتفعة وزيادة معدلات تكوين تمدد الأوعية الدموية مقارنة بكل من مجموعة معدات الوقاية الشخصية الفردية ومجموعة PPE + BAPN25. يظهر هذا النهج المشترك أيضا استقرارا جيدا وقابلية للتكرار. علاوة على ذلك ، Bi et al. نجح في إنشاء نموذج AAA للأرانب من خلال الجمع بين CaCl2 حول الأبهر وحضانة الإيلاستاز. كان متوسط نسبة التمدد 65.3٪ ± 8.9٪ في اليوم 5 ، والتي ارتفعت إلى 86.5٪ ± 28.7٪ في اليوم 15 وتصاعدت بشكل كبير إلى 203.6٪ ± 39.1٪ في اليوم 3026. ومع ذلك ، لا توجد حاليا أدبيات موجودة تشير إلى تحريض AAA في القوارض من خلال الجمع بين CaCl2 حول الأبهر وتطبيق الإيلاستاز.

تقدم هذه المخطوطة بروتوكولا قياسيا لإنشاء نموذج AAA للفئران من خلال الاستخدام المشترك ل CaCl2 حول الولادة وتسلل الإيلاستاز. توفر الأقسام اللاحقة إجراءات جراحية مفصلة وتقدم نتائج تمثيلية لنموذج AAA للفئران.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

امتثل بروتوكول التجارب على مع دليل المعهد الوطني للصحة لرعاية واستخدام المختبر (حانة المعاهد الوطنية للصحة رقم 86/23 ، 1985) وتمت الموافقة عليه من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام في مستشفى غرب الصين ، جامعة سيتشوان (رقم الموافقة 202311300012). تم استخدام ذكور الفئران C57 / B6J التي تتراوح أعمارها بين ثمانية إلى عشرة أسابيع في هذه الدراسة. تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد.

1. التحضير قبل الجراحة

  1. احصل على وأطعمها نظاما غذائيا طبيعيا بالماء النظيف في ظل الظروف القياسية (درجة الحرارة 24 درجة مئوية ، الرطوبة 40٪ -50٪ ، دورة الضوء والظلام لمدة 12 ساعة).
  2. قم بتقطيع وسادة قطنية إلى شرائح مقاس 40 مم × 4 مم وقم بتعقيمها مع المقص والملقط والمعدات الجراحية الأخرى.
  3. ضع في غرفة الحث بآلة التخدير واستخدم 3٪ -3.5٪ إيزوفلوران للحث على التخدير بسرعة (باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا). بالإضافة إلى ذلك ، يصف بوتورفانول (1 مجم / كجم ، الحقن العضلي) كدواء وقائي للتسكين الألماني.
    1. أخرج الماوس من الغرفة عندما لا يستجيب لتحفيز الألم ، ثم ضع قناعا على الماوس وحافظ على عمق التخدير بنسبة 1٪ -1.5٪ من الأيزوفلوران. راقب معدل التنفس وعمقه كل 5-10 دقائق.
  4. ضع الماوس في وضع ضعيف على وسادة التسخين ، واستخدم شريطا لاصقا لشل حركة الأطراف ، وقم بتطبيق مرهم العين لمنع الجفاف.
  5. استخدمي ماكينة حلاقة كهربائية أو غسول لإزالة الشعر تماما في منطقة البطن ، ثم قومي بتطهير هذه المنطقة بمسحات قطنية مبللة بالبوفيدون واليود والإيثانول بحركة دائرية ثلاث مرات على الأقل.

2. الإجراء الجراحي

  1. ضع الماوس تحت مجهر مجسم. استخدم المقص لعمل شق طولي يبلغ طوله حوالي 2-2.5 سم على طول خط الوسط للبطن.
  2. أدخل التجويف البريتوني من خلال الخط البريتوني (النهج عبر البطن) ، ضع ضاعما لفضح التجويف البريتوني ، وقم بتعبئة الأمعاء والقولون في النصف الأيمن من البطن باستخدام شاش عادي مبلل بالمحلول الملحي.
  3. قم بإجراء فصل حاد للأنسجة الضامة والدهنية المجاورة للشريان الأورطي البطني تحت الكلوي والوريد الأجوف السفلي (IVC) باستخدام الملقط ومسحات القطن. قم بتشريح الشريان الأورطي البطني برفق وكشف الفجوة بين الشريان الأورطي البطني والعضلة القطنية الكبرى المغطى ، كما هو مشار إليهسابقا 25.
    1. أدخل شرائط الوسادة القطنية المعقمة في تلك الفجوة ، مع الحرص الشديد على عدم إتلاف الشريان القطني أو الوريد. ليس من الضروري عزل الشريان الأورطي البطني عن IVC.
  4. انقعي كرة القطن مع 0.9 M CaCl2 وضعيها على ظهور الشريان الأورطي البطني لمدة 15 دقيقة. استخدم شاشا معقما لتغطية تجويف البطن أثناء عملية التسلل.
  5. قم بإزالة كرة القطن المنقوعة ب CaCl2 برفق واغسل الجزء المتسرب بمحلول ملحي بنسبة 0.9٪.
  6. خفف الإيلاستاز إلى 2 ملغم/مل (8 واحد/مل) باستخدام ddH2O. استخدم حقنة الأنسولين لوضع 50 ميكرولتر من الإيلاستاز المخفف على الجزء تحت الكلوي من الشريان الأورطي البطني ولف شرائط الوسادة القطنية لتغطية الشريان الأورطي البطني و IVC. استخدم شاشا معقما لتغطية تجويف البطن أثناء عملية التسلل. في مجموعة الشام ، استخدم محلول ملحي عادي بنسبة 0.9٪ لاستبدال CaCl2 و PPE.
  7. بعد 15 دقيقة ، قم بإزالة شرائح الشاش والوسادة القطنية بعناية. حرك الأمعاء والقولون مرة أخرى إلى مواقعهما الأصلية ، وقم بتغطية الشريان الأورطي المعالج بالمساريق ، وبلل الأمعاء لمنع الالتصاق.
  8. أغلق طبقة العضلات والجلد بشكل منفصل باستخدام خياطة بولي بروبيلين 6-0 غير قابلة للامتصاص. تطهير المنطقة الجراحية بالبوفيدون واليود والإيثانول.
  9. ضع الماوس على وسادة تدفئة وراقب حالته التنفسية حتى يستعيد وعيه. سجل وقت العملية وعدد التجارب. وصف كاربروفين (5 ملغم / كجم ، تحت الجلد) كمسكن بعد الجراحة لمدة 3 أيام على الأقل بعد الجراحة ، وفقا للتوصية البيطرية.

3. الفحص بالموجات فوق الصوتية

  1. بعد 21 يوما من الجراحة ، قم بإجراء فحص بالموجات فوق الصوتية لتقييم معدل حدوث AAA.
  2. تخدير الفأر (باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا) وإزالة شعر البطن كما هو موضح سابقا.
  3. ضع الماوس على وسادة التسخين لآلة الموجات فوق الصوتية للقوارض. ضع أداة التوصيل بالموجات فوق الصوتية على البطن وقم بقياس الحد الأقصى لقطر تمدد الأوعية الدموية وقطر الجزء الطبيعي من الشريان الأورطي البطني.
    1. احسب النسبة المئوية المتزايدة للشريان الأورطي البطني تحت الكلى. معيار تكوين AAA الناجح هو أن الحد الأقصى لقطر AAA قد زاد بنسبة 50٪ أو أكثر مقارنة بقطر الجزء الطبيعي من الشريان الأورطي البطني تحت الكلى.
  4. استخدم منديلا لمسح المقرنة المتبقية بالموجات فوق الصوتية بعد الفحص ، وضع الماوس على وسادة التسخين حتى يتعافى تماما.

4. حصاد الشريان الأورطي البطني والتجارب المرضية

  1. التضحية بالفأر عن طريق جرعة زائدة من الأيزوفلوران في اليوم التالي لفحص الموجات فوق الصوتية (باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا).
  2. افتح تجاويف الصدر والبطن وقم بإجراء التروية باستخدام 1x PBS من خلال البطين الأيسر حتى تتحول الرئتان والكبد إلى اللون الأبيض ، باتباع الإجراء الموصوف في الأدبيات السابقة27.
  3. استخدم الفرجار الرقمي لقياس القطر الخارجي للشريان الأورطي تحت الكلى. حصاد الشريان الأورطي البطني تحت الكلى تحت مجهر مجسم وتخزين الوعاء في 4٪ بارافورمالدهيد لمدة 24-48 ساعة.
  4. قم بإزالة النسيج الضام والدهني المحيط بالشريان الأورطي البطني. قم بتضمين الشريان الأورطي في البارافين لتحضير الأقسام ، وتقطيع الأقسام إلى شرائح 3-5 ميكرومتر كما هو موضح سابقا18،28.
  5. قم بإجراء تلطيخ الهيماتوكسيلين واليوزين (H & E) ، ثلاثي الألوان من ماسون ، وتلوين Elastic-Van Gieson (EVG) على الشرائح منزوعة البرافينات باستخدام مجموعات التلوين الخاصة وفقا لتعليمات الشركة المصنعة.
    1. قم بتحليل بنية الأوعية الدموية والتهابها باستخدام تلطيخ H & E ، ولاحظ تدهور المصفوفة خارج الخلية (ECM) وألياف الكولاجين مع تلطيخ ماسون ثلاثي الألوان ، وفحص الألياف المرنة مع تلطيخ EVG.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الدراسة ، تم تضمين ما مجموعه 24 فأرا وتعيينها عشوائيا: 12 في مجموعة الشام و 12 في مجموعة PPE + CaCl2 ، على التوالي. يتم تقديم جميع البيانات كوسيلة ± انحرافات معيارية ما لم ينص على خلاف ذلك. كان متوسط وقت التشغيل 55.67 دقيقة ± 4.08 دقيقة. لم تكن هناك وفيات أثناء الجراحة أو تمزق تمدد الأوعية الدموية ، وكان معدل البقاء على قيد الحياة في غضون 21 يوما بعد الجراحة 100٪. لم يلاحظ أي التصاقات معوية شديدة أو مضاعفات مرتبطة بتسلخ الشريان الأورطي البطني.

في مجموعة معدات الوقاية الشخصية + CaCl2 ، أصيب 11 من أصل 12 فأرا (91.67٪) ب AAA في 21 يوما بعد الجراحة ، بينما لم يلاحظ تكوين تمدد الأوعية الدموية في مجموعة الشام. كان متوسط الحد الأقصى للقطر الداخلي للشريان الأورطي البطني تحت الكلوي 1.29 ملم ± 0.18 ملم في مجموعة معدات الوقاية الشخصية + كلوريدالكالسيوم 2 ، مقارنة ب 0.50 ملم ± 0.04 ملم في مجموعة الشام. كان متوسط النسبة المئوية للزيادة في القطر الداخلي للشريان الأورطي البطني تحت الكلوي في مجموعة معدات الوقاية الشخصية + CaCl2 99.50٪ ± 25.42٪. كان متوسط الحد الأقصى لقطر الأبهر الخارجي تحت الكلوي 1.49 مم ± 0.19 مم في مجموعة PPE + CaCl2 ، مقارنة ب 0.61 مم ± 0.04 مم في مجموعة الشام.

تم عرض صور تمثيلية للشريان الأورطي البطني في مجموعات Sham و PPE + CaCl2 تحت مجهر مجسم وموجات فوق صوتية في الشكل 1 أ ، ب. تم عرض نتائج التحليل الإحصائي لمتوسط أقصى قطر داخلي وخارجي للشريان الأورطي البطني تحت الكلوي في مجموعات PPE + CaCl2 و Sham في الشكل 1C و D. كشف مزيد من الفحص النسيجي مع تلطيخ H & E عن سماكة جدار الأبهر وتسلل الخلايا الالتهابية في مجموعة PPE + CaCl2 ، بينما أظهر تلطيخ ماسون ثلاثي الألوان تدهورا للمصفوفة خارج الخلية وترسب ألياف الكولاجين في جدار الشريان الأورطي. أظهر تلطيخ EVG انهيار الألياف المرنة (الشكل 1E).

figure-results-1
الشكل 1: نتائج نموذج AAA للفئران الذي تم إنشاؤه بواسطة CaCl2 والتسلل في محيط المبتذل .(أ) صور تمثيلية للشريان الأورطي البطني الطبيعي و AAA تحت المجهر المجسم. (ب) صور الموجات فوق الصوتية المستعرضة والطولية للشريان الأورطي البطني في مجموعة Sham و PPE + CaCl2 . (ج) التحليل الإحصائي للقطر الداخلي الأقصى للشريان الأورطي البطني تحت الكلوي في مجموعة الشام ومعدات الوقاية الشخصية + كلوريد الكالسيوم2 ، **** ص < 0.0001. (د) مقارنة قطر الأبهر الخارجي تحت الكلوي لمجموعة Sham و PPE + CaCl2 ، ****p < 0.0001. (ه) صور تلطيخ H & E و Masson و EVG للشريان الأورطي البطني. أشرطة المقياس: 50 ميكرومتر. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتطلب البحث في الآليات الجزيئية ل AAA نموذجا حيوانيا مستقرا. وبالتالي ، تم إنشاء العديد من النماذج الحيوانية AAA منذ تطويرها الأولي من قبل Economou et al. في الستينيات29. من بين هذه النماذج ، يتم استخدام CaCl2 بشكل متكرر في القوارض نظرا لفعاليته من حيث التكلفة والبساطة التقنية وقابليته للتكرار الموثوق. ومع ذلك ، فقد ثبت أن تسلل CaCl2 حول الأوعية الدموية غير مستقر في إنشاء AAA. أفاد Bi et al. و Freestone et al. أن حوالي 60٪ فقط من الفئران طورت AAA حتى عندما تم تعريف معيار تكوين AAA على أنه زيادة بنسبة 20٪ مقارنة بالجزء الطبيعي من الشريان الأورطي البطني. لاحظت كلتا الدراستين أنه لم يلاحظ أي تكوين تمدد الأوعية الدموية بعد حضانة واحدة حول الأبهر بمقدار 0.5 مول / لتر CaCl2 لمدة 20 دقيقة13،19،26،30.

علاوة على ذلك ، لا يوجد حاليا إجماع في الأدبيات الحالية فيما يتعلق بالتركيز الأمثل لتسلل CaCl2 ، ووقت التعرض ، ومدة المتابعة11. على هذا النحو ، فإن نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز هو ثاني أكثر نماذج القوارض استخداما لدراسة AAA. ومع ذلك، يرتبط التسريب بمعدات الوقاية الشخصية داخل الأبهر بارتفاع معدلات الوفيات في الفترة المحيطة بالجراحة وبعد الجراحة، تصل إلى 40٪. علاوة على ذلك ، لوحظت اختلافات ملحوظة بين الجنسين في نموذج AAA الناجم عن معدات الوقاية الشخصية ، حيث أظهرت إناث الفئران زيادة بنسبة مئوية أقل بكثير في قطر الأبهر مقارنة بنظرائهم الذكور11،20،25،31،32،33.

لمعالجة هذه القيود ، تم تقديم نسخة معدلة من نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز الذي يتضمن تسلل الإيلاستاز حول الأوعية الدموية كبديل ممكن وأقل توغلا. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن معدل تكوين تمدد الأوعية الدموية وقطره باستخدام هذا النهج كانا أقل استقرارا من تروية معدات الوقاية الشخصية داخلاللمعة 11،12،21،22. لذلك ، اقترح الباحثون مزيجا من CaCl2 وحضانة الإيلاستاز في الفترة المحيطة بالمسبق لإنشاء AAA في الأرانب ، والتي ثبت أنها بسيطة وفعالة وقابلة للتكرار26.

وفي الوقت نفسه ، أنشأت دراسة أخرى نموذج AAA في الفئران من خلال الجمع بين نضح معدات الوقاية الشخصية وحضانة CaCl2 ، مما يدل على أن نموذج PPE + CaCl2 يتمتع بمعدلات بقاء عالية ، ومعدلات تكوين تمدد الأوعية الدموية العالية ، وقابلية جيدةللتكاثر 25. ومع ذلك ، لا توجد حاليا أدبيات تتعلق بكيفية استخدام معدات الوقاية الشخصية حول الأبهر + تسلل CaCl2 لإنشاء AAA في الفئران ونتائجها.

تشير هذه المقالة إلى أن معدل حدوث AAA والزيادة في نسبة قطر الشريان الأورطي باستخدام هذا البروتوكول ظلت مستقرة دون وفيات ما قبل الجراحة ، كما أكدتها فحوصات الموجات فوق الصوتية والنسيجية. علاوة على ذلك ، يؤدي هذا البروتوكول بشكل فعال إلى تغييرات مورفولوجية ومرضية مماثلة لتلك التي شوهدت في AAA البشري. علاوة على ذلك ، كان متوسط وقت التشغيل لهذا البروتوكول مقتصرا على أقل من ساعة واحدة ، بما في ذلك 15 دقيقة من تسلل CaCl2 و 15 دقيقة من حضانة معدات الوقاية الشخصية. هذا البروتوكول الجراحي قوي ويمكن تنفيذه بسهولة ، باستخدام مواد متاحة بسهولة. تشير هذه المزايا إلى تطبيقها المحتمل في المساعي البحثية الأساسية المستقبلية.

توجد تناقضات في معدل تطور تمدد الأوعية الدموية في نماذج AAA التي يسببها PPE أو CaCl2 ، ولا يمكن للنماذج الحالية المستحثة كيميائيا أن تضمن معدل نجاح بنسبة 100٪ في إنشاء AAA11،12،13. على الرغم من أن التغيرات المرضية المرتبطة ب AAA ، مثل الالتهاب المزمن ، وسمك الالتهاب / الوسائط ، والانهيار المرن ، والتكلس ، والجلطة داخل اللمعة ، يمكن ملاحظتها بعد تسلل معدات الوقاية الشخصية أو CaCl2 ، إلا أن تمدد الشريان الأورطي أو تكوين تمدد الأوعية الدموية قد يميل إلى الشفاء تلقائيا لأن فترة التطبيق الكيميائي محدودة ولا توفر نشاطا مستمرا بمجرد توقف المنبه12 ، 23. علاوة على ذلك ، لا يمكن توحيد الإجراء الجراحي لإنشاء AAA تماما ، مما يؤدي إلى اختلافات محتملة في مدى تعرض الشريان الأورطي البطني ، مما قد يؤثر على تكوين تمدد الأوعية الدموية. ومع ذلك ، حتى في الفئران التي لم تنجح فيها النمذجة ، لا يزال قطر الشريان الأورطي البطني يعرض توسعا كبيرا بنسبة 44٪ ، مما يشير إلى أن هذه الطريقة يمكن أن تؤدي إلى تضخم كبير في الشريان الأورطي البطني ، على الرغم من أنها قد لا تفي دائما بالمعايير التشخيصية لتمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني.

ومن الأهمية بمكان أن هذا البروتوكول ينطوي على عدة خطوات حاسمة. أولا وقبل كل شيء ، من الضروري تعريض الشريان الأورطي البطني تحت الكلوي بشكل كاف أثناء إنشاء نموذج AAA للفأر. يسهل تعظيم فصل الأنسجة الضامة والدهنية المحيطة بالشريان الأورطي البطني تسلل أفضل لكلوريد الكالسيوم2 والإيلاستاز إلى الطبقة الوسطى من الشريان الأورطي البطني تحت الكلوي ، وبالتالي زيادة معدل تكوين تمدد الأوعيةالدموية 22. علاوة على ذلك ، قد يكون من الأسهل فصل الأنسجة الضامة والدهنية بعد تسلل CaCl2 . لذلك ، إذا كان التشريح الأولي للأنسجة المحيطة غير مرض ، فمن المستحسن الاستمرار في فصل النسيج الضام المجاور للشريان الأورطي البطني بعد تسلل CaCl2 . ومع ذلك ، فإن تعريض الشريان الأورطي البطني ينطوي على مخاطر متأصلة في إتلاف الشريان القطني والوريد ، مما قد يؤدي إلى نزيف حاد ونتائج مميتة أثناء الجراحة أو بعدها. لذلك ، يجب توخي أقصى درجات الحذر عند إزالة الأنسجة الضامة والدهنية حول الشريان الأورطي البطني. تتضمن خطوة أخرى مهمة في هذا البروتوكول فصل الشريان الأورطي البطني عن الوريد الأجوف السفلي (IVC). تشير الدراسات السابقة والنتائج التجريبية باستمرار إلى أن تشريح IVC من الشريان الأورطي البطني ليس له أي تأثير على تكوين تمدد الأوعية الدموية ، مما يجعله غير ضروري لهذا الإجراء18،22.

هذه الدراسة لها العديد من القيود. أولا ، يفتقر إلى البيانات الأساسية حول معدل حدوث تمدد الأوعية الدموية والتغيرات المرضية في الشريان الأورطي البطني في نقاط زمنية مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، لم يقم بتقييم مستويات المؤشرات الحيوية المهمة المشاركة في تطوير AAA ، مثل MMP2 و MMP9 و TIMP1 و SMA. ثانيا ، لم يتم استخدام هذه الطريقة من قبل في الفئران وتفتقر إلى المقارنات المقطعية مع النماذج الأخرى شائعة الاستخدام ، خاصة تلك التي تتضمن معدات الوقاية الشخصية أو CaCl2 وحدها ، لتقييم تكوين تمدد الأوعية الدموية والخصائص المرضية. ثالثا ، يفتقر AAA الناجم عن هذه الطريقة إلى العديد من ميزات AAA البشري ، بما في ذلك تصلب الشرايين والتخثر داخل الجدار. علاوة على ذلك ، تختلف تركيزات كلوريد الكالسيم2 والإيلاستاز المستخدم في هذه الطريقة ، بالإضافة إلى وقت التسلل ، اختلافا طفيفا عن تلك المستخدمة في الدراسات السابقة. يهدف المؤلفون إلى معالجة هذه الأسئلة من خلال التحقيقات التجريبية في الدراسات المستقبلية.

قيد آخر لهذا البروتوكول هو قابليته للتطبيق على النماذج الحيوانية الأكبر حجما ، مثل الخنازير أو. في الوقت الحالي ، لم تظهر العوامل الكيميائية الفردية مثل الإيلاستاز أو الكولاجيناز أو CaCl2 القدرة على إحداث تمدد الشريان الأورطي البطني بنسبة 50٪ في غير القوارض ، باستثناء الأرانب. أظهرت مجموعات من المواد الكيميائية ورأب الأوعية الدموية أو الإجراءات الجراحية الأخرى فقط إمكانية إحداث تكوين تمدد الأوعية الدموية في والخنازير11،34. أشارت الأبحاث السابقة أيضا إلى أن تمدد الأوعية الدموية أظهرت علامات التجدد خلال متابعة لمدة 5 أشهر في نموذج AAA للأرانب الناجم عن الإيلاستاز35. على الرغم من أن Bi et al. أظهر تحريض AAA في الأرانب باستخدام هذا البروتوكول ، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتحديد صلاحيته ونتائجه طويلة المدى في الخنازير أو26.

يتعلق القيد الأخير بإدراج ذكور الفئران فقط ، حيث ارتبط إحداث AAA في إناث الفئران باستخدام الإيلاستاز بانخفاض معدلات تكوين تمدد الأوعية الدموية ونسبة تمدد الأبهر11،13،33،36. ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات التي أجراها Xue et al. أن تطبيق الإيلاستاز في محيط الأوعية الدموية وحده أدى إلى معدل حدوث AAA بنسبة 90٪ في إناث الفئران. يشير هذا إلى أن هذا البروتوكول قد يكون فعالا أيضا في إناث الفئران22 ، على الرغم من أن هناك ما يبرر إجراء مزيد من الدراسات لتأكيد فعاليته. من المهم أيضا ملاحظة أن الأضرار التي لحقت ببنية الوعاء والألياف المرنة تحدث فقط على الجانب الذي يتسلل إليه CaCl2 والإيلاستاز ، ولا تظهر أي تغييرات مرضية على الجانب المجاور للوريد الأجوف السفلي (IVC) بسبب قربهما. ومع ذلك ، كما ذكرنا سابقا ، لا تؤثر هذه العوامل على معدل حدوث AAA أو النسبة المئوية لزيادة حجم الشريان الأورطي البطني أثناء تطور AAA.

في الختام ، تقدم هذه المخطوطة نموذجا جديدا وآمنا ومستقرا وقابلا للتكرار للفأر AAA يوضح معدل حدوث مرتفع ل AAA ، وتمدد كبير في الشريان الأورطي البطني ، والتغيرات الفيزيولوجية المرضية التي تشبه تلك التي لوحظت في AAA البشري. على الرغم من قيوده ، فإن نموذج AAA للفأر هذا يحمل إمكانات كبيرة للتحقيق في الآليات الجزيئية الكامنة وراء AAA ولتطوير مناهج علاجية فعالة للمرضى الذين يعانون من هذه الحالة.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويعلن المؤلفون أن البحث أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب محتمل في المصالح.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسات الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 82300542 ، 81770471) ، وبرنامج سيتشوان للعلوم والتكنولوجيا (رقم 2022YFS0359 ، 2019JDRC0104) ومشروع أبحاث ما بعد الدكتوراه ، مستشفى غرب الصين ، جامعة سيتشوان (رقم 2023HXBH108). لم تلعب جهات التمويل أي دور في تصميم الدراسة وجمع البيانات وتحليلها وتفسيرها وكتابة المخطوطة.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
آلة التخديرRWDR550
ButorphanolJiangsu Hengrui Pharmaceutical Co.، Ltd220608BP1 مل: 1 ملغ
C57BL / 6JGpt ذكور الفئرانGemPharmatechN000013
كلوريد الكالسيومسيجما ألدريتشC4901100 جرام
كاربروفينMCEHY-B1227100 مجم
تشاو دايتDossy Experimental Animals Co.Ltd
الفرجار الرقميالأخضرIP54
الإيثانولJinhe الصيدلانية Co.Ltd53968275٪ / 500 مل
EVG Staining KitSolarbioG1597
GraphPad PrismGraphpadVer 9.0.0
H& طقم تلطيخ EServicebioG1076
حقنة الأنسولينBD2143420
IsofluraneRWDR510-22-4100 مل
طقم تلطيخ ماسونServicebioG1006
NormalSaline ServicebioG4702500 مل
ParaformaldehydeBiosharpBL539A4٪ / 500 مل
PBS ، 1xServicebioG4202500 مل
خنزير الخنزير البنكرياس الإيلاستازسيجما ألدريتشE1250100 مجم
بوفيدين اليوديونجان الصيدلانية Co.Ltd5٪ / 100 مجم
برولين البولي بروبيلين خياطةEthicon LLC8709H
نظام الموجات فوق الصوتية للقوارضفوجي فيلمفيفو 3100LT
مجهر ستيريوأوليمبوسSZ61
بالموجات فوق الصوتيةكيبلرKL-250 250جم

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Chaikof, E. L., et al. The Society for Vascular Surgery practices guidelines on the care of patients with an abdominal aortic aneurysm. J Vasc Surg. 67 (1), 2-77 (2018).
  2. Johnston, K. W., et al. Suggested standards for reporting on arterial aneurysms. Subcommittee on reporting standards for arterial aneurysms, ad hoc committee on reporting standards, society for vascular surgery and north American chapter, international society for cardiovascular surgery. J Vasc Surg. 13 (3), 452-458 (1991).
  3. Bown, M. J., Sutton, A. J., Bell, P. R. F., Sayers, R. D. A meta-analysis of 50 years of ruptured abdominal aortic aneurysm repair. Br J Surg. 89 (6), 714-730 (2002).
  4. Erbel, R., et al. Esc guidelines on the diagnosis and treatment of aortic diseases: Document covering acute and chronic aortic diseases of the thoracic and abdominal aorta of the adult. The task force for the diagnosis and treatment of aortic diseases of the European Society of Cardiology (ESC). Eur Heart J. 35 (41), 2873-2926 (2014).
  5. Wanhainen, A., et al. Editor's choice - European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2019 clinical practice guidelines on the management of abdominal aorto-iliac artery aneurysms. Eur J Vasc Endovasc Surg. 57 (1), 8-93 (2019).
  6. Veith, F. J., Ohki, T., Lipsitz, E. C., Suggs, W. D., Cynamon, J. Treatment of ruptured abdominal aneurysms with stent grafts: A new gold standard. Semin Vasc Surg. 16 (2), 171-175 (2003).
  7. Golledge, J., Thanigaimani, S., Powell, J. T., Tsao, P. S. Pathogenesis and management of abdominal aortic aneurysm. Eur Heart J. 44 (29), 2682-2697 (2023).
  8. Wanhainen, A., et al. Editor's choice -- European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2024 clinical practice guidelines on the management of abdominal aorto-iliac artery aneurysms. Eur J Vasc Endovasc Surg. 67 (2), 192-331 (2024).
  9. Golledge, J., et al. Lack of an effective drug therapy for abdominal aortic aneurysm. J Intern Med. 288 (1), 6-22 (2020).
  10. Li, R., Liu, Y., Jiang, J. Research advances in drug therapy for abdominal aortic aneurysms over the past five years: An updated narrative review. Int J Cardiol. 372, 93-100 (2023).
  11. Lysgaard Poulsen, J., Stubbe, J., Lindholt, J. S. Animal models used to explore abdominal aortic aneurysms: A systematic review. Eur J Vasc Endovasc Surg. 52 (4), 487-499 (2016).
  12. Sénémaud, J., et al. Translational relevance and recent advances of animal models of abdominal aortic aneurysm. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 37 (3), 401-410 (2017).
  13. Patelis, N., et al. Animal models in the research of abdominal aortic aneurysm development. Physiol Res. 66 (6), 899-915 (2017).
  14. Golledge, J., Krishna, S. M., Wang, Y. Mouse models for abdominal aortic aneurysm. Br J Pharmacol. 179 (5), 792-810 (2022).
  15. Deng, G. G., et al. Urokinase-type plasminogen activator plays a critical role in angiotensin II-induced abdominal aortic aneurysm. Circ Res. 92 (5), 510-517 (2003).
  16. Gertz, S. D., Kurgan, A., Eisenberg, D. Aneurysm of the rabbit common carotid artery induced by periarterial application of calcium chloride in vivo. J Clin Invest. 81 (3), 649-656 (1988).
  17. Chiou, A. C., Chiu, B., Pearce, W. H. Murine aortic aneurysm produced by periarterial application of calcium chloride. J Surg Res. 99 (2), 371-376 (2001).
  18. Zhang, S., Cai, Z., Zhang, X., Ma, T., Kong, W. A calcium phosphate-induced mouse abdominal aortic aneurysm model. J Vis Exp. (189), e64173(2022).
  19. Isenburg, J. C., Simionescu, D. T., Starcher, B. C., Vyavahare, N. R. Elastin stabilization for treatment of abdominal aortic aneurysms. Circulation. 115 (13), 1729-1737 (2007).
  20. Anidjar, S., et al. Elastase-induced experimental aneurysms in rats. Circulation. 82 (3), 973-981 (1990).
  21. Bhamidipati, C. M., et al. Development of a novel murine model of aortic aneurysms using peri-adventitial elastase. Surgery. 152 (2), 238-246 (2012).
  22. Xue, C., Zhao, G., Zhao, Y., Chen, Y. E., Zhang, J. Mouse abdominal aortic aneurysm model induced by perivascular application of elastase. J Vis Exp. (180), e63608(2022).
  23. Origuchi, N., et al. Aneurysm induced by periarterial application of elastase heals spontaneously. Int Angiol. 17 (2), 113-119 (1998).
  24. Tanaka, A., Hasegawa, T., Zhi, C., Okita, Y., Okada, K. A novel rat model of abdominal aortic aneurysm using a combination of intraluminal elastase infusion and extraluminal calcium chloride exposure. J Vasc Surg. 50 (6), 1423-1432 (2009).
  25. Zhu, J. X., et al. Establishment of a new abdominal aortic aneurysm model in rats by a retroperitoneal approach. Front Cardiovasc Med. 9, 808732(2022).
  26. Bi, Y., et al. Development of a novel rabbit model of abdominal aortic aneurysm via a combination of periaortic calcium chloride and elastase incubation. PLoS One. 8 (7), e68476(2013).
  27. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. J Vis Exp. (65), e3564(2012).
  28. Ishida, Y., et al. Prevention of CaCl2-induced aortic inflammation and subsequent aneurysm formation by the CCL3-CCR5 axis. Nat Commun. 11 (1), 5994(2020).
  29. Economou, S. G., Taylor, C. B., Beattie, E. J., Davis, C. B. Persistent experimental aortic aneurysms in dogs. Surgery. 47, 21-28 (1960).
  30. Freestone, T., Turner, R. J., Higman, D. J., Lever, M. J., Powell, J. T. Influence of hypercholesterolemia and adventitial inflammation on the development of aortic aneurysm in rabbits. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 17 (1), 10-17 (1997).
  31. Carsten, C. G., et al. Elastase is not sufficient to induce experimental abdominal aortic aneurysms. J Vasc Surg. 33 (6), 1255-1262 (2001).
  32. Yue, J., Yin, L., Shen, J., Liu, Z. A modified murine abdominal aortic aneurysm rupture model using elastase perfusion and angiotensin II infusion. Ann Vasc Surg. 67, 474-481 (2020).
  33. Ailawadi, G., et al. Gender differences in experimental aortic aneurysm formation. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (11), 2116-2122 (2004).
  34. Furubayashi, K., et al. The significance of chymase in the progression of abdominal aortic aneurysms in dogs. Hypertens Res. 30 (4), 349-357 (2007).
  35. Bi, Y., et al. Performance of a modified rabbit model of abdominal aortic aneurysm induced by topical application of porcine elastase: 5-month follow-up study. Eur J Vasc Endovasc Surg. 45 (2), 145-152 (2013).
  36. Wu, X. F., Zhang, J., Paskauskas, S., Xin, S. J., Duan, Z. Q. The role of estrogen in the formation of experimental abdominal aortic aneurysm. Am J Surg. 197 (1), 49-54 (2009).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة