このビデオは、ラットの静脈介在手術後の筋内膜過形成の発症を研究するモデルを示しています。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
この記事について
サマリー
要約
バイパス移植は、冠状動脈疾患の確立された治療法です。移植片の開存性は、伏在静脈移植片のアキレス腱であり続けています。バイパスグラフトの失敗の研究モデルは、グラフトの開存性喪失時の病理生物学的および病態生理学的プロセスをよりよく理解するために不可欠です。ブタやヒツジなどの大型動物のモデルは、人間の解剖学的構造に似ていますが、特別な施設や設備が必要です。このビデオでは、静脈移植片の開存性損失を調査するためのラット静脈介在モデルについて説明します。ネズミは安価で扱いやすいです。マウスモデルと比較して、ラットのサイズが手軽なため、操作性が向上し、さらに多様な解析を行うのに十分な量の材料を得ることができます。簡単に言えば、ドナーラットの下腹部静脈を採取し、大腿動脈の一部を置き換えるために使用されます。吻合はシングルステッチで行われ、フィブリン接着剤で密封されます。移植片の開存性は、デュプレックス超音波検査を使用して非侵襲的に監視できます。移植片の開存性喪失の主な原因である筋内膜過形成は、時間の経過とともに進行的に進行し、組織学的断面から計算できます。
概要
虚血性心疾患およびこれらの合併症は、世界中の主要な死因の一つです。現在の治療戦略が狭く、血管を拡張するか、またはバイパスを作成することによってのいずれかで、再確立の血流に焦点を当てます。静脈自家移植片を用いて、冠動脈バイパス術（CABG）は、最初1968年に記載されたし、長年にわたって洗練されています。離れて左冠動脈前下行枝の血行再建から、伏在静脈導管は、最も一般的に1を使用しています。しかし、グラフト開存は、伏在静脈グラフト（SVG）のアキレス腱のまま。一年間手術後、グラフト開存は、10年2,3後に61％に低下、85％です。 SVGの開存損失の病態生理学的メカニズムと原因を発表することが重要な作業です。
このビデオでは、静脈グラフトの損失を調査するため、ラットの静脈介在モデルを示しています。この方法の全体的な目標は、基礎となる病理生物学を探求していますそして、-physiologicalプロセス疾患の進行中に、薬剤や治療法の選択肢のテストに適したモデルを開発します。動脈系への浅腹壁静脈に移植することにより、このモデルは、厳密に、冠状動脈バイパス移植の臨床状況を模倣します。外科的外傷、虚血、および壁応力は、病理学的な血管の変化の重要なトリガーであると説明したモデルで模倣されています。
異なるモデルと種が静脈グラフト開存損失を調査するために利用可能です。このような豚4、ヒツジ5、犬6、およびサル7などの大型動物モデルは、人間の血管との解剖学的構造に似ているので、8をテストするために、このようなバイパスステント留置術または新しい外科技術のような複雑な治療戦略を可能にします。しかし、特別な住宅、設備、スタッフが必要とされています。また、高コストと手術中の追加の麻酔医の必要性は、そのより広範な適用を妨げます。 Smのラットを含めたすべての動物は、特別な住宅を必要としない、取り扱いが容易で、かつ管理コストを持っています。マウスモデル9,10に比べて、ラットのモデルは結果より良い操作性、したがってより少ない可変性という利点を有します。ラットは、生理学的および遺伝的にマウス11,12よりヒトに類似しています。さらに、ほとんどの野生型マウスは、IIエラーを入力しやすいマウスモデルを作る限定myointima 13を 、開発します。このような下大静脈などの主要なマウスの静脈の組織学は、わずか数細胞層で構成され、13難しい早期評価をレンダリングします。さらなる欠点は、移植片回収後のその後の分析のために利用可能な組織の少量です。
このビデオで説明したモデルは、再現可能な、安価、かつ実施が容易であり、迅速かつ確実に確立することができます。このようなウイルスベクターのような高価な実験的な治療薬を評価するために特に適しています経済的な様式で、遺伝子治療のために。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
プロトコル
動物は、実験動物資源研究所が作成し、国立衛生研究所が発行し、実験動物の原則のためのガイドに準拠した人道的なケアを受けました。全ての動物プロトコルは責任を負う地方自治体（「AMTのエリーゼお大事にウントVerbraucherschutz、Hansestadt（保健・消費者保護のためのオフィス）ハンブルグ」）によって承認されました。
1.動物ケア
- 実験動物研究所から300〜350グラムの重さのLewisラット（LEW / CRL）ラットおよびROSA /ルシフェラーゼ - LEWトランスジェニックラットを入手します。
- 換気キャビネットに従来の条件の下でラットを維持し、それらを標準ラット飼料およびオートクレーブ処理水を自由に食べます。
- ドナーとレシピエントとして同系LEW / CrlをラットなどROSA /ルシフェラーゼ - LEWトランスジェニックラットを用いて、移植片移植を行います。
ドナーラットの作製
- 入会を使用してくださいイソフルラン（2.5から3パーセント）でラットをanaesthetizeするイオンチャンバー。
- その背中にラットを置き、口と鼻を覆うフェイスマスクで麻酔を維持します。後肢の足をつまんや反射の不在を確認することにより、麻酔の十分な深さを確認してください。麻酔下ながら乾燥を防ぐために、目にいくつかの獣医軟膏を適用します。
- 後ろ足を広げ、テープを使用して自分の位置を固定します。
- ヘアトリマーと鼠径部の毛を剃ると、80％エタノールに続いてポビドンヨードを使用して領域全体を消毒。二回消毒手順を繰り返します。
注：手術領域、ガーゼ、および手術器具を滅菌する必要があります。作業中は無菌領域を維持し、単回使用、無菌手術用手袋、マスク、帽子を着用してください。 - 顕微鏡下で、リネアの鼠径沿って垂直切開を行います。優しく皮下組織を分離するために2つの鉗子を使用し、そのORIから浅腹壁静脈を公開大腿静脈にジン。慎重に周囲の組織から浅腹壁静脈を分離します。
- 2つのマイクロクランプを使用して、浅腹壁静脈の血流を停止します。
- 慎重にピンセットで分離された静脈を持ち上げ、microscissorsで血管を切断することにより、静脈の約0.5〜1センチセグメントを収穫。血液の損失を防止するために、容器の切り株上のマイクロクランプを残します。滅菌ガーゼ上の静脈の除去された作品を配置します。注意深く採取静脈の一端の内側に30 G針を配置し、ヘパリンと容器（50単位/ ml）をフラッシュします。
注：注意して静脈を処理し、持ち上げる時の損傷を避けるため、切削、フラッシング。ヘパリンの適切な量の移植片をフラッシュすることを確認します。 - 血管のけいれんを防ぐために、レシピエントラットに移植するまで氷上で1％のリドカインに血管部分を保管してください。
- 5％イソフルランに麻酔を増加させることにより、ドナーラットを安楽死させます。 2-3分後、オペアンプ白線に沿って腹部途中、横隔膜を切断し、循環を停止するように心を取り除きます。
受信者のラットの調製
- ドナーラットと同様に、受信者のラットを麻酔し、固定します。
- ヘアトリマーと脚の内側を剃るし、ポビドンヨードおよび80％エタノールで3回消毒。
- 麻酔深度を監視し、それが後足をつまんときに反射がないことを確認することによって十分であることを確認してください。
- 鼠径倍に膝から正中大腿切開を行います。顕微鏡下で、その周囲から大腿動脈を分離するために2鉗子を使用しています。
- 血液の流れを止めるために、マイクロクランプを使用してください。遠位クランプ続いて第1の近位のクランプを配置します。
- microscissorsとクランプ大腿動脈の短いセグメントを切り取って、それを捨てます。あるギャップを作成し、microscissorsと残りの動脈断端を短くしてください静脈グラフトよりも大きい1〜2ミリメートル。 30 Gの針を用いてヘパリンを動脈切り株をフラッシュします。
注：外膜がわずかに血管断端を越えて突出している場合は、容器の端の上にわずかにそれを引っ張って曲を削除するために鉗子を使用しています。 - 動脈断端との間にステップ2.8から採取した静脈を置き、隙間に適切に収まるように長さを調整します。静脈の方向に注意してください。
- 第10-0プロレン縫合糸を使用して、近位吻合を実行します。 （ 図1D）に示すために、単一のステッチを実施します。腹側に3以上の縫合糸を追加する前に、各横側に縫合糸で起動します。その後、吻合を完了するために、容器の背側にある3つのステッチを配置します。
- ステップ3.8で説明した近位吻合についてと同じ技法を使用して移植片と遠位血管を接続します。ここでも、各横側に縫合糸で起動し、腹sidの上の3つの縫合糸を配置eと背側。
- フィブリン糊成分1及び2と負荷2 1 mLのシリンジは慎重にピンセットで移植片を持ち上げ、コンポーネント2に続いて、移植片の下にフィブリン糊成分1の約100μLをドロップします。
注：1の比率：コンポーネント1と2が1に適用されていることを確認します。 - バックの位置に移植片を配置し、移植片の上に部品1および2の追加の100μLをドロップします。接着剤は、移植片と吻合不全および静脈グラフトの過膨張を防ぐために吻合の両方をカバーすることを確認してください。
- 慎重に近位に続いた遠位クランプを開きます。
- 移植静脈グラフトの遠位の動脈に可視パルスをチェックして手術の成功を確認してください。
- 皮膚閉鎖を妨げる過剰な接着剤を、削除します。硬化した接着剤を持ち上げ、microscissorsと過剰分を除去するために鉗子を使用してください。 5-0プロレン縫合糸で皮膚層を閉じます。
- 4〜5メートルを注入グラム/キログラムカルプロフェン皮下ラットが目を覚ますを許可する前に。それは胸骨横臥位を維持するのに十分な意識を取り戻したまで無人の動物を放置しないでください。それは完全に回復するまで、単一のケージに動物を保管してください。
- 次の3日間、鎮痛薬としての飲料水（100ミリリットルあたり50mgのメタミゾール）にメタミゾールを追加し、毎日動物を監視します。
4.二重超音波検査
注：使用したラット14で非侵襲的に血液の流れを可視化するduxplex超音波検査。
- 導入室（イソフルラン2％）にラットをAnaesthetize。その背中にラットを置き、鼻をカバーするフェイスマスクで麻酔を維持します。
- 太ももの領域の周りの毛を除去するために、バリカン及び脱毛クリームを使用してください。
- 太ももに超音波ゲルを適用します。気泡がないことを確認します。 MS 400変換器を使用して、二重超音波検査画像を取得（中心周波数：30 M230〜400フレーム/秒のフレームレートでヘルツ）。
5.組織病理学
注：形態学的分析15のためのマッソンの三重染色で容器を収穫し、染色します。
- 一晩、4％パラホルムアルデヒドで収穫された容器を修正し、エタノールの濃度を増加させ、それを脱水。パラフィン中にサンプルを埋め込み、ミクロトームを用いて5μmの厚さにスライスにカット。
注：パラホルムアルデヒドは毒性があり、特別な注意を払って取り扱ってください。 - トリクローム染色液でそれらを染色する前に、スライドを脱パラフィン。 、染色したスライドを脱水キシレンでそれらをクリアし、メディアをマウントするには、それらをマウントします。スライドを乾燥させた後、顕微鏡でサンプルを表示します。
6.生物発光イメージング（BLI）
注：術後の移植片は、生物発光信号1を測定することにより、生体内で時間をかけて追跡しました6。
- PBS 22 ml中にD-ルシフェリンカリウム塩1gを溶解し、腹腔内ラット（375 mg / kg体重）にそれを注入します。ルシフェリンは、動物において循環するために15分を待ちます。
- リアルタイム生物発光定量システムにラットを置き、生物発光信号にアクセスします。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
結果
ラット静脈介在モデルはmyointima過形成および静脈グラフト不全の発達を研究するのに適しています。動物は手術からよく回復し、優れた物理的条件ポスト動作を示しています。 図1は、キーの外科的手順を示しています。リネアの鼠径沿って皮膚切開後、心窩部表在静脈と大腿動脈（ 図1A）が同定されています。これは初期の移植不全と開存性の損失につながる可能性として移植片の収穫は、移植片（ 図1B）を損傷することなく、慎重に行うべきです。レシピエント動物（ 図1C）に移植片を位置決めした後、吻合ステッチは、図1（d）に示す順序で実行されています。完成した静脈介在移植片は、淡い（ 図1E）を表示され、赤になり、再灌流（ 図1F）後の脈動を示すべきです。
成功integrati移植後の大腿動脈とグラフト開存に静脈の上に二重超音波検査（ 図2A）
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ディスカッション
このビデオでは、静脈グラフトの損失を調査するための基礎となる病理学的プロセスの探求、新しい薬や治療法の選択肢のテストを可能にするために、ラットの静脈介在モデルを示しています。
麻酔は外科的処置の重要な側面です。これは、特に長時間の操作中に、安全で簡単な方法であるような連続吸入麻酔システムは、推奨されます。この操作は1時間以上を要する場合には、トレーニング段階中に非常に重要であることができます。
外科手術に関しては、収穫し、移植17の間に静脈グラフトを損傷しないように重要です。血管の外膜を把持すると、静脈グラフトの損傷を防止し、その後の血栓形成および移植の失敗を回避することができます。移植片の開存性は、静脈グラフトまたはDISTAの血流の脈動の観察により直ちに静脈グラフト構成後に決定することができますリットル動脈だけでなく、二重超音波検査を経て。
手順のもう一つの重要な側面は、静脈グラフトの過膨張を防止するためです。動脈圧システムに静脈グラフトの突然の...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
開示事項
著者らは開示するものは何もない。
謝辞
著者は、彼女の技術支援のためのクリスティPahrmannに感謝します。この研究は、ドイツ財団fuer Herzforschung（F / 28/14）で賄われていました。 DWは、心臓や肺移植のための国際社会からの旅行賞によってサポートされていました。 TDはエルス・クローネ - フレゼニウス・財団（2012_EKES.04）からエルスクローネ優秀給付金を受け取りました。 SSはドイツ学術協会（; DE2133 / 2-1、TDおよびSCHR992 / 3 1、SCHR992 / 4-1、SS DFG）からの研究助成金を受けました。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ラット LEW/CRL | チャールズリバー | 品番 004 | |
| ラット LEW-Tg(Gt(ROSA)26Sor- 1 luc)11JMSK | 京都大学実験動物研究所 | NBPR ラット番号 0299 | |
| http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/NBR/ PFA 4% | Electron Microscopy Sciences | #157135S | 20% |
| バリカン | WAHL | 8786-451A アルコSE | |
| Forene | AbbVie | PZN 10182054 Art.Nr.: B506 | イソフルラン |
| 顕微手術用クランプ | Fine Science Tools | 18055-04 | Micro-Serrefine - 4 mm |
| クランプ アプリケーター | Fine Science Tools | 18056-14 | |
| 脱毛クリーム | Rufin cosmetic | 27618 | |
| ポビドン-ヨウ | Betadine Purdue Pharma | NDC:67618-152 | |
| 10-0 エチロン縫合糸 | エチコン | 2814G | |
| 5-0 プロレン縫合 | エチコン | EH7229H | |
| リマジル | ファイザー | 400684.00.00 | カルプロフェン |
| ノバミンスルホン | レシオファーム | PZN 03530402 | メタミゾール |
| ヘパリン | ロテックスメディカ | PZN: 3862340 | 25.000 I.E./ ml |
| キシロカイン 1% | アストラゼネカ | PZN:1137907 | リドカイン |
| EVICEL | J&J Med.Ethicon Biosur | PZN 7349697 Art. Nr.:EVK01DE | fibrin glue |
| NaCl 0.9% | B.Braun | PZN 06063042 Art. Nr.: 3570160 | |
| Vevo 770 高解像度 in vivo マイクロイメージングシステム | VisualSonics | デュプレックス超音波検査 | |
| Ecogel 100 超音波ゲル | Eco-med | 30GB | |
| D-Luciferin Firefly, potassium salt | Biosynth | L-8220 | |
| PBS pH 7.4 | Gibco | 10010023 | |
| Xenogen Ivis 200 | Perkin Elmer | 生物発光イメージング | |
| Weigerts 鉄 ヘマトキシリン キット | メルク | 1.15973.0002 | トリクローム染色 |
| Resorcine-Fuchsine Weigert | Waldeck | 2.00E-30 | トリクローム染色 |
| 酸 Fuchsin | Sigma-Aldrich | F8129-25G | トリクローム染色 |
| ポンソー S 溶液 | Serva 電気泳動 | 33427 | トリクローム |
| アゾフロキシン | Waldeck | 1B-103 | トリクローム染色 |
| モリブダトリン酸水和物 | メルク | 1.00532.0100 | トリクローム染色 |
| オレンジ G | Waldeck | 1B-221 | トリクローム染色 |
| ライトグリーン SF | Waldeck | 1B-211 | Trichrome staining |
| Vitro-Clud | Langenbrinck | 04-0001 | |
| 氷酢酸 | Sigma-Aldrich | 537020 | |
| 37% HCl | Sigma-Aldrich | H1758 | |
| キシレン | Th. Geyer | 3410 | |
| パラフィン | ライカバイオシステム | REF 39602004 | |
| エタノール絶対 | Th. ガイヤー | 2246 | |
| エタノール 96% | Th. ガイヤー | 2295 | |
| エタノール 70% | Th. ガイヤー | 2270 | |
| スライドラック | テッドペラ | 21057 | |
| 染色皿 | テッドペラ | 21075 | |
| ベパンテン 目と鼻の軟膏 | バイエル | 1578675 | 目の軟膏 |
参考文献
- Sabik, J. F., 3rd, Understanding saphenous vein graft patency. Circulation. 124, 273-275 (2011).
- Goldman, S., et al. Long-term patency of saphenous vein and left internal mammary artery grafts after coronary artery bypass surgery: results from a Department of Veterans Affairs Cooperative Study. J Am Coll Cardiol. 44, 2149-2156 (2004).
- Fitzgibbon, G. M., et al. Coronary bypass graft fate and patient outcome: angiographic follow-up of 5,065 grafts related to survival and reoperation in 1,388 patients during 25 years. J Am Coll Cardiol. 28, 616-626 (1996).
- O'Brien, J. E., et al. Wound healing around and within saphenous vein bypass grafts. J Thorac Cardiovasc Surg. 114, 38-45 (1997).
- El-Kurdi, M. S., et al. Ovine femoral artery bypass grafting using saphenous vein: a new model. J Surg Res. 193, 458-469 (2015).
- Yuda, A., et al. Angiotensin II receptor antagonist, L-158,809, prevents intimal hyperplasia in dog grafted veins. Life Sci. 68, 41-48 (2000).
- McCann, R. L., Hagen, P. O., Fuchs, J. C. Aspirin and dipyridamole decrease intimal hyperplasia in experimental vein grafts. Ann Surg. 191, 238-243 (1980).
- Thomas, A. C. Animal models for studying vein graft failure and therapeutic interventions. Curr Opin Pharmacol. 12, 121-126 (2012).
- Hu, Y., Xu, Q. New mouse model of vein bypass graft atherosclerosis. Heart Lung Circ. 11, 182-188 (2002).
- Salzberg, S. P., et al. Increased neointimal formation after surgical vein grafting in a murine model of type 2 diabetes. Circulation. 114, I302-I307 (2006).
- Abbott, A. Laboratory animals: the Renaissance rat. Nature. 428, 464-466 (2004).
- Lindblad-Toh, K. Genome sequencing: three's company. Nature. 428, 475-476 (2004).
- Yu, P., Nguyen, B. T., Tao, M., Campagna, C., Ozaki, C. K. Rationale and practical techniques for mouse models of early vein graft adaptations. Journal of vascular surgery. 52, 444-452 (2010).
- Olver, D. T., Lacefield, J. C., Shoemaker, K. J. Evidence of bidirectional flow in the sciatic vasa nervorum. Microvascular research. 94, 103-105 (2014).
- Stubbendorff, M., et al. Inducing myointimal hyperplasia versus atherosclerosis in mice: an introduction of two valid models. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2014).
- Conradi, L., et al. Immunobiology of fibrin-based engineered heart tissue. Stem cells translational medicine. 4, 625-631 (2015).
- Dashwood, M. R., Tsui, J. C. 'No-touch' saphenous vein harvesting improves graft performance in patients undergoing coronary artery bypass surgery: A journey from bedside to bench. Vascular Pharmacology. 58, 240-250 (2013).
- Bekler, H. I., Rosenwasser, M. P., Akilina, Y., Bulut, G. The use of an absorbable collagen cover (NeuraWrap) improves patency of interpositional vein grafts. Acta orthopaedica et traumatologica turcica. 44, 157-161 (2010).
- Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433(2009).
- Moreno, C., et al. Creation and characterization of a renin knockout rat. Hypertension. 57, 614-619 (2011).
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
再版と許可
