אנו מתארים את הפחתת הפגיעה ברפרפוזיה על ידי הקרנה של 670 ננומטר במודל עכבר של איסכמיה ורפרפוזיה על ידי מיקום חוסם עורקים. הקרנה זו של 670 ננומטר הפחיתה את התגובה הדלקתית, הפחיתה את מספר המקרופאגים הפרו-דלקתיים והגדילה את המקרופאגים המגנים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מתארים את הפחתת הפגיעה ברפרפוזיה על ידי הקרנה של 670 ננומטר במודל עכבר של איסכמיה ורפרפוזיה על ידי מיקום חוסם עורקים. הקרנה זו של 670 ננומטר הפחיתה את התגובה הדלקתית, הפחיתה את מספר המקרופאגים הפרו-דלקתיים והגדילה את המקרופאגים המגנים.
נזק לרקמות ונמק מתהליכים דלקתיים הם תוצאה של פגיעה חוזרת באיסכמיה (IRI). בשרירי השלד, איסכמיה מפחיתה את יכולת האנרגיה האירובית של תאי השריר, מה שמוביל לשינויים ביוכימיים שליליים ולדלקת. מטרת מחקר זה היא להראות כי חשיפה לאור קרוב לאינפרא אדום (NIR) במהלך תקופה של איסכמיה מפחיתה את IRI על ידי הפחתת נמק ודלקת בנוסף להפחתת M1 פרו-דלקתי והגברת מקרופאגים M2 מגנים. עכברי C57/Bl6 עברו איסכמיה חד צדדית הנגרמת על ידי חוסם עורקים בגפיים האחוריות במשך 3 שעות ואחריה רפרפוזיה למשך 15 או 30 דקות. עכברים חולקו באופן אקראי ל-3 קבוצות. קבוצה 1 עברה IRI עם 30 דקות רפרפוזיה. קבוצה 2 עברה IRI עם רפרפוזיה של 15 דקות. כל קבוצה כללה 50% עכברים ללא NIR ו-50% עכברים שטופלו ב-NIR עם חשיפה של 50 mW/cm2 למשך 5 דקות/שעה לאחר סגירת חוסם העורקים. קבוצה 3 הייתה חיות דמה שהורדמו במשך 3 שעות תוך השמטת IRI.
הדמיית זרימת דופלר בלייזר בוצעה על כל העכברים כדי לאשר איסכמיה ורפרפוזיה. נתוני הזרימה באו לידי ביטוי כיחס בין הגפה האיסכמית לבקרה הנגדית. העכברים הומתו לאחר רפרפוזיה, והארבע ראשי והגסטרוקנמיוס נקצרו. משקעים חיסוניים וכתם מערבי של סמני מקרופאגים CD68 (M1) ו-CD206 (M2) בוצעו ונורמלו לביטוי CD14. הביטוי של סמני הדלקת CXCL1 ו-CXCL5 הופחת משמעותית על ידי NIR בקבוצת ה-IRI. ירידה משמעותית ב-CD68 ועלייה בביטוי CD206 נצפתה בבעלי חיים שקיבלו IR ו-NIR. נמק רקמות הופחת על ידי NIR בקבוצת ה-IRI, כפי שניתן לראות על ידי צביעה של 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC). הממצאים מראים כי חשיפה לקרינה בלתי מייננת הפחיתה את IRI ושיפרה את הישרדות הרקמות. NIR הפחית דלקת, הפחית M1 פרו-דלקתי והגדיל את המקרופאגים המגנים M2. חשיפה לקרינה בלתי מייננת הפחיתה את הדלקת והגבירה את ההתחדשות, מה שהוביל להגנה על הרקמות לאחר איסכמיה.
פגיעת איסכמיה רפרפוזיה (IRI) היא אתגר קליני הנראה בעקבות פגיעות בכלי הדם ושימוש ממושך בחוסמי עורקים כירורגיים. מחקרים קודמים הראו כי 60-90 דקות הוא הסף העליון לזמן איסכמיה חם, שמעבר לו יכול להתרחש נזק בלתי הפיך לרקמות. יותר מכל גורם יחיד אחר, המגבלות של זמן איסכמיה חמה מגבילות את ההצלחה וההצלה של השתלה מחדש של גפיים דיסוסקולריות 1,2.
בשרירי השלד, איסכמיה מפחיתה את היכולת האירובית של התאים, מה שמוביל לדלקת חריפה ולשינויים ביוכימיים שליליים. השפעות אלו מחמירות על ידי רפרפוזיה, הממריץ את גיוס הנויטרופילים וייצור רדיקלים חופשיים, מה שפוגע עוד יותר בשריר השלד. זה יכול להתרחש מחסימת כלי דם, בין אם כתוצאה מפציעה ובין אם שימוש מכוון בחוסם עורקים למניעת דימום. חלק מהמתווכים העיקריים בתהליך זה הם מיאלופרוקסידאז (MPO), אנזים המתבטא על ידי נויטרופילים שהוא חלק בלתי נפרד מתפקוד פרץ הנשימה וייצור רדיקלים חופשיים3, וכימוקינים כגון CXCL1 ו-CXCL5 המשמשים לגיוס נויטרופילים לאתרים של דלקת חריפה4.
עורק הירך לא נותח כדי לחקות חוסם עורקים פתוח במקרה חירום. גישה זו מבוססת גם על יכולת השחזור של יצירת איסכמיה ורפרפוזיה כמו גם אזור עקבי ללא דם. מחקרים קודמים הראו כי חשיפה לאור אינפרא אדום לא תרמי (NIR) באורך גל של 670 ננומטר יכולה להגביר את הבטחונות של כלי הדם בגפה האחורית האיסכמית של עכבר עם חשיפה ל-NIR לאורך ימים, ולהפחית את ההשפעות של IRI5. בנוסף, מחקרים קודמים הראו שאור NIR יכול לגרום לקיטוב של מקרופאגים לפנוטיפים פרו-דלקתיים (M1) או פרו-ריפוי (M2)6.
כל טיפול שיכול למזער נזק לרקמות ומוות תאי בעקבות היפוקסיה ורפרפוזיה יועיל בהגברת ההצלחה של הצלת גפיים לאחר פגיעות בכלי הדם. לכן, המטרה הכוללת היא לשפר את IRI על ידי הכנסת טיפול באור 670 ננומטר כאופציה בת קיימא לשיטות טיפול אחרות. מאמר זה מבוסס על ההשערה שחשיפה לאור NIR במהלך תקופה של איסכמיה מפחיתה דלקת ונמק רקמות על ידי הפחתת הפרשת חלבונים כימואטרקנטיים וזרם של תאים דלקתיים על ידי גרימת מקרופאגים לקבל פנוטיפ M2.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה בוצע בהתאם להמלצות במדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה של המכונים הלאומיים לבריאות. הפרוטוקול אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (פרוטוקול: AUA#1517). כל המחקרים הכוללים עכברים נערכו בהתאם למדיניות PHS.
1. מיקום חוסמי עורקים
הערה: חוסם עורקים הונח כדי לגרום לאיסכמיה ולהשיג שדה כירורגי נטול דם.
2. מדידת זרימת דם על ידי LDI
הערה: זרימת הדם נמדדה כדי לאשר חסימה ועירוי תקינים כמתואר קודם לכן7.
3. פרוטוקול איסכמיה ורפרפוזיה
4. קצירת רקמות
5. יישום NIR
הערה: NIR מוחל כדי להוריד דלקת ולהפחית את פגיעת הרפרפוזיה.
6. נמק TTC
הערה: נמק רקמות מוערך כדי לדמיין את הפחתת הנמק ברקמת השריר.
7. ניתוח מערבי לכלורוטירוזין
8. ELISA עבור CXCL1 ו-CXCL5
9. משקעים חיסוניים ואחריהם ניתוח מערבי
10. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מדידות זרימה אישרו איסכמיה ורפרפוזיה
מיקום אור NIR ופרוטוקול הניסוי מתוארים באיור 1. מודל איסכמיה של הגפיים האחוריות של עכברים פותח והופעל כדי להעריך את ההשפעה של חשיפה ל-NIR על IRI של שרירי השלד. כצפוי, הדמיית שטף דופלר בלייזר (איור 2A) אימתה כי חוסם העורקים היה יעיל בהשראת איסכמיה יחד עם חזרה בזרימת הדם לכמעט קו הבסיס הן עבור הגפיים האחוריות שטופלו ב-NIR (n = 6) והן בגפיים האחוריות שטופלו באור (n = 6). הדמיה תרמית (איור...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה מתאר את אחד המחקרים הראשונים שהתמקדו בהפחתת פגיעת רפרפוזיה על ידי טיפול באור NIR על ידי שינוי התגובה הדלקתית בגפה האחורית. איסכמיה, פגיעת רפרפוזיה וטיפול באור NIR אינם חדשים לחלוטין. מחקרים אחרים התמקדו באיסכמיה על ידי אור NIR. טיפול באור NIR שימש בהצלחה בהפחתת גודל שבר שריר הלב והפחתת נזק כלייתי לאחר פגיעה באיסכמיה. Quirk et al. דיווחו על ירידה בגודל אוטם שריר הלב והפחתה של איסכמיה לאחר יישום NIR 16,17,18.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.
אנו מודים למחלקה לכירורגיה אורתופדית על מימון מחקר זה. אנו מודים גם לבריאן לינדמר וגרנט ברוקל על תמיכתם הטכנית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium | Sigma Aldrich | 17779-10X10ML-F | תמיסה 1% |
| 4– 15% ג'ל חלבון ללא כתמים Criterio TGX | BioRad | #5678084 | ג'ל מורחב טריס-גליצין |
| 4x Laemmli מאגר דגימה - 1610747 | BioRad | 16110747 | |
| 670 ננומטר מקור אור | NIR טכנולוגיות | בהתאמה אישית | |
| ערכת בדיקת חלבון BCA | Thermo Fisher | 23227 | |
| BioRad ChemiDoc | Bio-Rad | מערכת | |
| הדמיהביו-רד | |||
| &בטא;-מרקפטואתנול | BioRad | 1610710 | |
| CXCL1 ELISA | R& D מערכות | DY453-05 | |
| CXCL5 ELISA | R& D Systems | DX000 | |
| Forane | Baxter | 1001936040 | איזופלורן משאף |
| עז אנטי ארנב IgG-HRP | סנטה קרוז ביוטכנולוגיות | SC-2004 | 1:10,000 דילול |
| Ice Accu חבילת | |||
| לייזר דופלר הדמיה | Moor | MOORLDI2-HIR | |
| חד שבטי CD14 נוגדן | סנטה קרוז ביוטכנולוגיות | sc-515785 | 1:200 דילול |
| חד שבטי CD206 נוגדן סנטה | קרוז ביוטכנולוגיות | sc-58986 | 1:200 דילול |
| חד שבטי CD68 נוגדן | סנטה קרוז ביוטכנולוגיות | sc-20060 | 1:200 דילול |
| פירס ללא חלבון (TBS) חוסם חוצץ | חוסם חוצץ | ||
| רב-שבטי נוגדן כלורוטירוזין | Hycult | HP5002 | 1:1,000 דילול |
| חלבון A/G PLUS-Agarose | Santa Cruz Biotechnologies | sc-2003 | |
| Super Signal West Femto | ThermoFisher | 34095 | מגיב כימילומינסנציה משופר |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה פורסם
הסרטון יגיע בקרוב