Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Kwantitatieve analyse van de Micro-CT van Aortopathy in een muismodel van β-aminopropionitrile-geïnduceerde aorta aneurysma en dissectie

Published: July 16, 2018 doi: 10.3791/57589

Summary

Dit artikel beschrijft een gedetailleerde methodologie van het gebruik van een radiopaak loodhoudende silicone rubber te perfuse de lymfkliertest therapieën voor de diameter van de aorta kwantificering in een muismodel van aorta aneurysma en dissectie.

Abstract

Aneurysma van de aorta dissectie is geassocieerd met significante morbiditeit en sterfte in de bevolking en zeer dodelijk kunnen zijn. Hoewel diermodellen van aorta ziekte bestaan, in vivo beeldvorming van de therapieën beperkt gebleven. In de afgelopen jaren, micro-gecomputeriseerde tomografie (micro-CT) heeft ontpopt als een voorkeur modaliteit voor zowel grote als kleine vaartuigen imaging zowel in vivo als ex vivo. In combinatie met een methode van vasculaire gieten, hebben we met succes gebruikt micro-CT te karakteriseren de frequentie en de verdeling van de aorta pathologie in β-aminopropionitrile-testgroep C57/Bl6 muizen. Technische beperkingen van deze methode zijn variaties in de kwaliteit van de perfusie geïntroduceerd door slechte voorbereiding van de dieren, de toepassing van de juiste methodologieën voor vaartuig grootte kwantificering, en het niet-overlevingsvermogen van deze procedure. In dit artikel een overzicht van een methodologie voor de intravasculaire perfusie van een loodhoudende radiopaak siliconen rubber voor de kwantitatieve karakterisering van aortopathy in een muismodel van aneurysma en dissectie. Naast het visualiseren van aorta pathologie, kan deze methode worden gebruikt voor de behandeling van andere vasculaire bedden in vivo of post-mortem-vasculaire bedden verwijderd.

Introduction

De incidentie van Aortadissectie is 3 gevallen per 100.000 per jaar1. Aortadissectie en aneurysmal ziekten goed voor meer dan 10.000 doden in de Verenigde Staten elk jaar, goed voor 1-2% van alle sterfgevallen in westerse landen2. Aortadissectie wordt geïnitieerd door een scheur in de intima laag van het schip met de verspreiding van bloed door de lagen van de aorta muur onder fysiologische druk. Verhoogde patiënt pulse druk worden geassocieerd met een verhoogde incidentie van dissectie en complicaties. Verhoogde muur schuifspanning wordt geassocieerd met de uitbreiding van de aorta muur leidt tot een aneurysma vorming3,4. Gevolgen van Aortadissectie omvatten de occlusie van de bloedtoevoer naar verre organen, inclusief de hersenen, nieren, darmen, en ledematen, de vorming van chronische aneurysmata, breuk of dood5,6,7.

Op dit moment worden de biochemische en cellulaire processen die betrokken zijn bij de inleiding en de progressie van de aorta aneurysma en dissecties nog slecht begrepen. Reproduceerbaar diermodellen van aorta aneurysma en dissectie worden sleutel tot het begrijpen van hun pathofysiologie. Β-aminopropionitrile (BAPN) is een lysyl oxidase remmers, die voorkomt dat de cross-linking van elastine en collageen en is aangetoond dat aanzienlijk veranderen de structuur van de muur van de extracellulaire matrix van schip en de biomechanische integriteit6, 8. Knaagdieren die zijn behandeld met BAPN hebben gebruikt als een gemeenschappelijke diermodel van aorta aneurysma en dissectie9,10.

Vasculaire beeldvormende modaliteiten zijn instrumenteel in het identificeren van vasculaire pathologie, bevestiging van schip bij, en evalueren van orgel perfusie. Onlangs, micro-berekend tomografie (micro-CT) is gebruikt om te bestuderen van de therapieën van muizen en ook grote dieren. In tegenstelling tot het bot is de axiale beeldvorming van de bloedvaten door computertomografie beperkt, zoals intraluminale bloed inherent relatief radiolucente is. Wanneer gecombineerd met intravasculaire contrastmiddelen, echter kan micro-CT gedetailleerde driedimensionale reconstructies van dierlijke vasculatures voor de studie van macro-anatomische vasculaire pathologie11.

De geselecteerde contrast agent is (Zie de Tabel van materialen) een radiopaak silicone rubber dat lood chromaat en lood sulfaat bevat. Bij perfusie in aanwezigheid van een katalysator, verhardt het snel om te vormen van een cast van de therapieën met minimale wijzigingen in de macro-anatomische architectuur van de schepen, waardoor de therapieën zeer radiopaak in tegenstelling tot de achtergrond weefsels wanneer röntgenologisch onderzocht. Deze agent contrast is voordelig omdat het is gemakkelijk te hanteren en vermijdt de aantasting van het weefsel en het vaartuig verlies als gevolg van breuk vaak geassocieerd met vasculaire cast corrosie. Zoals het geneest met minimale krimp12, schepen gewist van bloed blijven octrooi en zorgen voor een correcte inschatting van de dierlijke macro-therapieën in de niet-survival experimenten. Vorige werk heeft met succes gebruikt voor radiopaak silicone rubber-contrast in een verscheidenheid van dierproeven. Specifiek, is toepasbaarheid in het visualiseren van de coronaire, glomerulaire, placenta, en de cerebrale circulatie11,12,13,14,15 aangetoond. In deze paper detailleren wij de methodologie van open links-ventriculaire punctie voor de intravasculaire perfusie van loodhoudende radiopaak silicone rubber te karakteriseren kwantitatief BAPN-geïnduceerde aorta pathologie in een muismodel door micro-CT.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

De protocollen voor het hanteren van dieren werden goedgekeurd door de institutionele Animal Care en gebruik van het Comité van de Universiteit van Maryland, Baltimore (dierlijke protocolnummer 0116024) en uitgevoerd volgens AAALAC internationale normen.

1. bereiding van reagentia

  1. Heparine
    1. Verdun 250 µL van 1000 U/mL heparine sulfaat in 50 mL fosfaat gebufferde zoutoplossing om een eindconcentratie van 5 U/mL.
    2. Warm de heparinized (5 U/mL) met fosfaat gebufferde zoutoplossing, ter vervanging van het bloed in de therapieën in een waterbad ingesteld op 37 ° C.
    3. Bereiden de pomp druk-gecontroleerd door het aansluiten van de benodigde buizen en 2 leeg 10 mL spuiten, 1 voor de buffer van de EDTA-zoutoplossing en 1 voor de contrast-agent.
    4. Vul de slang met de warme EDTA fosfaatgebufferde zoutoplossing en verwijder de luchtbellen uit de slang van de drukpomp.
  2. Contrast agent
    Opmerking: Gelieve te verwijzen naar de Tabel van materialen voor de contrast agent kit bestanddelen.
    1. Meng een gepigmenteerde compound met een oplosmiddel om een 1:6-kleurstof verdunningsmiddel verhouding.
    2. Voeg onmiddellijk vóór gebruik (stap 2.3.12), 200 µL van een genezen agent aan elk aliquot 5 mL van de verdunde gepigmenteerde compound en meng ze goed (4% van hun volume).
      Opmerking: De fabrikant gemeld dat de arbeidstijd is 40 min. Als de siliconen-rubber contrast agent begint te polymeriseren 20 min na toevoeging van de uithardende agent, is het belangrijk om voor te bereiden van de oplossing vóór haar infusie.
  3. BAPN drinkwater
    1. Β-aminopropionitrile (BAPN) ontbinden in drinkwater maken een eindconcentratie van 3 g/L (aangepast vanuit protocollen die hierboven worden beschreven in de literatuur)9,16,17.
    2. Beheren van het drinkwater BAPN-bevattende aan een groep van muizen als ze eenmaal 4 weken oud tot het tijdstip van perfusie voor micro-CT. zijn

2. de chirurgische Procedure

  1. Dierlijke voorbereiding
    1. Spenen van de muizen op 3 weken leeftijd, onderhouden ze op een 12 h licht/12 h donker cyclus en voeden ze standaard knaagdier chow. Beheren voor het BAPN-testgroep, vers bereide BAPN drinkwater voor 16-26 weken ad libitum. Bieden dat de controledieren met standaard drinken water ad libitum.
  2. Verdoving techniek
    Opmerking: 24 h vóór het CT-analyse, de volgende procedure wordt uitgevoerd. Chirurgische ingrepen worden uitgevaardigd ter voorbereiding van het model van een postmortem intracardiac perfusie.
    1. Induceren een verdoving via een inductie tank met 100% O2 en 3% Isofluraan geleverd via een vaporizer precisie. Na de inductie van de anesthesie, staken de Isofluraan en leegmaken van de kamer met O2. Het handhaven van de narcose met 2 tot 2,5% Isofluraan en 1 L/min voor O2 via een neus kegel.
    2. Zowel de kamer van de inductie en de gelaatsmasker koppelen aan een houtskool scavenger voor afgassen adsorptie ter bescherming van personeel. Zorgen voor een voldoende verdoving vliegtuig door aan te tonen dat er geen antwoord op schadelijke stimuli (Teen snuifje is).
    3. Een operatieve veld dat bestaat uit een chirurgische lade en de noodzakelijke chirurgische instrumenten voor te bereiden.
    4. Het dier overbrengen in het chirurgische gebied en plaats deze in de dorsale ligcomfort.
  3. Operatietechniek
    1. Met behulp van schaar, maken een middellijn incisie door de huid en weke delen vanaf midden tussen de symphysis pubica aan de sternale inkeping, uit te breiden door de huid en weke delen overliggende van het borstbeen.
    2. Maak met schaar een gaatje in het middenrif bij het proces van de xiphoid in te voeren van de borstholte.
    3. Gebruik schaar te ontleden van het membraan van de ventrale borstwand, bilateraal.
    4. De ribben kraakbeen te scheiden van de ribben van het borstbeen rechts sternale grens doorsnijden.
    5. Een fijne hemostatische klem van toepassing op het puntje van het borstbeen (in de buurt van de xiphoid process) en de hemostat cranially te verplaatsen, zodat deze op het hoofd van de muis is geplaatst. Dit zal de zwezerik en borstbeen van het hart, het hart en de grote schepen voor verdere manipulatie bloot intrekken.
    6. Scherp ontleden eventuele bijlagen tussen het centrum en de borstwand.
    7. De 27-gauge IV katheter naald verbinden met een injectiespuit voorgeladen met 10 mL EDTA fosfaatgebufferde zoutoplossing (5 U/mL) en vul alle buizen met de buffer om de luchtbellen uit de buizen van de drukpomp verwijderen.
    8. Wees voorzichtig bij de voorbereiding van de vloeistof als de bubbels in de vloeiende lijn kan belemmeren het vullen van kleinere schepen. Beperk het aantal vaartuigen die zijn beschadigd tijdens de dierlijke voorbereiding, omdat dit leiden de contrast-agent tot zal te lekken uit de afgehakte vaartuigen, het volume nodig voor een volledige vulling en de invoering van artefacten aan de definitieve imaging wijzigen.
    9. Het linkerventrikel doorprikken met een 27-gauge-naald die met een rechte hoek-klem is gestabiliseerd. Onmiddellijk incise de rechterventrikel of de vena cava inferior om drain het heparine oplossing en het bloed.
      Opmerking: Heparine wordt gebruikt om te voorkomen dat het bloed van stolling in de schepen na de dood van het dier als een antistollingsmiddel.
    10. Perfuse van het dier met een constante snelheid van 2 mL/minuut met behulp van een één-spuitpomp. Opmerking de zichtbare Blancheren van de organen. Blijven de perfusie totdat het perfusaat aftappen van de veneuze circulatie van bloed (ongeveer 5-6 mL) vrij. Stoppen met de pomp.
    11. De IV-katheter buis verbreken door de 10 mL spuit, verzorgen niet te verstoren de naald op de positie in het linkerventrikel.
    12. Onmiddellijk na de volledige exsanguination, de oplossing van de agent contrast te scheiden in 5 mL aliquots en de uithardende agent op dit moment toevoegt (zie stap 1.2). Meng ze goed. Opstellen van 5 mL van de contrast agent mix in een 10 mL spuit en het dier met het perfuse.
    13. Voor een volledige vulling van de schepen (slagaders en aders), blijven de infusie voorbij het punt wanneer het kan worden gezien het verlaten van de veneuze oplossing. Zoeken naar tekenen van een succesvolle perfusie met inbegrip van de visualisatie van een agent gieten in de kransslagaders, de slagaders pulmonary, darm en lever therapieën.
    14. De contrast-agent zal genezen na ongeveer 20 min bij kamertemperatuur. Oogst van de afzonderlijke organen, zo nodig na uitharding en corrigeren in 10% neutraal gebufferde formaline. Fix hele karkassen als de monsters worden niet gebruikt voor micro-CT scan de volgende dag. Als de karkassen wordt gebruikt de volgende dag, positioneren op een metalen dienblad en plaats ze in een koelkast bij 4 ° C tot genezen overnachten.

3. micro-CT Scanning en Parameters

Opmerking: De specifieke afbeelding overname parameters worden afhankelijk van de machine in gebruik.

  1. Verwerven X-ray berekend tomografie beelden van elke muis de dag volgende op de perfusie met behulp van een micro-CT-scanner met behulp van een röntgenbuis spanning van 55 kVp, een stroom van 150 μA, een vergrotingsfactor systeem van 2.19 en een CCD camera pixel binning factor 2. Dit levert een doeltreffende pixelgrootte van 29 µm.
    1. Leg de muis karkas liggende op de tafel van de micro-CT scanner en krijgen een scout X-ray scan.
    2. Het gezichtsveld van de detector van 57,4 mm (axiaal) x 37.1 mm (transaxial) richten op de romp om het imago van de volledige lengte van de aorta.
    3. Verwerven van 180 prognoses van de afbeelding met een toename van de rotatie van 2 graden en een keer per projectie van 2800 ms.
  2. Reconstrueren van de afbeeldingen via een gewijzigde Feldkamp algoritme besproken; de gereconstrueerde voxel-grootte is 29 x 29 x 29 µm3 (slice dikte = 29 µm) met behulp van de multimodale 3D visualisatie plug-in voor de software die hier wordt gebruikt.

4. post verwerking en renderen

  1. De CT-gegevens omzetten in een DICOM-indeling met behulp van de juiste software.
  2. Het analyseren van de beelden te identificeren of een aneurysma aanwezig was. Meten van de secundaire as diameter op het breedste punt van de aortaboog, aflopende thoracale aorta en abdominale aorta zoals eerder beschreven18 (Figuur 1).
    Opmerking: In onze studie, beelden werden geanalyseerd door twee onafhankelijke waarnemers (een verblind) met behulp van een DICOM viewer om te bepalen of een aneurysma aanwezig was. De secundaire as diameter werd gemeten op het breedste punt van de aortaboog, aflopend van thoracale aorta en abdominale aorta als eerder beschreven19 (Figuur 1). Betekent niet-aneurysmal arteriële segmenten van muizen BAPN-onbehandeld vastgestelde normale vaartuig diameters de leeftijd-matched controlewaarden bijeenkomen.
  3. Aneurysma worden gedefinieerd als een gelokaliseerde of diffuse verwijding van de aorta segmenten aan de diameter groter is dan 50% van de diameter van de referentie. Zoek deze op basis van de bovenstaande metingen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Om te evalueren van dit protocol, 20 mannelijke volwassen muizen, van gemengde achtergrond als eerder beschreven19 en 20-30 weken oud, met of zonder BAPN behandeling, waren geperfundeerd met een loodhoudende radiopaak silicone rubber (Zie de tabel van materialen ) met behulp van het protocol die hierboven is uiteengezet. Ze onderging micro-CT scan op de volgende dag (Figuur 1 en Figuur 2). Er waren geen significante verschillen in de leeftijden van de muizen onder een van de ten opzichte van groepen.

Secundaire as diameter werden vervolgens gekwantificeerd in deze muizen. De gemiddelde diameter van de oplopende aorta in de muizen BAPN behandeld was aanzienlijk groter dan die van de onbehandelde leeftijd-matched controles (1.43 ± 0.56 mm vs. 0.93 ± 0.11 mm; p = 0.023, ongepaarde studenten t-test). De remming van lysyl oxidase met BAPN hadden niet een aanzienlijk effect op de gemiddelde aflopende thoracale of abdominale aorta diameters in vergelijking met de leeftijd-matched controles (p > 0.082, ongepaarde studenten t-testen, Figuur 3).

Een aneurysma werd gedefinieerd als zijnde 1,5 x de gemiddelde diameter van de onbehandelde groep. Er was een aanzienlijke toename van het aantal muizen met aneurysma in het BAPN-behandeld in vergelijking met het BAPN-onbehandelde controles (50% van de muizen BAPN behandeld vs. 0% van de onbehandelde muizen; P = 0.042) door Fisher's exacte test. Aneurysma in de muizen BAPN behandeld werden geïdentificeerd uitsluitend in de aorta, met de meerderheid die is vastgesteld in de thoracale aorta (8 uit 10 aneurysma geïdentificeerd). 4 muizen ontwikkeld ruim 1 aneurysma met het BAPN-behandeling (tabel 1).

Figure 1
Figuur 1: vertegenwoordiger transversale micro-CT-beelden. A. Dit is een transversale beeldvorming van de muizen BAPN-onbehandeld. B. Dit is een transversale beeldvorming van de muizen BAPN behandeld. De secundaire as diameter metingen zijn verricht op het niveau van de aortaboog.

Figure 2
Figuur 2: drie-dimensionale reconstructie van muis aorta aneurysma en dissectie geïdentificeerd door micro-CT. A. Dit is een representatieve 3D-reconstructie van een muis BAPN behandeld met een saccular abdominale aorta aneurysma en een aneurysma van de aortaboog. B. dit paneel toont een vertegenwoordiger aflopende thoracale aorta dissectie in een muis BAPN behandeld. De lumen waar en ONWAAR worden gescheiden door de intima klep. De ware lumen (TL) is de normale doorgang van bloed en de valse lumen (FL) is de nieuw gecreëerde doorgang.

Figure 3
Figuur 3: Effect van BAPN behandeling op aorta diameters. Deze panelen vaartuig diameters gemeten door micro-CT in BAPN-onbehandeld en BAPN behandelde mannelijke muizen de gemiddelde secundaire as wordt weergegeven. Die muizen bepaald dat een aneurysma zijn rood gemarkeerd. Het gemiddelde van de onbehandelde groep wordt weergegeven als een stippellijn in elk deelvenster. een. Dit is de oplopende aorta/arch (AAo/Arch); 0.93 ± 0.11 vs. 1,43 ± 0.56 mm; p = 0.023. b. Dit is de aflopende thoracale aorta (DTA); 0.82 ± 0,04 vs. 1.11 ± 0,43 mm; p = 0.0817. c. Dit is de abdominale aorta; 0,66 ± 0.11 vs. 0,89 ± 0.58 mm; p = 0.296. Alle gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaardafwijking. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Geen BAPN
(n = 8)
BAPN
(n = 12)
Totale dieren met aneurysma 0 6 *
Totaal aantal aneurysma 0 10
AAO/ARCH 0 5
DTA 0 3
ABD AORTA 0 2

Tabel 1. Anatomische distributie van geïdentificeerde aneurysma bij mannelijke muizen met en zonder BAPN behandeling. Deze tabel toont de incidentie van aneurysma zoals aangegeven door micro-CT (n = 20). AAO = oplopende aorta; DTA = aflopende thoracale aorta; ABD AORTA = abdominale aorta. p < 0.05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Micro-CT beeldvorming kan worden gebruikt om zeer gedetailleerde en drie-dimensionale reconstructies van vasculaire pathologie in diermodellen. Door het gebruik van intravasculaire contrast-enhanced media, kunnen non-enhanced zachte weefsels, zoals het lumen van een bloedvat, worden onderscheiden van die verbetering van zijn. Terwijl laser Doppler, microangiography, magnetische resonantie angiografie, histologie met confocal, of twee-foton microscopie kan worden gebruikt voor het beoordelen van vasculaire bedden, ze meestal concentreren op een beperkt gebied van studie en/of zijn beperkt tot twee-dimensionale evaluaties. Micro-CT biedt een kosteneffectieve manier voor het verkrijgen van gedetailleerde beeldvorming van vasculaire structuren, die helpen kunnen bij het verkrijgen van inzicht in de onderliggende angiogenese en vasculaire biologie. Extra methoden van kleine dieren imaging omvatten in vivo micro-CT en Digitale subtractie angiografie. Vergelijkbaar met de hier beschreven techniek, in vivo micro-CT is afhankelijk van de agent van een exogene contrast om de resolutie te verhogen. Fenestra VC en Isovue-370 zijn 2 dergelijke contrastmiddelen van bloed-pool die beschikbaar zijn voor micro-CT. Fenestra VC is gebruikt en wordt gerapporteerd dat een maximale gemiddelde verbetering van ~ 620 Hounsfield eenheden in de aorta 20 min. na injectie20. Andere nanoparticle gebaseerde contrastmiddelen hebben ook aangetoond potentieel in zowel CT en MRI. Linker ventriculaire catheterisatie zonder opening van de borst is een andere methode van hele muis perfusie voor microimaging die al beschreven21. Echografie beeldvorming voor de longitudinale metingen van de doorsnede van een vaartuig is een laatste methode die kan worden gebruikt in overleving studies.

Tijdens deze procedure vereist voldoende perfusie een hoge mate van aandacht voor detail. Het is belangrijk voor de therapieën te worden volledig exsanguinated voorafgaand aan de perfusie met een contrast-agent. Als de lever niet blancheren doet en zijn donkerrood blijft, kan extra spoelen met een zoutoplossing voor heparinized worden vereist vóór de perfusie met een contrast. Onvolledig exsanguination van de therapieën invloed kan zijn op de uiteindelijke beeldkwaliteit, verschijnen als vulling van de gebreken in de therapieën of als artefactuele distale vasculaire occlusie. Verder is het inbrengen van de naald in het linkerventrikel een delicate procedure die kan de ventriculaire muur scheur of snijd door in het rechterventrikel. Als de naald in het rechterventrikel wordt ingevoegd, wordt de longen snel zal worden geperfundeerd en vroeg tijdens de perfusie, wat leidt tot een onvolledige vasculaire perfusie zal geel. De breuk van een vaartuig is een laatste complicatie die tot een onvolledige perfusie leidt. De kans op breuk van een vaartuig kan worden geminimaliseerd door middel van smeltwater uit de veneuze circulatie alvorens aan te vangen de perfusie via de arteriële boom. Retrograde injectie is een alternatieve methode om een vasculaire bed, dat eerder beschreven naar afbeelding de coronaire therapieën11 iszoogdierlevercellen. We kozen een antegrade methode van perfusie aangezien het nauwkeuriger fysiologische bloedstroom in de borst- en buikholte aorta. De kwaliteit van het beeld verkregen met micro-CT de mogelijkheid om te beoordelen van de aorta voor intramurale trombus of hematoom beperken. Echter kan het zachte weefsel worden gevisualiseerd heel goed afhankelijk van hoe het CT-protocol is geformuleerd. Voor onze studies merkten we segmenten van de aorta met het melden van gebreken vermoedelijk als gevolg van stenoses van intraluminale trombose. De techniek als beschreven is het beste voor de beoordeling van de intravasculaire ruimte.

Kortom biedt dit protocol een veilige techniek voor het hoge-resolutie onderzoek van de therapieën van een lymfkliertest model van aorta aneurysma en dissectie. Kwantitatieve analyses kan gemakkelijk worden bereikt met behulp van micro-CT-beelden, die kunnen bieden een precieze cast van de therapieën. Voor de doeleinden van de experimenten die geïllustreerd in deze publicatie, kozen we voor het meten van de grootste diameter van de aorta waarmee de meting van de aorta aneurysma in de klinische praktijk wordt nagebootst. Een combinatie van anatomische monumenten en segment locatie afstanden kan worden gebruikt voor het meten van specifieke segmenten van de aorta, indien van toepassing. Het is ook aangetoond dat de perfused dierlijke therapieën kan worden beeld en digitaal van het skelet achtergrond naar het gewenste bedrag gescheiden te creëren een driedimensionale weergave van de grote bloedvaten en zijn kleinere distale takken. Dit protocol behoudt de vaatbundels weefsels van belang, die kunnen worden ingesloten in paraffine en gebruikt voor histologisch segmenteren voor verder onderzoek.

Micro-CT is een veelbelovende imaging modaliteit voor de studie van vasculaire biologie. Met zijn hoge ruimtelijke resolutie biedt het een gelegenheid om te beoordelen van de structuur, organisatie en pathologie van de bloedvaten. De procedure die wordt beschreven in dit manuscript vereist meerdere vaardigheden en technieken zoals dierlijke behandeling en voorbereiding, Beeldacquisitie en kwantificering van de resultaten. Dit artikel is succesvol gebleken voor één toepassing van vasculaire perfusie te identificeren aortopathies in muizen. Verdere studies zijn nodig om te evalueren van de toepasbaarheid ervan in andere diermodellen en ziekteprocessen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

We bedank Mark Smith voor zijn hulp met radiografische beeldvorming. Dit werk wordt ondersteund door de NIH T32 subsidie voor interdisciplinair onderzoek in de NIH R35 Grant (DKS), cardiovasculaire ziekte (BOA) en de American Heart Association (SMC).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Microfil Flow Tech, Inc MV-122 We use yellow, a different color can be ordered as desired. Kit includes MV-Compound, MV-Diluent, and MV-Curing Agent.
Heparin (1000 U/mL) Sagent Pharmaceuticals 25021-400-10
Phosphate buffered saline Corning 21-031-CV
Isoflurane Vet One, MWI 502017
3-Aminopropionitrile fumarate salt Sigma-Aldrich A3134
Single syringe pump Fisher Scientific 14-831-200
27-gauge scalp vein set needle Exel Int 26709 27G x 3/4", 12" tube
Inveon Micro-CT scanner Siemens Medical Solutions
Osirix MD Pimxmeo SARL Version 8.0.2
Inveon Research Workplace Siemens Medical Solutions Version 4.2
Rodent Chow Harlan Teklad 2018sx

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Meszaros, I., et al. Epidemiology and clinicopathology of aortic dissection. CHEST. 117 (5), 1271-1278 (2000).
  2. Kochanek, K. D., et al. Deaths: final data for 2009. National Vital Statistics Reports. 60 (3), 1-116 (2011).
  3. Li, J. S., Li, H. Y., Wang, L., Zhang, L., Jing, Z. P. Comparison of beta-aminopropionitrile-induced aortic dissection model in rats by different administration and dosage. Vascular. 21 (5), 287-292 (2013).
  4. Huffman, M. D., Curci, J. A., Moore, G., Kerns, D. B., Starcher, B. C., Thompson, R. W. Functional importance of connective tissue repair during the development of experimental abdominal aortic aneurysms. Surgery. 128 (3), 429-438 (2000).
  5. Wu, D., Shen, Y. H., Russel, L., Coselii, J. S., LeMaire, S. A. Molecular mechanisms of thoracic aortic dissection. Journal of Surgical Research. 184 (2), 907-924 (2013).
  6. Bruel, A., Ortoft, G., Oxlund, H. Inhibition of cross-links in collagen is associated with reduced stiffness of the aorta in young rats. Atherosclerosis. 140 (1), 135-145 (1998).
  7. Martinez-Revelles, S., et al. Lysyl oxidase induces vascular oxidative stress and contributes to arterial stiffness and abnormal elastin structure in hypertension: Role of p38MAPK. Antioxidants & Redox Signaling. 27 (7), 379-397 (2017).
  8. Kumar, D., Trent, M. B., Boor, P. J. Allylamine and beta-aminopropionitrile induced aortic medial necrosis: Mechanisms of synergism. Toxicology. 125 (2-3), 107-115 (1998).
  9. Ren, W., et al. β-Aminopropionitrile monofumarate induces thoracic aortic dissection in C57BL/6 mice. Scientific Reports. 6, 28149 (2016).
  10. Kanematsu, Y., et al. Pharmacologically-induced thoracic and abdominal aortic aneurysms in mice. Hypertension. 55 (5), 1267-1274 (2010).
  11. Weyers, J. J., Carlson, D. D., Murry, C. E., Schwartz, S. M., Mahoney, W. M. Jr Retrograde Perfusion and Filling of Mouse Coronary Vasculature as Preparation for Micro Computed Tomography Imaging. J Vis Exp. (60), e3740 (2012).
  12. Cortell, S. Silicone rubber for renal tubular injection. Journal of Applied Physics. 26 (1), 158-159 (1969).
  13. Bentley, M. D., Ortiz, M. C., Ritman, E. L., Romero, J. C. The use of microcomputed tomography to study microvasculature in small rodents. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 282 (5), R1267-R1279 (2002).
  14. Marxen, M., et al. MicroCT scanner performance and considerations for vascular specimen imaging. Medical Physics. 31 (2), 305-313 (2004).
  15. Yang, J., Yu, L. X., Rennie, M. Y., Sled, J. G., Henkelman, R. M. Comparative structural and hemodynamic analysis of vascular trees. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 298 (4), H1249-H1259 (2010).
  16. Jia, L. X., et al. Mechanical stretch-induced endoplasmic reticulum stress, apoptosis, and inflammation contribute to thoracic aortic aneurysm and dissection. The Journal of Pathology. 236 (3), 373-383 (2015).
  17. Kurihara, T., et al. Neutrophil-derived matrix metalloproteinase 9 triggers acute aortic dissection. Circulation. 126 (25), 3070-3080 (2012).
  18. Dillavou, E. D., Buck, D. G., Muluk, S. C., Makaroun, M. S. Two-dimensional versus three-dimensional CT scan for aortic measurement. Journal of Endovascular Therapy. 10 (3), 531-538 (2003).
  19. Muratoglu, S. C., et al. LRP1 protects the vasculature by regulating levels of connective tissue growth factor and HtrA1. Arterioclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33, 2137-2146 (2013).
  20. Badea, C. T., Dragova, M., Holdsworth, D. W., Johnson, G. A. In vivo small animal imaging using micro-CT and digital subtraction angiography. Phys Med Biol. 53 (19), R319-R350 (2008).
  21. Zhou, Y. Q., et al. Ultrasound-guided left-ventricular catheterization: A novel method of whole mouse perfusion for microimaging. Laboratory Investigation. 84, 385-389 (2004).

Tags

Geneeskunde kwestie 137 aorta aneurysma Aortadissectie dierlijke modellen van ziekten bij de mens β-aminopropionitrile in vivo imaging micro-gecomputeriseerde tomografie
Kwantitatieve analyse van de Micro-CT van Aortopathy in een muismodel van β-aminopropionitrile-geïnduceerde aorta aneurysma en dissectie
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Aicher, B. O., Mukhopadhyay, S., Lu, More

Aicher, B. O., Mukhopadhyay, S., Lu, X., Muratoglu, S. C., Strickland, D. K., Ucuzian, A. A. Quantitative Micro-CT Analysis of Aortopathy in a Mouse Model of β-aminopropionitrile-induced Aortic Aneurysm and Dissection. J. Vis. Exp. (137), e57589, doi:10.3791/57589 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter