Opisujemy protokół indukowania miażdżycy w korzeniu aorty myszy ApoE-/- karmionych dietą aterogenną, poprzez ciągłe uwalnianie aldosteronu. Opisano również metody charakteryzowania składu płytki nazębnej.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
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.
U 8-10 tygodniowych myszy Apo-/- wszczepiono minipompki do infuzji nośnika lub aldosteronu (Rycina 1E-1I), a następnie przez 4 tygodnie podawano im dietę aterogenną (dieta o dostosowanej kaloryczności, 42% tłuszczów). Po zakończeniu leczenia myszy uśmiercono i poddano perfuzji PBS oraz 10% formaliną, zgodnie z powyższym opisem. Korzeń aorty oddzielono od części szczytowej serca i zatopiono w OCT (Rycina 2
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.