Descriviamo un protocollo per indurre aterosclerosi nella radice aortica di ApoE– / – topi alimentati con una dieta atherogenic, attraverso un continuo rilascio di aldosterone. Inoltre vengono descritti metodi per caratterizzare la composizione della placca.
Aterosclerosi è a causa di una risposta infiammatoria cronica che colpisce endotelio vascolare ed è promosso da diversi fattori quali ipertensione, dislipidemia e diabete. Ad oggi, ci è prova per sostenere un ruolo per la circolazione dell’aldosterone come fattore di rischio per lo sviluppo della malattia cardiovascolare. Modelli murini transgenici sono stati generati per lo studio dei processi cellulari e molecolari che conducono all’aterosclerosi. In questo manoscritto, descriviamo un protocollo che si avvale dell’infusione continua dell’aldosterone nei topi di ApoE– / – e genera le placche aterosclerotiche in radice aortica dopo 4 settimane di trattamento. Abbiamo, quindi, illustrare un metodo per la quantificazione e caratterizzazione delle lesioni aterosclerotiche a livello della radice aortica. Il valore aggiunto dell’infusione dell’aldosterone è rappresentato dalla generazione delle lesioni aterosclerotiche ricche di lipidi e cellule infiammatorie dopo 4 settimane di trattamento. Descriviamo in dettaglio le procedure di colorazione per quantificare il contenuto lipidico e dei macrofagi all’interno della piastra. In particolare, nel presente protocollo, eseguiamo cuore inclusione di tessuti in OCT al fine di preservare l’antigenicità del tessuto cardiaco e facilitare l’individuabilità degli antigeni di interesse. Analisi del fenotipo placca rappresenta un valido approccio per studiare la fisiopatologia dello sviluppo di aterosclerosi e di identificare nuovi bersagli farmacologici per lo sviluppo di farmaci anti–atherogenic.
L’aterosclerosi è una delle principali cause di morbilità e mortalità in tutto il mondo1. È caratterizzata da uno stato infiammatorio cronico, dove i vasi sanguigni sono infiltrati da lipidi e leucociti che determinano la formazione di placche aterosclerotiche. La maggior parte degli eventi cardiaci acuti è associata con gli eventi trombotici a causa della rottura della placca. Placche alla rottura incline sono definite “vulnerabili” e sono caratterizzate da una maggiore infiltrazione dei leucociti pro-infiammatorie, un core necrotico e un cappuccio fibroso sottile2. Negli ultimi decenni, gli studi clinici e sperimentali hanno chiarito la complessa patofisiologia della malattia. Parecchi modelli animali sono utilizzati per indagare i meccanismi molecolari coinvolti nell’induzione dell’aterosclerosi3. Attualmente, il mouse è la specie maggiormente utilizzata per studiare l’aterosclerosi nonostante alcune differenze specie-specifiche esistenti in relativa patofisiologia rispetto agli esseri umani. In particolare, colesterolo di circolazione è principalmente composta da lipoproteine ad alta densità (con proprietà antiatherogenic) in modelli murini, mentre negli esseri umani circolazione colesterolo è trasportato principalmente come lipoproteine a bassa densità (LDL), probabilmente che rappresenta la ragione principale perché topi wild-type non sviluppare aterosclerosi spontanea4. Inoltre, topi wild type sono generalmente resistenti ad assorbire colesterolo dalla dieta, mentre gli esseri umani assorbono circa il 50% di colesterolo dietetico4. Per superare queste limitazioni, sono stati generati diversi modelli murini geneticamente modificati. Mouse di apolipoproteina E-carente (ApoE−/−) e mouse ricevitore-carenti di LDL (LDLr−/−) sono ampiamente usati. Una dieta ad alta percentuale di grassi colesterolo alto, ApoE−/− topi sviluppano la placca più rapidamente rispetto ai topi−−/LDLr, e per questo motivo, l’uso di topi− −/di ApoE è più esteso che quello del LDLr−/−topi5,6. I topi− −/di ApoE sviluppano lesioni in qualsiasi fase della aterosclerosi e sono comparabili a quelli osservati negli esseri umani, anche se le piastre del mouse non mostrano un fenotipo instabile7. In genere, ApoE−/− topi sviluppano spontaneamente l’aterosclerosi e questo processo è accelerato con una dieta occidentale3. La severità di aterosclerosi può essere valutata a livello della carotide, polmonare, femorale e dell’arteria brachiocefalica e la radice aortica6. In particolare, la radice aortica rappresenta un sito anatomico incline sviluppano lesioni aterosclerotiche nei topi. Per questo motivo, è pratica comune per valutare la formazione di placche aterosclerotiche in questa regione.
Diversi studi hanno dimostrato che l’aldosterone è implicato nello sviluppo di aterosclerosi8,9,10. Infusione di aldosterone in ApoE−/− topi alimentati una dieta atherogenic accelera lo sviluppo delle lesioni aterosclerotiche della radice aortica, inducendo la formazione di placca infiammata e ricca di lipidi10.
In breve, descriviamo un protocollo tra cui infusione dell’aldosterone, dieta atherogenic alimentazione, incorporamento di tessuti del cuore, quantificazione e caratterizzazione delle lesioni aterosclerotiche nei topi di ApoE– / . Questa procedura favorisce un’efficiente formazione di placche aterosclerotiche infiammate, ricca di lipidi e rappresenta un valido modello per lo studio di atherogenesis.
Lo studio è stato approvato dalle commissioni di utilizzo, numero autorizzazione 493/2016-Pr. e italiana istituti nazionali di sanità Tutte le procedure sono state condotte per le linee guida della Comunità europea per l’uso di animali da esperimento (direttiva europea 2010/63/UE).
Nota: L’impianto sottocutaneo di osmotico Minipompa contenente veicolo (etanolo in soluzione salina) o dell’aldosterone (240 µ g · kg-1 · d-1) in 8-10 settimana-vecchi maschi topi carenti per il gene ApoE . In generale, 8-10 settimana-vecchi maschi ApoEdel −/topi pesano intorno ai 25-26 g.
1. dissoluzione dell’Aldosterone
2. l’impianto e la pompa osmotica riempimento
Nota: Le pompe vengono fornite in due parti distinte: il corpo principale della pompa e il regolatore di flusso.
3. dissezione del cuore
4. taglio di sezioni della radice aortica
5. Immunohistochemistry
Nota: Tutti i passaggi colorazione riportati nei protocolli seguenti vengono eseguiti nelle vaschette per colorazione vetro Coplin.
6. immagine analisi delle lesioni aterosclerotiche in sezioni di radice aortica
Nota: Sezioni di radice aortica macchiati con Oil Red O o MAC3 o un anticorpo di interesse possono essere analizzati usando il software adatto (indicato in Tabella materiali). Pixel totali macchiatura positiva per il componente di interesse è normalizzato all’area complessiva della placca. Immagini sono stati raccolti e analizzati da un ricercatore accecato trattamento.
L’aterosclerosi è un disordine infiammatorio cronico connesso con medie e grandi vasi che coinvolgono interazioni tra diversi tipi di cellule, come i macrofagi, linfociti T, cellule endoteliali e cellule di muscolo liscio1. Nonostante le limitazioni dei modelli murini atherogenic, un grande corpo di prova il processo aterosclerotico è disponibile. Questi modelli hanno il vantaggio di generare rapidamente sperimentale coorti di una determinata età e sesso. Anche i topi mostrano un background genetico definito e omogeneo.
Lo sviluppo delle placche aterosclerotiche, osservata in modelli murini incline ad aterosclerosi, parzialmente simile a quello osservato nei soggetti umani, fatta eccezione per la formazione di placche instabili4. Rottura della placca e conseguente trombosi, la causa principale di infarto miocardico negli esseri umani, non è osservata in modelli murini di atherogenic. Nei nostri documenti recenti, abbiamo dimostrato che l’infusione dell’aldosterone è in grado di indurre, dopo 4 settimane, un fenotipo di placca instabile in ApoE– / –topi alimentati un HFD10. Infatti, questo trattamento è in grado di aumentare la zona di placca, contenuto lipidico e zona infiammatoria a livello della radice aortica, con nessuna differenza significativa nel contenuto di collagene rispetto ai topi non trattati10. Da notare, questi topi mostrano lo sviluppo maggiore di aterosclerosi ipertensione-indipendente, dato che la pressione sanguigna non è stata alterata significativamente di aldosterone trattamento10.
Nel presente manoscritto, illustriamo dettagliatamente la procedura tecnica per incorporare il tessuto cardiaco in ott così come i passaggi sequenziali, cioè, analisi di sezionamento e placca aortica della radice. Rispetto alla paraffina, OCT permette la preparazione di sezione con un’alta gamma di spessori (1-100 µm) con un criostato microtomo ed elaborazione minima del tessuto. Limitazioni includono la qualità del tessuto congelato, che è potenzialmente interessato dalla formazione di cristalli di ghiaccio e possono alterare dettagli subcellulare e generare artefatti rilevabili dalla macchiatura immunohistological. Infatti, crioconservazione è pensato per preservare meglio l’antigene e l’antigenicità. Infatti, tessuti congelati preservare la struttura degli antigeni. Lavorazione per immunoistochimica del tessuto congelato permette inoltre di evitare l’uso di formalina, che è un composto tossico e cancerogeno.
La radice aortica è un sito relativamente semplice per identificare per l’elaborazione istologica. Questa sede anatomica è un gold standard per studiare lo sviluppo della lesione aterosclerotica in topi inclini ad aterosclerosi. I dati ottenuti dall’analisi di questa regione specifica consentono confronti tra topi appartenenti ad uno stesso gruppo o diversi gruppi sperimentali. Infatti, durante il sezionamento della radice aortica, è facile riconoscere una specifica regione caratterizzata dalla presenza di tutte e tre le valvole. Al fine di ottenere una specifica regione, rigorosamente è consigliabile prestare particolare attenzione ai diversi passaggi critici durante l’incorporamento e sezionamento. È importante riempire la cavità della parte superiore del cuore sezionato con OCT per evitare la formazione di bolle d’aria in tessuto che possono compromettere l’integrità delle sezioni. Inoltre, per garantire che l’angolo di taglio è esattamente perpendicolare all’aorta ascendente durante il sezionamento, è necessario orientare correttamente il cuore sezionato superiore perpendicolare alla superficie inferiore dello stampo del tessuto. Per ottenere fette intatti, la temperatura del criostato deve essere esattamente a-20 ° C. Infatti, una temperatura più bassa potrebbe compromettere la qualità delle sezioni (cioè, la lama potrebbe crollare le sezioni che li rende inutilizzabili).
Di nota, quando appaiono le tre valvole, si consiglia di tagliare il tessuto con diversi spessori, a seconda del tipo di analisi che verranno eseguite. Infatti, alcune diapositive verranno utilizzate per la determinazione della progressione della placca, mentre le rimanenti diapositive potrebbero essere utilizzate per diverse colorazioni (cioè., Picro Sirius, Mac3, ecc.).
Le lesioni aterosclerotiche nei topi trattati con l’aldosterone appaiono ricche di lipidi e macrofagi caratterizzati dall’uso di Oil Red O (per la colorazione dei lipidi), Mac3 (per la colorazione dei macrofagi), Sirius rosso (per la colorazione del collagene) o altri anticorpi specifici per proteine di interesse. È importante sottolineare che l’incorporamento di OCT, a differenza di inclusione in paraffina, evita l’uso di solventi organici che rimuovere il contenuto lipidico delle lesioni. Di conseguenza, lipidi macchiatura con Oil Red O è fattibili in sezioni OCT-incastonate e contenuto lipidico delle placche aterosclerotiche possa essere quantificato con precisione.
Nel presente manoscritto abbiamo dimostrato che l’infusione dell’aldosterone è un metodo importante per promuovere l’aterosclerosi nei topi di ApoE– / . Infatti, è in grado di infusione dell’aldosterone nei topi di ApoE– / – : 1) aumentare l’attivazione delle cellule endoteliali, come dimostra l’aumentata espressione di molecole coinvolte nella adesione e migrazione dei monociti nelle fasi iniziali della placca aterosclerotica formazione12,13; e 2) aumento del lipido e macrofagi pro-infiammatori contenuti a radice aortica livello10,13. Questi effetti non sono a causa di effetti emodinamici dell’aldosterone10. In conclusione, il protocollo proposto rappresenta un valido metodo per generare e caratterizzano l’aterosclerosi nei topi; Questo potrebbe aiutare monitor stadi precoci della malattia e gli esiti di intervento terapeutico e di riabilitazione nell’aterosclerosi.
The authors have nothing to disclose.
Adjusted calories diet (42 % from fat) | Envigo | TD.88137 | atherogenic diet |
Osmotic minipump with filling tube | Alzet | model 1004 | for continous realase |
Aldosterone | SIGMA | A9477 | hormone |
Ethanol | SIGMA | 34852-M | solvent |
Alchol Preps saturated with 70 % Isopropyl Alcohol | Kendal Webcol | 6818 | Disinfectant |
Surgery wire (Vicryl 6.0) | Demas | 500004 | surgery |
10% Povidone/iodine ointment | Aplicare-Meriden | 52380-0026-1 | Antiseptic |
Formalin 10% | SIGMA | HT5012 | to fix vascolature |
Cryomold | Bio-Optica | 07-MP1515 | for embedding |
O.C.T. Compound | Sakura Finetek | 4583 | for embedding |
Cryostat | Leica | CM1900 | instrument for sectioning |
Dulbecco's Phosphat Buffered Saline | Aurogene | AU-L0615-500 | buffer solution |
Adhesion Slides Polysine | VWR | 631-0107 | microscope glasses |
Cover Glasses | Bio-Optica | 72015 | cover glasses |
Formaldehyde 37% | SIGMA | 252549 | solvent |
Oil Red O solution (0.5 % in isopropanol) | SIGMA | O1391 | staining solution |
Mayer’s Hematoxylin | SIGMA | MHS32 | staining solution |
Lithium Carbonate | SIGMA | 62470 | washing buffer |
Acqueous Mounting Medium | Thermo Scientific | TA-125-AM | mounting solution |
Acetone | SIGMA | 179124 | solvent |
Phosphomolybdic acid solution | SIGMA | HT153 | for hystology |
Direct Red 80 (Picrosirius Red) | SIGMA | 365548 | staining solution |
Bio Clear (clearing agent of terpene origin) | Bio-Optica | 06-1782D | product for the preparation of histological samples |
Eukitt Quick Hardening mounting medium (Poly(butyl methacrylate-co-methyl methacrylate) | SIGMA | 3989 | mounting solution |
Sodium Dodecyl Sulfate | Fluka | 71725 | powder |
Hydrogen Peroxide solution (30 %) | SIGMA | H1009 | solution |
Vectorstain ABC KIT including: anti-rabbit IgG ABC, normal rabbit serum, Secondary-biotinylated Anti-Rat IgG , | Vector Laboratories | PK-6100 | staining solution |
3-amino-9-ethylcarbazole | Vector Laboratories | SK-4200 | staining solution |
Mac3 antibody | BD Biosciences | 553322 | antibody |
ImagePro Premier 9 | Media Cybernetics | 050910000-2534 | software to analyze images |