Waiting
登录处理中...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

ניתוח כמותי מיקרו-CT Aortopathy במודל של עכברים של β-aminopropionitrile-induced מפרצת אבי העורקים, דיסקציה

Published: July 16, 2018 doi: 10.3791/57589
Automatic Translation
1, 1, 2, 1, 1, 1,3
1Center for Vascular and Inflammatory Diseases, University of Maryland School of Medicine, 2Department of Diagnostic Radiology and Nuclear Medicine, University of Maryland School of Medicine, 3Division of Vascular Surgery, University of Maryland School of Medicine

Summary

מאמר זה מתאר מתודולוגיה מפורט של שימוש של גומי סיליקון עופרת ריתוך perfuse את להערכת מאתר על קוטר אבי העורקים כימות במודל של עכברים של מפרצת אבי העורקים, לנתיחה.

Abstract

מפרצת אבי העורקים דיסקציה מזוהה עם תחלואה משמעותית ותמותה באוכלוסיה ואת יכולה להיות קטלנית. אמנם קיימים מודלים חייתיים של מחלות אבי העורקים, ויוו הדמיה של להערכת הוגבלה. בשנים האחרונות התפתחה טומוגרפיה ממוחשבת-מיקרו (מיקרו-CT) כמו מודאליות המועדפת הדמיה כלי שיט גדולים וקטנים כאחד ויוו ו- ex-vivo. בשילוב עם שיטת הליהוק וסקולרית, אנחנו משתמשים בהצלחה מיקרו-CT כדי לאפיין את תדירות והפצה של אבי העורקים פתולוגיה בעכברים C57/Bl6 β-aminopropionitrile-מטופלים. מגבלות טכניות של שיטה זו לכלול וריאציות איכות זלוף שהוצגו על ידי הכנת בעלי חיים המסכן ביישום מתודולוגיות נאותה על כימות גודל הספינה, את הלא-השרידות של הליך זה. מאמר זה מפרט מתודולוגיה זלוף קרישה תוך-כלית של קונדום הסיליקון בלייזר עופרת עבור אפיון aortopathy במודל של עכברים של מפרצת, ניתוח כמותי. בנוסף להמחיש פתולוגיה של אבי העורקים, שיטה זו עשוי לשמש לבחינת אחרים מיטות נימי הדם ויוו או של כלי הדם מיטות הוסר פוסט-מורטם.

Introduction

השכיחות של דיסקציה של אבי העורקים הוא 3 מקרים לכל 100,000 לכל שנה1. דיסקציה של אבי העורקים ומחלות aneurysmal בחשבון מעל 10,000 מקרי מוות בארצות הברית בכל שנה, החשבונאי 1-2% ממקרי המוות כל מדינות המערב2. דיסקציה של אבי העורקים הוא שיזם קרע בשכבה intimal של כלי השיט עם התפשטות של דם דרך השכבות של הקיר אבי העורקים תחת לחצים הפיזיולוגיות. לחצים מוגברות הדופק החולה המשויכים שכיחות מוגברת של דיסקציה וסיבוכים. קיר מוגברת גזירה מזוהה עם הרחבת אבי העורקים קיר המוביל היווצרות מפרצת3,4. ההשלכות של דיסקציה של אבי העורקים כוללים את חסימה של זרימת דם לאיברים מרוחקים, כולל המוח, הכליות, המעיים, ואת הגפיים, היווצרות של מפרצות כרונית, קרע או מוות5,6,7.

בזמן הנוכחי, תהליכים ביוכימיים וסלולריות מעורב החניכה, התקדמות של מפרצת אבי העורקים, והניתוחים הם הבינו עדיין כהלכה. לשחזור מודלים חייתיים של מפרצת אבי העורקים, דיסקציה הם המפתח להבנת פתופסיולוגיה שלהם. Β-aminopropionitrile (BAPN) הוא אוקסידאז lysyl, אשר מונע את cross-linking של אלסטין וקולגן, הוכח לשנות משמעותית את המבנה של מטריצה חוץ-תאית קיר את כלי השיט שלה תקינות biomechanical6, 8. מכרסמים שטופלו BAPN כבר נעזרו כמודל בעלי חיים משותפים של מפרצת אבי העורקים, דיסקציה9,10.

שיטות הדמיה כלי הדם הם סייעה בזיהוי פתולוגיה וסקולרית, המאשר כלי patency, והערכת איברים זלוף. לאחרונה, מיקרו-שחושב טומוגרפיה (מיקרו-CT) יש כבר מנוצל כדי ללמוד את להערכת של עכברים וחיות באופן דומה בגודל. בניגוד העצם, ההדמיה של כלי דם על ידי טומוגרפיה צירית היא מוגבלת, שכן intraluminal הדם הוא מטבעו יחסית radiolucent. בשילוב עם סוכנים בניגוד קרישה תוך-כלית, עם זאת, מיקרו-CT מאפשר שחזורים תלת מימדי מפורט של vasculatures בעלי חיים לצורך המחקר של מאקרו-אנטומי פתולוגיה וסקולרית11.

הסוכן ניגודיות שנבחר (ראה את הטבלה של חומרים) הוא ברווז גומי סיליקון ריתוך המכיל עופרת כרומט ו עופרת סולפט. על זלוף בנוכחות זרז, במהירות מתקשה לגבש גבס של להערכת עם שינויים מינימליים באדריכלות כלי הדם, שהופך את להערכת מאוד בלייזר לעומת הרקמות רקע אנטומי-מאקרו כאשר בחן radiographically. הסוכן הניגוד הזה הוא יתרון כי זה הוא קל לטפל ומונעת את רקמת השפלה ואובדן כלי עקב שבירה קשורה לעיתים קרובות עם קורוזיה יצוקה כלי הדם. בזמן תהליך הייבוש עם התכווצות מינימלית12, כלי נקי מדם נשארים פטנטים וגם מאפשרים הערכה מדויקת של המאקרו-להערכת בעלי חיים בניסויים ההישרדות. העבודות הקודמות השתמשה בהצלחה ניגודיות גומי סיליקון ריתוך במגוון של מחקרים שנעשו בבעלי חיים. באופן ספציפי, הוכח הישימות ב להמחיש את עורק glomerular, היפרדות, ואת מוחי circulations11,12,13,14,15 . בנייר זה, אנחנו פירוט המתודולוגיה של ניקוב שמאל-חדרית פתוח עבור זלוף קרישה תוך-כלית של גומי סיליקון ריתוך עופרת לאפיין באופן כמותי BAPN-induced פתולוגיה אבי העורקים במודל של עכברים על ידי מיקרו-טי

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

הפרוטוקולים עבור טיפול בבעלי חיים היו אושרה על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים שימוש הוועד של אוניברסיטת מרילנד, בולטימור (פרוטוקול בעלי חיים מס ' 0116024), מתנהל בהתאם לסטנדרטים בינלאומיים AAALAC.

1. הכנת נוגדנים

  1. הפארין
    1. לדלל 250 µL של 1000 U/mL הפרין סולפאט ב 50 מ של פוספט buffered תמיסת מלח כדי להפוך ריכוז הסופי של 5 U/mL.
    2. לחמם את heparinized (5 U/mL) פוספט buffered תמיסת מלח, אשר יחליף את הדם להערכת באמבט מים מוגדר כ- 37 מעלות צלזיוס.
    3. להכין את משאבת לחץ מבוקר על-ידי חיבור הצנרת חובה ולרוקן 2 מזרקים 10-mL, 1 עבור מאגר מלוחים heparinized ו- 1 עבור הסוכן חדות.
    4. למלא את הצנרור עם מלוחים חמים פוספט heparinized buffered ולהסיר את בועות האוויר הצנרת של לחץ המשאבה.
  2. הסוכן ניגודיות
    הערה: נא לפנות השולחן של חומרים עבור המרכיבים של ערכת סוכן חדות.
    1. מערבבים תרכובת פיגמנט עם diluent להשגת צבע 1:6 יחס diluent.
    2. מייד לפני השימוש (שלב 2.3.12), הוסף 200 µL של סוכן ריפוי כדי לכל aliquot 5-mL של המתחם פיגמנט מדולל, לערבב אותם היטב (4% לפי נפח).
      הערה: היצרן דיווח על שזמן העבודה הוא 40 דקות. כמו סוכן ניגודיות של גומי סיליקון מתחיל פולימריזציה 20 דקות לאחר התוספת של הסוכן ריפוי, חשוב להכין את הפתרון מייד לפני העירוי שלה.
  3. BAPN שתייה
    1. להמיס β-aminopropionitrile (BAPN) במי השתייה כדי ליצור ריכוז סופי של דור 3/L (הותאם מן הפרוטוקולים שתואר קודם לכן בספרות)9,16,17.
    2. ניהול המים לשתייה המכילות BAPN לקבוצה של עכברים פעם אחת הם גיל עד זלוף לסי-מיקרו 4 שבועות

2. ניתוח

  1. הכנת בעלי חיים
    1. לגמול העכברים רוב בגיל 3 שבועות, לשמור אותם על 12 שעות אור/12 h מחזור כהה, להאכיל אותם תקן האוכל מכרסמים. עבור קבוצת שטופלו BAPN, לנהל BAPN שתייה טרייה עבור 16-26 שבועות ad libitum. מספקים שבעלי שליטה רגיל לשתות מים ad libitum.
  2. טכניקת הרדמה
    הערה: 24 שעןת לפני הניתוח של CT, ההליך הבא מתבצע. ניתוחים שקטות להתכונן הדגימה זלוף intracardiac לאחר המוות.
    1. זירוז של הרדמה דרך מיכל אינדוקציה עם 100% O2 ו- 3% איזופלוריין מועברת באמצעות מכשיר אידוי דיוק. לאחר אינדוקציה הרדמה, להפסיק את איזופלוריין ו לרוקן את המיכל עם O2. לשמור על ההרדמה עם 2-2.5% איזופלוריין ו- 1 ליטר/דקה של O2 באמצעות קונוס האף.
    2. לצרף את התא אינדוקציה והן את facemask מנבלות פחם עבור גז פסולת ספיחה כדי להגן על העובדים. ודא מטוס הרדמה נאותה על ידי הפגנת שיש אין תגובה לגירויים רעילים (הבוהן צביטה).
    3. להכין את שדה פעיל הכוללת מגש כירורגי, מכשירי הניתוח הדרוש.
    4. העברת החיה לשדה כירורגי ומקם אותה ב- recumbency הגבי.
  3. טכניקת פעיל
    1. בעזרת מספריים, לבצע חתך קו האמצע דרך העור ורקמות רכות באמצע הדרך בין הערווה symphysis אל החריץ בחזה ובצלעות, הרחבת דרך העור ורקמות רכות המכסים את עצם החזה.
    2. בעזרת מספריים, ליצור חור הסרעפת על הסרעפת כדי להזין את חלל בית החזה.
    3. להשתמש במספריים לנתח את הסרעפת של הקיר החזה הגחון, בשני הצדדים.
    4. לחתוך הסחוסים costal להפריד את הצלעות לעצם החזה בגבול ישר בחזה ובצלעות.
    5. החל מלחציים hemostatic בסדר עד הקצה של עצם החזה (ליד הסרעפת), להזיז את עוצר דימום cranially כך ממוקם מעל ראשה של העכבר. זה יהיה לסגת את בלוטת התימוס ועל עצם החזה מן הלב, לחשוף את הלב ואת כלי נהדר עבור עוד מניפולציה.
    6. בחדות לנתח קבצים מצורפים כלשהם בין הלב לבין קיר החזה.
    7. להתחבר המחט צנתר הרביעי 27-מד מזרק טעון מראש עם 10 מ ל תמיסת פוספט heparinized buffered (5 U/mL) ולמלא כל צינורות עם המאגר כדי להסיר את בועות האוויר מן הצינורות של לחץ המשאבה.
    8. פעל בזהירות בעת הכנת הנוזל כמו בועות מילוי נוזל עשוי לעכב את המילוי של כלי קטן יותר. להגביל את מספר כי ניזוקו במהלך הכנת בעלי חיים, כלי כמו זה יגרום את הסוכן ניגודיות לדלוף החוצה כלי הדם קטועה, לשנות את אמצעי האחסון הדרושים עבור סתימה מוחלטת של החדרת חפצים ההדמיה הסופי.
    9. לנקב החדר השמאלי עם מחט 27-מד זה התייצב עם מלחציים מאונכים. מיד פצעים וחתכים החדר הימני או הכלילי התחתון כדי לנקז את הפתרון הפארין דם.
      הערה: הפארין משמש בתור נוגדת קרישה כדי למנוע את הדם לקרישה בכלי לאחר מותו של בעל החיים.
    10. Perfuse החיה בקצב קבוע של 2 מ לדקה באמצעות משאבה המזרק. הערה על בישול לעין לבן של האיברים. המשך זלוף עד perfusate ניקוז מהמחזור ורידים ללא דם (בערך 5-6 מ"ל). עוצרים את המשאבה.
    11. נתק את הצנרור צנתר הרביעי של המזרק 10-mL, מקפיד לא לשבש את מיקום המחט החדר השמאלי.
    12. מיד לאחר דימום למוות השלם, להפריד בין הפתרון הסוכן חדות לתוך 5-mL aliquots ולהוסיף את הסוכן ריפוי בשלב זה (ראה שלב 1.2). מערבבים אותם היטב. לצייר את 5 מ של המיקס הסוכן חדות לתוך מזרק 10-mL, perfuse החיה עם זה.
    13. עבור סתימה מוחלטת של כלי (העורקים והוורידים), ממשיכים את העירוי. התנגשות מעבר לנקודה כאשר ניתן לראות יציאה הפתרון ורידים. תחפשו סימנים זלוף מוצלח כולל הפריט החזותי של סוכן הליהוק העורקים הכליליים, עורקי הריאה, המעי, וכן להערכת בכבד.
    14. הסוכן ניגודיות ירפא לאחר כ 20 דקות בטמפרטורת החדר. על ריפוי, להוציא את האיברים בודדים, בהתאם לצורך, ותקן אותן בפורמלין במאגר נייטרלי 10%. לתקן את כל הגוויות אם הדגימות לא משמשים עבור מיקרו-CT סריקה ביום המחרת. אם הגוויות ישמש ביום שלאחר מכן, למקם אותם על מגש מתכת ומניחים במקרר ב 4 ° C כדי לרפא בן לילה.

3. מיקרו-סריקת CT ופרמטרים

הערה: הפרמטרים רכישה מסוים בתמונה יהיו תלויים המכונה בשימוש.

  1. רוכשים טומוגרפיה הממחושבת תמונות טומוגרפיה של העכבר בכל למחרת את זלוף משתמש בסורק מיקרו-CT באמצעות מתח של שפופרת רנטגן של 55 kVp, זרם של 150 μA, פקטור ההגדלה מערכת של 2.19 CCD מצלמה פיקסל binning פקטור של 2. זה מניב גודל של פיקסל אפקטיבי של 29 מיקרומטר.
    1. להניח את הגווייה העכבר פרקדן על השולחן לסורק מיקרו-CT והשג סייר סריקת רנטגן.
    2. מתמקדים גלאי שדה הראייה של 57.4 מ"מ (מפוח) x מ מ 37.1 (transaxial) הגוף לשיקוף באורך מלא של אבי העורקים.
    3. רוכשים 180 תחזיות תמונה עם תוספת קבועה הסיבוב של 2 מעלות וזמן לכל תחזית של 2800 ms.
  2. לשחזר את התמונות באמצעות אלגוריתם Feldkamp ששונה; הגודל voxel המשוחזרת הוא 29 x 29 x מיקרומטר 293 (פורסים בעובי = 29 מיקרומטר) בעזרת את לוויזואליזציה תלת-ממדית עם מודאלים מרובים plug-in של התוכנה המשמש כאן.

4. עיבוד דפוס ובעיבוד

  1. להמיר את הנתונים CT תבנית DICOM באמצעות תוכנה מתאימה.
  2. לנתח את התמונות כדי לזהות אם מפרצת היה נוכח. למדוד את קוטר ציר קטין בנקודה הרחבה ביותר של קשת אבי העורקים, יורד באב העורקים החזי, ותיאר העורק הראשי כפי שצוין בעבר18 (איור 1).
    הערה: במחקר שלנו, תמונות נותחו על ידי שני משקיפים עצמאיים (אחד עיוור) ניצול הצופה DICOM לזהות אם מפרצת היה נוכח. קוטר ציר קטין נמדדה בנקודה הרחבה ביותר של קשת אבי העורקים, יורד באב העורקים החזי, העורק הראשי כפי שתואר לעיל19 (איור 1). כלומר-aneurysmal העורקים מקטעים של עכברים לא מטופל BAPN נוסדה קטרים נורמלי כלי הגשה לערכי הפקד מתאימים לגיל.
  3. מפרצות מוגדרים של התרחבות מקומי או ' מאטום לשקוף ' של המקטעים אבי העורקים כדי קטרים גדול מ-50% מקוטר הפניה. אתר אלה בהתבסס על המדידות לעיל.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

על מנת להעריך פרוטוקול זה, 20 עכברים בוגרים זכר, רקע מעורב כמו שתואר לעיל19 ו 20-30 שבועות של גיל, עם או בלי טיפול BAPN, היו perfused עם גומי סיליקון ריתוך עופרת (ראה את טבלה של חומרים ) באמצעות פרוטוקול שתוארו לעיל. שעברו סריקה מיקרו-CT למחרת (איור 1 , איור 2). היו אין הבדלים משמעותיים הגילאים של העכברים בקרב כל הקבוצות בהשוואה.

ציר קטין קטרים היו אז לכמת בעכברים אלו. הקוטר אכזרי של העורקים בעכברים שטופלו BAPN היה גדול באופן משמעותי מזה של הפקדים לא מטופלת מתאימים-גיל (0.56 מ מ ± 1.43 לעומת 0.93 ± 0.11 מ"מ; p = 0.023, אינטראקצית סטודנטים t-מבחן). עיכוב של lysyl אוקסידאז עם BAPN לא היה אפקט משמעותי על הממוצע יורד קטרים אבי העורקים בית החזה או הבטן בהשוואה הפקדים מתאימים-גיל (p > 0.082, אינטראקצית סטודנטים t-לבדוק, איור 3).

מפרצת הוגדרה בתור 1.5 x הקוטר אכזרי של הקבוצה ללא טיפול. הייתה עלייה משמעותית במספר של עכברים עם מפרצות ב BAPN שטופלו לעומת הפקדים לא מטופל BAPN (50% עכברים שטופלו BAPN לעומת 0% מהעכברים לא מטופל; P = 0.042) על ידי בדיקה מדוקדקת של פישר. מפרצות בעכברים שטופלו BAPN זוהו באופן בלעדי באבי העורקים, עם הרוב מזוהה באבי העורקים החזי (8 מתוך 10 מפרצות מזוהה). עכברים 4 פיתח מפרצת יותר 1 עם הטיפול BAPN (טבלה 1).

Figure 1
איור 1: להחליפן בתמונות מיקרו-CT חתך הרוחב. א. זה הדמיה חתך הרוחב של העכברים מטופל-BAPN. B. זה הדמיה חתך הרוחב של העכברים שטופלו BAPN. המדידות קוטר ציר קטין נעשות ברמה של הקשת אבי העורקים.

Figure 2
איור 2: שחזור תלת מימדי של מפרצת אבי העורקים העכבר, דיסקציה המזוהה על-ידי מיקרו-טי א. זהו שחזור תלת-ממדי נציג של עכבר שטופלו BAPN עם מפרצת אב-עורקית של הבטן saccular, מפרצת אבי העורקים קשת. B. חלונית זו מציגה נציג יורד דיסקציה של אבי העורקים החזי ב עכבר שטופלו BAPN. לומן true ו- false מופרדים באמצעות הכריכה intimal. נכון לומן (TL) הוא המעבר הרגיל של דם והוא לומן שווא (פל) המעבר החדש שנוצר.

Figure 3
איור 3: השפעת הטיפול BAPN על אבי העורקים קטרים. הלוחות הללו מראים הציר משנית כלומר קטרים כלי נמדדת מיקרו-CT בעכברים זכרים BAPN-מטופל ומטופל BAPN. עכברים אלה נחוש מפרצת מסומנים באדום. הממוצע של הקבוצה אינו מטופל מיוצג קו מנוקד של כל לוח. . זה אבי העורקים עולה/הקשת (AAo/קשת); 0.93 ± 0.11 לעומת 1.43 ± 0.56 מ"מ; p = 0.023. b. זהו אבי העורקים החזי יורד (DTA); ± 0.04 0.82 לעומת 1.11 ± 0.43 מ"מ; p = 0.0817. ג. זה העורק הראשי; ± 0.11 0.66 לעומת 0.89 ± מ"מ 0.58; p = 0.296. כל הנתונים מוצגים כמו הממוצע ± סטיית התקן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

אין BAPN
(n = 8)		 BAPN
(n = 12)
סה כ בעלי מפרצת 0 6 *
המספר הכולל של מפרצות 0 10
AAO/קשת 0 5
. DTA 0 3
עבד אבי העורקים 0 2

טבלה 1. התפלגות אנטומיים של מפרצות מזוהה בעכברים זכרים עם וללא טיפול BAPN. טבלה זו מציגה את השכיחות של מפרצות כפי שזוהו על-ידי מיקרו-CT (n = 20). AAO = אבי העורקים; . DTA = יורד באב העורקים החזי; עבד אבי העורקים = העורק הראשי. p < 0.05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

מיקרו-CT הדמיה יכול לשמש כדי לספק שחזורים מאוד מפורט, תלת מימדי של פתולוגיה וסקולרית במודלים של בעלי חיים. באמצעות מדיה משופרת ניגודיות קרישה תוך-כלית, שאינם משופרת רקמות רכות, כגון לומן של כלי דם, ניתן להבחין מאלה הם שיפור. בזמן לייזר דופלר, microangiography, תהודה מגנטית מסתמים, היסטולוגיה עם מיקרוסקופ קונפוקלי, או שני הפוטונים עשוי לשמש כדי להעריך מיטות כלי הדם, הם בדרך כלל מתמקדים שטח מוגבל של המחקר ו/או מוגבלות להערכות דו-ממדית. מיקרו-CT מספק אמצעים חסכוניים קבלת הדמיה מפורטת של מבנים כלי דם, אשר יכולים לסייע ברכישת הבנה של אנגיוגנזה הבסיסית, לביולוגיה. שיטות נוספות של הדמיה חיות קטנות כוללים ויוו מיקרו-CT angiography חיסור דיגיטלי. בדומה בטכניקה המתוארת כאן, אין ויוו מיקרו-CT נשענת על סוכן ניגודיות אקסוגני להגדיל את הרזולוציה. Fenestra הון סיכון Isovue-370 2 כאלה שלולית דם סוכנים בניגוד הזמינות עבור מיקרו-טי Fenestra VC שימש, דווח כי שיפור רעה מקסימלית של יחידות נ. האונספילד ~ 620 באבי העורקים, 20 דקות לאחר ההזרקה20בקרב אנשי עסקים ותיירים כאחד. אחרים nanoparticle מבוססי סוכנים בניגוד גם הראו פוטנציאל CT ו- MRI. צנתור חדרית שמאל ללא פתיחת בית החזה הוא שיטה נוספת של העכבר כל זלוף עבור microimaging כי כבר מתואר21. אולטראסאונד הדמיה עבור המדידות האורך של קוטר הכלי היא שיטה הסופי יכול לשמש במחקרים הישרדות.

במהלך הליך זה, זלוף נאותה דורש רמה גבוהה של תשומת לב לפרטים. זה חשוב להערכת להיות לגמרי אבל לפני זלוף עם סוכן חדות. אם הכבד בלנש לא נשאר צבעו אדום כהה, שטיפה נוספת עם פתרון מלוחים heparinized עשוי להיות נחוץ לפני זלוף עם ניגודיות. דימום למוות לא שלם של להערכת עלול להשפיע על איכות התמונה הסופית, להופיע כמו מילוי פגמים להערכת או מלאכותית דיסטלי occlusions כלי הדם. בהמשך, החדרת המחט לתוך החדר השמאלי נמצא הליך עדין זה יכול להרוס את הקיר חדרית או לחתוך לתוך החדר הימני. אם המחט מוחדרת לתוך החדר הימני, הריאות perfused במהירות, יהפוך צהוב מוקדם במהלך זלוף, שמוביל זלוף וסקולרית לא שלם. קרע הקיבול הוא סיבוך הסופי שמוביל זלוף לא שלם. ניתן למזער את הסיכוי של קרע כלי השיט על ידי הבטחת ניקוז נאותה מהמחזור ורידים לפני ליזום את זלוף דרך העץ עורקי. הזרקת רטרוגרדית היא שיטה חלופית כדי פרפוזיה מיטה כלי דם, אשר בעבר היה לתאר את התמונה להערכת כלילית11. בחרנו בשיטת תמיסה לשיתוק של זלוף כפי שהוא מייצג באופן מדויק יותר זרימת דם הפיזיולוגיות באבי העורקים בית החזה והבטן. איכות התמונה שהושג עם מיקרו-CT להגביל את היכולת להעריך את העורקים כגון מגזר או שטף דם. עם זאת, הרקמות הרכות ניתן לאבחן היטב תלוי איך שניסח בפרוטוקול CT. ללימודים שלנו, הבחנו מקטעים של אבי העורקים עם מילוי פגמים ככל הנראה בשל stenoses מכגון intraluminal. טכניקת כפי שמתואר היא הטובה ביותר להערכת המרחב קרישה תוך-כלית.

לסיכום, פרוטוקול זה מספק שיטה בטוחה לבחינת ברזולוציה גבוהה להערכת בדגם מאתר של מפרצת אבי העורקים, לנתיחה. כמותני המתאפשר בקלות באמצעות תמונות מיקרו-CT, אשר מסוגלים לספק גבס מדויק של להערכת. לצורך הניסויים מאויר בפרסום זה, בחרנו למדוד את קוטר אבי העורקים הגדולים כדי לחקות את המדידה של מפרצת אבי העורקים בפרקטיקה הקלינית. שילוב של ציוני דרך אנטומיים ומרחקים מיקום פרוסה יכול להיות מנוצל כדי למדוד מקטעים ספציפיים של אבי העורקים במידת הצורך. הוא הראה גם כי להערכת בעלי חיים perfused יכולה להיות עם תמונה, דיגיטלית מופרד מהרקע השלד הכמות הרצויה כדי ליצור ייצוג תלת-ממדי של כלי הדם הגדולים ואת סניפיה דיסטלי קטן יותר. פרוטוקול זה משמר את הרקמות וסקולריים של עניין, אשר יכול להיות מוטבע בתוך פרפין ונועד לשמש חלוקתה היסטולוגית לבדיקה נוספת.

מיקרו-CT הוא מבטיח מודאליות הדמיה עבור חקר לביולוגיה. עם רזולוציה מרחבית גבוהה שלו, הוא מציע הזדמנות להעריך את מבנה הארגון, פתולוגיה של כלי הדם. ההליך המתואר בכתב יד זה דורש מיומנויות וטכניקות מרובים כולל לטיפול בבעלי חיים, הכנה, ייבוא תמונות של כימות של התוצאות. מאמר זה הוכיח בהצלחה יישום אחד של כלי הדם זלוף לזהות aortopathies בעכברים. מחקרים נוספים נדרשים להעריך את תחולתן מודלים ותהליכים מחלות אחרות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

ברצוננו להודות מארק סמית שלו בסיוע הדמיה רדיוגרפי. עבודה זו נתמך על ידי מענק T32-NIH למחקר בינתחומי מחלות לב וכלי דם (בואה), איגוד הלב האמריקאי (SMC) ו גרנט R35 NIH (DKS).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Microfil Flow Tech, Inc MV-122 We use yellow, a different color can be ordered as desired. Kit includes MV-Compound, MV-Diluent, and MV-Curing Agent.
Heparin (1000 U/mL) Sagent Pharmaceuticals 25021-400-10
Phosphate buffered saline Corning 21-031-CV
Isoflurane Vet One, MWI 502017
3-Aminopropionitrile fumarate salt Sigma-Aldrich A3134
Single syringe pump Fisher Scientific 14-831-200
27-gauge scalp vein set needle Exel Int 26709 27G x 3/4", 12" tube
Inveon Micro-CT scanner Siemens Medical Solutions
Osirix MD Pimxmeo SARL Version 8.0.2
Inveon Research Workplace Siemens Medical Solutions Version 4.2
Rodent Chow Harlan Teklad 2018sx

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Meszaros, I., et al. Epidemiology and clinicopathology of aortic dissection. CHEST. 117 (5), 1271-1278 (2000).
  2. Kochanek, K. D., et al. Deaths: final data for 2009. National Vital Statistics Reports. 60 (3), 1-116 (2011).
  3. Li, J. S., Li, H. Y., Wang, L., Zhang, L., Jing, Z. P. Comparison of beta-aminopropionitrile-induced aortic dissection model in rats by different administration and dosage. Vascular. 21 (5), 287-292 (2013).
  4. Huffman, M. D., Curci, J. A., Moore, G., Kerns, D. B., Starcher, B. C., Thompson, R. W. Functional importance of connective tissue repair during the development of experimental abdominal aortic aneurysms. Surgery. 128 (3), 429-438 (2000).
  5. Wu, D., Shen, Y. H., Russel, L., Coselii, J. S., LeMaire, S. A. Molecular mechanisms of thoracic aortic dissection. Journal of Surgical Research. 184 (2), 907-924 (2013).
  6. Bruel, A., Ortoft, G., Oxlund, H. Inhibition of cross-links in collagen is associated with reduced stiffness of the aorta in young rats. Atherosclerosis. 140 (1), 135-145 (1998).
  7. Martinez-Revelles, S., et al. Lysyl oxidase induces vascular oxidative stress and contributes to arterial stiffness and abnormal elastin structure in hypertension: Role of p38MAPK. Antioxidants & Redox Signaling. 27 (7), 379-397 (2017).
  8. Kumar, D., Trent, M. B., Boor, P. J. Allylamine and beta-aminopropionitrile induced aortic medial necrosis: Mechanisms of synergism. Toxicology. 125 (2-3), 107-115 (1998).
  9. Ren, W., et al. β-Aminopropionitrile monofumarate induces thoracic aortic dissection in C57BL/6 mice. Scientific Reports. 6, 28149 (2016).
  10. Kanematsu, Y., et al. Pharmacologically-induced thoracic and abdominal aortic aneurysms in mice. Hypertension. 55 (5), 1267-1274 (2010).
  11. Weyers, J. J., Carlson, D. D., Murry, C. E., Schwartz, S. M., Mahoney, W. M. Jr Retrograde Perfusion and Filling of Mouse Coronary Vasculature as Preparation for Micro Computed Tomography Imaging. J Vis Exp. (60), e3740 (2012).
  12. Cortell, S. Silicone rubber for renal tubular injection. Journal of Applied Physics. 26 (1), 158-159 (1969).
  13. Bentley, M. D., Ortiz, M. C., Ritman, E. L., Romero, J. C. The use of microcomputed tomography to study microvasculature in small rodents. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 282 (5), R1267-R1279 (2002).
  14. Marxen, M., et al. MicroCT scanner performance and considerations for vascular specimen imaging. Medical Physics. 31 (2), 305-313 (2004).
  15. Yang, J., Yu, L. X., Rennie, M. Y., Sled, J. G., Henkelman, R. M. Comparative structural and hemodynamic analysis of vascular trees. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 298 (4), H1249-H1259 (2010).
  16. Jia, L. X., et al. Mechanical stretch-induced endoplasmic reticulum stress, apoptosis, and inflammation contribute to thoracic aortic aneurysm and dissection. The Journal of Pathology. 236 (3), 373-383 (2015).
  17. Kurihara, T., et al. Neutrophil-derived matrix metalloproteinase 9 triggers acute aortic dissection. Circulation. 126 (25), 3070-3080 (2012).
  18. Dillavou, E. D., Buck, D. G., Muluk, S. C., Makaroun, M. S. Two-dimensional versus three-dimensional CT scan for aortic measurement. Journal of Endovascular Therapy. 10 (3), 531-538 (2003).
  19. Muratoglu, S. C., et al. LRP1 protects the vasculature by regulating levels of connective tissue growth factor and HtrA1. Arterioclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33, 2137-2146 (2013).
  20. Badea, C. T., Dragova, M., Holdsworth, D. W., Johnson, G. A. In vivo small animal imaging using micro-CT and digital subtraction angiography. Phys Med Biol. 53 (19), R319-R350 (2008).
  21. Zhou, Y. Q., et al. Ultrasound-guided left-ventricular catheterization: A novel method of whole mouse perfusion for microimaging. Laboratory Investigation. 84, 385-389 (2004).

Tags

רפואה גיליון 137 מפרצת אבי העורקים דיסקציה של אבי העורקים מודלים חייתיים של מחלות אנושיות β-aminopropionitrile הדמיה ויוו טומוגרפיה ממוחשבת-מיקרו
ניתוח כמותי מיקרו-CT Aortopathy במודל של עכברים של β-aminopropionitrile-induced מפרצת אבי העורקים, דיסקציה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Aicher, B. O., Mukhopadhyay, S., Lu, … More

Aicher, B. O., Mukhopadhyay, S., Lu, X., Muratoglu, S. C., Strickland, D. K., Ucuzian, A. A. Quantitative Micro-CT Analysis of Aortopathy in a Mouse Model of β-aminopropionitrile-induced Aortic Aneurysm and Dissection. J. Vis. Exp. (137), e57589, doi:10.3791/57589 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter