Summary
Bu protokol, ateroskleroz ile miyokard iskemisini şiddetlendiren partikül maddeye (PM) maruz kalan kompozit bir hayvan modelini tanımlamaktadır.
Abstract
Hava kirliliğinin neden olduğu sağlık sorunları (özellikle partikül kirliliği), özellikle kardiyovasküler hastalık hastaları arasında, karmaşık bozuklukları ağırlaştıran ve kötü prognoza neden olan giderek daha fazla dikkat çekmektedir. Basit miyokard iskemisi (MI) veya partikül madde (PM) maruziyet modeli, birden fazla nedeni olan hastalıkların bu tür çalışmaları için uygun değildir. Burada, PM maruziyeti, ateroskleroz ve miyokard iskemisini birleştiren kompozit bir model oluşturmak için bir yöntem tanımlanmıştır. ApoE − / - fareler ateroskleroz geliştirmek için 16 hafta boyunca yüksek yağlı bir diyetle beslendi, PM'nin pulmoner maruziyetini simüle etmek için PM standart süspansiyonunun trakeal instilasyonu yapıldı ve sol ön inen koroner arter son maruziyetten bir hafta sonra bağlandı. PM'nin trakeal instilasyonu, akut akciğer maruziyetini simüle ederken, deneyin maliyetini önemli ölçüde azaltabilir; noninvaziv trakeal entübasyon ile klasik sol ön inen arter ligasyonu ve yeni bir yardımcı genişleme cihazı hayvanın hayatta kalma oranını sağlayabilir ve operasyonun zorluğunu azaltabilir. Bu hayvan modeli, hastanın hava kirliliği ile ağırlaşan miyokard enfarktüsünün patolojik değişikliklerini makul bir şekilde simüle edebilir ve birden fazla nedeni olan hastalıkları içeren çalışmalarla ilgili hayvan modellerinin inşası için bir referans sağlayabilir.
Introduction
Hava kirliliği, yüksek tüm nedenlere bağlı mortalite ile ilişkilendirilmiştir ve su kirliliği, toprak kirliliği ve mesleki maruziyetin toplamından daha fazla hastalık yüküne katkıda bulunmuştur1. DSÖ'nün bir raporu, dış hava kirliliğinin 2016 yılında dünya çapında hem şehirlerde hem de kırsal alanlarda 4,2 milyon erken ölüme neden olduğunu ortaya koymuştur2. Dünya çapında insanların% 91'i, hava kalitesinin DSÖ kılavuz sınırlarını aştığı yerlerde yaşamaktadır2. Ayrıca, ince partikül madde (PM) (≤2.5 μm çapında, PM2.5), küresel halk sağlığı3, özellikle düşük gelirli ve orta gelirli ülkelerin şehirlerinde yaşayan insanlar için en önemli hava kirliliği tehdidi olarak kabul edilmektedir.
Hava kirliliğinin kardiyovasküler hastalıklar üzerindeki olumsuz etkileri daha fazla ilgiyi hak etmektedir. Önceki çalışmalar, PM'nin kardiyovasküler hastalık (CVD'ler) riskinin artmasına yol açtığını göstermiştir4. Birkaç saat boyunca yüksek konsantrasyonlarda ultra ince partiküllere maruz kalmak, miyokard enfarktüsü mortalitesinin artmasına neden olabilir. Miyokard enfarktüsü öyküsü olan kişiler için, ultra ince parçacıklara maruz kalmak, nüks riskini önemli ölçüde artırabilir5. Ayrıca, PM maruziyetinin ateroskleroz6'nın ilerlemesini hızlandırdığı genel olarak kabul edilmektedir.
Tıbbi araştırmalar için uygun bir hayvan modeli seçmek çok önemlidir. Basit ateroskleroz hayvan modelleri7, miyokard iskemisi hayvan modelleri8 ve PM maruziyeti hayvan modelleri9 zaten mevcuttur. ApoE−/− (apolipoprotein E nakavt edilmiş) fare, ateroskleroz çalışmalarında kullanılan geleneksel bir fare modelidir. ApoE-/- farelerde plazma lipoproteinlerini temizleme yeteneği ciddi şekilde bozulmuştur. Yüksek yağlı diyetle beslenme, insanlarda gözlenen aterosklerotik kalp hastalığının diyet bağımlılığına benzeyen şiddetli ateroskleroza neden olur7. Sol anterior inen koroner arterin (LAD) ligasyonuiskemik olayı indüklemek için klasik bir yöntemdir 8,10. Trakeal infüzyon birçok araştırmada kullanılmıştır ve daha iyi simülasyonu ve daha düşük maliyeti nedeniyle maruzkalma modellerinden 11,12 öne çıkmaktadır.
Bununla birlikte, tek hastalığın hayvan modellerinin bilimsel araştırmalarda önemli sınırlamaları vardır. Sadece LAD ligasyonu ile indüklenen miyokard iskemisi gerçek durumda simüle edilmez. Doğal durumda, miyokard iskemisi genellikle plak rüptürü ve tıkalı koroner arterlerden kaynaklanır13. İskemik kardiyomiyopatili hastalarda genellikle aterosklerotik bazik lezyonlar vardır13. Ayrıca vücutta anormal lipid metabolizması ve inflamatuar reaksiyonlar vardır14. Bu nedenle, fiziksel faktörlerin neden olduğu veya doğal koşullar altında iskeminin farklı patolojik bulguları vardır. Mevcut çalışmalar aterosklerozlu miyokard iskemisi modellerinde enfarktüs ve inflamasyonun daha şiddetli olduğunu göstermiştir15,16. PM maruziyeti, inflamasyonu ve oksidatif stresi indükleyerek ateroskleroz ve miyokard iskemisini daha da kötüleştirebilir1. Üç faktör genellikle doğal durumda bir arada bulunur, bu nedenle gerçek durum bileşik bir model kullanılarak daha iyi simüle edilebilir.
Bu protokol, ateroskleroz (AS) ve PM akut maruziyetini birleştiren bir miyokard iskemisi (MI) hayvan modelinin geliştirilmesini açıklar. ApoE-/-- fareler, aterosklerozu indüklemek için yüksek yağlı bir diyetle beslendi. PM'nin pulmoner maruziyeti, PM süspansiyonunun trakeadan damlatılması ile taklit edildi. Farelerde LAD'nin bağlanması miyokard iskemisini indüklemek için kullanıldı. Bu yöntemler, hastalık durumunu daha iyi simüle etmek ve hayvanların hayatta kalma oranını artırmak için birleştirildi ve optimize edildi. Büyük bir maruz kalma ünitesine veya gaz anestezi makinesine gerek yoktur, bu da deneyin gerçekleştirilmesini kolaylaştırır. Bu model, hava kirliliğinde PM maruziyetinin ateroskleroz ve iskemik kardiyomiyopati üzerindeki etkisini incelemek ve bu tür karmaşık faktörlere sahip hastalıkları tedavi etmek için geliştirilen yeni ilaçlar üzerinde araştırma yapmak için kullanılabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Burada açıklanan tüm hayvan faaliyetleri, Çin Materia Medica, Çin Tıp Bilimleri Akademisi Enstitüsü Hayvan Etiği Komitesi tarafından onaylanmıştır. Çalışma için 6-8 haftalık erkek ApoE-/- fareler (C57BL/6 arka plan) kullanıldı.
1. Deneysel hazırlık
- Tribromoetanol anesteziklerini hazırlayın (15 mg / mL): 0.75 g tribromoetanol, 1 mL tert-amil alkol içinde çözün (bkz. Tamamen çözündükten sonra, steril salin ile 50 mL'ye kadar seyreltin. Çözeltiyi steril bir kapta 4 ° C'de saklayın ve ışığa maruz kalmaktan kaçının.
NOT: Bu protokolde, hayvanların optimal anestezi iyileşme süresi ve hayatta kalma oranı nedeniyle tribromoetanol kullanılmıştır. Anestezi rejimini seçerken yerel hayvan etik komitesinin tavsiyelerine uyun. - PM süspansiyonunu hazırlayın: 10 mL santrifüj tüplerinde 5 mg DPM ( Dizel partikül madde, bkz. 5 mL normal salin ekleyin ve iyice karıştırmak için tüpü baş aşağı çevirin. Tüpü kapatmak için parafin film kullanın ve daha sonra ultrasonik kırılma için 2-3 saat (40KHz, 80w) için ultrasonik temizleyiciye koyun.
NOT: Süspansiyon homojen olmalı ve partikül aglomeralarından arındırılmış olmalıdır. Kullanmadan önce iyice çalkalayın.
2. Farelerde ateroskleroz indüksiyonu
- Fareleri 12 hafta boyunca yüksek yağlı bir diyetle (yumurta sarısı tozu% 10, domuz yağı% 10, sterol% 1, bakım yemi% 79, Malzeme Tablosuna bakınız) besleyin.
- Aterosklerozun ilerlemesini tahmin etmek için, rastgele 2-3 fare seçin ve ultrason görüntüleme veya doğrudan anatomik gözlem ile aort arkında bir plak olup olmadığını kontrol edin17.
NOT: Anatomik gözlem için, hayvanlar rastgele örnekleme ile seçildi ve anestezi sonrası ötenazi yapıldı. Daha sonra göğüs boşlukları açıldı ve kan damarları doğrudan görselleştirildi. Anatomik gözlem genellikle daha güvenilirdir, çünkü ultrason görüntüleme tüm plakları tespit edemeyebilir. - Ateroskleroz oluştuğuna karar verdikten sonra, fareleri bir sonraki adım için hazırlayın.
3. Orotrakeal entübasyon ve partikül madde akut maruziyeti
NOT: PM, 12 haftalık yüksek yağlı beslenmeden sonra 4 hafta boyunca haftada bir kez maruz kalacak ve sürekli olarak yüksek yağlı bir diyet verilecektir.
- Üst kenardan 1,5 cm uzağa sabitlenmiş bir lastik bantla bir diseksiyon panosu hazırlayın (bkz. Diseksiyon panosunu masa düzleminden 60° açıyla sabitleyin.
- İntraperitoneal enjeksiyonla tribromoetanol anestezik kullanarak fareyi anestezi altına alın (her 10 g vücut ağırlığı için 0.1 mL). 2-3 dakika sonra, doğru bir refleks olup olmadığını kontrol etmek için fareyi çevirin. Sedasyonu onaylamak için bir ayak parmağı sıkışması yapın. Gözlere steril yağlama bırakın.
- Diseksiyon panosunu alkollü mendillerle dezenfekte edin.
- Anestezi uygulanan fareyi tahta üzerinde sırtüstü pozisyonda yerleştirin ve üst kesici dişleri lastik banda bağlayın.
- Esnek bir boruya sahip küçük bir LED spot ışığı kullanın (bkz. Işığı, aksiller çizginin orta noktasında bulunan trakeaya odaklayın.
- Farenin ağzına küçük bir steril pamuklu çubuk koyun, ardından dili dışarı çıkarmak için çubuğu yuvarlayın.
- Dili tutun ve ağız boşluğunu, farenksi ve trakeayı aynı uzunlamasına yönde yapmak için yavaşça yukarı çekin. Trakeanın girişi olan glottis, her nefeste açılıp kapanan parlak bir nokta olarak gösterilecektir.
- Dili nazikçe tutmaya devam edin. Kanülü (22 G) glottis'i hedefleyerek farenin trakeasına yerleştirin, kanül trakeaya yerleştirildikten sonra iğne çekirdeğini çekin.
- Tüpün sütüzde doğru olup olmadığını test etmek için az miktarda normal salin içeren bir pipet tabancası kullanın. Tüp doğru konumdaysa, pipet tabancasındaki sıvı sütunu her nefeste zıplayacaktır.
- 50 μL DPM süspansiyonunu (adım 1.2'de hazırlanan) pipet tabancasıyla tüpe bırakın. Süspansiyon, nefes alırken farenin akciğerlerine doğal olarak solunacaktır.
NOT: Düzgün nefes almayı sağlamak için, fareye 10 s arayla DPM süspansiyonunun iki katını (bir kereliğine 25 μL) vermek daha iyidir. - PM maruziyetinden sonra evcil hayvan konut iğnesini çıkarın. Farenin bilincini yeniden kazanana kadar (10-20 dakika) ısıtma pedleri üzerinde kalmasını bekleyin ve ardından ev kafesine geri yerleştirin.
4. Koroner arter ligasyonu
NOT: Miyokard İskemisi modelleme operasyonu (koroner arter ligasyonu) 16. haftada yapılır .
- Cerrahi aletler hazırlayın. Otoklavlamadan sonra, tüm cerrahi aletleri kapalı bir alet kutusunda saklayın. Ameliyattan önce 20-30 dakika boyunca% 75 alkole batırın.
- Ameliyat platformunu oluşturun. Uygun platform eğimini elde etmek için, bir hücre kültürü çanak kapağı (150 mm x 25 mm) kullanın. 0-0 ipeği (10-15 cm uzunluğunda) ikiye katlayın ve bir süspansiyon döngüsü oluşturmak için bant kullanarak ipliğin uçlarını eğimli platformun üstüne takın.
- Adım 3.2'de açıklanan prosedürü izleyerek fareleri anestezi altına alın.
NOT: Her tribromoetanol uygulaması arasında 1 haftalık bir aralık sağlanmalıdır. - Platformu alkollü mendillerle dezenfekte edin.
- Fareyi entübasyon platformunda sırtüstü konuma getirin ve üst kesici dişleri adım 4.2'de açıklanan süspansiyon döngüsüne bağlayın. Kuyruğu, uzuvları ve bıyıkları bantlayın.
- Ameliyattan önce sol göğsün kıllarını ve bitişik sağ göğsün bir kısmını epilasyon kremi ile çıkarın.
- Adım 3.4-3.8'de açıklanan prosedürü izleyerek farelerde orotrakeal entübasyon uygulayın.
- Evcil hayvan konut iğnesini bir hayvan vantilatörüne bağlayın (bkz. Ventilatör ayarı: solunum hızı - 120 kez / dak; inhalasyon/solunum oranı - 1:1.1; gelgit hacmi - 1.7 mL.
- Dezenfekte etmek için cildi iyodofor ve alkol ile silin.
- Kalbi açığa çıkarın. Oftalmik makasla 0,5-1 cm kesilmiş bir cilt yapın ve kaburgaları açığa çıkarmak için kasları (pektoral yüzeysel kas ve serratus anterior kas) destekleyin. Kaburgayı oftalmik cımbızla (kancalı) kelepçeleyin ve ardından üçüncü interkostal boşlukta küçük bir kesim yapın (bkz. Ev yapımı göğüs açma aletleri ile bir çalışma penceresi yapın.
NOT: Cilt kesimi, ksifoid proses ve aksilla hattının yaklaşık üçte birinde bulunur. - Perikard zarlarını sökün. Daha sonra 4.11-4.14 adımlarını izleyerek LAD'yi yetkilendirmek mümkündür.
NOT: Pulmoner loblar görüşü engelliyorsa, küçük bir steril pamuklu çubukla kalbin arkasına itin. - İlk başta, LAD'yi bulun.
- Steril 6-0 ipek sütürü mikrovasküler hemostatik forseps kullanarak bir iğne ile tutun (bkz. İpeği, koroner arterin bulunduğu bölgedeki 2 mm genişliğinde bir miyokarddan geçirin.
NOT: Sadece LAD'yi kandırmaya çalışmayın, bu da majör intraoperatif kanamaya neden olabilir. - Doku kırılmasını önlemek için ligatür ve miyokard dokuları arasına kısa bir steril 5-0 ipek parçası yerleştirin.
- LAD'yi ve etrafındaki küçük miyokard demetini sıkıca bağlayın. Sol ventrikülün (LV) ön duvarı soluklaştığında ligasyon başarılı kabul edilir; ST-segment yükselmesi, bir elektrokardiyogram makinesi bağlıysa aynı anda gözlemlenebilir.
- Havayı göğüsten yavaşça sıkın. İnterkostal kasları ve cildi steril 5-0 ipek ile sırayla dikiştirin.
NOT: Göğüsten havayı sıkmak için, akciğer genişlemesi anında göğsü kapatın ve ortadaki göğüs kafesini hafifçe sıkmak ve havanın son dikişin ötesinden kaçmasına izin vermek için işaret ve orta parmakları kullanın. Şırıngalar göğüs gazını çıkarmak için de kullanılabilir.
NOT: Basit kesilmiş dikiş tavsiye edilir, çünkü fareler uyanıkken ipeği kemirebilirler.
5. Kurtarma
- Ameliyattan sonra tüm kan lekelerini temizleyin, aksi takdirde fare başkaları tarafından saldırıya uğrar.
- Fareyi yanal yaslanmış bir konumda bir ısıtma yastığına yerleştirin. Fare işaretlerini anesteziden iyileşene kadar 5-20 dakika boyunca sürekli izleyin. İzleme süresi vücudun durumuna bağlıdır.
NOT: Fareler yanal yaslanmış pozisyonda daha kolay nefes alırlar. - Sağ refleks geri kazanıldıktan sonra, fareleri yiyecek ve su şişesi ile bir ısıtma yastığı üzerindeki kurtarma kafeslerini temizlemek için aktarın. Farenin hayatta kalmasını sağlamak için 15-30 dakika izlemeye devam edin. Tamamen özerk bir şekilde hareket etmeden önce fareyi diğerlerinden uzak tutun.
- Yara enfeksiyonunu önlemek için, penisilin sodyumunu istenen doza göre kas içinden enjekte edin (1.00.000-1.50.000 U / kg). Ayrıntılar için lütfen dozaj dönüşümü için ilaç etiketlemesine bakın.
- Fareyi tekrar ev kafesine yerleştirin. Örnek toplamadan önce bir sonraki 24 saat boyunca izlemeye devam edin. Uzun süreli deneyler için analjezikleri uygulayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Fareler koroner arter ligasyonundan 24 saat sonra ötenazi yapıldı ve anesteziden sonra kan toplandı. Fareler tribromoetanol (adım 3.2'ye göre) ile uyuşturuldu ve kan örneği retroorbital sinüsten toplandı. Kalp toplandı ve İskemi derecesi 2,3,5-Trifeniltetrazolyum Klorür (TTC) boyama ile incelendi (Şekil 1). TTC süksinat dehidrogenaz ile reaksiyona girdiğinde normal dokular kırmızıya dönerken, iskemik dokular azalmış dehidrogenaz aktivitesi nedeniyle soluk kalır18. MI + PM grubunun kalbi, MI grubununkinden daha büyük bir enfarktüs alanına sahiptir.
Şekil 2'de aorttaki plaklar yağ kırmızısı O boyamasıile 17,19'u göstermektedir. Yağ kırmızısı O, dokulardaki trigliseritler gibi nötr yağları tam olarak renklendirebilir17. Resimdeki kırmızı lekeler plakları gösterir. AS + PM grubunun aortunda AS grubundan daha fazla plak vardı. Şekil 3, bahsedilen ev yapımı göğüs açma aletlerini ve kullanımını göstermektedir.
Şekil 1: Fare kalp dokusunda TTC boyama testi. Enfarktüs bölgesi beyaz gösterir. PM maruziyeti ağırlaştırılmış miyokard iskemisi. Sham: MI ameliyatı veya PM maruziyeti geçirmedi; MI: MI ameliyatı geçirdi ancak PM maruziyeti yoktu; MI + PM: Hem MI ameliyatı hem de PM maruziyeti yaşadı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Resim 2: ApoE-/-fare aortunun Yağ Kırmızısı O boyamasının temsili örnekleri. Aorttaki plak kırmızıya boyandı. Yüksek yağlı beslenme, ApoE-/- farelerde ateroskleroza yol açtı ve PM maruziyeti aterosklerozu ağırlaştırdı. Sham: normal diyete sahip vahşi tip fareler; AS: ApoE-/- yüksek yağlı diyete sahip fareler; AS + PM: ApoE - / - yüksek yağlı bir diyete sahip fareler, PM maruziyetinden muzdaripti. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Resim 3: Ev yapımı göğüs açma aletleri. Kullanımdayken bir çalışma penceresi açmak için göğüs açma aletlerini çapraz yerleştirin. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Kompozit bir hayvan modelinin kurulması, tek MI modelinden biraz farklıdır. Yüksek bir hayatta kalma oranını korumak, kompozit modelin geliştirilmesinde zordur. ApoE-/- farelerde aterosklerozun şiddeti, yüksek yağlı beslenme süresi7'nin uzatılmasıyla daha şiddetli hale gelir ve farelerin zayıflığı mortalitenin artmasına neden olur. Bu nedenle, deney sırasında farelerin durumunu sürekli izlemek ve aterosklerozu indükleme süresini deneyin ihtiyaçlarına göre ayarlamak gerekir.
PM maruziyeti, farelerin hayatta kalma oranı üzerinde çok az etki gösterebilir. Ancak trakeal entübasyonun tekrarlanması, farelerde20 ağız içi kanamaya ve ödeme neden olacak ve bu da sonraki deneylerin zorluğunu artıracaktır. Bu nedenle entübasyon işlemini özenle uygulamak gerekir. Mümkün olduğunca az denemede doğru pozisyonu bulmaya çalışın. Bu deneyde uzun bir süreye ihtiyaç duyulduğundan, farenin uzun kesici dişlerinin kısaltılması gereklidir. Farenin uzun kesici dişlerinin budanmasından kaçınılması gereken operasyonlar sırasında, endotrakeal entübasyon dahil; aksi takdirde, keskin kesici dişler fare dilini çizebilir ve kanamaya neden olabilir.
LAD ligasyon cerrahisi farelerin hayatta kalma oranını etkiler. LAD koroner arterinin klasik ve konservatif intratorasik ligasyonu, daha az eğitim maliyeti ile ameliyat sonrası daha iyi uzun süreli sağkalım elde etmek için 'Verimli Model'10 (kalbi göğüsten sıkan bir yöntem) yerine ihtiyatlı bir şekilde seçilmiştir.
Operasyondaki en kritik esaslar anestezi yapmak, farenin nefes almasını sağlamak ve kanamayı önlemektir. Pentobarbital ile karşılaştırıldığında, tribromoetanol farelerin hayatta kalma oranını önemli ölçüde artırabilir. Anesteziden 2-5 dakika sonra fare bilinçsiz hale gelir ve bu durum genellikle operasyonun sonuna kadar sürer. Fare uyanırsa, 0.05 mL'lik ek bir anestezik enjeksiyonu uygulanır.
Göğüs boşluğu açıldıktan sonra, ventilatör tamamen bağlanmalıdır. Trakeal entübasyon ortada düşerse, göğüs boşluğu derhal hemostatik forseps ile kapatılmalıdır ve ventilatörün yeniden bağlanmasından sonra deneye devam edilebilir. Ameliyat sırasında kanamadan kaçınılmalıdır. Kanama süreci açık göğüste, perikardın çıkarılmasında ve LAD bağlanmış olarak ortaya çıkma eğilimindedir. Kanama meydana gelirse, kanı pamuklu çubuklarla çıkarın. Göğüs boşluğunu kapatırken egzoz tamamen sıkılmalı veya göğüs kapalıyken göğüs tüpü8 kullanılmalıdır.
Farelerde PM maruz kalma yöntemi esas olarak maruz kalma kulesi21, kuyruk damarı enjeksiyonu22 ve trakeal damlama23'ü içerir. Maruz kalma kulelerinin büyük maliyetleri vardır (pahalı ekipman ve büyük PM tüketimi nedeniyle), kuyruk damarı enjeksiyonu ise PM maruziyetinin doğal modelinden oldukça farklıdır. Trakeal damla uzlaşmacı bir yoldur. PM maruziyeti altında nefes alma ile karşılaştırıldığında, trakeal damlama pasif bir maruz kalma sürecidir. PM'nin trakea ve akciğerlerdeki dağılımı doğal durumdan farklı olabilir. Ancak klasik bir yöntem olarak, trakeal damlama nicel olarak doğrudur ve uygulanması kolaydır9. Burun damlatma daha az zararlı olmasına rağmen, burun damlatma üzerine, süspansiyonun bir kısmı akciğerlere girebilir, bazıları sindirim sistemine girebilir ve bazıları burun boşluğunda kalacaktır. PM süspansiyonunun hepsi akciğerlere girmeyeceğinden, burun damlatma hava kirliliğine maruz kalmayı simüle edemez. Buna karşılık, partikül maddenin trakeaya enjekte edilmesi, tüm partikül maddelerin doğrudan akciğerlere girmesini sağlar. Ek olarak, burun boşluğu daha küçüktür ve istenen dozu elde etmek için süspansiyonun daha yüksek bir konsantrasyonunu gerektirir, bu da uygulanan ortalama dozu kontrol etmeyi zorlaştırır.
Mevcut protokol belirli sınırlamalardan muzdariptir. Trakeal damlatmada kullanılan PM süspansiyonunun hammaddeleri, dizel motorlardan standart bir partikül maddedir. Esas olarak PM'nin ana bileşenlerinden biri olan polisiklik aromatik hidrokarbonlar içerir. PM'nin atmosferden kimyasal bileşenleri arasında nitratlar, sülfatlar, elemental, organik karbon, organik bileşikler (örneğin, polisiklik aromatik hidrokarbonlar), biyolojik bileşikler (örneğin, endotoksin, hücre parçaları) ve metaller (örneğin, demir, bakır, nikel, çinko ve vanadyum)24. Partikül madde standardı, havadaki partikül maddeden farklı olabilir, bu da mükemmel bir seçim değildir. Partikül maddenin bileşimi bölgeye, iklime ve mevsime göre değişir. Bu nedenle, havadan toplanan PM belirsizdir ve deneylerin aynı sonuçlarla tekrarlanmasının zor olmasına neden olur. PM standartlarını kullanmak, araştırmaya daha iyi tekrarlanabilirlik sağlayabilir.
Toplamda, partikül madde maruziyetini takiben ateroskleroza bağlı olarak ortaya çıkan bir miyokard iskemisi modeli tanımlanmıştır. Bu model, hava kirliliğinin kardiyovasküler hastalıklar üzerindeki etkisini incelemek ve karmaşık hastalıkların bir hayvan modelini oluşturmak için bir referans sağlamak için kullanılabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların beyan etmek için rekabet eden finansal çıkarları yoktur.
Acknowledgments
Bu model, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No. 81673640, 81841001 ve 81803814) ve Çin'in Yenilikçi İlaç için Büyük Ulusal Bilim ve Teknoloji Programı (2017ZX09301012002 ve 2017ZX09101002001-001-3) desteğiyle geliştirilmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2,2,2-Tribromoethanol | Sigma-Aldrich | T48402 | |
| 75% alcohol disinfectant | |||
| Animal ventilator | Shanghai Alcott Biotech | ALC-V8S | |
| Cotton swabs | Sterile | ||
| Cotton swabs for babies | Sterile , Approximately 3 mm in diameter | ||
| Culture Dish | Corning | 430597 | 150 mm x 25 mm |
| Diesel Particulate Matter | National Institute of Standards Technology | 1650b | |
| Dissection board | About 25 x 17 cm. The dissecting board can be replaced with a wooden board of the same size | ||
| High-fat diet for mice | Prescription: egg yolk powder 10%, lard 10%, sterol 1%, maintenance feed 79% | ||
| Iodophor disinfectant | |||
| LED spotlight | 5 V, 3 W,with hoses and clamps | ||
| Medical silk yarn ball | Shanghai Medical Suture Needle Factory Co., Ltd. | - | 0-0 |
| Medical tape | 3M | 1527C-0 | |
| Micro Vascular Hemostatic Forceps | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | W40350 | |
| Needle Holders | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | JC32010 | |
| Normal saline | |||
| Ophthalmic Scissors | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | Y00040 | |
| Ophthalmic tweezer, 10cm, curved, with hooks | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | JD1080 | |
| Ophthalmic tweezer, 10cm, curved, with teeth | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | JD1060 | |
| Pipet Tips | Axygen | T-200-Y-R-S | 0-200 μL |
| Pipette | eppendorf | 3121000074 | 100 uL |
| Safety pin | Approximately 4.5 cm in length , for making chest opening tools | ||
| Small Animal I.V. Cannulas | Baayen healthcare suzhou | BAAN-322025 | I.V CATHETER 22FG x 25 MM |
| Suture needle with thread | Shanghai Medical Suture Needle Factory Co., Ltd. | - | 6-0,Nylon line |
| Suture needle with thread | JinHuan Medical | F503 | 5-0 |
| Syringe | 1 mL | ||
| Tert-amyl alcohol | |||
| Zoom-stereo microscope | Mshot | MZ62 |
References
- Al-Kindi, S. G., Brook, R. D., Biswal, S., Rajagopalan, S. Environmental determinants of cardiovascular disease: lessons learned from air pollution. Nature Reviews: Cardiology. 17 (10), 656-672 (2020).
- WHO. Ambient (outdoor) Air Pollution. WHO. , Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health (2021).
- Kim, K. H., Kabir, E., Kabir, S. A review on the human health impact of airborne particulate matter. Environment International. 74, 136-143 (2015).
- Rajagopalan, S., Al-Kindi, S. G., Brook, R. D. Air pollution and cardiovascular disease: JACC State-of-the-Art Review. Journal of the American College of Cardiology. 72 (17), 2054-2070 (2018).
- Wolf, K., et al. Associations between short-term exposure to particulate matter and ultrafine particles and myocardial infarction in Augsburg, Germany. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 218 (6), 535-542 (2015).
- Sun, Q., Hong, X., Wold, L. E. Cardiovascular effects of ambient particulate air pollution exposure. Circulation. 121 (25), 2755-2765 (2010).
- Emini Veseli, B., et al.
- Reichert, K., et al. Murine Left anterior descending (LAD) coronary artery ligation: An improved and simplified model for myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (122), e55353 (2017).
- Lei, J., et al. The acute effect of diesel exhaust particles and different fractions exposure on blood coagulation function in mice. International Journal of Environmental Research and Public Health. 18 (8), 4136 (2021).
- Gao, E., et al. A novel and efficient model of coronary artery ligation and myocardial infarction in the mouse. Circulation Research. 107 (12), 1445-1453 (2010).
- Pei, Y. H., et al. LncRNA PEAMIR inhibits apoptosis and inflammatory response in PM2.5 exposure aggravated myocardial ischemia/reperfusion injury as a competing endogenous RNA of miR-29b-3p. Nanotoxicology. 14 (5), 638-653 (2020).
- Jia, H., et al. PM2.5-induced pulmonary inflammation via activating of the NLRP3/caspase-1 signaling pathway. Environmental Toxicology. 36 (3), 298-307 (2021).
- Vogel, B., et al.
- Libby, P.
- Zhou, Z., et al. Excessive neutrophil extracellular trap formation aggravates acute myocardial infarction injury in Apolipoprotein E deficiency mice via the ROS-dependent pathway. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019, 1209307 (2019).
- Pluijmert, N. J., Bart, C. I., Bax, W. H., Quax, P. H. A., Atsma, D. E. Effects on cardiac function, remodeling and inflammation following myocardial ischemia-reperfusion injury or unreperfused myocardial infarction in hypercholesterolemic APOE*3-Leiden mice. Scientific Reports. 10 (1), 16601 (2020).
- Centa, M., Ketelhuth, D. F. J., Malin, S., Gistera, A.
- Benedek, A., et al. Use of TTC staining for the evaluation of tissue injury in the early phases of reperfusion after focal cerebral ischemia in rats. Brain Research. 1116 (1), 159-165 (2006).
- Mehlem, A., Hagberg, C. E., Muhl, L., Eriksson, U., Falkevall, A. Imaging of neutral lipids by oil red O for analyzing the metabolic status in health and disease. Nature Protocols. 8 (6), 1149-1154 (2013).
- Nelson, A. M., Nolan, K. E., Davis, I. C.
- Zheng, Z., et al. Exposure to fine airborne particulate matters induces hepatic fibrosis in murine models. Journal of Hepatology. 63 (6), 1397-1404 (2015).
- Bai, N., van Eeden, S. F. Systemic and vascular effects of circulating diesel exhaust particulate matter. Inhalation Toxicology. 25 (13), 725-734 (2013).
- Furuyama, A., Kanno, S., Kobayashi, T., Hirano, S. Extrapulmonary translocation of intratracheally instilled fine and ultrafine particles via direct and alveolar macrophage-associated routes. Archives of Toxicology. 83 (5), 429-437 (2009).
- Brunekreef, B., Holgate, S. T.
