Angiogenese i den ischemiske rottelunger

Summary

Lungene er perfused av både systemisk bronkial arterien og lunge arterier. I de fleste lunge patologier, er det mindre systemiske vaskulaturen som viser robust neovaskularisering. Opphør av pulmonal blodstrøm fremmer rask bronkial angiogenese. Vi tilbyr kirurgiske detaljer indusere venstre lungearterien iskemi som fremmer bronkial neovascularization.

Abstract

Den voksne lunge perfused av både systemiske bronkial arterien og hele venøs retur strømmer gjennom lungene arteriene. I de fleste lunge patologier, er det mindre systemiske vaskulaturen som svarer på et behov for forbedret lunge perfusjon og viser robust neovaskularisering. Pulmonal vaskulær iskemi indusert av lungearterien obstruksjon har vist seg å resultere i rask systemisk arteriell angiogenese i mennesket, samt i flere dyremodeller. Selv om histologisk vurdering av tidsforløpet av bronkial arterie spredning i rotter ble nøye beskrevet av Weibel ^1, mekanismene som er ansvarlig for denne organiserte vekst av nye skip er ikke klart. Vi gir kirurgiske detaljer inducing venstre lungearterien iskemi hos rotte som fører til bronkial neovaskularisering. Kvantifisering av omfanget av angiogenese presenterer ytterligere utfordring på grunn av tilstedeværelsen av de to vaskulære senger i lungene. Metoderå bestemme funksjonell angiogenese basert på merkede mikrosfære injeksjoner er gitt.

Introduction

Systemisk angiogenese i lungene er godt anerkjent. I sykdomstilstander som ² astma, interstitiell lungefibrose ^3, kreft ⁴ og kronisk lunge tromboembolisme ^5, den systemiske blodkar i og rundt lungene proliferates og invaderer lunge parenchyma. Men dyremodeller for å studere denne differensial aktivering av systemisk enn pulmonal sirkulasjon er få. Kanskje den mest reproduserbare modellen av systemisk neovaskularisering i lunge av den voksne pattedyr er det som oppstår etter inducing kronisk lungearterien iskemi. Responsen til venstre lungearterien obstruksjon hos mennesker ^5-7, hunder ^8, er griser ^{9, 10} sauer, marsvin ^{11, 1 rotter, 12, 13,} og mus ¹⁴ den raske spredning av bronchial arterie samt interkostalrom arterier. De mekanismene som er ansvarlig for systemisk neovascularisjon av lungene etter lunge iskemi er i stor grad ukjent og har ikke blitt mye studert. Tidsforløpet av bronkial angiogenese i rotte etter venstre lungearterien obstruksjon er nøye beskrevet i den histologiske arbeid Weibel ^1. Utvide dette arbeidet i rotte, har vårt laboratorium fokusert på både vekstfaktorer viktige i denne prosessen samt fysiologiske utfallet av denne neovaskulatur i lungene. Resultatene viser CXC kjemokin Cinc-3 er forhøyet tidlig etter ischemi og behandle rotter med en nøytraliserende antistoff til CXCR2, demper reseptoren for Cinc-3, angiogenese ^13. Det nyetablerte bronkial blodkar 14 dager etter utbruddet av pulmonal iskemi ble vist å være unormal med betydelig økt protein permeabilitet ^15. Venstre lungefunksjon var ikke normal viser redusert diffusing kapasitet og en nedgang i lungevolum ^15. Selv om neovaskulatur kan ha contributed til bevaring av lungevev ved kronisk lunge iskemi, synes det ikke å være normalt og kan bidra til en vedvarende nedgang i lungefunksjonen.

Kanskje en av de mest nysgjerrige aspekter av denne modellen vedrører den romlige fordelingen av proliferating blodkar. Tross utgivelsen av vekstfaktorer innenfor lunge parenchyma grunnet iskemi, stammer den neovaskulatur i relativt store oppstrøms bronchial arterier. Den normale bronkial arterie oppstår som en liten gren fra hovedpulsåren og invaderer luftveiene treet på carina. Dermed mekanismen som vekstfaktorer induserer den innledende fasen av arteriogenesis er ikke klart. Vi foreslår at rotta, med en vaskulær anatomi lik mennesker, gir en unik mulighet til å studere mekanismene som er ansvarlig for systemisk angiogenese under lunge iskemi. Selv komplett obstruksjon av venstre lungearterien er en sjelden forekomst i mennesker,økt bronkial vaskularisering synes å være tilsvarende indusert i pasienter uansett stedet og størrelsen av lungearterien obstruksjon ^16. Således, gir vi en detaljert beskrivelse av kirurgisk tilnærming å ligere den venstre lungearterien hos rotter og et middel for å kvantifisere størrelsen av angiogenese.

Protocol

Alle protokoller utført på rotter har blitt godkjent av Johns Hopkins University Animal Care og bruk komité og i samsvar med NIH retningslinjer. Når det er mulig, bør dyret være kirurgisk preparert i et område som er atskilt fra kirurgiske området å minimalisere kontaminering av operasjonsstedet. 1. Anestesi / analgesi Sted rotte (Sprague Dawley hannrotter, 125-150 g, Harlan, Indianapolis, IN) i en induksjon kammer fylt med 3% isofluran. Plasser bedøvet rotte p…

Representative Results

Vascular cast: Resultater fra virkningene av venstre lungearterien iskemi hos rotte er avbildet i figur 1.. Som vises er en metakrylat cast av bronchial blodkar og omfattende vaskulariteten venstre luftveiene treet 28 dager etter LPAL. For å oppnå dette kastet, ble den systemiske vaskulaturen injisert med en metakrylat blanding (rød), retrograd inn nedstigende aorta og luftrøret ble kanylert og injisert med en hvit silikonbasert materiale. Dette vaskulær cast gir en bemerkelsesverdig visualisering …

Discussion

Left lungearterien ligering i alle arter testet fører til robust systemisk neovaskularisering av den ischemiske lunge. Vi har presentert detaljene i kirurgisk tilnærming i en rotte-modell. Våre resultater produsert av vaskulær støping, histopatologi, og in vivo merking viser at bronkial arterier sprer og perfuse lunge parenchyma. Således kan mekanismene bronkial angiogenese bli studert i en dyremodell som paralleller menneskelige tilstand av kronisk pulmonal tromboembolisme. Videre gir dette klinisk relev…

Materials

Reagents:	Company
buprenorphine hydrochloride, Puralube	Butler Schein
bupivicaine	APP Pharmaceuticals
Povidone-Iodine swabstick	Dynarex Corporation
polypropylene suture size 6-0, 3/8 circle reverse cutting needle	Myco Medical
PE20 tubing	Becton Dickinson
15 μm crimson polystyrene fluorospheres	Invitrogen
1 ml Hamilton glass syringe	Hamilton Company
Equipment:
Genie Plus syringe pump	Kent Scientific
Fluorescence Spectrophotometer	Digilab
Rodent Ventilator Model 683	Harvard Apparatus
			Table 1. Table of specific reagents and equipment.