Opisujemy protokół indukowania miażdżycy w korzeniu aorty myszy ApoE-/- karmionych dietą aterogenną, poprzez ciągłe uwalnianie aldosteronu. Opisano również metody charakteryzowania składu płytki nazębnej.
Artykuł metodologiczny
Opisujemy protokół indukowania miażdżycy w korzeniu aorty myszy ApoE-/- karmionych dietą aterogenną, poprzez ciągłe uwalnianie aldosteronu. Opisano również metody charakteryzowania składu płytki nazębnej.
Miażdżyca jest spowodowana przewlekłą reakcją zapalną wpływającą na śródbłonek naczyń krwionośnych i jest promowana przez kilka czynników, takich jak nadciśnienie, dyslipidemia i cukrzyca. Do tej pory istnieją dowody potwierdzające rolę krążącego aldosteronu jako czynnika ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych. Stworzono transgeniczne modele myszy w celu zbadania procesów komórkowych i molekularnych prowadzących do miażdżycy. W tym manuskrypcie opisujemy protokół, który wykorzystuje ciągły wlew aldosteronu u myszy ApoE-/- i generuje blaszki miażdżycowe w korzeniu aorty po 4 tygodniach leczenia. W związku z tym ilustrujemy metodę kwantyfikacji i charakterystyki zmian miażdżycowych na poziomie korzenia aorty. Wartością dodaną wlewu aldosteronu jest powstawanie zmian miażdżycowych bogatych w komórki lipidowe i zapalne po 4 tygodniach leczenia. Szczegółowo opisujemy procedury barwienia w celu ilościowego określenia zawartości lipidów i makrofagów w płytce nazębnej. Warto zauważyć, że w tym protokole przeprowadzamy osadzanie tkanki serca w OCT w celu zachowania antygenowości tkanki serca i ułatwienia wykrywalności interesujących nas antygenów. Analiza fenotypu blaszki miażdżycowej stanowi ważne podejście do badania patofizjologii rozwoju miażdżycy i identyfikacji nowych celów farmakologicznych dla rozwoju leków przeciwmiażdżycowych.
Miażdżyca jest jedną z głównych przyczyn śmiertelności i zachorowalności na całym świecie1. Charakteryzuje się przewlekłym stanem zapalnym, w którym naczynia krwionośne są naciekane przez lipidy i leukocyty, które decydują o tworzeniu się blaszek miażdżycowych. Większość ostrych zdarzeń sercowych jest związana ze zdarzeniami zakrzepowymi spowodowanymi pęknięciem blaszki miażdżycowej. Blaszki miażdżycowe podatne na pękanie są określane jako "wrażliwe" i charakteryzują się zwiększoną infiltracją leukocytów prozapalnych, martwiczego rdzenia i cienkiej włóknistej czapeczki 2. W ostatnich dziesięcioleciach badania kliniczne i eksperymentalne wyjaśniły złożoną patofizjologię choroby. Do zbadania mechanizmów molekularnych związanych z indukcją miażdżycy wykorzystano kilka modeli zwierzęcych3. Obecnie mysz jest najczęściej wykorzystywanym gatunkiem do badania miażdżycy, pomimo pewnych różnic gatunkowych istniejących w jej patofizjologii w porównaniu z ludźmi. W szczególności krążący cholesterol składa się głównie z lipoprotein o dużej gęstości (o właściwościach przeciwmiażdżycowych) w modelach mysich, podczas gdy u ludzi krążący cholesterol jest głównie transportowany w postaci lipoprotein o niskiej gęstości (LDL), co prawdopodobnie stanowi główny powód, dla którego myszy typu dzikiego nie rozwijają spontanicznej miażdżycy4. Co więcej, myszy typu dzikiego są ogólnie odporne na wchłanianie cholesterolu z diety, podczas gdy ludzie wchłaniają około 50% cholesterolu w diecie4. Aby przezwyciężyć te ograniczenia, stworzono kilka genetycznie zmodyfikowanych modeli myszy. Szeroko stosowane są myszy z niedoborem apolipoproteiny E (ApoE−/−) i myszy z niedoborem receptora LDL (LDLr−/−). Na diecie wysokotłuszczowej i wysokiej cholesterolu myszy ApoE−/− rozwijają płytkę nazębną szybciej w porównaniu z myszami LDLr−/− i z tego powodu stosowanie myszy ApoE−/− jest bardziej rozpowszechnione niż myszy LDLr−/−myszy5,6. U myszy ApoE−/− zmiany chorobowe rozwijają się na każdym etapie miażdżycy i są one porównywalne do tych obserwowanych u ludzi, chociaż blaszki mysie nie wykazują niestabilnego fenotypu7. Ogólnie rzecz biorąc, myszy ApoE−/− spontanicznie rozwijają miażdżycę, a proces ten jest przyspieszany przez zachodnią dietę3. Nasilenie miażdżycy można ocenić na poziomie tętnicy szyjnej, płucnej, udowej i ramienno-głowowej oraz korzenia aorty6. W szczególności korzeń aorty stanowi anatomiczne miejsce podatne na rozwój zmian miażdżycowych u myszy. Z tego powodu powszechną praktyką jest ocena powstawania blaszek miażdżycowych w tym regionie.
Kilka badań wykazało, że aldosteron jest zamieszany w rozwój miażdżycy8,9,10. Napar aldosteronu u myszy ApoE−/− karmionych dietą miażdżycową przyspiesza rozwój zmian miażdżycowych korzenia aorty, wywołując stan zapalny i tworzenie się płytki nazębnej bogatej w lipidy10.
Podsumowując, opisujemy protokół obejmujący infuzję aldosteronu, karmienie dietą aterogenną, osadzanie tkanek serca, kwantyfikację i charakterystykę zmian miażdżycowych u myszy ApoE-/-. Procedura ta sprzyja efektywnemu tworzeniu zapalnych, bogatych w lipidy blaszek miażdżycowych i stanowi cenny model do badania miażdżycy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badanie zostało zatwierdzone przez włoskie Narodowe Instytuty Opieki Zdrowotnej i Komitety Użytkowania, numer autoryzacji 493/2016-PR. Wszystkie procedury zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Wspólnoty Europejskiej dotyczącymi wykorzystywania zwierząt doświadczalnych (Dyrektywa Europejska 2010/63/UE).
Uwaga: Podskórne wszczepienie minipompy osmotycznej zawierającej nośnik (etanol w roztworze soli fizjologicznej) lub aldosteron (240 μg · kg-1 · d-1) u 8-10 tygodniowych samców myszy z niedoborem genu ApoE. Ogólnie rzecz biorąc, 8-10-tygodniowe samce myszy ApoE−/− ważą około 25-26 g.
1. Rozpuszczanie aldosteronu
2. Napełnianie i implantacja pompy osmotycznej
Uwaga: Pompy są dostarczane w dwóch oddzielnych częściach: głównym korpusie pompy i regulatorze przepływu.
3. Sekcja serca
4. Wycinanie odcinków korzenia aorty
5. Immunohistochemia
Uwaga: Wszystkie etapy barwienia opisane w poniższych protokołach są wykonywane w szklanych słoikach do barwienia Coplin.
6. Analiza obrazu zmian miażdżycowych w odcinkach korzenia aorty
Uwaga: Odcinki korzenia aorty barwione Oil Red O lub MAC3 lub przeciwciałem będącym przedmiotem zainteresowania mogą być analizowane za pomocą odpowiedniego oprogramowania (wskazanego w Tabeli Materiałów). Całkowita liczba pikseli zabarwionych dodatnio dla składnika będącego przedmiotem zainteresowania jest normalizowana do całkowitej powierzchni płytki nazębnej. Obrazy zostały zebrane i przeanalizowane przez badacza zaślepionego leczeniem.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W ciągu 8-10 tygodni myszy Apo-/- wszczepiono minipompy do infuzji nośnika lub aldosteronu (Rysunek 1E-1I) i karmione dietą aterogenną (dieta o dostosowanych kaloriach 42% z tłuszczu) przez 4 tygodnie. Pod koniec leczenia myszy zostały poddane eutanazji i perfuzji PBS i 10% formaliny, jak opisano powyżej. Korzeń aorty został oddzielony od wierzchołkowej części serca i osadzony w OCT (Ryc. 2). Przekroje korzeni aorty przyg...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Miażdżyca jest przewlekłą chorobą zapalną związaną z dużymi i średnimi naczyniami krwionośnymi, obejmującą interakcje między wieloma typami komórek, takimi jak makrofagi, limfocyty T, komórki śródbłonka i komórki mięśni gładkich1. Pomimo ograniczeń mysich modeli aterogennych, dostępnych jest wiele dowodów na temat procesu miażdżycowego. Modele te mają tę zaletę, że szybko generują kohorty eksperymentalne w określonym wieku i płci. Myszy wykazują również określone i jednorodne tło genetyczne.
<...Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez dotacje z włoskiego Ministerstwa Zdrowia (Ricerca Corrente, GR-2009-1594563 i PE-2011-02347070 dla M.C.)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Dieta o dostosowanych kaloriach (42 % z tłuszczu) | Envigo | TD.88137 | dieta miażdżycowa |
| Minipompa osmotyczna z rurką napełniającą | Alzet | model 1004 | do ciągłego realazy |
| Aldosteron | SIGMA | A9477 | hormon |
| Etanol | SIGMA | 34852-M | rozpuszczalnik |
| Alchol Preps nasycony 70% alkoholem izopropylowym | Kendal Webcol | 6818 | do dezynfekcji |
| (Vicryl 6.0) | Demas | 500004 | surgery |
| 10% maść powidonowa/jodowa | Aplicare-Meriden | 52380-0026-1 | Antyseptyczna |
| formalina 10% | SIGMA | HT5012 | do naprawy naczyń krwionośnych |
| Cryomold | Bio-Optica | 07-MP1515 | do zatapiania |
| O.C.T. Compound | Sakura Finetek | 4583 | do zatapiania |
| Cryostat | Przyrząd Leica | CM1900 | do cięcia |
| buforowego | Dulbecco's Phosphat Buffered Saline | Aurogene | AU-L0615-500 |
| Szkiełka adhezyjne Polisyna | VWR | 631-0107 | okulary mikroskopowe |
| Okulary nakrywkowe | Bio-Optica | 72015 | |
| Formaldehyd 37% | SIGMA | 252549 | rozpuszczalnik |
| Roztwór czerwieni olejowej O (0,5 % w izopropanolu) | SIGMA | O1391 | roztwór barwiący |
| Mayer' s Hematoksylina | SIGMA | MHS32 | roztwór barwiący |
| Bufor myjący | z węglanu litu | SIGMA | 62470 |
| Wodne medium montażowe | Thermo Scientific | TA-125-AM | roztwór montażowy |
| Aceton | SIGMA | 179124 | rozpuszczalnik |
| kwasu fosfomolibdenowego | SIGMA | HT153 | do histologii |
| Czerwień bezpośrednia 80 (Picrosirius czerwony) | SIGMA | 365548 | roztwór barwiący |
| Bio Clear (środek klarujący pochodzenia terpenowego) | Bio-Optica | 06-1782D | produkt do przygotowania próbek histologicznych |
| Eukitt Szybkoutwardzalne medium montażowe (Poli(metakrylan butylu-ko-metakrylan metylu) | SIGMA | 3989 | montażowy |
| Dodecyl Siarczan Sodu | Fluka | 71725 | w proszku |
| Roztwór nadtlenku wodoru (30 %) | SIGMA | H1009 | |
| roztwór Vectorstain ABC KIT zawierający: anty-królicze IgG ABC, normalna surowica królicza, Wtórnie biotynylowana anty-Rat IgG, | Vector Laboratories | PK-6100 | roztwór barwiący |
| 3-amino-9-etylokarbazol | Vector Laboratories | SK-4200 | barwiący |
| Przeciwciało Mac3 | BD Biosciences | 553322 | przeciwciało |
| Oprogramowanie ImagePro Premier 9 | Media Cybernetics | 050910000-2534 | do analizy obrazów |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie