Этот протокол описывает композитную модель животных с воздействием твердых частиц (ТЧ), которые усугубляют ишемию миокарда атеросклерозом.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Этот протокол описывает композитную модель животных с воздействием твердых частиц (ТЧ), которые усугубляют ишемию миокарда атеросклерозом.
Проблемам со здоровьем, вызванным загрязнением воздуха (особенно загрязнением твердыми частицами), уделяется все больше внимания, особенно среди пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, что усугубляет сложные расстройства и вызывает плохой прогноз. Простая модель воздействия ишемии миокарда (ИМ) или твердых частиц (ТЧ) непригодна для таких исследований заболеваний с несколькими причинами. Здесь описан способ построения композитной модели, сочетающей воздействие ТЧ, атеросклероз и ишемию миокарда. Мышей ApoE−/− кормили диетой с высоким содержанием жиров в течение 16 недель для развития атеросклероза, трахеальную инстилляцию стандартной суспензии ТЧ проводили для имитации легочного воздействия ТЧ, а левую переднюю нисходящую коронарную артерию перевязывали через неделю после последнего воздействия. Трахеальная инстилляция ТЧ может имитировать острое воздействие легких при значительном снижении стоимости эксперимента; классическая перевязка левой передней нисходящей артерии с неинвазивной интубацией трахеи и новое вспомогательное расширительное устройство могут обеспечить выживаемость животного и снизить сложность операции. Эта животная модель может разумно имитировать патологические изменения инфаркта миокарда пациента, усугубленные загрязнением воздуха, и служить ориентиром для построения моделей животных, связанных с исследованиями, связанными с заболеваниями с несколькими причинами.
Загрязнение воздуха было связано с высокой смертностью от всех причин и способствовало значительному бремени болезней больше, чем сумма загрязнения воды, загрязнения почвы и профессионального воздействия1. Доклад ВОЗ показал, что загрязнение наружного воздуха вызвало 4,2 миллиона преждевременных смертей как в городах, так и в сельских районах во всем мире в 2016году2. 91% людей во всем мире живут в местах, где качество воздуха превышает рекомендуемые ВОЗ пределы2. Кроме того, тонкодисперсные твердые частицы (ТЧ) (диаметр ≤2,5 мкм, ТЧ2,5) признаны наиболее значительной угрозой загрязнения воздуха для глобального общественногоздравоохранения3, особенно для людей, проживающих в городах стран с низким и средним уровнем дохода.
Неблагоприятное воздействие загрязнения воздуха на сердечно-сосудистые заболевания заслуживает большего внимания. Предыдущие исследования показали, что ТЧ приводит к повышенному риску сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ)4. Воздействие высоких концентраций ультрадисперсных частиц в течение нескольких часов может привести к повышению смертности от инфаркта миокарда. Для людей с инфарктом миокарда в анамнезе воздействие ультрадисперсных частиц может значительно увеличить риск рецидива5. Кроме того, общепризнано, что воздействие ТЧ ускоряет прогрессирование атеросклероза6.
Для медицинских исследований крайне важно выбрать подходящую модель животного. Простой атеросклероз животных модели7, ишемия миокарда животных модели8 и воздействие ТЧ на животных модели9 уже существуют. Мышь ApoE−/− (выбитый аполипопротеин Е) является традиционной моделью мыши, используемой в исследованиях атеросклероза. Способность очищать липопротеины плазмы у мышей ApoE−/− сильно нарушена. Диета с высоким содержанием жиров вызовет тяжелый атеросклероз, напоминающий диетическую зависимость от атеросклеротической болезни сердца, наблюдаемую у людей7. Перевязка левой передней нисходящей коронарной артерии (LAD) является классическим методом индуцирования ишемического события 8,10. Инфузия трахеи использовалась во многих исследованиях и выделяется из моделей воздействия11,12 из-за ее лучшего моделирования и более низкой стоимости.
Тем не менее, животные модели одного заболевания имеют значительные ограничения в научных исследованиях. Ишемия миокарда, вызванная просто лигированием LAD, не моделируется в реальной ситуации. В естественном состоянии ишемия миокарда обычно вызвана разрывом бляшек и закупоркой коронарных артерий13. Пациенты с ишемической кардиомиопатией обычно имеют атеросклеротические основные поражения13. Существуют также нарушения липидного обмена и воспалительные реакции в организме14. Поэтому ишемия, вызванная физическими факторами или в естественных условиях, имеет разные патологические проявления. Существующие исследования показали, что инфаркт и воспаление в моделях ишемии миокарда при атеросклерозе более тяжелые15,16. Воздействие ПМ может еще больше усугубить атеросклероз и ишемию миокарда, вызывая воспаление и окислительный стресс1. Три фактора обычно сосуществуют в естественном состоянии, поэтому фактическую ситуацию можно лучше смоделировать с помощью сложной модели.
Этот протокол описывает разработку животной модели ишемии миокарда (ИМ), сочетающей атеросклероз (АС) и острое воздействие ТЧ. Мышей ApoE−/− кормили диетой с высоким содержанием жиров, чтобы вызвать атеросклероз. Легочное воздействие ТЧ имитировалось капанием суспензии ТЧ через трахею. Лигирование LAD у мышей использовалось для индуцирования ишемии миокарда. Эти методы были объединены и оптимизированы для лучшего моделирования болезненного состояния и улучшения выживаемости животных. Не требуется большой экспозиционный блок или аппарат для газовой анестезии, что делает эксперимент простым в выполнении. Эта модель может быть использована для изучения влияния воздействия ТЧ в загрязнении воздуха на атеросклероз и ишемическую кардиомиопатию и проведения исследований новых препаратов, разработанных для лечения заболеваний с такими сложными факторами.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все виды деятельности животных, описанные здесь, были одобрены Комитетом по этике животных Института китайской Материи Медики Китайской академии китайских медицинских наук. Для исследования использовались самцы мышей ApoE−/− (фон C57BL/6) в возрасте 6-8 недель.
1. Экспериментальная подготовка
2. Индукция атеросклероза у мышей
3. Оротрахеальная интубация и острое воздействие твердых частиц
ПРИМЕЧАНИЕ: PM будет подвергаться воздействию один раз в неделю в течение 4 недель после 12 недель кормления с высоким содержанием жиров и постоянно получать диету с высоким содержанием жиров.
4. Перевязка коронарных артерий
ПРИМЕЧАНИЕ: Операция моделирования ишемии миокарда (перевязка коронарной артерии) проводится на16-й неделе.
5. Восстановление
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Мышей усыпляли через 24 часа после перевязки коронарной артерии, а кровь собирали после анестезии. Мышей анестезировали трибромэтанолом (согласно шагу 3.2), а образец крови собирали из ретроорбитального синуса. Сердце было собрано, а степень ишемии исследовали путем окрашивания 2,3,5-трифенилтетразолия хлорида (TTC) (рисунок 1).. Нормальные ткани становятся красными, когда TTC реагирует с сукцинатдегидрогеназой, в то время как ишемизированные ткани остаются бледными из-за сн...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Создание составной животной модели несколько отличается от модели одного ИМ. Поддержание высокой выживаемости является сложной задачей при разработке композитной модели. Тяжесть атеросклероза у мышей ApoE−/− станет более тяжелой с продлением времени кормления с высоким содержанием жиров7, а слабость мышей приводит к повышенной смертности. Поэтому необходимо постоянно следить за состоянием мышей во время эксперимента и корректировать время индуцирования атеросклероза в соответствии с пот...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конкурирующих финансовых интересов, которые можно было бы декларировать.
Эта модель была разработана при поддержке Национального фонда естественных наук Китая (Nos. 81673640, 81841001 и 81803814) и Главной национальной научно-технической программы Китая по инновационным лекарственным средствам (2017ZX09301012002 и 2017ZX09101002001-001-3).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 2,2,2-трибромэтанол | Sigma-Aldrich | T48402 | |
| 75% спиртовое дезинфицирующее средство | |||
| Аппарат искусственной вентиляции легких для животных | Shanghai Alcott Biotech | ALC-V8S | |
| Ватные палочки | Стерильные | ||
| Ватные палочки для младенцев | Стерильные, Примерно 3 мм в диаметре | ||
| Чашка | для культивированияCorning | 430597 | 150 мм x 25 мм |
| Дизельное топливо Твердые частицы | Национальный институт стандартов | технологии 1650b | |
| Доска | около 25 x 17 см. Доска для препарирования может быть заменена на деревянную доску того же размера | ||
| Диета с высоким содержанием жира для мышей | Рецепт: порошок яичного желтка 10%, сало 10%, стерол 1%, поддерживающий корм 79% | ||
| Йодофор дезинфицирующее светодиодное | |||
| прожектор | 5 В, 3 Вт, со шлангами и зажимами | ||
| Медицинский шелковый пряжа Шарик | Шанхайская медицинская фабрика игл для швов Co., Ltd. | - | 0-0 |
| Медицинская лента | 3M | 1527C-0 | |
| Микрососудистые кровоостанавливающие щипцы | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Фабрика хирургических инструментов | W40350 | |
| Иглодержатели | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Фабрика хирургических инструментов | JC32010 | |
| физиологическом растворе | |||
| Офтальмологические ножницы | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Фабрика хирургических инструментов | Y00040 | |
| Офтальмологический пинцет, 10 см, изогнутый, с крючками | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Фабрика хирургических инструментов | JD1080 | |
| Офтальмологический пинцет, 10 см, изогнутый, с зубцами | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Фабрика хирургических инструментов | JD1060 | |
| Наконечники для дозаторов | Axygen | T-200-Y-R-S | 0-200 μ L |
| Пипетка | eppendorf | 3121000074 | 100 мкл |
| Безопасная булавка | Примерно 4,5 см в длину, для изготовления инструментов для открытия грудной клетки | ||
| Small Animal I.V. Cannulas | Baayen healthcare suzhou | BAAN-322025 | I.V КАТЕТЕР 22FG x 25 MM |
| Шовная игла с нитью | Shanghai Medical Suture Needle Factory Co., Ltd. | - | 6-0,Нейлоновая линия |
| Шовная игла с нитью | JinHuan Medical | F503 | 5-0 |
| Шприц | 1 мл | ||
| Трет-амиловый спирт | |||
| Zoom-стерео микроскоп | Mshot | MZ62 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.