Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти в мире с ишемической болезни сердца и инсульта приходится один из каждых четырех смертей1. Большинство случаев вызваны атеросклерозом, заболеванием, характеризующимся медленным накоплением липидных бляшек с признакамихронического воспаления в крупных и средних артериях 2. Болезнь обычно остается незамеченной в течение нескольких десятилетий, пока разрыв или эрозия бляшки вызывает артериальный тромбоз, который приводит к повреждению ишемической ткани.
Нормальная артерия состоит из интимального слоя с эндотелиальными клетками и редко распределенных гладких мышечных клеток, медиаслой с гладкими мышечнымиклетками и эластичным ламеллами, а также окружающего авантюрного слоя с рыхлой соединительной тканью 3. Интимное удержание ЛПНП компенсирует развитие атеросклероза4. Накопление и модификация липопротеинов приводят к агрегациии захвату в артериальной интиме 5. Воспалительная реакция вызывается захваченных и модифицированных липопротеинов6. Эндотелиальные клетки начинают выражать молекулы адгезии, такие как VCAM-1 на участках артериального дерева с турбулентным кровотоком, что приводит к набору циркулирующих моноцитов и других лейкоцитов7. Проникающие моноциты дифференцируются в макрофаги, которые поглощают липид с последующей трансформацией в клетки пены макрофагов8.
Атеросклероз изучался в моделях мышей с возрастающей частотой с середины 1980-х годов. C57BL/6 является наиболее часто используемым штаммом инбредных мышей для этих исследований, и он используется в качестве генетического фона для большинства генетически модифицированных штаммов9. Этот штамм был создан в 1920-х годов10, и его геном был опубликован в 2002году 11. Эксперименты в моделях мышей имеют несколько преимуществ: колонии размножаются быстро, корпус является пространственно-эффективным, а инбридинг снижает экспериментальную изменчивость. Модель также допускает генетические манипуляции, такие как целевые удаления генов и вставка трансгенов. Это привело к новому патофизиологическому пониманию болезни и новой терапии целей12.
Мышей дикого типа C57BL/6 естественно устойчивы к атеросклерозу. Они имеют большую часть циркулирующего холестерина в ЛПВП, и сложные атеросклеротические поражения не образуются даже при кормлении с высоким содержанием жира и высоким содержанием холестерина диеты13. Гиперхолестеринемические мыши, такие как Apoe-/- на c57BL/6-фон, поэтому используются в качестве экспериментальных моделей атеросклероза14,15. Отсутствие ApoE ухудшает печенок поглощения остатков липопротеинов и серьезно возмущает метаболизм липидов. В Apoe-/- мышей, циркулирующих холестерина в основном в частицах VLDL, и мышей развивать сложные атеросклеротические бляшки на регулярной диете чау.
Ldlr-/- мыши имитируют развитие атеросклероза видели у людей с семейной гиперхолестеринемии16. Ldlr-/- мышам нужна западная диета типа для развития атеросклероза17. Западная диета имитирует потребление пищи человеком и обычно содержит 0,15% холестерина. Рецептор ЛПНП распознает ApoB100 и ApoE и опосредует поглощение частиц ЛПНП через эндоцитоз. LdL рецепторы имеют основополагающее значение для печени очистки ЛПНП от кровообращения, в то время как выражение рецепторов ЛПНП в гематоподетические клетки не влияет на этот процесс. Это открывает возможность для трансплантации костного мозга клеток Лдлра в гиперхолестеринемический Ldlr-/- реципиенты и оценки развития атеросклероза. Химеры костного мозга обычно используются для изучения участия гематопоитических клеток в экспериментальном атеросклерозе. Однако трансплантация костного мозга может повлиять на размер и состав атеросклеротических бляшек, что делает интерпретацию результатов неоднозначной.
Различные варианты Apoe-/- и Ldlr-/- мышей с дополнительными генетическими изменениями были разработаны для изучения специфических процессов заболевания18. Одним из примеров является человек APOB100-трансгенных Ldlr-/- (HuBL) мышей, которые несут в полнометражный человеческий ген APOB100 19,20. Эти мыши развивают гиперхолестеринемию и атеросклероз на регулярной диете чау. Однако разработка сложных атеросклеротических бляшек занимает не менее шести месяцев, а в более коротких экспериментальных протоколах обычно используется западная диета21. Большая часть холестерина плазмы циркулирует в частицах ЛПНП, что дает huBL мышей более человека, как дислипидемический профиль липопротеинов по сравнению с Apoe-/- и Ldlr-/- мышей. HuBL мышей также позволяют исследования человека апоБ как аутоантиген22.
Мышиные модели атеросклероза развивают сложные атеросклеротические бляшки с общими особенностями болезни человека. Тем не менее, бляшки довольно устойчивы к разрыву с последующим инфарктом миокарда. Атеротромбоз только время от времени обнаружены и экспериментально сложной для оценки23,24,25. Разработаны специальные модели разрыва бляшек, но в экспериментальном поле отсутствует надежная и воспроизводимая модель для оценки стабилизирующих средств налета.
Количественная оценка атеросклероза была зарегистрирована во многих отношениях в литературе. Недавние усилия пытались стандартизировать экспериментальный дизайн, выполнение и отчетность исследований на животных26. Следователи имеют различные предпочтения и методы, адаптированные к их лабораториям. Большинство исследовательских проектов также уникальны таким образом, что они требуют некоторых изменений протокола. Из-за многофакторного характера заболевания оптимальный контроль варьируется в зависимости от проекта. Местные условия и отсутствие стандартизации могут вызывать наблюдаемые различия в развитии болезней, что препятствует развитию научно-исследовательской области. Различия в экспериментальной изменчивости также означают, что расчеты статистической мощности должны основываться на экспериментальных исследованиях в местных условиях.
Количественная оценка атеросклероза рекомендуется в нескольких местах в сосудистом дереве. Этот протокол описывает, как получить результаты от корня аорты, аортальной арки, и брахиоцефалической артерии в одной мыши, в дополнение к оставляя остальную часть торакоабдоминальной аорты для других анализов. En лица препараты позволяют быстрой количественной оценки липидных нагруженные бляшки в аорты арки. Бремя болезни в брахиоцефалической артерии также может быть количественно, если образцы тщательно отображаются. Чем больше времени занимает поперечное сечение корня аорты оставляет несколько разделов, доступных для детальной оценки состава бляшек.