Angiogenese in het ischemische Rat Lung
8 februari 2013
De long is doorbloed door zowel de systemische bronchiale arterie en longslagaders. In de meeste long ziekten is de kleinere systemische vasculatuur die robuust neovascularisatie toont. Beëindiging van pulmonale bloedstroom bevordert stevige bronchiale angiogenese. Wij bieden chirurgische details van het induceren van linker longslagader ischemie dat bronchiale neovascularisatie bevordert.
Het algemene doel van deze procedure is om de linkerlongslagader te binden. Dit wordt bereikt door eerst een anesthetische rat te intuberen en te beademen. Vervolgens wordt een thoracotomie uitgevoerd en wordt de linkerlongslagader gebonden.
Na de binding wordt de borstkas gesloten en wordt de rat in staat gesteld te herstellen. Uiteindelijk kan de mate van neovascularisatie in de linkerlong worden beoordeeld door het niveau van fluorescentie in het weefsel te meten of door andere histologische methoden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het een gelegenheid biedt om de in vivo ontwikkeling en neovascularisatie van de bronchiale circulatie in de long te bestuderen.
Dit biedt een gelegenheid om de complexe 3D-structuur van deze nieuwe vasculaire structuur in een beademende long te bestuderen. Nu, dit is heel anders dan wat momenteel door de meeste onderzoekers wordt gedaan die in vitro-onderzoeken uitvoeren die de proliferatie en chemotaxis van endotheelcellen of buisvorming bestuderen. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn in deze procedure worstelen met het proberen van de dissectie tussen de linkerlongslagader en de linkerbronchus.
Het enige advies dat ik kan geven is om te oefenen, geduldig te zijn en deze video regelmatig te bekijken om te zien of er kleine aanpassingen in de chirurgische aanpak zijn. Deze procedure wordt gedemonstreerd door John Jenkins, een technicus uit mijn laboratorium. Om te beginnen, plaatst u een anesthetische rat op een operatieplank en bevestigt u een neuskoker voor het voortzetten van de anesthesie, intubeert u het dier met een plastic katheter en verbindt u de rat met een beademingsapparaat.
Na het aanbrengen van zalf op de ogen, plaatst u de rat op zijn rechterzij en tapet u de ledematen vast. Verwijder het haar boven het operatiegebied en bereid de huid voor met herhaalde scrubs van Betadine en alcohol. Wanneer u klaar bent, maakt u een transversale incisie door de huid.
Vervolgens, dissecteer door de lagen vet en weefsel om de ribbenkast zichtbaar te maken. Eenmaal blootgesteld, identificeert u de derde intercostale ruimte en gebruikt u een pincet om een stompe incisie te maken tussen de derde en vierde rib. Plaats ribscheiders in de opening en trek de ribben voorzichtig open totdat de long zichtbaar is.
Bevestig de opening. Beweeg eerst de linkerlong met de rechterhand terug. Grijp vervolgens met recht pincet de linkerlongslagader en luchtweg met de linkerkant.
De linkerlongslagader moet op de luchtweg liggen en het pincet moet loodrecht op de tafel staan. Eenmaal uitgelijnd, gebruikt u goed gesneden pincet om de slagader te scheiden van de linker hoofdstambronchus bij hun natuurlijke grenzen. Deze scheidingslijn ziet er dun en wit uit tussen de twee individuele structuren.
Zorg ervoor dat u niet door het vat gaat. Schuif de uiteinden van de pincet langs de scheiding. Ga op deze manier verder totdat de linkerlongslagader op de curve van de pincet ligt.
Laat met de linkerhand het recht pincet los en grijp een stuk voorgesneden hechtdraad. Open het gebogen pincet, wieg de slagader genoeg om het hechtdraad te grijpen. Trek het hechtdraad voorzichtig in een opwaartse beweging ten opzichte van de curve van de pincet.
Eenmaal door, draait u het hechtdraad vast om de linkerlongslagader af te sluiten en snijdt u eventuele resterende hechtingen weg terwijl u ze met pincet vasthoudt. Hecht de ribben. Zorg ervoor dat u de huid niet los hecht.
Knoop een vierkante knoop die later de ribben zal sluiten. Hyperinflat de long door de uitademingslijn van de beademingsapparaat kort te occluderen, en draai vervolgens het hechtdraad vast. Bevestig het hechtdraad door nog een volledige knoop te maken voordat u de uiteinden afsnijdt.
Verwijder de eindexpratordruk en observeer 30 seconden om ervoor te zorgen dat de longen niet instorten. Tot slot, breng vijf druppels Bupivacaïne aan, sluit de huid met weefsellijm.
Schakel het isofluorinegas uit, maar blijf de rat een tot twee minuten beademen met kamerlucht totdat de spontane ademhaling weer tot een stabiele toestand is teruggekeerd. Ontkoppel vervolgens de tracheale buis van de beademingsapparaat en zorg ervoor dat de rat spontaan ademt voordat u deze verwijdert. Gebruik gedurende de volgende 24 uur periodiek een lokaal analgeticum.
Wisch tenslotte de zalf van de ogen en bewaak het dier totdat het is hersteld op het gewenste tijdstip. Punten na ischemie gelabelde microspheres kunnen worden geïnjecteerd. Om de omvang van de bronchiale perfusie te beoordelen, wordt een kleine volume-infuuspomp gebruikt om gelabelde microspheres met een constante snelheid in de linkerslagader carotidis te brengen.
Verbind de katheter met een stompe 25 gauge naald en een vierweg stopkraan. Volg om te beginnen de chirurgische voorbereidingen die eerder zijn gedemonstreerd. Wanneer u klaar bent, maakt u een incisie over de middenlijn langs de nek.
Dissecteer het weefsel om de luchtpijp en de linkerslagader carotidis zichtbaar te maken. Eenmaal geïsoleerd, bind u de proximale hechting stevig vast onder de slagader carotidis. Vervolgens maakt u een kleine snede in de slagader en brengt u een met zoutoplossing gevulde katheter in.
Bevestig deze op zijn plaats met de stroomopwaartse hechting. Dit vasculaire afgietsel biedt een opmerkelijke visualisatie van bronchiale angiogenesis in de long. 28 dagen na de linkerlongslagaderbinding hier, wordt een luchtwegsectie van de linkerlong drie dagen na de binding getoond.
Let op de twee prominente bronchiale vaten gevuld met rode bloedcellen die zich in de wand van de luchtweg bevinden. De inzet is gekleurd om de proliferende endotheelcellen van de bronchiale slagader te laten zien. Dit voorbeeld toont een sectie van de linkerlong die 14 dagen na de binding is genomen.
Let op de toegenomen grootte van de bronchiale vaten op dit tijdstip en de verwelkte fluorescentie van de longslagader die wordt gebruikt om de omvang van de systemische perfusie te beoordelen, werd vrijwel niet gedetecteerd in de linkerlong van naïeve ratten. Er was echter een substantieel, significant en consistent niveau gemeten in de linkerlong van
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie beschrijft een chirurgische procedure om de linker longslagader bij ratten af te binden om bronchiale neovascularisatie te stimuleren. De methode maakt het mogelijk om de neovascularisatie in de linkerlong te beoordelen via fluorescentiemeting en histologische analyse.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Vasculaire biologie
- Experimentele chirurgie
Achtergrond
- De long ontvangt bloed uit zowel systemische als pulmonale bronnen.
- Kleine systemische vaten vertonen vaak neovascularisatie bij longpathologieën.
- Staking van de pulmonale bloedstroom kan leiden tot verhoogde bronchiale angiogenese.
- Het begrijpen van deze mechanismen is cruciaal voor de ontwikkeling van therapeutische strategieën.
Doel van de studie
- Om de effecten van ligatie van de linker longslagader op bronchiale neovascularisatie te onderzoeken.
- Om een gedetailleerd chirurgisch protocol te bieden voor het induceren van ischemie.
- Om neovascularisatie te beoordelen via fluorescentie- en histologische methoden.
Gebruikte methoden
- Intubatie en ventilatie van geanestheseerde ratten.
- Thoracotomie om toegang te krijgen tot de linkerlongslagader.
- Ligatie van de linkerlongslagader.
- Herstel van de rat na de chirurgische ingreep voor evaluatie.
Belangrijkste resultaten
- Een succesvolle ligatie van de linker longslagader werd bereikt.
- Een toename van de neovascularisatie werd waargenomen in de linkerlong.
- Fluorescentiemetingen wezen op significante veranderingen na de ligatie.
- Histologische analyse bevestigde de ontwikkeling van de bronchiale circulatie.
Conclusies
- De ligatietechniek induceert effectief bronchiale neovascularisatie.
- Dit model kan worden gebruikt om de vasculaire respons van de longen op ischemie te bestuderen.
- De bevindingen kunnen bijdragen aan het begrip van longpathologieën en therapieën.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor het management
Kwantitatieve beoordeling van angiogenese in de ischemische ratlong biedt een robuust in vivo model voor het evalueren van vasculaire remodellering en neovascularisatie onder pathofysiologische omstandigheden. Deze aanpak maakt mechanische risicoreductie van therapeutische hypothesen gericht op longperfusie mogelijk en ondersteunt het voorspellend vertrouwen in vroegtijdige programma's voor vasculaire biologie. De translationele relevantie van het model ligt in het vermogen om systemische arteriële reacties na te bootsen die worden waargenomen bij humane pulmonale ischemie.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt onderzoek naar angiogene routes en cellulaire mechanismen mogelijk in een fysiologisch relevante longomgeving.
- Ondersteunt functionele doelwitvalidatie door neovascularisatie te kwantificeren na een gecontroleerde ischemische beschadiging.
- Faciliteert mechanistische risicoreductie voor kandidaatmoleculen die vasculaire groei of herstel moduleren.
Screening & Assayontwikkeling
- Biedt een gevalideerd in vivo-systeem voor het beoordelen van de angiogene respons op experimentele interventies.
- Maakt reproduceerbare kwantificering van de perfusie mogelijk met behulp van injectie van gelabelde microsferen en fluorescentie-uitlezingen.
- Ondersteunt de standaardisatie van assays voor de vergelijkende evaluatie van vaatmodulerende verbindingen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Sluit aan bij ziekterelateerde modellen van pulmonale ischemie en vasculaire remodellering.
- Maakt continuïteit mogelijk van ontdekking tot preklinische validatie van angiogenese-modulerende strategieën.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen voor verdere ontwikkeling op basis van kwantitatieve perfusie- en histologische eindpunten.
Pipeline- & Workflowintegratie
Dit model integreert in het continuüm van ontdekking tot preklinische fase voor vasculair gerichte therapieën en slaat een brug tussen vroege mechanistische studies en translationeel onderzoek naar longziekten.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing over angiogene mechanismen en systemische vasculaire adaptatie.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve perfusiemetingen voor de evaluatie van verbindingen.
- Analytics: Biedt fluorescentie- en histologische resultaten voor een robuuste statistische vergelijking van angiogene responsen.
- Translationeel onderzoek: Modelleert menselijk-relevante vasculaire remodellering als reactie op ischemie.
- Bedrijfsmatige hergebruik: Biedt een herbruikbaar in vivo platform voor diverse onderzoeksprogramma's naar vasculaire biologie en longonderzoek.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij de validatie van vasculaire targets en mechanistische studies.
- Operationele waarde: Standardiseert de in vivo beoordeling van angiogenese met reproduceerbare protocollen en kwantitatieve resultaten.
- Strategische waarde: Ondersteunt go/no-go-beslissingen voor vaatmodulerende kandidaten en vermindert biologische risico's in een laat stadium.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering mogelijk van programma's die gericht zijn op pulmonale vasculaire remodeling.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in kleine diersoorten chirurgie en vasculaire dissectie.
- Vereist toegang tot infrastructuur voor fluorescentie-imaging en histologische analyse.
- Noodzaak van standaardisatie van chirurgische en analytische protocollen tussen teams.
- Aanpassing kan nodig zijn voor verschillende diermodellen of vasculaire bedden.
- De complexiteit van de kwantificering vloeit voort uit de dubbele vasculaire voorziening in de long.
