Summary
Vi beskriver ett kirurgiskt protokoll för att konsekvent inducera robust fallande Thorax aortaaneurysm hos möss. Förfarandet innebär vänster torakotomi, bröst aorta exponering, och placering av en svamp indränkt i svin bukspottskörteln elastase på aorta väggen.
Abstract
Enligt centrum för sjukdomsbekämpning, aortaaneurysm (AAs) ansågs vara en ledande dödsorsak i alla raser och båda könen från 1999-2016. Ett aneurysm bildas som ett resultat av progressiv försvagning och eventuell utvidgning av aorta, som kan brista eller riva när den når en kritisk diameter. Aneurysmer av fallande aorta i bröstet, kallas fallande thoraxala aortaaneurysm (dTAA), utgör en stor andel av aneurysmen fall i USA. Oinnesluten dTAA bristning är nästan universellt dödliga, och elektiv reparation har en hög frekvens av sjuklighet och dödlighet. Syftet med vår modell är att studera dTAA specifikt, för att belysa patofysiologin i dTAA och att söka efter molekylära mål att stoppa tillväxten eller minska storleken på dTAA. Genom att ha en murin modell för att studera thoraxpatologi exakt, riktade terapier kan utvecklas för att specifikt testa dTAA. Metoden är baserad på placeringen av porcin bukspottskörteln elastase (PPE) direkt på den yttre murina aorta väggen efter kirurgisk exponering. Detta skapar en destruktiv och inflammatorisk reaktion, som försvagar aorta väggen och möjliggör aneurysm bildas under veckor till månader. Även murina modeller besitter begränsningar, vår dtaa modell producerar robust aneurysm av förutsägbar storlek. Dessutom kan denna modell användas för att testa genetiska och farmaceutiska mål som kan gripa dTAA tillväxt eller förhindra bristning. Hos mänskliga patienter, ingrepp som dessa kan bidra till att undvika aneurysm bristning, och svåra kirurgiska ingrepp.
Introduction
Syftet med denna metod är att studera utveckling, patofysiologi, och strukturella förändringar i murin fallande bröstkorg aorta under aortaaneurysm bildas. Vår modell erbjuder en reproducerbar och konsekvent metod för att inducera thoraxala aortaaneurysm (dTAA) hos möss vilket möjliggör testning av olika genetiska och farmakologiska hämmare. Detta arbete kan bidra till att identifiera läkemedel och gen-terapier som kan översättas till en livskraftig behandlingsstrategi för människor med dTAA sjukdom.
dTAAs form när väggen i bröstkorg aorta blir försvagad och vidgas med tiden tills når en kritisk diameter när Riva eller bristning kan sedan inträffa. Kliniskt, dTAA kan utvecklas i tystnad, ökar i storlek tills strukturen i aorta väggen är så förvrängd att det så småningom misslyckas, med katastrofala följder. Concerningly, symtom utvecklas vanligtvis endast när aneurysmet har nått en farlig storlek (100-150% dilatation) och är med hög risk för dissektion eller bristning1,2. dtaa bristning är nästan universellt dödliga3, och elektiv kirurgisk reparation bär betydande morbiditet4,5. Dessutom, de flesta patienter bär diagnosen av en aortaaneurysm för cirka 5 år innan kirurgisk reparation6,7. Detta fönster är ett lämpligt tillfälle att ingripa icke-kirurgiskt. Således, medicinska terapier för att behandla eller långsam progression av dTAA behövs och skulle utgöra en betydande avancemang till området aneurysm forskning. Det finns för närvarande inga medicinska behandlingar för dTAA tillgängliga, främst på grund av en ofullständig förståelse av dTAA patogenes.
Under de senaste 20 åren har flera dTAA djurmodeller utvecklats, men var och en av dessa modeller var skild från vår egen och inte producerar robusta aneurysm. En murina dtaa modell som mest liknar vår utvecklades av ikonomidis et al.8, som omfattar direkt tillämpning av CaCl2 till adventitia av aorta. Även om vår modell är anpassad från många av de tekniker som anges av Ikonomidis, är vår modell unik på tre olika sätt. Först, i vår modell aorta utsätts för topikal elastas för 3-5 minuter, jämfört med 15 minuter av CaCl2 exponering. Andra, aorta dilatation sker i 2 veckor, jämfört med 16 veckor i CaCl2 modellen. Sist, vår modell producerar konsekvent aneurysm av cirka 100% dilatation, jämfört med aorta dilatation hos av 20-30% produceras av CaCl2 ansökan (som inte kan anses verkligen aneurysm eftersom de definieras som en ökning av aorta diameter > 50%). Det finns andra icke-kirurgiska murina modeller av aneurysm formation, såsom APO E knockout Mouse, som bildar robusta aneurysmer med infusion av angiotensin II. Emellertid, dessa möss utveckla Supra-renal eller stigande bröstkorg aortaaneurysm snarare än aneurysm specifikt i fallande bröstkorg9,10.
Den rationella för detta protokoll är att ha en enkel, billig och tid lämpligt sätt att studera dTAA i en murin modell. Musmodellen ger en unik möjlighet att utnyttja många genetiska och cellspecifika Knockouts som har visat sig vara effektfulla i andra vaskulära sjukdomar. Användningen av vår specifika TAA-modellen har mottagits väl och experiment som utnyttjar den har publicerats i hög effekt tidskrifter11,12. Till denna punkt, modellen har använts för att undersöka möjliga genetiska och farmakologiska behandlingar som hade en signifikant effekt i buken aortaaneurysm (AAA) murin modeller; men eftersom vårt labb har utökat användningen av dTAA modellen, vi hitta mål som är unika för dTAA formation som skulle kunna användas som riktade terapier hos människor.
Denna modell är lämpligast för laboratorier som har murina mikro-kirurgisk kapacitet. Även om det är tekniskt utmanande, det kan utföras konsekvent även av forskare utan tidigare kirurgisk erfarenhet. För en forskare utan murina kirurgisk erfarenhet modellen kan styras i cirka 20 operativa sessioner (eller cirka 50 möss). För forskaren med tidigare kirurgisk erfarenhet kan modellen styras i 5 operativa sessioner (ca 20 möss). Vi tror med en högkvalitativ video, kan tiden till mästerskap minskas ytterligare. Efter färdighet uppnås, förfarandet kan slutföras i 35 minuter för operationen, och 20 minuter för terminalen skörden. Kirurgerna i vårt labb kan slutföra 10-12 fullständiga operationer per dag, med en operativ dödlighet på 5-10%. Den vanligaste orsaken till dödlighet är lungskada vid inträde i bröstet, anestesitoxicitet, eller tår av aorta under dissektion. Förutom dTAA forskning, denna modell fungerar också som en guide för säker och enkel tillgång till bröstkorg aorta och lung hilum för forskare som studerar andra ingrepp i bröstet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Animal protokoll godkändes av University of Virginia institutionella djuromsorg och användning kommitté (nr 3634).
1. induktion av anestesi och intubation
- Placera en 8-10-veckors gammal hane C57BL/6 mus i en sluten kammare med kontinuerligt flöde av 5% isofluran och syre blandning i 5 min, tills respirationer är synligt långsammare.
Obs: olika stammar, kön och åldrar av möss kan användas beroende på experimentella protokollet. Honmöss kan vara svårare att intubera på grund av mindre storlek och därmed mindre luftvägar. - Intubera musen enligt beskrivningen i Vandivort et al.13.
Obs: intubation steg är den svåraste delen av denna modell för att både lära och utföra. De ovan refererade författarna gör ett utmärkt jobb som förklarar stegen i deras video.
2. säkra musen till operationsbordet
- Anslut endotrakeal (et) röret, bekräfta bröstet stiga, och låg musen i den högra laterala Decubitus position. Vänd isofluran till cirka 3% och Smörj in båda ögonen. Ventilatorn ska ställas in för att ge cirka 200 andetag per minut och 225 μL tidvatten volym.
Anmärkning: toxicitet är snabb om isofluran lämnas vid 5%. Emellertid, svar på isofluran är varierande så anestesi flöde bör titreras så att spontana diafragma sammandragningar inträffar ungefär varje 10-20 s och syresättning verkar adekvat på inspektion av slemhinnor och exponerad vävnad. - Säkra ET-röret till brädet med tejp. Förläng höger arm rostrally så den främre tass är i linje med näsan och säkra den med tejp.
- Dra svansen caudally för att skapa en linje av spänningar mellan höger arm och svans, som producerar förlängning av ryggraden.
Notera: att säkra både svansen och den högra tass i linje förhindrar över insättning eller fördrivning av et röret. - Tejpa vänster ben i sitt naturliga läge. Rita vänster arm ventralt över rullade gasväv och tejp ner.
3. förberedelser för kirurgi
- Raka den vänstra flanken av musen med elektriska Clippers från vänster axel till vänster buk.
- Använd en applikator med bomulls spets för att borsta Betadine-lösningen över operationsstället. Använd en ny applikator med bomulls spets för att borsta 70% etanollösning över operationsstället. Låt torka. Placera en steril drapering.
- FÖRSIKTIGHET: se till att all etanol är helt torkad innan du fortsätter som elektrocautery används och kan antända etanol.
4. inträde i bröstkorgen
- Gör en 1 cm lateral snitt vid mittpunkten i hemithorax med kirurgisk sax. Använd handhållen elektrocautery att dela muskel lagren tills revbenen är synliga.
- Direkt bränna en 2 mm del av revbenet.
Observera: när du använder elektrocautery på revbenet, iaktta den spontana andningsfrekvensen. Om musen har en diafragmabråck kontraktion under cautery, spetsen kan komma in i bröstkorgen och punktera lungan, som vanligtvis är dödlig i denna modell. - Använd en fuktad, fin bomulls tippad applikator i revbens utrymmet överlägsen den flamberats delen, rotera spetsen på vävnaden för att bryta sig in i pleurautgjutning utrymme. Placera fuktade 3 mm x 2 mm svamp i bröstkorgen för att hjälpa till att kollapsa lungan.
Obs: endast låta mjuk, våt, svampar kontakta lungan eftersom det är extremt känslig. - Använd sax för att skära längs den övre aspekten av den flamberats revbenet, tills membranet är synlig.
5. aorta exponering
- Placera revben upprullningsdon och använda dem för att öppna thorakotomy snitt. Ta försiktigt bort svampen från ytan av lungan.
- Placera fuktade 6 mm x 4 mm svamp så att den lägger täcker lungan, med ändarna pekar rostrally och caudally. Placera den (breda platta) lungan upprullningsdon på svampen och försiktigt Skjut upprullningsdonet ventralt tills fallande bröstkorg är utsatt.
- Använd #7 tång för att dissekera bindväv och fett från aorta för en ca 5 mm sektion.
Obs: små vener kan köra tvären över aorta; Undvik att riva dem under dissektion (med minst 14x förstoring kan bidra till att undvika denna komplikation).
6. exponering för elastase
- Mätta 0,5 mm x 1 mm svamp med 12 μL av svin bukspottskörteln elastase och placera den på den exponerade ytan av aorta.
Obs: Låt inte svampen röra den kontralaterala lungan. - Efter förutbestämd tid (vanligtvis 3-5 min), ta bort elastase svamp med #7 tång. Ta bort lung upprullningsdonet. Vattna brösthålan med 1 mL steril saltlösning.
Anmärkning: ta bort lungan upprullningsdon innan bevattning med saltlösning som det gör det möjligt för lung svamp att bli mättad och mjuk, vilket gör det lättare att ta bort från ytan av lungan. - Använd rullade 2 "x 2" gasväv för att absorbera den återstående saltlösning bevattning. Vänd isofluran ner till 2%.
7. stängning av bröstet
- Ta bort lung svampen. Avlägsna den kaudala lung upprullningsdonet. Ta bort rostralt lunga upprullningsdon.
- Plats 3 avbruten 6-0 icke-absorberbara suturer att motsätta sig revbenen, knyta en lös knut i varje men inte binda ner. Var noga med att inte röra lungan med suturen nål.
- Blåsa upp lungan igen genom att ockludera utflödes röret på ventilatorn eller genom att snabbt blåsa 0,5-1,0 mL luft genom ET-röret genom att använda 3-vägs stopp PIK.
För att undvika barotrauma, Undvik överdriven användning av den luftfyllda sprutan och Använd inte mer än 1,0 mL luft. - Binda icke-resorberbara suturer. Återapproximera muskel lagren med en rinnande 5-0 resorberbara multifilament suturen. Vänd isofluran ner till 1%.
- Stäng huden med 7-10 avbröt 5-0 icke-resorberbara suturer. Vänd isofluran till 0%.
8. återhämtning
- Administrera 6 μg (0,02 mL av en 0,3 mg/mL suspension) av buprenorfin subkutant. Ta bort tejpen från höger fot, svans och vänsterarm följt av höger armband.
- När musen flyttar extremiteter, extubera genom att dra den genom sin svans att glida av et röret. Placera i den höga syrehalten varmare kammare i ryggläge.
Obs: det är säkert att flytta musen från syre kammare i buren när den kan vända sig över till normal stående position. Dessutom, möss bör övervakas för tecken på smärta, ångest, eller underlåtenhet att frodas ofta för de första 24-48 timmar efter operationen och gav ytterligare analgesi eller mjuk mat som anges.
9. exponering av aortaaneurysm (Terminal Harvest förfarande)
Anmärkning: i allmänhet, vävnad skörd utförs vid 14 dagar, eftersom detta motsvarar den period av maximal dilatation. Beroende på experimentet kan dock skörde förfarandet tidtagning utföras när som helst mellan 3 dagar och 4 + veckor, beroende på experimentet.
- Intubera och säkra mus till operativt fält enligt beskrivningen ovan (avsnitt 1-3). Använd sax för att incisionsfilm huden medialt från vänster flank till centrala buken noga med att inte komma in i peritoneum.
- Incise huden från dorsala vänster flank rostrally till nivån för den vänstra axeln. Sedan incisionsfilm på en 90 ° vinkel genom armhålan till bröstbenet.
Anmärkning: detta snitt bör helt omsluta det ursprungliga hud snittet. - Använda cautery, dissekera huden flik mot den ventrala aspekten av musen, utsätta vänster hemithorax. Använd sax för att komma in i buken och incisionsfilm längs vänster kust marginalen från ventrala till dorsala att exponera undersidan av vänster membran. Den laterala mest kanten av membranet kan öppna som önskas.
- Om inte skapas med föregående steg, incisionsfilm membranet på dess mest laterala kant. Placera spetsen av diatermi i detta hål och bränna membranet utanför kust marginalen till xyphoid processen. Med hjälp av en fuktig fin tippad bomull-tippas applikator, försiktigt befria lungan från sammanväxningar till bröstkorgen och tryck lung medialt.
Anmärkning: om adhesioner inte lätt lossas bröstväggen, Använd diatermi att ta bort dem; Detta hjälper till att undvika att riva lungan som kan orsaka kraftiga blödningar. - Cauterize insidan av bröstkorgen från RIB en till kust marginalen, rygg till mitten axillär linjen men minst 2 mm från aorta. Klipp bröstväggen längs den flamberats linjen.
Obs: denna teknik undviker blödning från interkostal artärer. - Skär längs den överlägsna marginalen av revbenet en och sedan caudally längs den laterala kanten av bröstbenet, ta bort vänster revbens bur. Placera upprullningsdon på lungan och dra medialt. Placera upprullningsdonet på membranet och dra caudally att exponera så mycket aorta som möjligt.
- Använd en torr bomull-tippad applikator för att ta bort adhesioner från aortaaneurysm och en opåverkade distala segmentet. Mät diametern på det opåverkade kontroll segmentet och den bredaste delen av elastase behandlade aneurysm med hjälp av video mikrometri.
Obs: videomikrometrimätningarna används för att beräkna procent dilatation av aneurysmsegmentet jämfört med ett kontroll segment med ekvation 1. Ett kontroll segment som är 0,5 mm distalt till aneurysmsmal segment 1 är valt.
Ekvation 1
- Förstå aorta med skadar pinps, bara distala till det behandlade segmentet. Använd sax för att skära distala till tång, sedan dissekera aorta av ryggraden. Skära aorta proximala till behandlade segmentet och ta bort aneurysmatisk aorta.
- Med hjälp av en tuberkulin spruta och nål, tvätta aorta lumen med saltlösning och process vävnad som önskas.
Ekvation 1Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Tillämpningen av vårt protokoll resulterar i robust dTAA hos möss jämfört med saltlösning kontroller. De utvecklade TAAs är spolformade i form och förekommer endast i den behandlade delen av aorta (figur 1 och figur 2)11. Figur 2 visar ett exempel på en video mikrometrimätning vid vävnads skörd. Med hjälp av ekvation 1, aorta dilatation är 130% i detta exempel.
Den ursprungliga studien av Johnston et al.11 som beskrev modellen visade en signifikant ökning av aorta dilatation hos möss med vildtyp elastase (WT TAA) vid 3, 7, 14 och 21 dagar jämfört med kontroller i vildtyp möss (WT-kontroller). Maximal aorta dilatation inträffade vid dag 14 (WT TAA: 99,6 ± 24,7% kontra WT kontroll: 14,4 ± 8,2%, p < 0,0001) (figur 3)11. Ett separat experiment av påven et al.12 visar liknande dilatation vid 14 dagar.
Vid undersökning av histologi, WT TAAs har elastin fibrer som är tunnas och fragmenterad. Det finns också mindre glatta muskel cell (SMαA) färgning, medan makrofager (Mac2) och interleukin-1 β (IL-1 β) uttryck ökas (figur 4).
Figur 1 : Exempel fotografier av thorax aortaaneurysm (TAA) modell och utrustning setup. Från vänster till höger, (1) initial exponering av bröstkorg aorta genom en vänster torakotomi, (2) dissektion av lungsäcken, (3) applicering av en elastase-indränkt svamp, och (4) svamp avlägsnande. För aorta skörd (5), den thorakotomi öppnades igen, och bröst aorta dissekeras fritt och mätt. (6) illustration till höger visar relativ sammanslutning av aorta med matstrupen, lungan, och hemiazygos ven. Denna siffra har anpassats från Johnston et al.11. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2 : Prov video mikrometrimätning av TAA. C = oexponerat kontroll segment, A = elastase behandlat aneurysmsegment, RL = höger lunga, E = matstrupen, T = svans, H = huvud. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3 : Aorta diameter över tiden under TAA formation. Genomsnittlig aorta diameter (mm ± SD) i WT-möss som utsätts för elastas (WT TAA, grå) eller exponeras för saltlösning (WT-kontroll, grön) över tid. Signifikanta skillnader förekom mellan WT TAA och WT Control vid alla tidpunkter markerade med asterisk (p < 0,05). Maximal aorta dilatation sker vid dag 14 (WT TAA: 99,6 ± 24,7% kontra WT kontroll: 14,4 ± 8,2%, p < 0,0001). Felstaplar representerar standardavvikelse. Denna siffra har anpassats från Johnston et al.11. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4 : Histologisk undersökning av WT elastase TAA och WT Saline kontroll vävnad. Prov aorta tvärsnitt av WT kontroll (saltlösning svamp) och WT TAAs (elastase svamp) på dag 14. Färgning av elastin, glatta muskelceller (SMαA), makrofager (Mac2) och interleukin-1 β (IL-1 β). Skalstapel = 50 μm. Denna siffra har anpassats från Johnston et al.11. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5 : Dos-responsundersökning av individuell elastasflaska. Varje grupp av punkter representerar en förspecificerad tid när den elastase-indränkta svampen får bo. Dessa data används för att uppskatta den idealiska digestionstiden för 100-130% dilatation. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bröstkorg och bukaorta är cellularly och embryologiskt distinkta, vilket är relevant för aneurysmatisk sjukdom14,15,16. Därför behövs en specifik djurmodell för att studera TAA. Även om andra murina dtaa modeller har publicerats8, vår är den enda modellen för att skapa fallande bröst aorta dilatation som kan anses verkligen aneurysmatisk (över 50% dilatation). Dessutom, vår modell är relativt snabb att utföra och resulterar i maximal dilatation vid 14 dagar i motsats till 16 veckor i CaCl2 modell8. Denna effektivitet har underlättat studiet av specifika farmakologiska interventioner som potentiellt kan översättas till mänskliga prövningar11,12. Detta protokoll har dock flera utmanande aspekter och begränsningar.
Vår modell använder renad svin bukspottskörteln elastase, som har använts i flera tidigare AAA-modeller. Verkningsmekanismen tros vara uppdelning av elastin i media av aorta och skapandet av en robust inflammatorisk reaktion, vilket leder till en mindre kompatibel och så småningom svagare vägg. Matsmältnings effekten av elastase varierar från flaska till flaska. För att säkerställa en konsekvent matsmältnings effekt, en dos-responskurva bör göras för varje ny flaska elastase. Dosen motsvarar den tid under vilken elastase-indränkt gasväv får vistas. Ett exempel på en sådan kurva visas i figur 5. Specifika elastase svamp exponeringstider undersöks med målet att hitta en exponeringstid som skapar aneurysm av 100-130% dilatation vid 14 dagar. I detta exempel kurva, en 4-minuters digestionstid är avsedd för denna flaska elastase (notera, den minsta mängden av elastase finns i 10 mL, vilket är tillräckligt för cirka 830 enskilda möss). Överdriven elastase matsmältning kan orsaka intraoperativ blödning eller för tidig bristning och otillräcklig exponering kan misslyckas med att orsaka tillräcklig matsmältning och aneurysmatisk dilatation.
Eftersom denna modell innebär att öppna bröstkorg hålighet är användningen av positiv tryck ventilation obligatoriskt. Inledningsvis utnyttjade vi en främre hals dissektion och orotrakeal intubation under direkt sikt, men denna metod var tidskrävande eftersom det krävs en extra snitt och stängning. Vi använder nu en direkt orotrakeal intubation som beskrivs av Vandivort et al.13. När du tränar nya kirurger på denna modell, rekommenderar vi öva intubation tekniken i stor utsträckning att behärska det innan du går vidare till den faktiska operationen. När musen är framgångsrikt intubated, stor försiktighet bör vidtas för att inte ta bort röret som ödem ökar med varje intubation försök, successivt minska chanserna att lyckas och öka chanserna för en dödlig luftvägs skada. Stor försiktighet bör också iakttas för att minimera risken för extubation under operationen eftersom den tid som krävs för reintubation är nästan undantagslöst dödlig. Som beskrivs i vårt protokoll, att säkra höger arm och svans under en liten mängd av spänning kommer att förhindra rostralt eller caudal förskjutning under kirurgi och därmed minimera risken för extubation.
Kontroll av anestesi är avgörande i denna modell. Som Vandivort et al.13 diskuteras i sin studie om intubation, en djup nivå av sedering är nödvändig. Om musen är medveten under intubation förfarande, resistens mot ET röret insättning kan orsaka trakealskada och esofagus intubation. För att minska risken för isofluran toxicitet, när luftrör placering av et röret har bekräftats, den procentuella blandningen av isofluran bör minskas med ungefär hälften av den som används för induktion. För att uppnå den ideala andelen isofluran bör musen ha en spontan diafragmabrådning varje 10-20 sekunder. När operationen fortskrider, isofluran bör successivt sänkas och helt avstängd efter den sista huden stängning stygn är placerad. Band begränsningarna bör tas bort medan musen fortfarande återhämta sig från anestesi som avlägsnande medan musen är vaken kan vara traumatiskt. För att hjälpa till med återhämtning och avledning av resterande isofluran vi nyligen ändrat förfarandet så att musen återvinns i en hög syrevärmande miljö omedelbart efter extubation.
Musens lungor är extremt känslig och skador från punktering, olämplig hantering eller elastasexponering leder nästan alltid till döden. Den vanligaste punkten av lungskada är den första inträde i pleura. När du använder diatermi på revbenen (steg 4,2), rekommenderar vi att ägna mycket uppmärksamhet åt spontan andning frekvens och bara aktivera diatermi under några sekunder omedelbart efter ett andetag. Detta bidrar till att förhindra en oväntad expansion av bröstkorgen som kan köra den diatermi spetsen genom bröstet väggen och in i lungorna. Användningen av den fuktade bomull-tippad applikatorn i nästa steg för att försiktigt bryta vävnaderna och pleurautgjutning membranet också bidragit till att minimera vår hastighet av lungskada eftersom vassa instrument inte uppfyller lung ytan. Slutligen, om elastase-indränkt svamp kontakter antingen lunga direkt, allvarliga skador kan uppstå. Detta kan undvikas genom att inte ange kontralaterala pleurautgjutning utrymme under aortadissektion och iordningställande svampen så att den kan placeras direkt på aorta med lite ompositionering. Vid slutet av operationen, ett försök att åter blåsa den vänstra lungan bör göras genom ockludera utflödes röret av ventilatorn. Om det inte lyckas, direkt injektion av 0,5 till 1,0 ml luft genom 3-vägs Avstängningskranen kan åter expandera lungan. Om båda dessa metoder inte fungerar, bör stängningen fortsätta som vanligt. Vi har funnit att om ingen större lungskada är närvarande, möss tolererar en delvis uppblåst lunga relativt väl och lungan är nästan alltid uppblåst vid vävnads skörd.
Denna modell har flera begränsningar. Experimentella modeller inte helt modell mänsklig aorta sjukdom. dTAA förekommer i 14 dagar efter en applicering av elastase i vår modell medan mänsklig TAA formation är multifaktoriell och sker över år om inte årtionden. Men en musmodell som tar månader till år att utveckla aneurysm är inte användbart i en utredningskapacitet. Till skillnad från mänskliga sjukdomar, elastase inducerad aneurysm i vår modell börjar minska i storlek när de når maximal dilatation vid två veckor postoperativt. Denna regression kan övervinnas med hjälp av β-aminopropionitril (BAPN) kompletteras i musens diet postoperativt. I kombination med elastase exponerings modell, bapn tillskott möjliggör ständig tillväxt och så småningom bristning, bättre imitera kronicitet av mänskliga sjukdomar. Vårt labb har tidigare studerat BAPN i AAA17 och vi använder det för närvarande i dtaa-modellen för att ytterligare förfina vårt protokoll. Primära experiment med dTAA-modellen har visat bristning på cirka 30% vid 28 dagar.
I framtiden planerar vi att använda denna modell för att utvärdera andra genetiska och farmakologiska behandlingar som kan översättas till aneurysm behandling hos människor. Eftersom detta protokoll beskriver ett enkelt och säkert sätt att få tillgång till bröstkorg, det kan användas av andra laboratorier som vill testa interventioner på bröstkorg aorta.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes av AHA vetenskapsman Development Grant 14SDG18730000 (MS), NIH K08 HL098560 (G.A.) och RO1 HL081629 (G.R.U.) bidrag. Detta projekt stöddes av thoraxkirurgiska Stiftelsen för forskning och utbildning (TSFRE) forskningsbidrag (PI: G. Ailawadi). Innehållet är uteslutande författarnas ansvar och representerar inte nödvändigtvis de åsikter som NHLBI eller TSFRE har. Vi tackar Anthony sill och Cindy Dodson för deras kunskap och tekniska expertis.
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).
