هذا الأسلوب إدخال التحوير في البطانة للشرايين السباتي الأرانب. الأخذ التحوير يسمح تقييم دور المنتج التحوير في الشرايين طبيعية أو نماذج الأمراض البيولوجية. الأسلوب أيضا مفيدة لقياس النشاط لتسلسل الحمض النووي التنظيمية.
والهدف من هذا الأسلوب إدخال التحوير في بطانة شرائح معزولة من كلا الشرايين السباتي المشترك الأرانب. الأسلوب الذي يحقق التنسيق ترانسجينيسيس بطانية انتقائية، مما يسمح لمحقق لتحديد الأدوار البيولوجية المتسلسلات غشائي أعرب وقياس نشاط النسخي المجراة في تسلسل الحمض النووي في الشريان الكبير خلايا بطانية. يستخدم الأسلوب العزلة الجراحية أرنب الشرايين السباتي المشترك وأرتيريوتومي لتسليم ناقلات الأمراض فيروسية معربا عن التحوير في التجويف الشرياني. فترة حضانة قصيرة ناقل في التجويف، مع التطلع اللاحقة لمحتويات التجويف، غير كافية لتحقيق التعبير فعالة ودائمة للتحوير في البطانة، مع عدم توصيل يمكن اكتشافها أو التعبير خارج نطاق الجزء الشرياني معزولة. الأسلوب يسمح تقييم الأنشطة البيولوجية للمنتجات التحوير في الشرايين طبيعية، وفي نماذج لأمراض الأوعية الدموية البشرية، مع تجنب الآثار النظمية التي يمكن أن تسببها أما عن طريق استهداف الجين إيصالها إلى مواقع أخرى (على سبيل المثال. الكبد) أو بواسطة نهج بديل إيصال البنيات الوراثية للبطانة بجرثومة خط ترانسجينيسيس. تطبيق الطريقة يحد من الحاجة إلى طبيب جراح مهرة والتخدير، غرفة مجهزة تجهيزا جيدا للتشغيل، وتكاليف شراء والأرانب الإسكان، والحاجة إلى الخبرة في بناء ناقلات نقل الجينات واستخدام. وتشمل النتائج التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة: التعديلات المتعلقة بالتحوير في هيكل الشرياني، سيلولاريتي، المصفوفة خارج الخلية، أو دالة فاسوموتور؛ زيادات أو انخفاضات في التهاب الشرايين؛ تغييرات في خلايا الأوعية الدموية المبرمج؛ والتقدم أو التخلف العقلي، أو الانحدار من الأمراض مثل فرط تنسج intimal أو تصلب الشرايين. كما يسمح الأسلوب قياس قدرة تسلسل الحمض النووي التنظيمية الأصلي والتركيبية لتغيير التعبير التحوير في خلايا بطانية، تقديم النتائج التي تشمل: مستويات التحوير مرناً، ومستويات البروتين التحوير، ومستويات من التحوير النشاط الأنزيمي.
والهدف من هذا الأسلوب إدخال التحوير في البطانة للشرايين السباتي المشترك أرنب. الأخذ التحوير يسمح التقييم البيولوجي دور المنتج التحوير في الشرايين طبيعية، وفي نماذج أرنب من أمراض الشرايين البشرية. يمكن أن تكشف overexpression التحوير في نماذج المرض سواء التحوير (وإلى منتج البروتين) إظهار الوعد كالعوامل العلاجية1،،،من234. إدراج العناصر التنظيمية رابطة الدول المستقلة-النيابة في كاسيت التعبير التحوير يمكن تقييم نشاط هذه العناصر في البطانة الشريانية في فيفو5،6. يمكن استخدام المعرفة لنشاط عناصر تنظيمية محددة في رابطة الدول المستقلة-بالنيابة إلى تصميم التعبير نشطة أكثر من أشرطة الكاسيت وسبر آليات لتنظيم الجينات في بطانة الشريان الكبير في فيفو7.
الأرانب نموذجا قيماً للجوانب المختلفة لعلم وظائف الأعضاء البشرية والأوعية الدموية والأمراض. الأرانب بمشاركة العديد من الميزات والأوعية الدموية مع البشر. على سبيل المثال، تتشابه قيم الأساس الدموية وتنظيم مرقئ والتوتر طولية الأوعية الدموية بين الأرانب والبشر8. تكرار نماذج الأرانب أمراض الأوعية الدموية الملامح الرئيسية لكثير من الأمراض البشرية بما في ذلك: تمدد الأوعية الدموية (مماثلة هندسية وخصائص تدفق)9،10،بالتشنج (استجابة مماثلة لمعاملة اللمفاوية)11، و تصلب الشرايين (لويحات intimal مع ميزات مشابهة، بما في ذلك نواة غنية بالخلايا الدهنية والضامة والعضلات الملساء في سقف ليفي)12،13. وبناء على ذلك، تم تطوير نماذج أرنب للعديد من أمراض الأوعية الدموية مثل تجلط الدم، بالتشنج وتمدد الأوعية الدموية، والسكري، وتضيق الأوعية الدموية الاختلاس وتصلب الشرايين8،،من1314، 15،16.
للباحثين اختيار بين نماذج حيوانية لفسيولوجيا الأوعية الدموية والأمراض والارنب مزايا عدة. بالمقارنة مع القوارض، تسمح السفن الأكبر حجماً من الأرانب أسهل الجراحية التلاعب واستخدام الأجهزة اللمفاوية، وكمية أكبر من الأنسجة للقياسات الكمية. الأرانب أقرب بكثير إلى الرئيسات من القوارض17فيلوجينيتيكالي، وزيادة التنوع الوراثي من الأرانب أووتبريد يقارب أفضل التنوع الجيني للبشر. التنوع الوراثي مهم بشكل خاص للدراسات الإكلينيكية، والتي-بالطبيعة هدفها تطوير العلاجات التي يمكن تطبيقها على السكان البشرية المتنوعة وراثيا. كما مع العديد من إذا لم سائر الأنواع النموذجية، هي الجينات أرنب بسهولة استنساخ أو توليفها لأنه قد تم تعيين تسلسل الجينوم أرنب مع تغطية عالية (7.48 س) [http://rohsdb.cmb.usc.edu/GBshape/cgi-bin/hgGateway?db=oryCun2]. مقارنة مع غيرها من النماذج الحيوانية الكبيرة (مثل الكلاب، والخنازير، أو الأغنام)، الأرانب رخيصة نسبيا لشراء والبيت وأسهل لتولد والتعامل معها. وقد نماذج محددة من أمراض الأوعية الدموية في الأرانب كل المزايا والعيوب الخاصة بهم كنماذج للأمراض البشرية التي خارج نطاق هذه المخطوطة8،،من1218. وينبغي استعراض محقق هذه المزايا والعيوب تحديد ما إذا كان الأرنب أفضل نموذج للإجابة على سؤال تجريبية محددة.
يتيح إدخال تسلسل تنظيمي الحمض الخلوي الصبغي (DNA) في خلايا بطانية في فيفو التحقيق في نشاط هذه التسلسلات في بيئة معقدة والفسيولوجية. الدراسات في المختبر في خلايا بطانية ترانسفيكتيد يمكن أن تكون مفيدة للتقييم الأولى لتسلسل الحمض النووي التنظيمية؛ ومع ذلك، مستويات التعبير في نماذج زراعة الأنسجة في بعض الأحيان لم تستنسخ عند الدراسات المتكررة في فيفو5،،من1920. نظم في المختبر أيضا يمكن أن تكون مفيدة لاستكشاف المسارات الأساسية مما يشير إلى البروتين وفسيولوجيا غشائي فضلا عن الاتصالات بين الخلايا والأوعية الدموية مثقف؛ ومع ذلك، مسارات أكثر تعقيداً أو الشبكات التنظيمية التي تتأثر بالسكان المعقدة من خلايا الأوعية الدموية المجاورة أو المناعي أفضل درس في في فيفو نظام6،20. الأسلوب الموصوفة في هذه الوثيقة توفر منبرا لاستكشاف تنظيم التعبير التحوير في البطانة داخل السياق سفينة سليمة، مع أو بدون مرض. ويسمح النظام في فيفو أيضا التحقيق في الحديث المتبادل الخلوية الفسيولوجية والمرضية وتحديد الاشتراكات في الجهاز المناعي لتنظيم التعبير الجيني6.
ترانسجينيسيس الجرثومية-الخط (لا سيما في الفئران) نهج بديل لتوجيه التعبير التحوير إلى خلايا بطانية. هذا النهج يمكن أن توفر التعبير التحوير مدى الحياة، مع استهداف غشائي توسط المروج محددة أو مناطق تنظيمية21،22. بيد أن جيل الفئران المعدلة وراثيا مضيعة للوقت ومكلفة، يجب اختبار عدة أسطر المعدلة وراثيا غالباً لضمان استهداف التحوير لنوع الخلايا المطلوب وتحقيق مستويات التعبير الملائم التحوير، والتجريبية يمكن أن تكون النتائج في نظم مورين تعتمد على السلالة. مورين نماذج معدلة وراثيا مع المتسلسلات غشائي المستهدفة لديها العديد من المزايا: ليست هناك حاجة لإجراء عملية جراحية على كل الحيوانات التجريبية بغية تحقيق ترانسجينيسيس، ويمكن أن يولد الفئران التجريبية مع العديدة الأخرى المتاحة من الفئران المعدلة وراثيا في لاختبار التفاعلات الجينية والمظهرية، وهناك تشكيلة واسعة من الأجسام المضادة التي تتفاعل مع البروتينات مورين، تيسير توصيف لتعمل. ومع ذلك، استهداف المتسلسلات للبطانة عبر خط الجرثومية عادة النتائج في التعبير التحوير في جميع أنحاء المفرج،22 مما يجعل من الصعب تحديد الموقع الذي يتصرف بالمنتج التحوير. وهذا ينطبق بشكل خاص عندما يفرز المنتج التحوير، لمنتج التحوير يفرز من خلايا بطانية في جميع أنحاء المفرج يمكن أن يكون النشاط البيولوجي في أي عدد من المواقع داخل حيوان. على الرغم من أن الطريقة الموضحة في هذه المخطوطة يتطلب الخبرة التقنية والمرافق المتخصصة، يمكن أن يكون أقل استهلاكاً للوقت وأقل تكلفة من وضع خط ماوس الخاصة ببطانية المحورة وراثيا. أنها تسمح لتقييم وظيفة البروتين بشكل انتقائي في خلايا بطانية لمقطع من شريان كبير، وأنه يسمح باستخدام السباتي المشترك contralateral كعنصر تحكم مقترن (القضاء على العوامل النظامية التي يمكن أن تختلف بين التجريبية الحيوانات–على سبيل المثال، ضغط الدم أو مستويات الكوليسترول في الدم-كمتغيرات غير المنضبط).
العلاج الجيني نهج واعدة لعلاج أمراض الأوعية الدموية، الأمراض المزمنة خاصة، نظراً لأن تطبيق واحد يمكن أن يوفر التعبير المستمر أو ربما مدى الحياة من الجينات العلاجية23. تم استكشاف الوعد العلاجية للعلاج الجيني في نماذج حيوانية لنقل الجينات الجسدية، وكثيراً ما تستهدف الكبد24،25، التي تعد هدفا سهلاً نسبيا نظراً للعديد من النواقل الفيروسية المنقولة بالدم هيباتوتروبيك. ومع ذلك، يكون لها تأثير على أمراض الأوعية الدموية، يجب أن يحقق العلاج الجيني يستهدف الكبد overexpression المنهجي للبروتينات. وهذا يتطلب عادة جرعات كبيرة من ناقلات الأمراض، التي يمكن أن تكون سامة أو قاتلة حتى26. وعلاوة على ذلك، زادت مستويات المنهجية من البروتين زيادة مخاطر الآثار الجانبية قبالة المستهدفة، التي يمكن أن تؤدي إلى تعقيد أو حتى يحجب تفسير النتائج التجريبية. العلاج الجيني المحلية تستهدف البطانة الوعائية كما هو موضح في هذه المخطوطة يمكن تجنب الآثار الجانبية الجهازية للمتجهات التي غرست لا على نطاق واسع خارج الجزء الشرياني ترانسدوسيد، وآثار الأوعية الدموية المحلية يمكن أن يتحقق دون التغيرات في مستويات البلازما النظمية للبروتين. 27 بالإضافة إلى ذلك، يلزم كمية أقل بكثير من ناقل ترانسدوسي جزء الشرياني مما هو ضروري لتحقيق توصيل كبدي قوية. أبلغ إلى الانخفاض مع مرور الوقت، ربما بسبب دوران الخلية، التي تتطلب الجرعات المتكررة إذا كان التعبير التحوير رفيع المستوى الإبقاء على التعبير التحوير من الكبد. 28 وفي المقابل، يوفر معدل دوران منخفض البطانة تعبير مستقر للأرانب تشاو التي تغذيها 48 أسبوعا على الأقل وفي الآفات تصلب الشرايين من الكوليسترول التي تتغذى الأرانب 24 أسبوعا على الأقل. 1 , 27
لتحديد ما إذا كان هذا الأسلوب لنقل الجينات لأرنب البطانة السباتي المشترك المناسب، ينبغي النظر في مزايا وعيوب (الجدول 1) في سياق أهداف بحثية محددة. وتشمل مزايا هذا الأسلوب: الأرانب أووتبريد تمثيلاً أفضل للتنوع الوراثي البشري أكثر من الفئران الفطرية (مهم للعمل السريري)؛ تقديم الأرانب السفن الأكبر حجماً للتلاعب أسهل وأكثر الأنسجة للتحليل؛ الأسلوب يمكن تحقيق التعبير التحوير مستهدفة البطانة بسرعة أكبر بكثير مما يفعل الجرثومية-خط غشائي الاستهداف في الفئران المحورة وراثيا؛ الجرعة ناقلات يمكن تعديلها بسهولة لمستويات متغير نموذج التحوير التعبير؛ يمكن أن يحقق في عمليات محددة لبطانة الشريان الكبيرة؛ ويسمح ترانسجينيسيس الأوعية الدموية المحلية السباتي المعاكس في نفس الحيوان لاستخدامه كعنصر تحكم، القضاء على العوامل النظامية كمتغيرات غير المنضبط. من عيوبها: المرافق الخاصة والخبرات المطلوبة؛ خلفيات المعدلة جينياً أقل للتجربة متوفرة في الأرانب من الفئران؛ وهناك تشكيلة واسعة النطاق أقل من الأجسام المضادة لأرنب مقابل البروتينات الماوس (بالنسبة إيمونوديتيكشن البروتين التحوير ومولدات المضادات الأخرى التي قد تكون مهمة في تفسير النتائج التجريبية).
بعض جوانب تقنية جراحية تستحق اهتماما خاصا. التعرض الكامل وتعبئة الشريان السباتي المشترك عن طريق تشريح دقيق إرادة تسهيل إصلاح أرتيريوتومي ونقل الجينات. ومع ذلك، خلال التشريح، ينبغي تقليل التلاعب المباشر الشريان السباتي لمنع بالتشنج. وبالإضافة إلى ذلك، يجب إيقاف أي نزيف المتاخمة للشريان ?…
The authors have nothing to disclose.
ونشكر أدفيك, Inc. للحصول على إذن لاستخدام الكواشف حداد وفيك جوليا للمساعدة الإدارية والخدمات البيطرية قسم “الطب المقارن” للمشورة الجراحية والدعم. أيد هذا العمل HL114541 والمبرات لام جون لوك، الابن.
Disposables | |||
3mL syringe with 24G needle | Becton Dickinson | 309571 | 2x for gene transfer surgery; 3x for harvest surgery |
1mL syringe with 27G needle | Becton Dickinson | 309623 | 6x for gene transfer surgery; 1x for harvest surgery |
20mL syringe, luer lock | Nipro Medical Corp | JD+20L | |
Catheters, 24G x 3/4" | Terumo Medical Products | SROX2419V | |
19G needle | Becton Dickinson | 305187 | Gene transfer surgery only |
21G needle | Becton Dickinson | 305165 | For 20 mL syringe of saline |
Gauze 4" x 4" | Dynarex | 3242 | ~10-15 per surgery |
3-0 silk suture | Covidien Ltd. | S-244 | |
5-0 silk suture | Covidien Ltd. | S-182 | Gene transfer surgery only |
7-0 polypropylene suture | CP Medical | 8648P | Gene transfer surgery only |
5-0 polyglycolic acid suture | CP Medical | 421A | Gene transfer surgery only |
3-0 polyglycolic acid suture | CP Medical | 398A | Gene transfer surgery only |
Alcohol swabs | Covidien Ltd. | 6818 | For placement of I.V. line |
Catheter plug | Vetoquinol | 411498 | Gene transfer surgery only |
Ketamine HCl, 100 mg/mL | Vedco Inc. | 05098916106 | |
Xylazine, 100 mg/mL | Akorn Inc. | 4821 | |
Lidocaine HCl, 2% | Pfizer | 00409427702 | |
Bupivacaine HCl, 0.5% | Pfizer | 00409161050 | |
Beuthanasia D-Special | Intervet Inc. | NDC 00061047305 | Harvest surgery only |
Buprenorphine HCl, 0.3 mg/mL | Patterson Veterinary | 12496075705 | Gene transfer surgery only |
Saline IV bag, 0.9% sodium chloride | Baxter | 2B1309 | 2x for gene transfer surgery; can use vial of sterile saline in place of one |
Heparin (5000 U/mL) | APP Pharmaceuticals | NDC 63323-047-10 | Gene transfer surgery only |
Fentanyl patch, 25 mcg/hr | Apotex Corp. | NDC 60505-7006-2 | Gene transfer surgery only |
Isoflurane | Multiple vendors | Catalog number not available | |
Gene transfer vector | Dilute 350 µL per artery; 2 x 1011 vp/mL for adenovirus; gene transfer surgery only | ||
Surgical Instruments | |||
Metzenbaum needle holder 7" straight | Roboz | RS-7900 | Gene transfer surgery only |
Operating scissors 6.5" straight blunt/blunt | Roboz | RS-6828 | |
Needle holder /w suture scissors | Miltex | 8-14-IMC | Gene transfer surgery only |
Castroviejo scissors | Roboz | RS-5658 | |
Castroviejo needle holder, 5.75" straight with lock | Roboz | RS-6412 | Gene transfer surgery only |
Stevens scissors 4.25" curved blunt/blunt | Roboz | RS-5943 | |
Alm retractor 4" 4X4 5mm blunt prongs | Roboz | RS-6514 | 2x |
Backhaus towel clamp 3.5" | Roboz | 4x | |
Micro clip setting forceps 4.75" | Roboz | RS-6496 | Gene transfer surgery only |
Micro vascular clips, 11 mm | Roboz | 2x for gene transfer surgery only | |
Surg-I-Loop | Scanlan International | 1001-81M | 5 cm length |
Bonaccolto forceps, 4” (10 cm) long longitudinal serrations, cross serrated tip, 1.2mm tip width | Roboz | RS-5210 | |
Dumont #3 forceps Inox tip size .17 X .10mm | Roboz | RS-5042 | |
Graefe forceps, 4” (10 cm) long serrated straight, 0.8mm tip | Roboz | RS-5280 | |
Halstead mosquito forceps, 5" straight, 1.3mm tips | Roboz | RS-7110 | 2x |
Halstead mosquito forceps, 5" curved, 1.3mm tips | Roboz | RS-7111 | |
Jacobson mosquito forceps 5" curved extra delicate, 0.9 mm tips | Roboz | RS-7117 | |
Kantrowitz forceps, 7.25" 90 degree delicate, 1.7 mm tips | Roboz | RS-7305 | |
Tissue forceps 5", 1X2 teeth, 2 mm tip width | Roboz | RS-8162 | |
Allis-Baby forceps, 12 cm, 4×5 teeth, 3 mm tip width | Fine Science Tools | 11092-12 | 2x |
Adson forceps, 12 cm, serrated, straight | Fine Science Tools | 11006-12 | |
Veterinary electrosurgery handpiece and electrode | MACAN Manufacturing | HPAC-1; R-F11 | |
Surgical Suite Equipment | |||
Circulating warm water blanket and pump | Multiple vendors | Catalog number not available | |
Forced air warming unit | 3M | Bair Hugger Model 505 | Gene transfer surgery only |
IV infusion pump | Heska | Vet IV 2.2 | Gene transfer surgery only |
Isoflurane vaporizer and scavenger | Multiple vendors | Catalog number not available | |
Veterinary multi-parameter monitor | Surgivet | Surgivet Advisor | |
Veterinary electrosurgery unit | MACAN Manufacturing | MV-9 | |
Surgical microscope | D.F. Vasconcellos | M900 | Needs ~16x magnification |