Name: Testing meccanico di Mouse carotide: dai neonati ai Adult (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-23T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 32 s
Description: Impara a testare meccanicamente le arterie carotidee di topi di diverse età, dalla neonatale all'adulta. Questo metodo biassiale misura rigidezza, stress e deformazione per caratterizzare le proprietà vascolari passive.

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Questo lavoro è stato finanziato, in parte, da sovvenzioni NIH HL087653 e HL105314. Alcuni dei metodi descritti in questo lavoro sono stati sviluppati nel laboratorio del dottor Robert Mecham presso la Washington University School of Medicine.

<ol><li>Dobrin, P. B. Chapter 3: Physiology and Pathophysiology of Blood Vessels. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDobrin%2C+PB+%22The+Basic+Science+of+Vascular+Disease%22">The Basic Science of Vascular Disease</a>. Sumpio, B. E., Sidawy, A. N., DePalma, R. G. , Futura Publishing. New York. 69-105 (1997).</li>
<li>Wagenseil, J. E., Mecham, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascular+extracellular+matrix+and+arterial+mechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Vascular extracellular matrix and arterial mechanics.</a> Physiol. Rev. 89 (3), 957-989 (2009).</li>
<li>Le, V. P., Knutsen, R. H., Mecham, R. P., Wagenseil, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decreased+aortic+diameter+and+compliance+precedes+blood+pressure+increases+in+postnatal+development+of+elastin-insufficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Heart+Circ.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Decreased aortic diameter and compliance precedes blood pressure increases in postnatal development of elastin-insufficient mice.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. , (2011).</li>
<li>Pezet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elastin+haploinsufficiency+induces+alternative+aging+processes+in+the+aorta%5BTitle%5D)+AND+%22Rejuvenation+Res%22%5BJournal%5D)">Elastin haploinsufficiency induces alternative aging processes in the aorta.</a> Rejuvenation Res. 11 (1), 97-112 (2008).</li>
<li>Dye, W. W., Gleason, R. L., Wilson, E., Humphrey, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+biomechanical+properties+of+carotid+arteries+in+two+mouse+models+of+muscular+dystrophy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Altered biomechanical properties of carotid arteries in two mouse models of muscular dystrophy.</a> J. Appl. Physiol. 103 (2), 664-672 (2007).</li>
<li>Ma, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upregulation+of+elastase+proteins+results+in+aortic+dilatation+in+mucopolysaccharidosis+I+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Mol.+Genet.+Metab%22%5BJournal%5D)">Upregulation of elastase proteins results in aortic dilatation in mucopolysaccharidosis I mice.</a> Mol. Genet. Metab. 94 (3), 298-304 (2008).</li>
<li>Eberth, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+pulsatility+in+hypertensive+carotid+artery+growth+and+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Hypertens%22%5BJournal%5D)">Importance of pulsatility in hypertensive carotid artery growth and remodeling.</a> J. Hypertens. 27 (10), 2010-2021 (2009).</li>
<li>Faury, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+adaptation+of+the+mouse+cardiovascular+system+to+elastin+haploinsufficiency%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Clin.+Invest%22%5BJournal%5D)">Developmental adaptation of the mouse cardiovascular system to elastin haploinsufficiency.</a> J. Clin. Invest. 112 (9), 1419-1428 (2003).</li>
<li>Amin, M., Kunkel, A., Le, V. P., Wagenseil, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Storage+Duration+on+the+Mechanical+Behavior+and+Morphology+of+Mouse+Carotid+Artery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Effects of Storage Duration on the Mechanical Behavior and Morphology of Mouse Carotid Artery.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 133, (2011).</li>
<li>Fung, Y. C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFung%2C+YC+%22Biomechanics+%3A+Mechanical+Properties+of+Living+Tissues%22">Biomechanics : Mechanical Properties of Living Tissues</a>. , 2nd ed, Springer-Verlag. New York. (1993).</li>
<li>Wagenseil, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+elastin+haploinsufficiency+on+the+mechanical+behavior+of+mouse+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Heart.+Circ.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effects of elastin haploinsufficiency on the mechanical behavior of mouse arteries.</a> Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 289 (3), H1209-H1217 (2005).</li>
<li>Chuong, C. J., Fung, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+residual+stresses+in+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech.+Eng%22%5BJournal%5D)">On residual stresses in arteries.</a> J. Biomech. Eng. 108 (2), 189-192 (1986).</li>
<li>Fonck, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+elastin+degradation+on+carotid+wall+mechanics+as+assessed+by+a+constituent-based+biomechanical+model%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Heart.+Circ.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of elastin degradation on carotid wall mechanics as assessed by a constituent-based biomechanical model.</a> Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 292 (6), H2754-H2763 (2007).</li>
<li>Rezakhaniha, R., Fonck, E., Genoud, C., Stergiopulos, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+elastin+anisotropy+in+structural+strain+energy+functions+of+arterial+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Biomech.+Model+Mechanobiol%22%5BJournal%5D)">Role of elastin anisotropy in structural strain energy functions of arterial tissue.</a> Biomech. Model Mechanobiol. 10 (4), 599-611 (2011).</li>
<li>Eberth, J. F., Taucer, A. I., Wilson, E., Humphrey, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanics+of+carotid+arteries+in+a+mouse+model+of+Marfan+Syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Mechanics of carotid arteries in a mouse model of Marfan Syndrome.</a> Ann. Biomed. Eng. 37 (6), 1093-1104 (2009).</li>
<li>Wan, W., Yanagisawa, H., Gleason, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+and+microstructural+properties+of+common+carotid+arteries+from+fibulin-5+null+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Biomechanical and microstructural properties of common carotid arteries from fibulin-5 null mice.</a> Ann. Biomed. Eng. 38 (12), 3605-3617 (2010).</li>
<li>Faury, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relation+between+outer+and+luminal+diameter+in+cannulated+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Relation between outer and luminal diameter in cannulated arteries.</a> Am. J. Physiol. 277 (5 Pt. 2), H1745-H1753 (1999).</li>
<li>Sonveaux, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endothelin-1+is+a+critical+mediator+of+myogenic+tone+in+tumor+arterioles%3A+implications+for+cancer+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Endothelin-1 is a critical mediator of myogenic tone in tumor arterioles: implications for cancer treatment.</a> Cancer Res. 64 (9), 3209-3214 (2004).</li>
<li>Mulcahy, C., Amin, M., Wagenseil, J. E. Creation of a finite element model of a mouse artery to examine circumferential stress distribution. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMulcahy%2C+C+%22Biomedical+Engineering+Society+Annual+Meeting%22">Biomedical Engineering Society Annual Meeting</a>. , Austin, TX. (2010).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Il protocollo qui presentato fornisce un metodo semplice e ripetibile per caratterizzare il comportamento meccanico passivo delle arterie carotidi del topo. Sebbene le cellule muscolari lisce e le cellule endoteliali siano fondamentali per la funzione di arterie più piccole e muscolari e dei capillari, non contribuiscono in modo significativo al comportamento meccanico delle grandi arterie elastiche. L'avvelenamento delle cellule con KCN non ha un effetto significativo sul comportamento pressione-diametro delle arterie c...

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Nome del reagente/attrezzatura&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Azienda&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Numero di catalogo&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Commenti&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Serbatoio d'aria e regolatore</td><td>Airgas Mid America</td><td>UN3156</td><td>Per pressurizzare il miografo</td></tr><tr><td>Miografo a pressione e software</td><td>Danish Myotechnology</td><td>110P, MyoView</td><td>Con cannule personalizzate (Figura 2)</td></tr><tr><td>Microscopio invertito, obiettivo 5x e fotocamera</td><td>Zeiss</td><td>Axiovert 40C</td><td>Per monitorare il diametro dell'arteria</td></tr><tr><td>Soluzione salina fisiologica (PSS)</td><td>Prodotti chimici da Sigma</td><td></td><td>Ricetta e dettagli nella Tabella 2</td></tr><tr><td>Nastro chirurgico</td><td>Vari fornitori</td><td></td><td>Per fissare il topo durante la dissezione</td></tr><tr><td>Tavola da dissezione</td><td>Fisher Scientific</td><td>09-002-24A</td><td>Per fissare il topo durante la dissezione</td></tr><tr><td>Microscopio stereoscopico con fotocamera</td><td>Zeiss</td><td>Stemi &lt;br/&gt; 2000-C</td><td>Per la dissezione e il montaggio dell'arteria</td></tr><tr><td>Forbici da dissezione</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-11</td><td>Per tagliare la pelle e aprire il torace</td></tr><tr><td>Pinzette fini (2)</td><td>Fine Science Tools</td><td>11200-14</td><td>Per afferrare le estremità delle arterie</td></tr><tr><td>Pinze curve</td><td>Fine Science Tools</td><td>11274-20</td><td>Per rimuovere i tessuti ed esporre le arterie carotidi</td></tr><tr><td>Microforbici</td><td>Fine Science Tools</td><td>15005-08</td><td>Per tagli precisi delle arterie</td></tr><tr><td>Colla di seta 7-0 e 10-0</td><td>Vari fornitori</td><td></td><td>Per stimare la lunghezza e fissare le arterie sulle cannule</td></tr><tr><td>Calibro digitale</td><td>Fisher Scientific</td><td>806-93-111</td><td>Per misurare la lunghezza della sutura e verificare la lunghezza dell'arteria</td></tr><tr><td>Lama chirurgica monouso</td><td>Feather</td><td>No. 15</td><td>Per tagliare gli anelli arteriosi</td></tr><tr><td>Carbone attivo</td><td>Sigma</td><td>C4386-500G</td><td>Per segnare i punti di taglio sui vasi</td></tr><tr><td>Ago 18G</td><td>Beckton-Dickinson</td><td>305136</td><td>Per applicare il carbone attivo sui vasi, rimuovere il sangue e riempire i tubi del miografo</td></tr><tr><td>Siringa da 20 mL</td><td>Vari fornitori</td><td></td><td>Per rimuovere il sangue e riempire i tubi del miografo</td></tr><tr><td>Piastra di Petri</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-757-13B</td><td>Per inserire i vasi dopo la dissezione e per effettuare test fotografici</td></tr><tr><td>Microtubo</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-682-550</td><td>Per conservare i vasi prima del test</td></tr><tr><td>Filo sottile</td><td>California Fine Wire Company</td><td>100192</td><td>Per rimuovere ostruzioni dalle cannule</td></tr><tr><td>Software ImageJ</td><td>National Health Institute</td><td>www. rsbweb.nih.gov/ij</td><td>Programma open-source per l'elaborazione di immagini sviluppato dal NIH</td></tr><tr><td>Software Matlab</td><td>Mathworks</td><td></td><td>Utiles per analizzare i dati e adattare le equazioni costitutive</td></tr></tbody></table>

testing meccanico di mouse carotide: dai neonati ai adult

Mechanical Testing of Mouse Carotid Arteries: from Newborn to Adult

Le grandi arterie di conduzione nei vertebrati sono composte da una matrice extracellulare specializzata progettata per smorzare l'onda pulsatoria e ridurre il lavoro svolto dal cuore. La composizione delle proteine della matrice determina le proprietà meccaniche passive della parete arteriosa1. Quando le proteine della matrice vengono modificate durante lo sviluppo, l'invecchiamento, in seguito a malattia o lesione, la parete arteriosa si rimodella, alterando le proprietà meccaniche e provocando un successivo adattamento cardiaco2. Nello sviluppo normale, questo rimodellamento porta a un sistema cardiaco e cardiovascolare funzionale, ottimizzato in base alle esigenze dell'organismo adulto. Nelle malattie, il rimodellamento spesso determina un ciclo di retroazione negativa che può causare insufficienza cardiaca e morte. Quantificando le proprietà meccaniche passive delle arterie durante lo sviluppo e in condizioni patologiche, possiamo iniziare a comprendere il processo normale di rimodellamento per riprodurlo nell'ingegneria tissutale, nonché il processo patologico di rimodellamento per testare trattamenti terapeutici.
	I topi sono modelli utili per lo studio della meccanica arteriosa passiva nello sviluppo e nelle malattie. Hanno una durata della vita relativamente breve (adulti maturi a 3 mesi e adulti anziani a 2 anni), pertanto studi sullo sviluppo3 e sull'invecchiamento4 possono essere condotti in un arco di tempo limitato. I progressi nella genetica del topo forniscono numerosi genotipi e fenotipi per studiare le alterazioni della meccanica arteriosa durante la progressione della malattia5 e il trattamento della malattia6. I topi possono anche essere manipolati sperimentalmente per studiare gli effetti delle variazioni dei parametri emodinamici sul processo di rimodellamento arterioso7. Uno svantaggio del modello murino, specialmente per l'esame di età giovani, è la dimensione delle arterie.
	Descriviamo un metodo per la prova meccanica passiva delle arterie carotidi di topi da 3 giorni di età fino all'età adulta (circa 90 giorni). Adattiamo un sistema miografo commerciale per montare le arterie ed eseguire più protocolli di pressione o stiramento assiale su ciascun campione. Discutiamo protocolli adatti per ogni età, le misurazioni necessarie e forniamo dati esemplificativi. Includiamo inoltre strategie di analisi dei dati per una caratterizzazione meccanica rigorosa delle arterie.

Viene descritta la prova meccanica passiva delle arterie carotidi di topo, con particolare attenzione all'adattamento a campioni di diverse età. Le procedure comprendono la determinazione della lunghezza in vivo dell'arteria, il suo posizionamento in un miografo a pressione, la registrazione dei dati, la misurazione delle dimensioni a carico nullo e l'analisi dei dati ottenuti.

Testing meccanico di Mouse carotide: dai neonati ai Adult

Le grandi arterie conduttrici nei vertebrati sono composte da una matrice extracellulare specializzata, progettata per smorzare la pulsazione e ridurre il lavoro...

L'obiettivo generale di questa procedura è quantificare le proprietà meccaniche passive delle arterie e dei topi di diverse età. Questo viene ottenuto innanzitutto dissezionando le arterie carotidi con un'attenta misurazione delle lunghezze in vivo e ex vivo. Successivamente vengono eseguiti test meccanici biaxiali sulle arterie carotidi.Dopo questa fase, si misurano le dimensioni delle arterie in condizioni di scarico e la deformazione residua circonferenziale. L'ultimo passaggio consiste nel calcolare i parametri di interesse, come rigidità, stress, deformazione, oppure nell'adattare i dati a equazioni costitutive. L'insieme completo dei dati può essere utilizzato per caratterizzare pienamente il comportamento meccanico passivo della parete arteriosa mediante misurazioni biaxiali delle relazioni tra stress e deformazione, nonché della deformazione residua.Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti consiste nel fatto che misuriamo con attenzione le lunghezze e le dimensioni in vivo e ex vivo ed eseguiamo protocolli di test biaxiali multipli. Questo metodo introduce un insieme completo di procedure per i test meccanici delle arterie, al fine di rendere i

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Questo descrive un intervento parziale legatura della carotide, che causa condizioni di flusso disturbato e lo sviluppo dell'aterosclerosi successivi (in due settimane) con intraplaque neo-vascolarizzazione (in quattro settimane) nel topo l'arteria carotide comune. Abbiamo anche descritto un nuovo metodo di isolamento di RNA dal dell'intima carotidea, fornendo RNA di elevata purezza endoteliali.

Un modello di Disturbed flusso indotta aterosclerosi carotidea in Arteria mouse da legatura parziale e un semplice metodo di isolamento dell&#39;RNA da Endotelio carotidea

Il bracciale costrizione presentate in questo articolo è stato progettato per indurre l'aterosclerosi nel topo arteria carotide comune. Grazie alla forma conica del suo lume interno del bracciale impiantato genera regioni ben definite della bassa, la tensione alta e oscillatorio taglio innescare lo sviluppo di lesioni aterosclerotiche dei diversi fenotipi infiammatori.

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Topo adulto venosa Ipertensione Modello: carotide comune di External Vena giugulare anastomosi.

Questo articolo descrive la misurazione della funzione ventricolare sinistra murina tramite l'analisi della pressione/volume a diverse frequenze cardiache.

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