Vi beskriver en kirurgisk prosedyre som brukes til å indusere perifere iskemi i kaniner med hyperlipidemi og diabetes. Denne operasjonen fungerer som en prekliniske modell for tilstander opplevd i perifer arteriesykdom hos pasienter. Angiografi er også beskrevet som et middel for å måle omfanget av innførte iskemi og gjenvinning av.
Perifer vaskulær sykdom er et utbredt klinisk problem som rammer millioner av pasienter over hele verden. En viktig konsekvens av perifer vaskulær sykdom er utviklingen av iskemi. I alvorlige tilfeller, pasienter kan utvikle kritiske lem iskemi der de opplever konstant smerte og økt risiko for lem amputasjon. Nåværende terapier for perifere iskemi inkluderer bypass kirurgi eller perkutan intervensjoner som angioplastikk med stenting eller atherektomi å gjenopprette blodstrømmen. Men disse behandlingene ofte ikke til fortsatt progresjon av vaskulær sykdom eller restenosis eller er kontraindisert på grunn av den generelle dårlige helsen til pasienten. En lovende potensiell tilnærming til å behandle perifere iskemi innebærer induksjon av terapeutiske neovascularization å tillate pasienten å utvikle sikkerhet blodkar. Dette nyopprettede nettverket lindrer perifere iskemi ved å gjenopprette til det berørte området. De mest brukte prekliniske modell for perifere iskemi utnytter etableringen av hind lem iskemi i friske kaniner gjennom lårarterien ligation. I det siste, men det har vært en sterk frakobling mellom suksessen til prekliniske studier og svikt i kliniske studier om behandlinger for perifere iskemi. Friske dyr vanligvis har robust vaskulær gjenfødelse som svar på kirurgisk indusert iskemi, i motsetning til den reduserte vascularity og regenerering hos pasienter med kroniske perifere iskemi. Her beskriver vi en optimalisert dyremodell for perifere iskemi i kaniner som inkluderer hyperlipidemi og diabetes. Denne modellen har redusert sikkerhet formasjon og blodtrykk utvinning i forhold til en modell med en høyere kolesterol diett. Således kan modellen gi bedre korrelasjon med menneskelige pasienter med kompromittert angiogenese fra felles Co-morbidities som følger perifer vaskulær sykdom.
Perifer arteriell sykdom (PAD) er en vanlig sirkulasjons forstyrrelse der progresjon av aterosklerotiske plakk formasjon fører til en innsnevring av blodkar i lemmer av kroppen. Den nylige økningen i risikofaktorer for aterosklerose, inkludert diabetes, fedme, og inaktivitet, har ført til økt utbredelse av vaskulær sykdom1. Foreløpig er det anslått at 12%-20% av befolkningen generelt over 60 år har perifer arteriell sykdom2. En stor konsekvens av perifer arteriell sykdom er utviklingen av perifere iskemi, oftest funnet i nedre lemmer. I alvorlige tilfeller, pasienter kan utvikle kritiske lem iskemi, en tilstand der det er konstant smerte på grunn av mangel på blodstrøm. Pasienter med kritiske lem iskemi har en 50% sannsynlighet for å ha en lem amputert innen ett år etter diagnose. Videre, pasienter med diabetes har en høyere forekomst av perifer arteriell sykdom og dårligere utfall etter intervensjoner for revaskularisering3,4. Nåværende terapier for perifere iskemi inkluderer perkutan intervensjoner som atherektomi og stenting eller kirurgisk bypass. Men for mange pasienter disse behandlingene bare gi kortsiktige fordeler og mange er ikke frisk nok for store kirurgiske prosedyrer. I dette arbeidet, beskriver vi en prekliniske dyr modell for testing av nye behandlinger rettet mot perifer vaskulær sykdom som inkorporerer generering av perifere iskemi i kaniner gjennom kirurgiske ligation i sammenheng med diabetiker sykdom staten.
Den hind lem-modellen i kaniner har blitt brukt som en fysiologisk modell for obstruktiv vaskulær sykdom og prekliniske forløper til menneskelige studier i over et halvt århundre5,6. Kanin er ofte en foretrakk Art for studier opp på periferisk iskemi på grunn av det bebygget muskulaturen av ankelen og kalv muskelen, inne kontrasten å vanlig stor dyr modeller det er hjortevilt (dyrene med hover). Flere nylige vurderinger har adressert bruken av denne modellen og andre i modellering perifer vaskulær sykdom hos mennesker7,8. Lignende modeller som bruker hind lem iskemi i kaniner ble brukt i prekliniske studier av vekstfaktorer9,10,11,12,13,14, 15,16,17,18,19,20, genterapi21,22,23, 24,25,26,27,28,29,30,31,32, 33,34,35,36,37, 38, 39, 40,41, 42,43,44og stamceller45,46,47,48,49,50 ,51for terapeutiske neovascularization i lemmer. Dessverre viste de kliniske studiene som fulgte disse vellykkede dyre studiene ikke betydelige fordeler for pasienter52.
En foreslått forklaring på årsaken til dette translational svikt er at tilstanden til perifere iskemi i menneskelige pasienter er en som inkluderer motstand mot angiogenic signaler53,54,55, 56 for alle , 57 for alle , 58 for alle , 59. flere studier har vist defekter i angiogenic signalering trasé i diabetes og hyperglykemi. Diabetes og hyperlipidemi føre til tap av heparan sulfat proteoglycans og en økning i enzymer som kutter heparan sulfat, presentere en potensiell mekanisme for resistens mot terapeutisk angiogenese/arteriogenesis med vekstfaktorer60 , 61. således, en viktig funksjon i en modell for perifere iskemi bør inkludere et aspekt av terapeutisk motstand slik at behandling kan evalueres i sammenheng med sykdommen staten stede i menneskelige pasienter.
I dette arbeidet beskriver vi en kanin modell av perifere iskemi gjennom kirurgiske ligation av lår arteriene. En innledende periode med induksjon av diabetes og hyperlipidemi er innlemmet i modellen. Vi sammenlignet denne modellen til en annen modell som inkorporerer en høyere fett diett uten diabetes og fant at modellen med diabetes og lavere nivå av hyperlipidemi var mer effektiv i å redusere blod fartøy vekst. Vår modell kombinerer fremskritt som har blitt brukt av separate grupper, med mål om å gi en praktisk og standardisert metode for å oppnå konsistente resultater i perifer vaskulær sykdom forskning.
Vi har forevist en prekliniske modell for inducing bakben armen iskemi inne kanin med diabetes og hyperlipidemi. I mange studier, det er tvetydighet i teknikken brukes til å lage bakben lem iskemi i kaniner. I mus, alvorlighetsgraden og utvinningen fra hind lem iskemi er svært avhengig av plasseringen av ligation og teknikk som brukes til å indusere iskemi. Betydningen av teknikken som presenteres i dette arbeidet er at det gir mulighet for konsistent induksjon av iskemi som ikke helt tilbake etter 8 uker i diabetiker…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne takknemlig erkjenner finansiering gjennom Department of Defense Congressionally regissert Research program (DOD CDMRP; W81XWH-16-1-0582) til ABB og RS. Forfatterne erkjenner også finansiering gjennom American Heart Association (17IRG33410888), DOD CDMRP (W81XWH-16-1-0580) og National Institutes of Health (1R21EB023551-01; 1R21EB024147-01A1; 1R01HL141761-01) til ABB.
0.9% Sodium Chloride | Henry Schein Medical | 1537468 / 1531434 | 250 mL bag / 1000 mL irrigation btl |
1 mL Syringe | VWR | BD309628 | |
10 mL Syringe | VWR | BD309695 | |
10% Formalin | Fisher-Scientific | 23-245684 | |
18G Needle | VWR | 89219-294 | |
20G Needle | VWR | 89219-340 | |
25G Needle | VWR | 89219-290 | |
27G Needle | VWR | 89219-288 | |
5 mL Syringe | VWR | BD309646 | |
5% Dextrose | Patterson Veterinary | 07-800-9689 | |
Acepromazine | Patterson Veterinary | VEDC207 | |
Alfaxalone | Patterson Veterinary | 07-891-6051 | |
Alginate | Sigma-Aldrich | PHR1471-1G | |
Alloxan Monohydrate | Sigma-Aldrich | A7413 | |
Angiography Equipment | Toshiba | Infinix-i | |
Angiography Injector | Medrad | ||
Anti-Mouse Ab Alexa 594 | Thermo Fisher Scientific | A-11032 | Secondary Antibody for IHC |
Anti-Rabbit Ab Alexa 488 | Thermo Fisher Scientific | A-11008 | Secondary Antibody for IHC |
a-SMA Antibody | Abcam | ab5694 | Primary Antibody for IHC |
Baytril | Bayer Animal Health | 724089904201 | Enrofloxacin |
Blood Chemistry Panel | IDEXX | 2616 | Rabbit Panel |
Blood Pressure Cuff | WelchAllyn | Flexiport Disposable BP Cuff-infant size 7 | |
Blood Pressure Monitor | Vmed Technology | Vmed Vet-Dop2 | |
Bupivacaine | Henry Schein Medical | 6023287 | |
Buprenorphine | Patterson Veterinary | 42023017905 | |
Buprenorphine SR | ZooPharm | ||
Calcium Sulfate | CB Minerals | Food and Pharmaceutical Grade USP and FCC | |
Chlorhexidine Scrub | Patterson Veterinary | 07-888-4598 | |
Chloroform | Fisher-Scientific | C298-4 | |
Cholesterol | Sigma-Aldrich | C8503 | |
DAPI | Thermo Fisher Scientific | 62248 | |
Ear Vein Catheter | Patterson Veterinary | SR-OX165 | Surflo IV catheters |
Endotracheal tube | Patterson Veterinary | Sheridan Brand, Depends on Rabbit Size | |
Glucometer | Amazon | B001A67WH2 | Accu-Chek Aviva |
Glucometer Test Strips | McKesson Medical-Surgical | 788222 | Accu-Chek Aviva Plus |
Guidewire | Boston Scientific | 39122-01 | |
Hair Clippers | Amazon | B000CQZI3Q | Oster #40 blade |
Heating Pad | Cincinnati Subzero | 273 | |
Heating Pad Pump | Gaymar | Gaymar T/Pump | |
Hemostat | Fine Science Tools | 13009-12 | Curved Mosquito Hemostat |
Heparin | Patterson Veterinary | ||
Insertion Tool | Merit Medical Systems | MAP550 | metal wire insertion tool |
Insulin | HPB Pharmacy | Novalin R & Novalin N | |
Insulin Syringes | McKesson Medical-Surgical | 942674 | |
Introducer | Cook Medical | G28954 | 3F Check Flo Performer Introducer |
Isoflurane | Henry Schein Medical | 1100734 | |
Ketamine | Patterson Veterinary | 856440301 | |
Lactated Ringers | McKesson Medical-Surgical | 186662 | |
Lidocaine | McKesson Medical-Surgical | 239936 | |
Lidocaine/Prilocaine cream | McKesson Medical-Surgical | 761240 | |
Ligaloop | V. Mueller | CH117 / CH116 | White Mini / Yellow Mini |
Mazola Corn Oil | Amazon | B0049IIVCI | |
Medrad Syringe | McKesson Medical-Surgical | 346920 | 150 mL |
Meloxicam | Patterson Veterinary | ||
Metal ball sutures | Ethicon-Johnson & Johnson | K891H | 4-0 silk C-1 30" |
Metzenbaum Scissors | Fine Science Tools | 14019-13 | |
Midazolam | Henry Schein Medical | 1215470 | |
Nitroglycerin | McKesson Medical-Surgical | 927528 | |
PECAM Antibody | Novus Biologicals | NB600-562 | Primary Antibody for IHC |
Perfusion Pump | Masterflex | ||
Pigtail Catheter | Merit Medical Systems | 1310-21-0053 | 3F pigtail |
Polydioxanone (PDS II) suture | McKesson Medical-Surgical | 129271 | 4-0 taper RB-1 (needle comes on suture) |
Polydioxanone (PDS II) suture | McKesson Medical-Surgical | 129031 | 4-0 reverse cutting FS-2 |
Polyglactin 910 (Vicryl) suture | Butler | 7233-41 | 3-0 taper RB-1 |
Polyglactin 910 (Vicryl) suture | McKesson | 104373 | 4-0 reverse cutting FS-2 |
Rabbit Chow (Alfalfa) | LabDiet | 5321 | |
Rabbit Restrainer | VWR | 10718-000 | |
Rib Cutters | V. Mueller | ||
Scalpel | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Scalpel Blade | Fine Science Tools | 10015-00 | #15 blade |
Silk Sutures | Ethicon-Johnson & Johnson | A183H | 4-0 silk ties 18" |
Stainless Steel Ball | McMaster-Carr | 1598K23 | 3-mm diameter |
Surgical Drapes | Gepco | 8204S | |
Syringe Pump | DRE Veterinary | Versaflow VF-300 | |
Visipaque contrast media | McKesson Medical-Surgical | 509055 | |
Weitlaner Retractor | Fine Science Tools | 17012-13 |