Summary
Vi beskriver en kirurgisk protokol til konsekvent at inducere robust nedadgående thorax aorta aneurismer i mus. Proceduren involverer venstre thoracotomi, thorax aorta eksponering, og placering af en svamp gennemblødt i Porcin pancreas elastase på aorta væggen.
Abstract
Ifølge Center for Disease Control, aorta aneurismer (AAs) blev betragtet som en førende dødsårsag i alle racer og begge køn fra 1999-2016. En aneurisme former som følge af progressiv svækkelse og eventuel dilatation af aorta, som kan Bristning eller rive, når den når en kritisk diameter. Aneurismer af den faldende aorta i brystet, kaldet faldende thorax aorta aneurismer (dtaa), udgør en stor del af aneurisme tilfælde i USA. Uindesluttet dTAA ruptur er næsten universelt dødbringende, og elektiv reparation har en høj sygelighed og dødelighed. Formålet med vores model er at studere dTAA specifikt, at belyse patofysiologien af dTAA og at søge efter molekylære mål at standse væksten eller reducere størrelsen af dTAA. Ved at have en murine model til at studere thorax patologi præcist, målrettede terapier kan udvikles til specifikt at teste dtaa. Metoden er baseret på placeringen af Porcin bugspytkirtel elastase (PPE) direkte på den ydre murine aorta væggen efter kirurgisk eksponering. Dette skaber en destruktiv og inflammatorisk reaktion, som svækker aorta væggen og giver mulighed for aneurisme dannelse over uger til måneder. Selvom murine modeller besidder begrænsninger, producerer vores dTAA-model robuste aneurismer af forudsigelig størrelse. Desuden kan denne model bruges til at teste genetiske og farmaceutiske mål, som kan arrestere dTAA vækst eller forhindre ruptur. I humane patienter, interventioner som disse kunne hjælpe med at undgå aneurisme ruptur, og vanskelige kirurgiske indgreb.
Introduction
Formålet med denne metode er at studere udvikling, Patofysiologi, og strukturelle ændringer i murine faldende thorax aorta under aortaaneurisme dannelse. Vores model tilbyder en reproducerbar og konsekvent metode til at inducere thorax aorta aneurismer (dtaa) i mus, hvilket gør det muligt at afprøve forskellige genetiske og farmakologiske hæmmere. Dette arbejde kan hjælpe med at identificere stoffer og genterapier, som kan oversættes til en levedygtig behandlingsstrategi for mennesker med dTAA-sygdom.
dtaas form, når væggen af thorax aorta bliver svækket og udvider over tid, indtil de når en kritisk diameter, når rive eller ruptur kan derefter forekomme. Klinisk, dTAA kan fremskridt i stilhed, stigende i størrelse, indtil strukturen i aorta væggen er så forvrænget, at det i sidste ende mislykkes, med katastrofale konsekvenser. Concerningly, symptomer normalt udvikler kun, når aneurisme har nået en farefuld størrelse (100-150% dilatation) og er i høj risiko for dissektion eller ruptur1,2. dtaa brud er næsten universelt dødbringende3, og elektiv kirurgisk reparation bærer signifikant sygelighed4,5. Endvidere, de fleste patienter bærer diagnosen af en aorta aneurisme i ca 5 år før kirurgisk reparation6,7. Dette vindue er et belejligt tidspunkt til at intervenere ikke-kirurgisk. Således, medicinske behandlinger til behandling eller langsom progression af dTAA er nødvendige og ville repræsentere en betydelig avancement på området for aneurisme forskning. Der er i øjeblikket ingen medicinske behandlinger for dTAA tilgængelige, mest på grund af en ufuldstændig forståelse af dTAA patogenesen.
I løbet af de sidste 20 år er flere dTAA dyremodeller blevet udviklet, men hver af disse modeller var adskilte fra vores egen og producerede ikke robuste aneurismer. En murine dTAA model mest ligner vores blev udviklet af Ikonomidis et al.8, som omfatter direkte anvendelse af CaCl2 til adventitia af aorta. Selvom vores model blev tilpasset fra mange af de teknikker, der er fremlagt af Ikonomidis, er vores model unik på tre forskellige måder. Første, i vores model aorta er udsat for aktuel elastase i 3-5 minutter, sammenlignet med 15 minutter af CaCl2 eksponering. Anden, aorta dilatation forekommer i 2 uger, sammenlignet med 16 uger i CaCl2 model. Sidst, vores model konsekvent producerer aneurismer på ca 100% dilatation, sammenlignet med aorta dilatationer af 20-30% produceret af CaCl2 ansøgning (som ikke kan virkelig betragtes aneurismer, da de er defineret som en stigning i aorta diameter > 50%). Der er andre ikke-kirurgiske murine modeller af aneurisme dannelse, såsom APO E knockout Mouse, som danner robuste aneurismer med infusion af angiotensin II. Men, disse mus udvikle Supra-renal eller stigende thorax aorta aneurismer snarere end aneurismer specifikt i den nedadgående thorax aoric9,10.
Den rationelle for denne protokol er at have en enkel, billig, og tid egnet måde at studere dTAA i en murine model. Musemodellen giver en unik mulighed for at udnytte mange genetiske og celle-specifikke Knockouts, der har været fundet at være virkningsfulde i andre Vaskulære sygdomme. Brugen af vores specifikke TAA-model er blevet godt modtaget, og eksperimenter, der udnytter den, er blevet offentliggjort i high impact-tidsskrifter11,12. Til dette punkt, modellen er blevet anvendt til at undersøge mulige genetiske og farmakologiske behandlinger, der havde en signifikant effekt i den abdominale aorta aneurisme (AAA) murine modeller; men da vores laboratorium har udvidet brugen af dTAA-modellen, er vi ved at finde mål, der er unikke for dTAA-dannelse, som kan anvendes som målrettede terapier hos mennesker.
Denne model er mest egnet til laboratorier, der har murine mikro-kirurgiske kapaciteter. Selv om det er teknisk udfordrende, det kan udføres konsekvent selv af forskere uden forudgående kirurgisk erfaring. For en forsker uden murine kirurgisk erfaring kan modellen beherskes i ca. 20 operative sessioner (eller ca. 50 mus). For forskeren med forudgående kirurgisk erfaring, kan modellen beherskes i 5 operative sessioner (ca. 20 mus). Vi tror med en høj kvalitet video, tid til beherskelse kan reduceres yderligere. Når færdigheden er opnået, kan proceduren afsluttes i 35 minutter for operationen, og 20 minutter for terminalen høst. Kirurger i vores laboratorium kan fuldføre 10-12 fuld kirurgi per dag, med en udløsende dødelighed på 5-10%. Den mest almindeligt forekommende årsag til dødelighed er lungeskade ved indtræden i brystet, bedøvelse toksicitet, eller ælde af aorta under dissektion. Ud over dtaa forskning, denne model fungerer også som en guide til sikker og nem adgang til thorax aorta og lunge hilum for forskere, der studerer andre interventioner i brystet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Dyre protokoller blev godkendt af University of Virginia Institutionsudvalg for dyrepasning og-brug (nr. 3634).
1. induktion af anæstesi og intubation
- Placer en 8-10-ugers gammel mandlig C57BL/6 mus i et lukket kammer med kontinuerlig strøm af 5% isofluran og oxygen blanding i 5 min, indtil respirationer er synligt bremset.
Bemærk: forskellige stammer, køn og alder af mus kan anvendes afhængigt af forsøgsprotokollen. Hunmus kan være vanskeligere at intubate på grund af mindre størrelse og dermed mindre luftveje. - Intubate musen som beskrevet af Vandivort et al.13.
Bemærk: intubation Step er den sværeste del af denne model til både at lære og udføre. De ovenfor refererede forfattere gør et fremragende stykke arbejde, der forklarer trinene i deres video.
2. Fastgør musen til Operations brættet
- Tilslut endotracheal TUBUS (et) røret, Bekræft bryst stigningen, og læg musen i den højre laterale decubitus position. Drej isofluran til ca. 3% og smør smøremiddel på begge øjne. Ventilatoren skal indstilles til at give ca. 200 åndedrag pr. minut og 225 μL tidevands volumen.
Bemærk: toksiciteten er hurtig, hvis isofluran er tilbage ved 5%. Respons på isofluran er dog variabel, så bedøvelses hastigheden bør titreres således, at spontane diafragmatiske sammentrækninger forekommer ca. hver 10-20 s og iltning synes tilstrækkelig ved inspektion af slimhinder og eksponerede væv. - Fastgør ET-røret til brættet med tape. Forlæng den højre arm rostrally, så den forreste pote er på linje med næsen og fastgør den med tape.
- Træk halen caudally for at skabe en linje af spændinger mellem højre arm og hale, der producerer forlængelse af rygsøjlen.
Bemærk: sikring både halen og højre pote i kø forhindrer over indsættelse eller afstivning af ET rør. - Tape det venstre ben i sin naturlige position. Tegn den venstre arm ventrally over rullede gaze og tape ned.
3. forberedelse til kirurgi
- Barberer den venstre flanke af musen med elektriske Clippers fra venstre skulder til venstre mave.
- Brug en vattippet applikator til at børste betadin-opløsningen over operationsstedet. Brug en ny bomulds tippet applikator til at børste 70% ethanol opløsning over operationsstedet. Lad det tørre. Anbring et sterilt Drape.
- Forsigtig: Sørg for, at al ethanol er helt tørret, før du fortsætter, da der anvendes elektro kautery, og kan antænde ethanol.
4. adgang til thorax
- Lav en 1 cm lateral indsnit på midtpunktet af hemithorax ved hjælp af kirurgisk saks. Brug håndholdt elektro kautery til at opdele muskellag, indtil ribbenene er synlige.
- Direkte ætse en 2 mm del af ribbenene.
Bemærk: når du bruger elektro kautery på ribbenene, bør du observere den spontane vejrtrækningsfrekvens. Hvis musen har en diafragma sammentrækning under kautery, spidsen kan komme ind i thorax og punktere lungerne, som normalt er dødelig i denne model. - Ved hjælp af en fuget, fin bomuld-tippet applikator i ribben plads overlegen til den ætsende del, rotere spidsen på vævet til at bryde ind i pleural rum. Placer den befugtede 3 mm x 2 mm svamp i brystkassen for at hjælpe med at kollapse lungerne.
Bemærk: Lad kun bløde, våde, svampe kontakte lungerne, da det er yderst delikat. - Brug en saks til at skære langs det øverste aspekt af den kauterisering rib, indtil membranen er synlig.
5. aorta eksponering
- Placer rib retraktorer og bruge dem til at åbne thoracotomi incision. Fjern forsigtigt svamp fra lunge overfladen.
- Placer furet 6 mm x 4 mm svamp, således at det lægger dækker lungerne, med ender peger rostrally og caudally. Placer den (brede flade) lunge retraktor på svampen, og skub forsigtigt retraktor Ventrally, indtil den nedadgående thorax aorta er eksponeret.
- Brug #7 pincet til at dissekere bindevæv og fedt fra aorta i en ca. 5 mm sektion.
Bemærk: små vener kan køre tværgående over aorta; undgå at rive dem under dissektion (ved hjælp af mindst 14x forstørrelse kan bidrage til at undgå denne komplikation).
6. eksponering af elastase
- Mægle 0,5 mm x 1 mm svamp med 12 μL af Porcin pancreas elastase og Placer den på den udsatte overflade af aorta.
Bemærk: Lad ikke svampen røre den kontralaterale lunge. - Efter den forudbestemte tid (normalt 3-5 min), fjernes elastase svamp med #7 pincet. Fjern lunge retraktoren. Brysthulen skylles med 1 mL sterilt saltvand.
Bemærk: Fjern lunge retraktoren før vanding med saltvand, da det vil gøre det muligt for lunge svamp at blive mættet og blød, hvilket gør det lettere at fjerne fra overfladen af lungerne. - Brug rullet 2 "x 2" gaze til at absorbere den resterende saltvand vanding. Drej isofluran ned til 2%.
7. lukning af brystet
- Fjern lunge svamp. Tag den caudale lunge retractor ud. Fjern den rostrale lunge retractor.
- Placer 3 afbrudt 6-0 ikke-absorberbare suturer at modsætte ribbenene, binde en løs knude i hver, men ikke binde ned. Vær meget forsigtig med ikke at røre ved lungerne med sutur nålen.
- Puste lungerne igen ved at bruge udstrømnings røret på ventilatoren eller ved hurtigt at blæse 0,5-1,0 mL luft gennem ET-rør ved at udnytte 3-vejs stophanen.
Bemærk: for at undgå barotrauma, undgå overdreven brug af den luftfyldte sprøjte, og brug ikke mere end 1,0 mL luft. - Binde ikke-absorberbare suturer. Retilnærme muskellag med en kørende 5-0 absorberbare multifilament sutur. Drej isofluran ned til 1%.
- Luk huden med 7-10 afbrudt 5-0 ikke-absorberbare suturer. Drej isofluran til 0%.
8. inddrivelse
- Der administreres 6 μg (0,02 mL af en 0,3 mg/mL suspension) af buprenorphin subkutant. Fjern båndet fra højre fod, hale og venstre arm efterfulgt af højre arm tape.
- Når musen bevæger ekstremiteter, extubate ved at trække det ved halen til at glide af ET rør. Sted i det høje iltindhold varmere kammer i liggende position.
Bemærk: det er sikkert at flytte musen fra ilt kammer i bur, når det kan vende sig over til normal stående position. Desuden bør mus monitoreres for tegn på smerte, angst eller manglende trivsel ofte i de første 24-48 timer efter operationen og givet yderligere analgesi eller blød mad som angivet.
9. udsættelse af aorta aneurisme (Terminal høst procedure)
Bemærk: generelt gennemføres vævs høsten 14 dage, da dette repræsenterer perioden med maksimal dilatation. Men afhængigt af eksperimentet, kan høst proceduren timing udføres på ethvert tidspunkt mellem 3 dage og 4 + uger, afhængigt af eksperimentet.
- Intubate og sikker mus til operative felt som beskrevet ovenfor (afsnit 1-3). Brug en saks til at indsnit huden overarms fra venstre flanke til det centrale abdomen tager sig ikke ind i peritoneum.
- Incise hud fra dorsale venstre flanke rostrally til niveauet af venstre skulder. Derefter incise på en 90 ° vinkel gennem aksil til brystbenet.
Bemærk: denne indsnit bør helt omringe den oprindelige hud indsnit. - Ved hjælp af kautery, dissekere hud flap mod ventrale aspekt af musen, udsætter den venstre hemithorax. Brug en saks til at komme ind i maven og incise langs venstre Costal margin fra ventrale til dorsale at udsætte undersiden af den venstre membran. Den laterale mest kant af membranen kan åbne, som ønskes.
- Hvis det ikke er oprettet med det forudgående trin, incise mellem gulvet på sin mest laterale kant. Placer spidsen af Cautery i dette hul og ætse membranen off Costal margin til xyphoid proces. Ved hjælp af en fugtig fintippet bomuld-tippet applikator, forsigtigt befri lungerne fra adhæsioner til brystet væggen og skubbe lunge medially.
Bemærk: Hvis adhæsioner ikke let kommer ud af brystvæggen, skal du bruge Cautery til at fjerne dem; Dette hjælper med at undgå at rive lungerne, som kan forårsage kraftig blødning. - Cauterize indersiden af brystet væggen fra rib en til Costal margin, dorsale til midten axillær linje, men mindst 2 mm fra aorta. Skær brystvæggen langs den kauterisering linje.
Bemærk: denne teknik undgår blødning fra de interkostale arterier. - Skær langs den overlegne margin af rib en og derefter hale langs den laterale kant af brystbenet, fjerne den venstre rib bur. Placer retraktorer på lungerne og træk medially. Placer retraktor på membran og træk caudally for at afsløre så meget aorta som muligt.
- Brug en tør bomulds tippet applikator til at fjerne adhæsioner fra aorta aneurisme og et upåvirket distale segment. Mål diameteren af det upåvirkede kontrol segment og den bredeste del af elastase behandlet aneurisme ved hjælp af video micrometry.
Bemærk: video micrometry-målingerne bruges til at beregne procent dilatationen af Aneurysmal-segmentet sammenlignet med et kontrol segment med ligning 1. En kontrol segment, der er 0,5 mm distale til Aneurysmal segment 1 er valgt.
Ligning 1
- Grib aorta med Harms pincet, bare distale til det behandlede segment. Brug saks til at skære distale til pincet, derefter dissekere aorta off spinal kolonne. Skær aorta proximalt til behandlet segment og fjern Aneurysmal aorta.
- Ved hjælp af en tuberkulin sprøjte og nål vaskes aorta lumen med saltvand og procesvæv efter behov.
Ligning 1Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Anvendelsen af vores protokol resulterer i robust dTAA i mus sammenlignet med saltvand kontrol. De udviklede TAAs er fusiform i form og forekommer kun i den behandlede del af aorta (figur 1 og figur 2)11. Figur 2 viser et eksempel på en video mikrometri måling ved vævs høst. Ved hjælp af ligning 1, aorta dilatation er 130% i dette eksempel.
Den oprindelige undersøgelse af Johnston et al.11 , der beskrev modellen, viste signifikant stigning i aorta dilatation i vildtype elastase-behandlede mus (WT TAA) ved 3, 7, 14 og 21 dage sammenlignet med Kontroller i vildtype mus (WT kontrol). Maximal aorta dilatation forekom på dag 14 (WT TAA: 99,6 ± 24,7% versus WT Control: 14,4 ± 8,2%; p < 0,0001) (figur 3)11. En separat eksperiment af Pope et al.12 viser lignende dilatation på 14 dage.
Ved undersøgelsen af histologi har WT TAAs elastin fibre, der er tyndede og fragmenterede. Der er også mindre glat muskel celle (SMαA) farvning, mens makrofager (Mac2) og interleukin-1β (IL-1β) ekspression er forhøjet (figur 4).
Figur 1 : Prøve fotografier af thorax aorta aneurisme (TAA) model og udstyr setup. Fra venstre mod højre, (1) første eksponering af thorax aorta gennem en venstre thoracotomi, (2) dissektion af pleura, (3) anvendelse af en elastase-gennemblødt svamp, og (4) svamp fjernelse. For aorta høsten (5) blev thoracotomi genåbnet, og thorax aorne blev dissekeret fri og målt. (6) illustration til højre demonstrerer relativ sammenslutning af aorta med esophagus, lunge, og hemiazygos vene. Dette tal er blevet tilpasset fra Johnston et al.11. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 : Sample video micrometry måling af TAA. C = ikke-eksponeret kontrol segment, A = elastase behandlet Aneurysmal segment, RL = højre lunge, E = esophagus, T = hale, H = hoved. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3 : Aorta diameter over tid under TAA dannelse. Den gennemsnitlige aorta diameter (mm ± SD) i WT-mus, som eksponeres for elastase (WT TAA, Gray) eller udsættes for saltvand (WT Control, Green) over tid. Der opstod betydelige forskelle mellem WT TAA og WT Control på alle tidspunkter markeret med asterisk (p < 0,05). Maximal aorta dilatation forekommer på dag 14 (WT TAA: 99,6 ± 24,7% versus WT Control: 14,4 ± 8,2%; p < 0,0001). Fejllinjer repræsenterer standardafvigelsen. Dette tal er blevet tilpasset fra Johnston et al.11. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4 : Histologisk undersøgelse af WT elastase TAA og WT salt kontrolvæv. Prøve aorta tværsnit af WT Control (saltvands svamp) og WT TAAs (elastase svamp) på dag 14. Farvning for elastin, glatte muskelceller (SMαA), makrofager (Mac2), og interleukin-1β (IL-1β). Scale bar = 50 μm. Dette tal er blevet tilpasset fra Johnston et al.11. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5 : Dosis-respons undersøgelse af den enkelte elastase flaske. Hver gruppe af point repræsenterer et foruddefineret tidspunkt, hvor den elastase-gennemblødte svamp får lov til at dvæle. Disse data bruges til at estimere den ideelle fordøjelsestid for 100-130% dilatation. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Thorax og abdominal aorta er cellulært og embryo logisk adskilte, hvilket er relevant for Aneurysmal sygdom14,15,16. Derfor er der behov for en specifik dyremodel for at studere TAA. Selvom andre murine dTAA modeller er blevet offentliggjort8, vores er den eneste model til at skabe faldende thorax aorta dilatation, som kan betragtes virkelig Aneurysmal (over 50% dilation). Desuden er vores model relativt hurtig at udføre og resulterer i maksimal dilatation på 14 dage i modsætning til 16 uger i CaCl2 model8. Denne effektivitet har lettet studiet af specifikke farmakologiske interventioner, som potentielt kunne oversættes til humane forsøg11,12. Men denne protokol har flere udfordrende aspekter og begrænsninger.
Vores model anvender renset Porcin pancreas elastase, som har været brugt i flere tidligere AAA-modeller. Virkningsmekanismen menes at være opdeling af elastin i medierne i aorta og skabelse af en robust inflammatorisk respons, hvilket fører til en mindre kompatibel og i sidste ende svagere væg. Den fordøjelsesfremmende effekt af elastase varierer fra flaske til flaske. For at sikre en konsistent fordøjelses effekt skal der foretages en dosisresponskurve for hver ny flaske elastase. Dosis svarer til den tid, hvor elastase-gennemblødt gaze er tilladt at dvæle. Et eksempel på en sådan kurve er vist i figur 5. Specifikke elastase svamp eksponeringstider er undersøgt med det mål at finde en eksponering varighed, som skaber aneurismer af 100-130% dilatation på 14 dage. I dette eksempel kurve, en 4-minutters fordøjelsestid er udpeget til denne flaske af elastase (Bemærk, den mindste mængde af elastase tilgængelige er i 10 mL, hvilket er nok til ca. 830 individuelle mus). Overdreven elastase fordøjelse kan forårsage intraoperativ blødning eller for tidlig ruptur og utilstrækkelig eksponering kan undlade at forårsage tilstrækkelig fordøjelse og Aneurysmal dilatation.
Fordi denne model indebærer åbning af brysthulen, brug af positive tryk ventilation er obligatorisk. Oprindeligt udnyttede vi en forreste hals dissektion og orotracheal intubation under direkte vision, men denne metode var tidskrævende, da det krævede en yderligere indsnit og lukning. Vi anvender nu en direkte orotracheal intubation som beskrevet af Vandivort et al.13. Når du træner nye kirurger på denne model, anbefaler vi, at du praktiserer intubations teknikken i udstrakt grad for at mestre den, før du går videre til den egentlige operation. Når musen er med succes intubated, stor omhu bør tages for ikke at afkøle røret som ødem stiger med hver intubation forsøg, successivt aftagende chancerne for succes og øge chancerne for en dødelig luftveje skade. Der bør også udvises stor omhu for at minimere risikoen for ring under operationen, da den tid, der kræves til reintubation, næsten uvægerligt er dødelig. Som beskrevet i vores protokol, vil sikring af højre arm og hale under en lille mængde spænding forhindre rostral Columns eller hale Skift under kirurgi og derfor minimere risikoen for extubation.
Kontrol af anæstesi er afgørende i denne model. Som Vandivort et al.13 drøftet i deres undersøgelse om intubation, et dybt niveau af sedation er nødvendig. Hvis musen er bevidst under intubation procedure, modstand mod et rør indsættelse kan forårsage trakeal skade og esophageal intubation. For at reducere risikoen for isoflurantoksicitet, når der er bekræftet trakeal placering af et-rør, bør den procentvise blanding af isofluran reduceres med ca. halvdelen af det, som anvendes til induktion. For at opnå den ideelle procentdel af isofluran, bør musen have en spontan diafragma sammentrækning hver 10-20 sekunder. Efterhånden som operationen skrider frem, skal isofluran sænkes gradvist og slukkes helt, når den sidste hudluknings søm er anbragt. Tape fastholdelsesanordninger bør fjernes, mens musen er stadig inddrive fra anæstesi som fjernelse, mens musen er vågen kan være traumatisk. For at hjælpe med nyttiggørelse og spredning af residualisoflurane vi har for nylig ændret proceduren sådan, at musen er genvundet i en høj ilt opvarmning miljø umiddelbart efter extubation.
Musen lunge er yderst delikat og skade fra punktering, uhensigtsmæssig håndtering, eller elastase eksponering næsten altid resulterer i døden. Det mest almindelige punkt i lungeskade er den indledende indtræden i pleura. Når du bruger Cautery på ribbenene (trin 4,2), anbefaler vi at være meget opmærksomme på den spontane åndedrætsfrekvens og kun aktivere kautery i et par sekunder umiddelbart efter et åndedræt. Dette hjælper med at forhindre en uventet ekspansion af ribburet, som kan køre Cautery spidsen gennem brystvæggen og ind i lungerne. Brugen af den befugtede bomuld-tippet applikator i det næste skridt til forsigtigt at bryde vævet og pleural membranen hjalp også minimere vores hastighed af lungeskade, da skarpe instrumenter ikke opfylder lunge overfladen. Endelig, hvis elastase-gennemblødt svamp kontakter enten lunge direkte, alvorlige skader kan forekomme. Dette kan undgås ved ikke at gå ind i det kontralaterale pleural rum under aortadissektion og opjustere svampen, så den kan placeres direkte på aorta med lidt repositionering. Ved afslutningen af operationen, et forsøg på at re-oppuere den venstre lunge bør foretages ved at occherunder udstrømning rør af ventilatoren. Hvis det ikke lykkes, kan direkte injektion af 0,5 til 1,0 ml luft gennem 3-vejs stophane re-udvide lungerne. Hvis begge disse metoder ikke virker, bør lukningen fortsætte som normalt. Vi har konstateret, at hvis der ikke er nogen større lungeskade er til stede, mus tolerere en delvist oppustet lunge relativt godt og lungerne er næsten altid oppustet ved vævs høst.
Denne model har flere begrænsninger. Eksperimentelle modeller ikke fuldt ud model menneskelige aorta sygdom. dTAA forekommer i 14 dage efter en applikation af elastase i vores model, mens menneskelig TAA dannelse er multifaktoriel og forekommer over år, hvis ikke årtier. Men en musemodel, der tager måneder til år at udvikle aneurismer er ikke nyttigt i en efterforskningskapacitet. I modsætning til menneskelig sygdom, elastase induceret aneurismer i vores model begynder at falde i størrelse, når de når maksimal dilatation på to uger post-operativt. Denne regression kan overvindes ved brug af β-aminopropionitril (BAPN) suppleret i musens kost postoperativt. Når det kombineres med elastase eksponerings model, BAPN tilskud giver kontinuerlig vækst og i sidste ende ruptur, bedre efterligne den kronicitet af menneskers sygdom. Vores laboratorium har tidligere studeret BAPN i AAA17 og vi er i øjeblikket bruger det i dtaa model til yderligere at forfine vores protokol. Primære eksperimenter med dTAA-modellen har påvist ruptur rater på ca. 30% ved 28 dage.
I fremtiden, vi planlægger at bruge denne model til at evaluere andre genetiske og farmakologiske behandlinger, der kan oversættes til aneurisme behandling hos mennesker. Fordi denne protokol beskriver en nem og sikker måde at få adgang til thorax aorta, det kan bruges af andre laboratorier, der ønsker at teste interventioner på thorax aorta.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Dette arbejde blev understøttet af AHA Scientist udvikling Grant 14SDG18730000 (M.S.), NIH K08 HL098560 (G.A.) og RO1 HL081629 (G.R.U.) Grants. Projektet blev støttet af forsknings tilskuddet fra Thoracic Surgery Foundation for Research and Education (TSFRE) (PI: G. Ailawadi). Indholdet er udelukkende forfatterens ansvar og repræsenterer ikke nødvendigvis de synspunkter, som NHLBI eller TSFRE har. Vi takker Anthony Herring og Cindy Dodson for deres viden og tekniske ekspertise.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Angiocatheter (22G) | Used for ET Tube | ||
| Dumont Tweezers; Pattern #7 x2 | Roboz | RS-4982 | |
| Graefe Tissue Forceps | Roboz | RS-5158 | |
| Harms Forceps x2 | Roboz | RS-5097 | |
| Intracardiac Needle Holder; Extra Delicate; Carbide Jaws; 7" Length | Roboz | RS-7800 | |
| KL 1500 LED Light Source | Leica | 150-400 | |
| M205A Dissction Microscope | Leica | CH 94-35 | |
| Iris Scissors, 11cm, Tungsten Carbide | World Precision Instruments | 500216-G | |
| Metal Clip board | Use with the Mouse Retractor Set | ||
| Mouse Retractor Set | Kent | SURGI-5001 | Need 2 short and 1 tall fixators |
| Mouse Ventilator MiniVent Type 845, 115 V, Power Supply with US Connector | Harvard Apparatus | 73-0043 | MiniVent Ventilator for Mice (Model 845), Single Animal, Volume Controlled |
| Sigma Aldrich | Elastase from porcine pancreas | E0258-50MG | Can be purchased in various size bottles |
| Small Vessel Cauterizer Kit | Fine Science Tools | 18000-00 | Recommend using rechargable AA batteries |
| Spring Scissors, 10.5cm | World Precision Instruments | 14127 | |
| Steril Swabs (Sponges) | Sugi | 31603 | Can be cut to size |
| Surgi Suite Surgical Platform | Kent | Attach to clip board | |
| Tech IV Isoflurane Vap | Jorgensen Laboratories | J0561A | Anesthesia vaporizer |
References
- Coady, M. A., et al. What is the appropriate size criterion for resection of thoracic aortic aneurysms. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 113 (3), 489-491 (1997).
- Aggarwal, S., Qamar, A., Sharma, V., Sharma, A. Abdominal aortic aneurysm: A comprehensive review. Experimental and Clinical Cardiology. 16 (1), 11-15 (2011).
- Bickerstaff, L. K., et al. Thoracic aortic aneurysms: a population-based study. Surgery. 92 (6), 1103-1108 (1982).
- Cheng, D., et al. Endovascular aortic repair versus open surgical repair for descending thoracic aortic disease a systematic review and meta-analysis of comparative studies. Journal of the American College of Cardiology. 55 (10), 986-1001 (2010).
- Walsh, S. R., et al. Endovascular stenting versus open surgery for thoracic aortic disease: systematic review and meta-analysis of perioperative results. Journal of Vascular Surgery. 47 (5), 1094-1098 (2008).
- Absi, T. S., et al. Altered patterns of gene expression distinguishing ascending aortic aneurysms from abdominal aortic aneurysms: complementary DNA expression profiling in the molecular characterization of aortic disease. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 126 (2), 344-357 (2003).
- Ailawadi, G., Eliason, J. L., Upchurch, G. R. Current concepts in the pathogenesis of abdominal aortic aneurysm. Journal of Vascular Surgery. 38 (3), 584-588 (2003).
- Ikonomidis, J. S., et al. A murine model of thoracic aortic aneurysms. Journal of Surgical Research. 115 (1), 157-163 (2003).
- Daugherty, A., Manning, M. W., Cassis, L. A. Angiotensin II promotes atherosclerotic lesions and aneurysms in apolipoprotein E-deficient mice. Journal of Clinical Investigation. 105 (11), 1605-1612 (2000).
- Trachet, B., et al. Ascending Aortic Aneurysm in Angiotensin II-Infused Mice: Formation, Progression, and the Role of Focal Dissections. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (4), 673-681 (2016).
- Johnston, W. F., et al. Inhibition of interleukin-1beta decreases aneurysm formation and progression in a novel model of thoracic aortic aneurysms. Circulation. 130 (11), Suppl 1 51-59 (2014).
- Pope, N. H., et al. Interleukin-6 Receptor Inhibition Prevents Descending Thoracic Aortic Aneurysm Formation. Annals of Thoracic Surgery. 100 (5), 1620-1626 (2015).
- Vandivort, T. C., An, D., Parks, W. C. An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice. Journal of Visualized Experiments. (108), e53771 (2016).
- Ailawadi, G., et al. A nonintrinsic regional basis for increased infrarenal aortic MMP-9 expression and activity. Journal of Vascular Surgery. 37 (5), 1059-1066 (2003).
- Ruddy, J. M., Jones, J. A., Spinale, F. G., Ikonomidis, J. S. Regional heterogeneity within the aorta: relevance to aneurysm disease. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136 (5), 1123-1130 (2008).
- Trigueros-Motos, L., et al. Embryological-origin-dependent differences in homeobox expression in adult aorta: role in regional phenotypic variability and regulation of NF-kappaB activity. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33 (6), 1248-1256 (2013).
- Lu, G. S. G., Davis, J. P., Schaheen, B., Downs, E., Roy, R. J., Ailawadi, G., Upchurch, G. R. A novel chronic advanced staged abdominal aortic aneurysm murine model. Journal of Vascular Surgery. 66 (1), 232-242 (2017).
