מאמר שיטה

מודל מפרצת אבי העורקים הבטני של עכבר על ידי Periadventitial סידן כלורי והסננת אלסטאז

DOI:

10.3791/66674

⸱

2 באוגוסט 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

במאמר זה

סיכום

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

כתב יד זה מציג פרוטוקול לביסוס מודל מפרצת אבי העורקים הבטני של עכבר באמצעות סידן כלורי ואלסטאז, המשלב את היתרונות של שיטות מידול קודמות. מודל זה יכול לשמש לחקר המנגנונים הפתופיזיולוגיים העומדים בבסיס מפרצת אבי העורקים הבטני.

תקציר

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

מפרצת אבי העורקים הבטני (AAA) היא מחלה מסכנת חיים הקשורה לשיעורי תמותה גבוהים. הוא מאופיין על ידי התרחבות קבועה של אבי העורקים הבטן עם לפחות 50% עלייה בקוטר העורקים. מודלים שונים של בעלי חיים של AAA הוצגו כדי לחקות את השינויים הפתופיזיולוגיים ולחקור את המנגנונים הבסיסיים של AAA. בין המודלים הללו, מודלים של סידן כלורי (CaCl2) ואלסטאז AAA נפוצים בעכברים. עם זאת, שיטות אלה יש מגבלות מסוימות. זילוח אלסטאז לבלב תוך-לומינלי מסורתי (PPE) קשור לקושי טכני גבוה ושיעור קרע גבוה, בעוד מתן פריאדוונטיאלי של PPE מניב תוצאות לא עקביות. בנוסף, מודל ה-AAA המושרה על ידי CaCl2 חסר תכונות AAA אנושיות, כגון אטרוטרומבוזיס וקרע מפרצת. לכן, היישום המשולב של CaCl2 ו- PPE הוצע כגישה לשיפור שיעורי ההצלחה ולגרום לעליות קוטר גדולות יותר במודלים של בעלי חיים AAA. כתב יד זה מציג פרוטוקול מקיף לביסוס מודל AAA עכברי באמצעות הסננה פריאורטית של PPE ו- CaCl2 במקטע האינפרא כלייתי של אבי העורקים הבטני. על ידי ביצוע פרוטוקול זה, אנו יכולים להשיג שיעור היווצרות AAA של כ -90% עם פשטות טכנית ויכולת שחזור. ניסויים נוספים באולטרסאונד והיסטולוגיה מאשרים כי מודל זה משכפל ביעילות את השינויים המורפולוגיים והפתולוגיים שנצפו ב- AAA האנושי.

מבוא

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

מפרצת אבי העורקים הבטני (AAA) מוגדרת כהגדלת קוטר של יותר מ -50% או קוטר אבי העורקים המרבי העולה על 3 ס"מ באבי העורקים הבטני. מצב זה מהווה סכנת חיים משמעותית, עם שיעור תמותה של כ-90% מקרע מפרצת 1,2,3. נכון לעכשיו, תיקון כירורגי פתוח ותיקון אבי העורקים האנדוסקולרי (EVAR) הם ההתערבויות היחידות הזמינות עבור חולי AAA 4,5,6. עם זאת, אין מספיק ראיות התומכות ביעילות הטיפולים הרפואיים בעיכוב היווצרות מפרצת או האטת קצב הצמיחה של אבי העורקים הבטני בחולים שאין להם אינדיקציות ניתוחיות7. עם זאת, טיפולים לא ספציפיים, כולל מעקב מתמשך אחר קוטר מפרצת מקסימלי, בקרת לחץ דם, טיפול נוגד טסיות וסטטינים, משמשים כדי להפחית את הסיכון לקרע מפרצת פתאומי ולאירועים קרדיווסקולריים ונוירולוגיים פוטנציאליים ככל האפשר. למרות זאת, תפקידן של תרופות נוגדות טסיות וסטטינים במניעת קרע במפרצת נותר שנוי במחלוקת ודורש מחקרים נוספים 5,7,8,9,10.

מודל יציב של בעלי חיים AAA חיוני לחקר הפתוגנזה של AAA, ושיטות רבות הוכנסו כדי לבסס מודל כזה 11,12,13. כיום, סידן כלורי (CaCl2), אלסטאז, אנגיוטנסין II (אנג II), קסנוגרפטים ומודלים טרנסגניים משמשים בהקמת מודלים AAA מכרסמים 11,12,13. מבין אלה, אנג II הוא הנפוץ ביותר בעכברים, בעוד CaCl2 ואלסטאז נמצאים בשימוש נרחב גם בעכברים וחולדות 11,12,13,14. מודל AAA המושרה על ידי אנג II הוא המודל החייתי היחיד המסוגל לגרום לטרשת עורקים הדומה מאוד לפתולוגיה של AAA אנושית, שהיא פשוטה וניתנת לשחזור ומייתרת את הצורך בלפרוטומיה 11,12,13. עם זאת, בניגוד למודלים המושרים על ידי CaCl2 או אלסטאז, האתר של מפרצת הנגרמת על ידי אנג II אינו בטוח ונצפה לעתים קרובות באבי העורקים היורד או אבי העורקים הבטני העל-כלייתי, עם סיכון מוגבר לקרע 11,12,13,14. שיעור היארעות המפרצת של מודל AAA המושרה על ידי Ang II בעכברים עם חסר גנטי יכול להיות גבוה עד 100%, בעוד שרק 39% מהעכברים C57BL/6 פיתחו מפרצת, והזמן והעלות הכלכלית של השגת עכברים חסרי גנים הםגבוהים 13,15.

CaCl2, שהוצג לראשונה על ידי Gertz et al., שימש לגרימת היווצרות מפרצת בעורק התרדמה ומאוחר יותר שונה על ידי Chiou et al. כדי לבסס מודל AAA בעכברים16,17. עם זאת, למרות יכולתו לגרום לפירוק סיבים אלסטיים, דלקת בכלי דם ופירוק מטריצה חוץ-תאית, CaCl2 חסר מספר תכונות AAA אנושיות, כולל אטרוטרומבוזיס, פקקת תוך לומינלית (ILT) וקרע מפרצת12,18. בנוסף, קצב היווצרות וקוטר הגידול אחוז של יישום CaCl2 periaortic להישאר יציב13,19. מודל הזלוף הראשוני של אלסטאז לבלב חזירי (PPE) להשראת AAA פותח על ידי Anidjar et al. בשנת 1990, ואחריו הדו"ח של Bhamidipati et al. על חדירת PPE פריאדוונטיטיאלית במודל מורין20,21. כיום, רוב המודלים של בעלי חיים AAA המושרים על ידי אלסטאז משתמשים בפרוטוקול של Bhamidipati בשל היתכנותו ואופיו הזעיר פולשני. עם זאת, חשוב לציין כי שיעור ההיארעות והקוטר המרבי של AAA יכולים להשתנות והם בדרך כלל נמוכים יותר מאשר זילוח PPE תוך אבי העורקים. יתר על כן, מפרצות המושרות על ידי יישום פריאורטי של אלסטאז מציגות נטייה לרפא באופן ספונטני 11,12,20,21,22,23.

כדי להתמודד עם מגבלות אלה, Tanaka et al. הציעו גישה משולבת הכוללת זילוח PPE intraluminal וחדירת CaCl2 כדי לבסס מודל AAA בחולדות, אשר הניב תוצאות משביעות רצון24. בנוסף, ז'ו ועמיתיו הראו כי מודל PPE + CaCl2 מציע יתרונות כגון שיעורי הישרדות גבוהים יותר ושיעורי היווצרות מפרצת מוגברים בהשוואה הן לקבוצת PPE היחידה והן לקבוצת PPE + BAPN25. גישה משולבת זו מפגינה גם יציבות טובה ויכולת שחזור. יתר על כן, Bi et al. הקימו בהצלחה מודל AAA ארנב באמצעות שילוב של CaClפריאורטי 2 ודגירה אלסטאז. יחס ההתרחבות הממוצע היה 65.3% ±-8.9% ביום החמישי, שעלה עוד יותר ל-86.5% ±-28.7% ביום ה-15 ועלה משמעותית ל-203.6% ±-39.1% ביום ה-3026. עם זאת, אין כיום ספרות קיימת המדווחת על השראת AAA במכרסמים על ידי שילוב של CaCl2 פריאורטי ויישום אלסטאז.

כתב יד זה מציג פרוטוקול סטנדרטי לביסוס מודל AAA מוריני באמצעות שימוש משולב ב- CaCl2 פריאדוונטיאלי וחדירת אלסטאז. הסעיפים הבאים מספקים הליכים כירורגיים מפורטים ומציגים תוצאות מייצגות של מודל ה- AAA של מורין.

פרוטוקול

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

פרוטוקול הניסויים בבעלי חיים תואם את מדריך המכון הלאומי לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (NIH Pub No. 86/23, 1985) ואושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בית החולים מערב סין, אוניברסיטת סצ'ואן (אישור מספר 202311300012). במחקר זה נעשה שימוש בעכברים זכרים C57/B6J בני שמונה עד עשרה שבועות. פרטי הריאגנטים והציוד בהם נעשה שימוש מפורטים בטבלת החומרים.

1. הכנה טרום ניתוחית

  1. להשיג את בעלי החיים ולהאכיל אותם דיאטה צ'או רגיל עם מים נקיים בתנאים סטנדרטיים (טמפרטורה 24 ° C, לחות 40%-50%, 12 שעות מחזור אור-כהה).
  2. חתכו כרית כותנה לרצועות בגודל 40 מ"מ על 4 מ"מ ועיקרו אותה יחד עם מספריים, מלקחיים וציוד כירורגי אחר.
  3. הכניסו את בעל החיים לתא הזירוז של מכונת ההרדמה והשתמשו באיזופלורן של 3%-3.5% כדי לגרום להרדמה מהירה (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי מוסדות). בנוסף, לרשום butorphanol (1 מ"ג / ק"ג, הזרקה תוך שרירית) כמו תרופות משככי כאבים מונעת.
    1. הסר את העכבר מהחדר כאשר הוא אינו מגיב עוד לגירוי כאב, ולאחר מכן שים מסכה על העכבר ושמור על עומק ההרדמה עם איזופלורן 1%-1.5%. יש לעקוב אחר קצב הנשימה ועומקו כל 5-10 דקות.
  4. הניחו את העכבר במצב שכיבה על כרית החימום, השתמשו בסרט הדבקה כדי לשתק את הגפיים ומרחו משחת עיניים למניעת יובש.
  5. השתמשו במכונת גילוח חשמלית או בתחליב להסרת שיער כדי להסיר לחלוטין את השיער באזור הבטן, ולאחר מכן חיטאו אזור זה במקלוני צמר גפן ספוגי פובידון-יוד ואתנול בתנועה מעגלית לפחות שלוש פעמים.

2. הליך כירורגי

  1. מקם את העכבר מתחת לסטריאומיקרוסקופ. השתמש מספריים כדי לבצע חתך אורכי של כ 2-2.5 ס"מ לאורך קו האמצע של הבטן.
  2. הזן את חלל הצפק דרך linea alba (גישה transabdominal), מניחים retractor כדי לחשוף את חלל הצפק, ולארוז את המעיים ואת המעי הגס לתוך המחצית הימנית של הבטן באמצעות גזה רגילה ספוגה מלוחים.
  3. ביצוע הפרדה קהה של רקמת החיבור והשומן הסמוכה לאבי העורקים הבטני האינפרא-כלייתי ולווריד הנבוב התחתון (IVC) באמצעות מלקחיים ומקלוני צמר גפן. נתחו בעדינות את אבי העורקים הבטני וחשפו את הפער בין אבי העורקים הבטני לבין פסואס מז'ור שמעליו, כפי שהוזכר קודם לכן25.
    1. הכנס את רצועות כרית הכותנה המעוקרות לתוך רווח זה, תוך זהירות רבה שלא לפגוע בעורק המותני או בווריד. אין צורך לבודד את אבי העורקים הבטני מה- IVC.
  4. משרים את כדור הצמר גפן עם 0.9 M CaCl2 ומניחים אותו על האדוונטיה של אבי העורקים הבטני למשך 15 דקות. השתמש גזה מעוקר כדי לכסות את חלל הבטן במהלך תהליך של חדירה.
  5. הסירו בעדינות את כדור הצמר גפן הספוג CaCl2 ושטפו את הפלח המסתנן בתמיסת מלח 0.9%.
  6. לדלל את האלסטאז ל 2 מ"ג / מ"ל (8 U / mL) עם ddH2O. השתמש מזרק אינסולין כדי להחיל 50 μL של אלסטאז מדולל על קטע אינפרא הכליה של אבי העורקים הבטני ולעטוף את רצועות כרית כותנה כדי לכסות את אבי העורקים הבטן IVC. השתמש גזה מעוקר כדי לכסות את חלל הבטן במהלך תהליך של חדירה. בקבוצת Sham, השתמש במי מלח רגילים של 0.9% כדי להחליף את CaCl2 ו- PPE.
  7. כעבור 15 דקות, הסירו בזהירות את רצועות הגזה והכותנה. החזירו את המעיים והמעי הגס למקומם המקורי, כסו את אבי העורקים המטופל במזנטריה והרטיבו את המעיים כדי למנוע הידבקות.
  8. סגור את שכבת השריר והעור בנפרד באמצעות תפר פוליפרופילן 6-0 שאינו נספג. לחטא את אזור הניתוח עם פובידון-יוד ואתנול.
  9. הניחו את העכבר על כרית חימום ועקבו אחר מצב הנשימה שלו עד שהוא חוזר להכרה. רשום את זמן הפעולה ואת מספר חיות הניסוי. לרשום carprofen (5 מ"ג / ק"ג, תת עורית) כמו משכך כאבים לאחר הניתוח לפחות 3 ימים לאחר הניתוח, על פי המלצה וטרינרית.

3. בדיקת אולטרסאונד

  1. 21 יום לאחר הניתוח, לבצע בדיקת אולטרסאונד כדי להעריך את שיעור ההיארעות של AAA.
  2. מרדימים את העכבר (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו במוסד) ומסירים את שיער הבטן כפי שתואר קודם לכן.
  3. הניחו את העכבר על כרית החימום של מכונת האולטרסאונד של המכרסם. החל couplant קולי על הבטן ולמדוד את הקוטר המרבי של המפרצת ואת הקוטר של קטע נורמלי של אבי העורקים הבטן.
    1. חישוב אחוז מוגבר של אבי העורקים הבטן infrarenal. הקריטריון להיווצרות מוצלחת של AAA הוא שהקוטר המרבי של AAA גדל ב -50% או יותר בהשוואה לקוטר הקטע הרגיל של אבי העורקים התת-כלייתי בבטן.
  4. השתמש במפית כדי לנגב את הקופלנט העל-קולי שנותר לאחר הבדיקה, והנח את העכבר על כרית החימום עד שהוא יתאושש לחלוטין.

4. קציר אבי העורקים הבטני וניסויים פתולוגיים

  1. להקריב את העכבר על ידי מנת יתר של איזופלורן ביום שלאחר בדיקת האולטרסאונד (בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי מוסדות).
  2. פתח את חללי החזה והבטן ובצע זילוח עם PBS 1x דרך החדר השמאלי עד שהריאות והכבד הופכים לבנים, בעקבות ההליך שתואר בספרות קודמת27.
  3. השתמש בקליפר דיגיטלי כדי למדוד את הקוטר החיצוני של אבי העורקים האינפרא כלייתי. קצרו את אבי העורקים הבטני האינפרא-כלייתי תחת סטריאומיקרוסקופ ואחסנו את כלי הדם בפרפורמלדהיד 4% למשך 24-48 שעות.
  4. הסר את רקמת החיבור והשומן המקיפה את אבי העורקים הבטני. הטמיעו את אבי העורקים בפרפין להכנת חלקים, חתכו את החלקים לפרוסות של 3-5 מיקרומטר כפי שתואר קודם 18,28.
  5. בצעו צביעת המטוקסילין ואוזין (H&E), טריכרום של Masson, וצביעה Elastic-Van Gieson (EVG) על הפרוסות המפורקות באמצעות ערכות צביעה מתאימות בהתאם להוראות היצרן.
    1. לנתח את מבנה כלי הדם ואת הדלקת עם צביעת H&E, לצפות בפירוק מטריצה חוץ-תאית (ECM) וסיבי קולגן עם צביעת טריכרום של Masson, ולבחון סיבים אלסטיים עם צביעת EVG.

תוצאות

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

במחקר זה, סך של 24 עכברים נכללו וחולקו באופן אקראי: 12 בקבוצת Sham ו -12 בקבוצת PPE + CaCl2 , בהתאמה. כל הנתונים מוצגים כאמצעי ± סטיות תקן, אלא אם צוין אחרת. זמן הפעולה הממוצע היה 55.67 דקות ±-4.08 דקות. לא היו מקרי מוות תוך ניתוחיים או קרעים במפרצת, ושיעור ההישרדות תוך 21 יום לאחר הניתוח היה 100%. לא נצפו הידבקויות מעיים חמורות או סיבוכים הקשורים לדיסקציה של אבי העורקים הבטני.

בקבוצת PPE + CaCl2 , 11 מתוך 12 עכברים (91.67%) פיתחו AAA לאחר 21 יום לאחר הניתוח, בעוד שבקבוצת Sham לא נצפתה היווצרות מפרצת. הקוטר הפנימי המרבי הממוצע של אבי העורקים הבטני האינפרא-כלייתי היה 1.29 מ"מ ±-0.18 מ"מ בקבוצת PPE + CaCl2 , בהשוואה ל-0.50 מ"מ ±-0.04 מ"מ בקבוצת Sham. העלייה הממוצעת באחוזים בקוטר הפנימי של אבי העורקים הבטני האינפרא-כלייתי בקבוצת PPE + CaCl2 הייתה 99.50% ±-25.42%. הקוטר המרבי הממוצע של אבי העורקים האינפרא-כלייתי החיצוני היה 1.49 מ"מ ±-0.19 מ"מ בקבוצת PPE + CaCl2 , בהשוואה ל-0.61 מ"מ ±-0.04 מ"מ בקבוצת Sham.

תמונות מייצגות של אבי העורקים הבטני בקבוצות Sham ו-PPE + CaCl2 תחת סטריאומיקרוסקופ ואולטרסאונד הוצגו באיור 1A,B. תוצאות ניתוח סטטיסטי של הקוטר הפנימי והחיצוני המרבי הממוצע של אבי העורקים הבטני האינפרא-כלייתי בקבוצות PPE + CaCl2 ו-Sham הוצגו באיור 1C,D. בדיקה היסטולוגית נוספת עם צביעת H&E גילתה עיבוי של דופן אבי העורקים וחדירה של תאים דלקתיים בקבוצת PPE + CaCl2, ואילו צביעת הטריכרום של מאסון הראתה פירוק מטריצה חוץ-תאית ושקיעת סיבי קולגן בדופן אבי העורקים. צביעת EVG הדגימה פירוק סיבים אלסטיים (איור 1E).

figure-results-1
איור 1: תוצאות של מודל AAA של עכברים שהוקם על-ידי CaCl2 פריאדוונטיטיאלי וחדירת אלסטאז. (A) תמונות מייצגות של אבי העורקים הבטני התקין ושל AAA תחת מיקרוסקופ סטריאו. (B) צילומי אולטרסאונד רוחביים ואורכיים של אבי העורקים הבטני בקבוצת Sham ו-PPE + CaCl2 . (C) ניתוח סטטיסטי של הקוטר הפנימי המרבי של אבי העורקים הבטני האינפרא-כלייתי בקבוצת Sham ו-PPE + CaCl2 , ****p < 0.0001. (D) השוואה של קוטר אבי העורקים האינפרא כלייתי החיצוני של קבוצת Sham ו- PPE + CaCl2 , ****p < 0.0001. (E) תמונות צביעה של H&E, Masson ו-EVG של אבי העורקים הבטני. פסי קנה מידה: 50 מיקרומטר. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

דיון

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

מחקר המנגנונים המולקולריים של AAA דורש מודל יציב של בעלי חיים. כתוצאה מכך, מודלים רבים של בעלי חיים AAA הוקמו מאז הפיתוח הראשוני שלה על ידי Economou et al. בשנות השישים29. בין דגמים אלה, CaCl2 משמש לעתים קרובות מכרסמים בשל עלות-תועלת, פשטות טכנית, ויכולת שחזור אמינה. עם זאת, חדירת CaCl2 פריווסקולרית הוכחה כבלתי יציבה בהקמת AAA. Bi et al. ו-Freestone et al. דיווחו כי רק כ-60% מהחולדות פיתחו AAA גם כאשר הקריטריון להיווצרות AAA הוגדר כעלייה של 20% בהשוואה למקטע הנורמלי של אבי העורקים הבטני. שני המחקרים ציינו כי לא נצפתה היווצרות מפרצת לאחר דגירה פריאורטית אחת של 0.5mol/L CaCl2 במשך 20 דקות 13,19,26,30.

יתר על כן, אין כיום הסכמה בספרות הקיימת לגבי הריכוז האופטימלי של חדירת CaCl2, זמן החשיפה ומשך המעקב11. ככזה, מודל AAA המושרה על ידי אלסטאז עומד כמודל המכרסם השני הנפוץ ביותר לחקר AAA. עם זאת, עירוי PPE תוך אבי העורקים קשור לשיעורי תמותה גבוהים לפני הניתוח ולאחר הניתוח, עד 40%. יתר על כן, פערים מגדריים בולטים נצפו במודל AAA המושרה על ידי PPE, כאשר נקבות עכברים מציגות עלייה נמוכה בהרבה בקוטר אבי העורקים בהשוואה לעמיתיהן הזכרים 11,20,25,31,32,33.

כדי להתמודד עם מגבלות אלה, גרסה שונה של מודל AAA המושרה על ידי אלסטאז הכוללת חדירת אלסטאז פריווסקולרית הוצגה כחלופה ישימה ופחות פולשנית. עם זאת, יש לציין כי קצב וקוטר היווצרות המפרצת בגישה זו היו פחות יציבים מאשר עם זילוח PPE תוך לומינלי 11,12,21,22. לכן, החוקרים הציעו שילוב של CaCl2 פריאדוונטיטיאלי ואינקובציה אלסטסטית כדי לבסס AAA בארנבים, שהוכח כפשוט, יעיל וניתן לשחזור26.

בינתיים, מחקר אחר ביסס מודל AAA בחולדות על ידי שילוב של זילוח PPE ודגירת CaCl2 , והראה כי למודל PPE + CaCl2 יש שיעורי הישרדות גבוהים, שיעורי היווצרות מפרצת גבוהים ויכולת שחזור טובה25. עם זאת, אין כיום ספרות לגבי אופן השימוש בהסתננות PPE פרי-אבי העורקים + CaCl2 כדי לבסס AAA בעכברים ותוצאותיו.

מאמר זה מצביע על כך ששיעור היארעות AAA והעלייה באחוז קוטר אבי העורקים באמצעות פרוטוקול זה נותרו יציבים ללא מקרי מוות לפני הניתוח, כפי שאושר על ידי בדיקות אולטרסאונד והיסטולוגיה. יתר על כן, פרוטוקול זה גורם ביעילות לשינויים מורפולוגיים ופתולוגיים הדומים לאלה שנצפו ב- AAA אנושי. יתר על כן, זמן הפעולה הממוצע של פרוטוקול זה הוגבל לפחות משעה אחת, כולל 15 דקות של חדירת CaCl2 ו -15 דקות של דגירה PPE. פרוטוקול כירורגי זה חזק וקל ליישום, תוך שימוש בחומרים זמינים. יתרונות אלה מצביעים על יישומו הפוטנציאלי במאמצי מחקר בסיסיים עתידיים.

קיימים פערים בקצב התפתחות המפרצת במודלים של בעלי חיים המושרים על ידי PPE או CaCl2, ומודלים כימיים נוכחיים אינם יכולים להבטיח שיעור הצלחה של 100% בהקמת AAA 11,12,13. למרות ששינויים פתולוגיים הקשורים ל- AAA, כגון דלקת כרונית, עובי אינטימה/מדיה, פירוק אלסטי, הסתיידות ופקקת תוך לומינלית, ניתן לראות לאחר חדירת PPE או CaCl2, התרחבות אבי העורקים או היווצרות מפרצת עשויות לנטות להחלים באופן ספונטני מכיוון שתקופת היישום הכימי מוגבלת ואינה מספקת פעילות שוטפת ברגע שהגירוי מפסיק12, 23. יתר על כן, ההליך הכירורגי להקמת AAA אינו יכול להיות סטנדרטי לחלוטין, מה שמוביל לשינויים פוטנציאליים במידת החשיפה של אבי העורקים הבטני, אשר עשויים להשפיע על היווצרות המפרצת. עם זאת, גם בעכברים בהם הדוגמנות לא הצליחה, קוטר אבי העורקים הבטני עדיין הציג התרחבות משמעותית של 44%, מה שמצביע על כך ששיטה זו יכולה לגרום להגדלה ניכרת באבי העורקים הבטני, אם כי היא לא תמיד יכולה לעמוד בקריטריונים האבחנתיים למפרצת אבי העורקים הבטני.

חשיבות מיוחדת, מספר צעדים מכריעים מעורבים בפרוטוקול זה. בראש ובראשונה, חשיפה נאותה של אבי העורקים הבטני האינפרא-כלייתי במהלך הקמת מודל AAA של העכבר היא הכרחית. מקסום ההפרדה של רקמת החיבור והשומן סביב אבי העורקים הבטני מאפשר חדירה טובה יותר של CaCl2 ואלסטאז לשכבה האמצעית של אבי העורקים הבטני האינפרא-כלייתי ובכך מגביר את קצב היווצרות המפרצת22. יתר על כן, ייתכן שיהיה קל יותר להפריד רקמת חיבור ושומן לאחר חדירת CaCl2. לכן, אם הדיסקציה הראשונית של הרקמה שמסביב אינה משביעת רצון, רצוי להמשיך ולהפריד את רקמת החיבור הצמודה לאבי העורקים הבטני לאחר חדירת CaCl2. עם זאת, חשיפת אבי העורקים הבטני טומנת בחובה סיכונים אינהרנטיים לפגיעה בעורק המותני ובווריד, מה שעלול להוביל לדימום חמור ולתוצאות קטלניות במהלך הניתוח או אחריו. לכן, יש לנקוט משנה זהירות בעת הסרת רקמת החיבור והשומן סביב אבי העורקים הבטני. צעד חשוב נוסף בפרוטוקול זה כרוך בהפרדת אבי העורקים הבטני מהווריד הנבוב התחתון (IVC). מחקרים קודמים וממצאי ניסויים מצביעים באופן עקבי על כך שלשאלה אם לנתח את IVC מאבי העורקים הבטני או לא אין השפעה על היווצרות המפרצת, מה שהופך אותה למיותרת בהליך זה18,22.

למחקר זה מספר מגבלות. ראשית, חסרים בו נתונים בסיסיים על שיעור ההיארעות של מפרצות ושינויים פתולוגיים באבי העורקים הבטני בנקודות זמן שונות. בנוסף, המחקר לא העריך את הרמות של סמנים ביולוגיים חשובים המעורבים בפיתוח AAA, כגון MMP2, MMP9, TIMP1 ו-SMA. שנית, שיטה זו לא שימשה בעבר בעכברים וחסרה השוואות חתך עם מודלים נפוצים אחרים, במיוחד אלה המערבים PPE או CaCl2 בלבד, כדי להעריך היווצרות מפרצת ומאפיינים פתולוגיים. שלישית, AAA המושרה על ידי שיטה זו חסרה מספר תכונות של AAA אנושי, כולל טרשת עורקים פקקת intramural. יתר על כן, ריכוזיCaCl2 ואלסטאז המשמשים בשיטה זו, כמו גם זמן החדירה, שונים מעט מאלה ששימשו במחקרים קודמים. מטרת המחברים היא לענות על שאלות אלה באמצעות מחקרים ניסיוניים במחקרים עתידיים.

מגבלה נוספת של פרוטוקול זה היא תחולתו על מודלים גדולים יותר של בעלי חיים, כגון חזיר או כלב. נכון לעכשיו, חומרים כימיים בודדים כמו אלסטאז, collagenase, או CaCl2 לא הוכיחו את היכולת לגרום להתרחבות של 50% של אבי העורקים הבטני אצל לא מכרסמים, למעט ארנבים. רק שילובים של כימיקלים ואנגיופלסטיקה או הליכים כירורגיים אחרים הראו פוטנציאל לגרימת היווצרות מפרצת אצל כלבים וחזירים11,34. מחקרים קודמים הצביעו גם על כך שמפרצות הראו סימני התחדשות במהלך מעקב של 5 חודשים במודל AAA של ארנב המושרה על ידי אלסטאז35. למרות ש- Bi et al. הדגימו את השראת AAA בארנבים באמצעות פרוטוקול זה, נדרשים מחקרים נוספים כדי לקבוע את תוקפו ואת תוצאותיו ארוכות הטווח בחזירים או בכלבים26.

המגבלה האחרונה נוגעת להכללה של עכברים זכרים בלבד, שכן השראת AAA בעכברות נקבות באמצעות אלסטאז נקשרה לשיעורים נמוכים יותר של היווצרות מפרצת ואחוז התרחבות אבי העורקים 11,13,33,36. עם זאת, מחקרים של Xue et al. הוכיחו כי יישום פריווסקולרי של אלסטאז לבדו הביא לשיעור היארעות של 90% של AAA בעכברות נקבות. זה מצביע על כך שפרוטוקול זה עשוי להיות יעיל גם בנקבות עכברים22, אם כי יש צורך במחקרים נוספים כדי לאשר את יעילותו. כמו כן חשוב לציין כי פגיעה במבנה כלי הדם ובסיבים האלסטיים מתרחשת רק בצד אליו חדרו CaCl2 ואלסטאז, ולא מופיעים שינויים פתולוגיים בצד הסמוך לווריד הנבוב התחתון (IVC) בשל קרבתם. עם זאת, כאמור, גורמים אלה אינם משפיעים על שיעור ההיארעות של AAA או על אחוז הגידול בגודל אבי העורקים הבטני במהלך התפתחות AAA.

לסיכום, כתב יד זה מציג מודל AAA חדשני, בטוח, יציב וניתן לשחזור של עכבר המדגים שיעור היארעות גבוה של AAA, התרחבות משמעותית של אבי העורקים הבטני, ושינויים פתופיזיולוגיים הדומים לאלה שנצפו ב- AAA אנושי. למרות מגבלותיו, מודל AAA עכברי זה טומן בחובו פוטנציאל רב לחקר המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס AAA ולפיתוח גישות טיפוליות יעילות לחולים במצב זה.

גילויים

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

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהיעדר קשרים מסחריים או פיננסיים שיכולים להתפרש כניגוד עניינים פוטנציאלי.

תודות

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

עבודה זו נתמכה על ידי הקרנות הלאומיות למדעי הטבע של סין (מס '82300542, 81770471), תוכנית המדע והטכנולוגיה של סצ'ואן (מס '2022YFS0359, 2019JDRC0104) ופרויקט מחקר פוסט-דוקטורט, בית החולים מערב סין, אוניברסיטת סצ'ואן (מס '2023HXBH108). הגופים המממנים לא מילאו כל תפקיד בעיצוב המחקר, באיסוף, בניתוח ובפענוח הנתונים ובכתיבת כתב היד.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מכונת הרדמהRWDR550
ButorphanolJiangsu Hengrui Pharmaceutical Co., Ltd220608BP1 מ"ל: 1 מ"ג
C57BL / 6JGpt עכברים זכריםGemPharmatechN000013
סידן כלורידסיגמא אולדריץ'C4901100 גרם
קרפרופןMCEHY-B1227100 מ"ג
צ'או דיאטהדוסי חיות ניסוי Co.Ltd
קליפר דיגיטליירוק יותרIP54
אתנולJinhe פרמצבטיקה Co.Ltd 53968275%/500 מ"ל
EVG ערכת צביעהSolarbioG1597
GraphPad פריזמהGraphpadVer 9.0.0
H& ערכת צביעה EServicebioG1076
מזרק אינסוליןBD2143420
איזופלורןRWDR510-22-4100 מ"ל
ערכת צביעה מאסוןServicebioG1006
תמיסת מלח רגילהServicebioG4702500 מ"ל
פרפורמלדהידBiosharpBL539A4%/500 מ"ל
PBS, 1xServicebioG4202500 מ"ל
חזיר לבלב אלסטאזסיגמא אולדריץ'E1250100 מ"ג
פובידין יודיונגאן פרמצבטיקה Co.Ltd5%/100 מ"ג
פרולן פוליפרופילן תפרEthicon LLC8709H
מערכת אולטרסאונד מכרסמיםFujifilmVevo 3100LT
מיקרוסקופ סטריאואולימפוסSZ61
קולנט אולטרסאונדקפלרKL-250250 גרם

מקורות

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

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

AAA

מאמרים קשורים