過期治療アプリケーションを用いてラット頸動脈圧制御区分バルーン損傷
Summary
ラット頸動脈バルーン傷害は、アテローム硬化性血管の血流を回復させるために行われる臨床血管形成術手順を模倣する。このモデルは、動脈壁を遠ざけ、内皮細胞の内皮層を脱脂することによって動脈損傷応答を誘導し、最終的にはリモデリングおよびインティタル過形成応答を引き起こす。
Abstract
心血管疾患は、アテローム性動脈硬化症の一部により、世界中の死亡および障害の主な原因であり続けている。動脈硬化性プラークは、動脈の発光表面積を狭くし、器官および遠位組織への十分な血流を減少させる。臨床的には、ステント配置の有無にかかわらずバルーン血管形成術などの血管形成術のような再血管形成手順は、血流を回復させることを目的としている。これらの手順は、プラークの負担を軽減することによって血流を再確立するが、それらは、動脈治癒応答を開始する血管壁を損傷する。長期の治癒応答は動脈の修復、または再狭動を引き起こし、最終的にこれらの再血管化処置の長期的な成功を制限する。したがって、前臨床動物モデルは、レステノーシスを駆動する病態生理学的メカニズムを分析するために不可欠であり、新たな治療戦略をテストする機会を提供する。ネズミモデルは、大型動物モデルよりも安価で操作が簡単です。バルーンまたはワイヤー損傷は、マウスモデルで使用される2つの一般的に受け入れられている傷害モダリティです。特にバルーン傷害モデルは、臨床血管形成術を模倣し、修復の発達のために動脈に十分な損傷を引き起こす。ここでは、改変された、圧力制御されたラット頸動脈バルーン傷害モデルを行い、組織学的に分析するための外科的詳細を説明する。さらに、このプロトコルは、新内皮過形成を阻害するためにどのように治療の局所的な来期適用を使用することができるかを強調する。最後に、3次元で動脈損傷を可視化・可視化するための新しいアプローチとして、光シート蛍光顕微鏡を紹介する。
Introduction
心血管疾患(CVD)は、世界的に主要な死因である1.アテローム性動脈硬化症は、ほとんどのCVD関連の罹患率および死亡率の根本的な原因である。アテローム性動脈硬化症は、動脈内のプラークの蓄積であり、管腔が狭くなり、臓器および遠位組織への適切な血液灌流を妨げる2。重度のアテローム性動脈硬化症を治療するための臨床介入には、ステント配置の有無にかかわらずバルーン血管形成術が含まれる。この介入は、バルーンカテーテルをプラークの部位に進め、バルーンを膨らませてプラークを動脈壁に圧縮し、明るい領域を広げることを含む。しかし、この手順は動脈損傷応答3を発する動脈に損傷を与える。この傷害応答の長時間の活性化は、動脈の修復、または再狭小化、新内皮過形成および血管リモデリングに二次的に至る。血管形成術の間、内皮層は、即時血小板の形成および局所炎症をもたらす内皮細胞の脱ヌードである。局所シグナル伝達は、血管平滑筋細胞(VSMC)および発着性線維芽細胞における表皮変化を誘発する。これは、内腔へのVSMCおよび線維芽細胞の内向きの移動および増殖につながり、新内皮過形成4、5に至る。循環前駆細胞および免疫細胞も、全量の休止に寄与する。適用可能な場合、薬物溶出ステント(DES)は、残り性化7を阻害するための現在の標準である。しかし、DESは動脈再血管形成を阻害し、従って、後期ステント血栓症8を生じさせるプロ血栓性環境を作り出す。したがって、動物モデルは、再脳炎の病態生理を理解し、再血管化手順の有効性を延長するためのより良い治療戦略を開発するために不可欠である。
この病理を研究するために、大小の動物モデル9がいくつか利用されている。これらは、動脈の光側のバルーン傷害3、10またはワイヤー傷害11、ならびに動脈の周りの部分結紮12またはカフ配置13を含む。バルーンとワイヤーの損傷は、両方とも動脈の内皮層を脱裸にし、血管形成術後に臨床的に起こることを模倣する。特に、バルーン傷害モデルは、臨床設定(すなわちバルーンカテーテル)と同様のツールを利用する。ラット動脈は市販のバルーンカテーテルに適したサイズであるため、バルーン損傷はラットモデルで最もよく行われます。ここで我々は、圧力制御された細分動脈損傷、ラット頸動脈バルーン損傷の確立された、改変されたバージョンを記載する。この圧力制御アプローチは、臨床血管形成術を密接に模倣し、傷害14、15の2週間後に再現可能な新内皮過形成を可能にする。さらに、この圧力制御動脈損傷は手術後2週間までに完全な内皮層復帰をもたらす16.これは、内皮層が完全なカバレッジ3に戻らないクロウズによって記述された元のバルーン傷害モデルと直接対照的です。
手術後、治療はいくつかのアプローチを通じて、損傷した動脈に適用されるか、または向けられ得る。本明細書に記載される方法は、プルロン酸ゲル溶液に埋め込まれた小分子の回来期適用を使用する。具体的には、100μMシンナミックアルデヒドの溶液を25%プルロニックF127ゲルで動脈に塗布し、新内膜過形成を阻害する損傷直後に動脈に塗布する。Pluronic-F127は、制御された方法で薬物を局所的に送達することができる無毒、熱可逆ゲルである17.一方、動脈損傷は局所的であるため、地方行政はオフターゲット効果を最小限に抑えながらアクティブな原則をテストすることを可能にする。それにもかかわらず、この方法を用いた治療の有効な送達は、使用される低分子または生物学的の化学に依存する。
Protocol
Representative Results
Discussion
ラット頸動脈バルーン損傷は、最も広く使用され、研究されたレステノーシス動物モデルの1つです。元のバルーン傷害モデル3および改変された圧力制御性区分損傷変動10はいずれも、ヒトにおいても起こる動脈損傷応答の多くの側面を知らせており、フィブリンが豊富な血栓はめったに発症せず、局所炎症は高コレステロール血症ウサギまたはブタモデル…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
N.E..Bは、国立環境衛生研究所(5T32ES007126-35、2018)と米国心臓協会の博士前フェローシップ(20PRE35120321)からの訓練助成金によって支援されました。E.S..M.Bは、UNC臨床・トランスレーショナルサイエンス賞K12奨学生プログラム(KL2TR002490、2018)、国立心臓・肺・血液研究所(K01HL145354)の一部の支援を受けたKL2学者でした。著者らは、LSFMを支援してくれたUNC顕微鏡サービス研究所のパブロ・アリエル博士に感謝する。光シート蛍光顕微鏡は顕微鏡サービス研究所で行いました。病理学・検査医学科の顕微鏡サービス研究所は、P30 CA016086がんセンターのコアサポート補助金によって、UNCラインバーガー総合がんセンターに支えられている。
Materials
| 1 mL Syringe | Fisher | 14955450 | |
| 1 mL Syringe with needle | BD | 309626 | |
| 2 French Fogarty Balloon Embolectomy Catheter | Edwards LifeSciences | 120602F | |
| 4-0 Ethilon (Nylon) Suture | Ethicon Inc | 662H | |
| 4-0 Vicryl Suture | Ethicon Inc | J214H | |
| 7-0 Prolene Suture | Ethicon Inc | 8800H | |
| 70% ethyl alcohol | |||
| Anti-Rabbit Alexa Fluor 647 | Thermo Fisher Scientific | A21245 | |
| Atropine Sulfate | Vedco Inc | for veterinary use | |
| Cotton Swabs | Puritan | 806-WC | |
| Curved Hemostats | Fine Science Tools | 13009-12 | |
| Fine Curved Forceps | Fine Science Tools | 11203-25 | |
| Fine Scissors | Fine Science Tools | 14090-11 | |
| Gauze | Covidien | 2252 | |
| IHC-Tek Diluent (pH 7.4) | IHC World | IW-1000 | |
| Insufflator | Merit Medical | IN4130 | |
| Iodine solution | |||
| Lubricating Eye Ointment | Dechra | for veterinary use | |
| Mayo Scissors | Fine Science Tools | 14010-15 | |
| Micro Serrefines | Fine Science Tools | 18055-05 | |
| Microdissection Scissors | Fine Science Tools | 15004-08 | |
| Micro-Serrefine Clamp Applying Forceps | Fine Science Tools | 18057-14 | |
| Needle Holder | Fine Science Tools | 12003-15 | |
| Pluronic-127 (diluted in sterile water) | Sigma-Aldrich | P2443 | 25% prepared |
| Rabbit Anti-CD31 | Abcam | ab28364 | |
| Retractor | Bent paper clips work well | ||
| Rimadyl (Carprofen) | Zoetis Inc | for veterinary use | |
| Saline solution | |||
| Standard Forceps | Fine Science Tools | 11006-12 | |
| Sterile Drape | Dynarex | 4410 | |
| T-Pins |
References
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