Deze methode is het introduceren van een transgenic in het endotheel van konijn halsslagaderen. Invoering van de transgenic zodat kan worden nagegaan van de biologische rol van de transgenic product in normale slagaders of ziekte modellen. De methode is ook handig voor het meten van de activiteit van regelgevende opeenvolgingen van DNA.
Het doel van deze methode is om een transgenic in het endotheel van geïsoleerde segmenten van beide gemeenschappelijke halsslagaderen konijn. De methode behaalt focal endotheel-selectieve Transgenese, waardoor een onderzoeker bepalen de biologische rol van endotheel-uitgedrukt transgenen en kwantificeren van de in vivo transcriptionele activiteit van de opeenvolgingen van DNA in de grote slagader endotheliale cellen. De methode maakt gebruik van chirurgische isolatie van gemeenschappelijke halsslagaderen konijn en een arteriotomy voor een uiting van transgenic virale vector in de arteriële lumen. Een korte incubatieperiode van de vector in de lumen, met latere aspiratie van de inhoud van lumen, volstaat om efficiënte en duurzame uitdrukking van de transgenic in het endotheel, met geen detecteerbare transductie of expressie buiten de geïsoleerde arteriële segment. De methode kan beoordeling van de biologische activiteit van transgenic producten zowel in normale aders en in modellen van vasculaire ziekten bij de mens, terwijl het vermijden van systemische effecten die kunnen worden veroorzaakt door gericht op gene levering naar andere sites (bijv. de lever) of door de alternatieve aanpak van overlegging van de genetische constructies aan het endotheel van germ lijn Transgenese. Toepassing van de methode wordt beperkt door de noodzaak van een bekwame chirurg en werkzaam, een goed uitgeruste operatiekamer, de kosten van de aankoop en huisvesting konijnen, en de behoefte aan expertise in genenoverdracht vector constructie en het gebruik. Met deze methode verkregen resultaten omvatten: Transgenic-gerelateerde veranderingen in arteriële structuur, buiten, extracellulaire matrix of vasomotorisch functie; verhogingen of verlagingen van de arteriële ontsteking; wijzigingen in de vasculaire cel apoptosis; en progressie, vertraging of regressie van ziekten zoals intima hyperplasie of atherosclerose. De methode kunt ook meting van het vermogen van inheemse en synthetische regelgevende DNA-sequenties te wijzigen van de expressie van de transgenic in endotheliale cellen, omvatten de resultaten bieden: niveaus van transgenic mRNA niveaus van transgenic proteïne en niveaus van transgenic enzymatische activiteit.
Het doel van deze methode is om een transgenic in het endotheel van konijn gemeenschappelijk halsslagaderen. Invoering van de transgenic zodat kan worden nagegaan van de biologische rol van de transgenic product zowel in normale slagaders konijn modellen van menselijke arterieel vaatlijden. Overexpressie van de transgenic in ziekte modellen kan onthullen of de transgenic (en haar eiwit product) belofte als therapeutische agenten1,2,3,4 tonen. Opneming van cis-acteren regelgevende elementen in de transgenic expressie cassette kunt beoordeling van de activiteit van deze elementen in arteriële endotheel in vivo5,6. Kennis van de activiteit van specifieke cis-acteren regelgevende elementen kan worden gebruikt om te ontwerpen meer-actieve expressie cassettes en mechanismen van genregulatie in de grote slagader endotheel in vivo7sonde.
Konijnen zijn een waardevol model voor diverse aspecten van menselijke vasculaire fysiologie en ziekte. Konijnen delen veel vasculaire functies bij de mens. Bijvoorbeeld, zijn hematologische basislijnwaarden, hemostatische regulering en vasculaire longitudinale spanning vergelijkbaar tussen de konijnen en de mens8. Konijn modellen van vasculaire ziekten repliceren toonsoort wezenstrek van vele menselijke ziekten met inbegrip van: aneurysma (soortgelijke geometrische en flow eigenschappen)9, vasospasm (soortgelijke reactie op endovasculaire behandeling)10,11, en atherosclerose (intima plaques met gelijkaardige eigenschappen met inbegrip van een kern die rijk is aan lipide, macrofagen en vlotte spier cellen in een vezelige cap)12,13. Dienovereenkomstig, konijn modellen zijn ontwikkeld voor vele vasculaire ziekten zoals trombose, vasospasm, aneurysma, diabetes, vasculaire graft stenose en atherosclerose8,13,14, 15,16.
Voor onderzoekers kiezen uit dierlijke modellen van vasculaire fysiologie en ziekte, heeft het konijn verschillende voordelen. Vergeleken bij knaagdieren, toestaan de grotere schepen van konijnen gemakkelijker chirurgische manipulatie, gebruik van endovasculair apparaten en een grotere hoeveelheid weefsel voor kwantitatieve metingen. Konijnen zijn veel dichter fylogenetisch bij primaten dan knaagdieren17, en de grotere genetische diversiteit van outbred konijnen beter benadert de genetische variabiliteit van de mens. Genetische diversiteit is met name belangrijk voor preklinische studies, die-door hun aard-doel het ontwikkelen van therapieën die kunnen worden toegepast op de genetisch divers menselijke populatie. Zoals met vele zo niet alle andere soorten van het model, konijn genen zijn gemakkelijk gekloond of gesynthetiseerd omdat het konijn genoom heeft geweest sequenced met hoge dekking (7,48 x) [http://rohsdb.cmb.usc.edu/GBshape/cgi-bin/hgGateway?db=oryCun2]. Vergeleken met andere grote dierlijke modellen (zoals honden, varkens of schapen), konijnen zijn relatief goedkoop om te kopen en huis en ze zijn gemakkelijker te kweken en te behandelen. Specifieke vaatziekten modellen bij konijnen, elke hebben hun eigen voordelen en tekortkomingen als modellen van ziekten bij de mens die buiten het bestek van dit manuscript8,12,18. Een onderzoeker toetst deze voordelen en tekortkomingen om te bepalen als het konijn het beste model is voor een specifieke experimentele vraag te beantwoorden.
Invoering van deoxyribonucleic acid (DNA) regulerende sequenties in de endotheliale cellen in vivo kunt onderzoek van de activiteit van deze sequenties in een complexe fysiologische omgeving. In vitro onderzoek bij transfected endotheliale cellen kunnen nuttig zijn voor de initiële beoordeling van de regelgevende opeenvolgingen van DNA; echter zijn expressie niveaus in weefselkweek modellen soms niet weergegeven wanneer de studies herhaalde in vivo5,19,20 zijn. In vitro -systemen kunnen ook bruikbaar zijn voor het verkennen van fundamentele trajecten van eiwit signalering en endotheel fysiologie, evenals communicatie tussen gekweekte vasculaire cellen; complexere trajecten of regelgevende netwerken die worden beïnvloed door complexe populaties van naburige vasculaire cellen of het immuunsysteem worden echter best bestudeerd in een in vivo systeem6,20. De hierin beschreven methode biedt een platform voor het verkennen van de verordening van transgenic expressie in het endotheel binnen de context van een intact vaartuig, met of zonder ziekte. Het systeem in-vivo laat ook onderzoek van fysiologische en pathologische cellulaire overspraak en identificatie van de bijdragen van het immuunsysteem bij verordening van gen expressie6.
Germinale Transgenese (vooral bij muizen) is een alternatieve benadering voor de regie van transgenic expressie naar endotheliale cellen. Deze aanpak kan bieden levenslang transgenic expressie, met endothelial targeting gemedieerd door specifieke promotor of regelgevende gebieden21,22. Echter, de generatie van transgene muizen is tijdrovend en duur, meerdere transgene regels moeten vaak worden getest om ervoor te zorgen de doelgerichtheid van de transgenic aan de gewenste celtype en verwezenlijking van adequate transgenic expressie niveaus, en experimentele resultaten in lymfkliertest systemen kunnen afhankelijk van de stam. Lymfkliertest transgene modellen met endotheel-gerichte transgenen hebben veel voordelen: er is geen behoefte om te voeren operatie op elke proefdieren met het oog op Transgenese, experimentele muizen kunnen worden gekweekt met talrijke andere beschikbare transgene muizen in Bestel voor het testen van genetische en fenotypische interacties, en er is een brede selectie van antilichamen die met lymfkliertest eiwitten reageren, karakterisering van fenotypen vergemakkelijken. Doelgerichtheid van transgenen aan het endotheel via de kiembaan meestal resulteert echter in transgenic expressie gedurende de therapieën,22 waardoor het moeilijk is om te bepalen van de site waarop het product transgenic handelt. Dit geldt met name wanneer het product transgenic wordt uitgescheiden, omdat een product van de transgenic uitgescheiden door endotheliale cellen in de hele de therapieën biologische activiteit zou kunnen op een aantal sites binnen een dier hebben. Hoewel de methode beschreven in dit manuscript technische expertise en gespecialiseerde voorzieningen vereist zijn, kan het minder tijdrovend en minder duur dan een endotheel-specifieke transgene muis-lijn te ontwikkelen. Het zorgt voor de beoordeling van de functie van een eiwit selectief in de endotheliale cellen van een segment van de grote slagader, en het maakt gebruik van de contralaterale gemeenschappelijke halsslagader als een gekoppelde besturingselement (het elimineren van systemische factoren die tussen experimentele variëren kunnen dieren-bijvoorbeeld, bloeddruk of cholesterolniveaus-als ongecontroleerde variabelen).
Gentherapie is een veelbelovende aanpak voor de behandeling van vasculaire ziekten, vooral chronische ziekten, omdat een verzamelaanvraag duurzame of eventueel levenslang uitdrukking van een therapeutisch gen23kan bieden. De therapeutische belofte van gentherapie is onderzocht in diermodellen van somatische genenoverdracht, vaak gericht op de lever24,25, dat een relatief gemakkelijk doelwit, is omdat veel bloed overgebrachte virale vectoren hepatotropic zijn. Nochtans, als u wilt dat een effect op vaatziekten, gentherapie gericht op de lever moet bereiken systemische overexpressie van eiwitten. Dit vereist meestal grote doses van vector, die giftige of zelfs dodelijke26 kunnen. Bovendien, verhoogde systemische niveaus van een eiwit verhogen het risico op uit-target bijwerkingen, die kunnen bemoeilijken of zelfs verbergen interpretatie van experimentele resultaten. Lokale gentherapie gericht op vasculaire endotheel, zoals beschreven in dit manuscript kon voorkomen dat systemische bijwerkingen, omdat de geïnfundeerd vector is niet wijd verspreid buiten de getransduceerde arteriële segment, en lokale vasculaire effecten kunnen worden bereikt zonder wijzigingen in systemische plasma niveaus van proteïne. 27 bovendien een veel lager bedrag van vector is nodig om het transduce van een arteriële segment dan nodig is om robuuste hepatische transductie. Transgenic expressie van de lever is gemeld te dalen na verloop van tijd, waarschijnlijk als gevolg van de omzet van de cel, waarbij herhaalde toediening als op hoog niveau transgenic expressie moet worden gehandhaafd. 28 daarentegen de lage omzet snelheid van het endotheel biedt stabiele expressie ten minste 48 weken in chow-gevoed konijnen en gedurende ten minste 24 weken in atherosclerotische laesies van cholesterol-gevoed konijnen. 1 , 27
Om te bepalen of deze methode voor genoverdracht op konijn gemeenschappelijke carotis endotheel geschikt is, moeten de voordelen en nadelen (tabel 1) worden beschouwd in het kader van de doelstellingen van het specifieke onderzoek. Voordelen van deze methode zijn: outbred konijnen beter representatief zijn voor de menselijke genetische diversiteit dan zijn ingeteelde muizen (belangrijk voor preklinische werkzaamheden); konijnen zorgen voor grotere schepen om gemakkelijker te manipuleren en meer weefsel voor analyse; de methode kan bereiken endotheel-gerichte transgenic expressie veel sneller dan germinale endothelial targeting in transgene muizen; vector dosis kan gemakkelijk worden aangepast aan de variabele niveaus model van transgenic expressie; processen die specifiek zijn voor groot-slagader endotheel kunnen worden onderzocht; en lokale vasculaire Transgenese staat de tegenovergestelde halsslagader in hetzelfde dier te worden gebruikt als een besturingselement, systemische factoren als ongecontroleerde variabelen elimineren. Heeft de volgende nadelen: speciale faciliteiten en expertise zijn vereist; minder genetisch gemodificeerde achtergronden waarop u wilt experimenteren zijn beschikbaar bij konijnen dan bij muizen; en er is een minder uitgebreide selectie van antilichamen tegen konijn versus muis eiwitten (voor immunodetection van transgenic eiwitten en andere antigenen die belangrijk zijn bij de interpretatie van de experimentele resultaten kunnen zijn).
Bepaalde aspecten van chirurgische techniek verdienen bijzondere aandacht. Volledige blootstelling en mobilisatie van de gemeenschappelijke halsslagader via zorgvuldige dissectie zal gene transfer en arteriotomy reparatie. Echter tijdens de dissectie, moet rechtstreekse manipulatie van de halsslagader worden geminimaliseerd om te voorkomen dat vasospasm. Bovendien, elke bloeden grenzend aan de slagader moet worden gestopt door toepassing van lichte druk met gaas en extravasated bloed moet worden opgeschoond onmiddellijk …
The authors have nothing to disclose.
Wij danken AdVec, Inc. voor toestemming voor het gebruik van HDAd reagentia, Julia Feyk voor administratieve bijstand en de veterinaire diensten van de afdeling van vergelijkende geneeskunde voor chirurgische advies en ondersteuning. Dit werk werd gesteund door HL114541 en de John L. Locke, Jr. Charitable Trust.
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 |