小鼠加速动脉硬化的诱导:"电线损伤"模型
August 25th, 2020
本研究描述了小鼠加速动脉硬化诱导的侵入性程序。与其他使用电或低温诱发损伤的方法相比，机械诱导损伤模仿再血管化治疗后人类的再病状况，是研究有关分子机制的理想之选。
该程序的总体目标是模仿小鼠再血管化治疗后人类再治疗的状况，以研究损伤反应所涉及的分子机制。这些技术的主要优点是，它具有高度可重复性和易于执行，使研究人员能够将该方法应用于小型动物模型中。演示程序将是阿德琳娜库拉伊， 我的实验室博士后。
为了诱发高脂血症，在手术前一周，在动脉硬化斑块分析之前，给6至8周大的18至20克Apoe敲除小鼠一种致畸饮食。手术当天，在确认对手趾捏没有反应后，在心颈区域剃掉麻醉小鼠，用Betadine对裸露的皮肤进行消毒。在气管上颈部的中位区域进行一厘米的皮肤切口，并分离两个脂肪体，以获得气管区域的完整视图。
使用一个缩回器保持肌肉层打开，暴露胡萝卜动脉，并使用尖锐的弯曲钳子将动脉与迷走神经和血管分开，直到内部和外部胡萝卜动脉的分叉区域可见。松散地，将一个7厘米长的0-5丝线放在主动脉的外动脉下，然后将一根松散放置的1.5厘米长0-7丝线放在靠近分叉点的外部胡萝卜动脉周围，一个松散放置的1.5厘米长的0-7丝线尽可能远离两面。将另一个打开的1.5厘米长0-7丝线在内皮德动脉下。
然后将头部的动物定位在六点钟的位置。立即，紧密关闭内胡萝卜动脉上的缝合环和外胡萝卜动脉上的特密友缝合线。使用血肉钳拉上0-5缝合线末端，以阻止血液流经普通心肌动脉。
使用小剪刀，使一个小动脉直径的一半，在两个环之间的外部胡萝卜动脉，并插入一个14英寸酒精抛光柔性导丝湿润与下降0.9%氯化钠到常见的胡萝卜动脉通过切口。为了避免在Y切口期间动脉喷发，请使用精心抛光的导丝。通过沿血管传递导线，同时旋转三次，然后紧密关闭外侧胡萝卜动脉上的近端环，并切断公共和内部胡萝卜动脉周围的缝合线，以恢复血液流动。
接下来，取出缩回器，将肌肉层和两个脂肪体返回到生理位置。用金属夹合合皮肤，然后让鼠标在红外光下在左侧恢复，并进行监控，直到完全卧床。可以使用移动染色评估新丁岛的形成。
根据外科医生的技能，每个样品的斑块大小，根据外科医生的技能，可以变化在7万到10万微米平方之间。发育的斑块类似于即时性休息，它主要由从介质中扩散和迁移的平滑肌肉细胞组成。平滑的肌肉细胞含量约占斑块的30%至40%，而在受伤血管的新细胞内发现的巨噬细胞占细胞总数的15%至25%。
重新内皮化通常达到80至90%后三个星期，应该几乎完成后四个星期。为了跟踪斑块在发育过程中的生长，根据实验问题，可以在电线损伤后多个时间点重复分析。一旦掌握，这项技术可以在15分钟内完成，如果它执行得当。
在尝试此程序时，重要的是要记住，手术区域应不断水合，以防止干燥，使电线操作更容易。
概述
本研究描述了一种机械诱导损伤程序，用于在小鼠中诱导加速性动脉粥样硬化，模拟人类血管重建治疗后的再狭窄。这种方法可重复并且对于经验较少的研究人员来说也是可行的。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 心血管研究
- 动物模型
背景
- 动脉粥样硬化是一种主要的心血管疾病。
- 血管重建治疗后会出现再狭窄。
- 目前研究动脉粥样硬化的方法存在局限性。
- 本研究旨在为研究提供一个更相关的模型。
研究目的
- 开发一种可重复的方法，用于在小鼠中诱导动脉粥样硬化。
- 研究损伤反应中涉及的分子机制。
- 促进对再狭窄和斑块形成的研究。
使用的方法
- 通过致癌性饮食诱导高脂血症。
- 进行手术程序以诱导颈动脉机械损伤。
- 使用Movat染色评估新内膜形成。
- 通过重复分析监测斑块随时间的生长。
主要结果
- 新内膜形成类似于即时再狭窄。
- 斑块大小因手术技巧而异。
- 在三周后，再内皮化通常达到80-90%。
- 巨噬细胞和平滑肌细胞对斑块组成有贡献。
结论
- 该程序对于研究动脉粥样硬化是有效的。
- 它允许随时间跟踪斑块的发展。
- 如果技术正确，可以快速完成。
常见问题
Executive Industry Relevance
The wire-injury model in Apoe knockout mice provides a reproducible and scalable system for studying neointima formation and restenosis, closely mirroring human post-revascularization vascular pathology. This model enables mechanistic de-risking and target validation for therapeutic strategies addressing vascular injury responses. Its rapid execution and quantitative outputs support efficient portfolio triage and early-stage cardiovascular target assessment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of molecular mechanisms underlying vascular injury and repair.
- Supports functional validation of targets implicated in neointima formation and restenosis.
- Facilitates predictive confidence in candidate pathways for cardiovascular intervention.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for evaluating anti-restenotic compounds.
- Delivers reproducible, quantitative plaque size and cellular composition metrics.
- Enables standardized assessment of intervention effects on smooth muscle and macrophage dynamics.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with human disease-relevant processes such as post-angioplasty restenosis.
- Supports longitudinal tracking of plaque development and re-endothelialization.
- Facilitates risk-adjusted advancement of preclinical cardiovascular candidates.
Pipeline & Workflow Integration
This model integrates into the discovery-to-preclinical continuum for cardiovascular drug development, bridging mechanistic studies and translational validation.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing on vascular injury response and cellular contributors to neointima.
- Screening: Provides reproducible, quantitative readouts for compound efficacy studies.
- Analytics: Supports measurement of plaque size, cellular composition, and re-endothelialization rates.
- Translational Research: Models clinically relevant restenosis for preclinical candidate evaluation.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, rapid protocol adaptable across cardiovascular research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in vascular target validation and mechanistic de-risking.
- Operational Value: Delivers reproducibility, scalability, and rapid turnaround for in vivo studies.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making and reduces late-stage biological risk in cardiovascular portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of therapeutic candidates targeting restenosis and vascular remodeling.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and vascular manipulation.
- Needs access to Apoe knockout mice and specialized surgical instruments.
- Demands cross-team standardization for reproducible plaque quantification.
- Adaptable to various time points for longitudinal analysis of plaque progression.
- Dependent on consistent surgical technique to minimize variability in outcomes.
