RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Nicholas E. Buglak1,2,3,5, Edward S. M. Bahnson1,2,3,4,5
1Department of Surgery, Division of Vascular Surgery,University of North Carolina at Chapel Hill, 2Center for Nanotechnology in Drug Delivery,University of North Carolina at Chapel Hill, 3Curriculum in Toxicology & Environmental Medicine,University of North Carolina at Chapel Hill, 4Department of Cell Biology & Physiology,University of North Carolina at Chapel Hill, 5McAllister Heart Institute,University of North Carolina at Chapel Hill
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Sıçan şahdamar balonu yaralanması, aterosklerotik damarlarda kan akışını geri kazanmak için yapılan klinik anjiyoplasti prosedürünü taklit eder. Bu model, arteriyel duvarı dağıtarak ve endotel hücrelerinin intimal tabakasını indirgeyerek arteriyel yaralanma yanıtını indükler, sonuçta yeniden şekillendirmeye ve intimal hiperplastik yanıta neden olur.
Kardiyovasküler hastalık, kısmen ateroskleroz nedeniyle dünya çapında önde gelen ölüm ve sakatlık nedeni olmaya devam etmektedir. Aterosklerotik plak arterlerdeki ışıklı yüzey alanını daraltır, böylece organlara ve distal dokulara yeterli kan akışını azaltır. Klinik olarak stentli veya stentsiz balon anjiyoplasti gibi revaskülarizasyon işlemleri kan akışını geri getirmeyi amaçlamaktadır. Bu işlemler plak yükünü azaltarak kan akışını yeniden kursa da damar duvarına zarar verir ve bu da arteriyel iyileşme yanıtını başlatır. Uzun süreli iyileşme yanıtı arteriyel restenoza veya yeniden daralmaya neden olur ve sonuçta bu revaskülarizasyon prosedürlerinin uzun vadeli başarısını sınırlar. Bu nedenle, preklinik hayvan modelleri, restenoza yol eden patofizyolojik mekanizmaları analiz etmek için ayrılmaz bir bütün olandır ve yeni terapötik stratejileri test etme fırsatı sağlar. Murine modelleri büyük hayvan modellerine göre daha ucuz ve kullanımı daha kolaydır. Balon veya tel yaralanması, murine modellerinde yaygın olarak kabul edilen iki yaralanma yöntemidir. Özellikle balon yaralanma modelleri klinik anjiyoplasti prosedürünü taklit eder ve arterde restenoz gelişimi için yeterli hasara neden olur. Burada modifiye edilmiş, basınç kontrollü sıçan şahdamar balonu yaralanma modelinin gerçekleştirilmesi ve histolojik olarak analiz edilmesi için cerrahi detayları açıklıyoruz. Ek olarak, bu protokol, neointimal hiperplaziyi inhibe etmek için terapötiklerin lokal periadventitial uygulamasının nasıl kullanılabileceğini vurgulamaktadır. Son olarak, arteriyel hasarın üç boyutlu olarak görüntülenmesi ve görselleştirilmesi için yeni bir yaklaşım olarak ışık tabakası floresan mikroskopisini sunuyoruz.
Kardiyovasküler hastalık (CVD) dünya çapında önde gelen ölüm nedeni olmaya devam etmektedir1. Ateroskleroz, CVD'ye bağlı morbidite ve mortalitenin çoğunun altında gelen nedendir. Ateroskleroz, arterlerin içindeki plağın birikmesidir, bu da daralmış bir lümenle sonuçlanır, organlara ve distal dokulara uygun kan perfüzyonunu engeller2. Şiddetli ateroskleroz tedavisi için klinik müdahaleler arasında stentli veya stentsiz balon anjiyoplasti saydır. Bu müdahale, bir balon kateterinin plak bölgesine ilerletmeyi ve plak arteriyel duvara sıkıştırmak için balonu şişirmeyi, ışık alanını genişletmeyi içerir. Bu prosedür artere zarar verir, ancak arteriyel yaralanma yanıtını başlatır3. Bu yaralanma yanıtının uzun süreli aktivasyonu, neointimal hiperplazi ve damar remodelingine sekonder arteriyel restenoza veya yeniden daralmaya yol açar. Anjiyoplasti sırasında intimal tabaka, hemen trombosit alımına ve lokal inflamasyona yol açan endotel hücrelerinden indirilir. Lokal sinyalizasyon, vasküler düz kas hücrelerinde (VSMC) ve maceracı fibroblastlarda fenotipik değişikliklere neden olur. Bu, VSMC ve fibroblastların lümene doğru göç etmesine ve çoğalmasına yol açar ve neointimal hiperplazi4,5 .5'eyol açar. Dolaşımdaki progenitör hücreler ve bağışıklık hücreleri de restenozun genel hacmine katkıda bulunur6. Uygulanabilir olduğunda, ilaçlı stentler (DES) restenozun inhibe etmek için mevcut standarttır7. DES arteriyel yeniden endotelyalizasyonu inhibe eder, ancak böylece geç stent trombozu ile sonuçlanabilecek pro-trombotik bir ortam yaratır8. Bu nedenle, hayvan modelleri hem restenozun patofizyolojisini anlamak hem de revaskülarizasyon prosedürlerinin etkinliğini uzatmak için daha iyi terapötik stratejiler geliştirmek için ayrılmaz bir bütündür.
Bu patolojiyi incelemek için birkaç büyük ve küçük hayvan modeli9 kullanılmaktadır. Bunlar arasında bir atardamarın ışıklı tarafının balon yaralanması3,10 veya tel yaralanması11' in yanı sıra arter çevresinde kısmi ligasyon12 veya manşet yerleşimi13 bulunur. Balon ve tel yaralanması, arterin endotel tabakasını denude eder ve anjiyoplastiden sonra klinik olarak meydana gelenleri taklit eder. Özellikle balon yaralanması modelleri klinik ortamdakine (yani balon kateter) benzer aletler kullanır. Balon yaralanması en iyi sıçan modellerinde gerçekleştirilir, çünkü sıçan arterleri piyasada bulunan balon kateterleri için uygun bir boyuttur. Burada, sıçan şahdamar balonu yaralanmasının iyi kurulmuş, değiştirilmiş bir versiyonu olan basınç kontrollü segmental arteriyel yaralanmayı tarif ediyoruz. Bu basınç kontrollü yaklaşım klinik anjiyoplasti prosedürünü yakından taklit eder ve yaralanmadan iki hafta sonra tekrarlanabilir neointimal hiperplazi oluşumuna izin verir14,15. Ek olarak, bu basınç kontrollü arteriyel yaralanma, ameliyattan 2 hafta sonra tam endotel tabakası restorasyonu ile sonuçlanır16. Bu, endotel katmanının hiçbir zaman tam kapsama alanına dönmediği Clowes tarafından tanımlanan orijinal balon yaralanması modeline doğrudan zıttır3.
Ameliyattan sonra terapötikler çeşitli yaklaşımlarla yaralı artere uygulanabilir veya bu artere yönlendirilebilir. Burada açıklanan yöntem, Pluronik jel çözeltiye gömülü küçük bir molekülün periadventitial uygulamasını kullanır. Özellikle, neointimal hiperplazi oluşumunu inhibe etmek için yaralanmadan hemen sonra artere% 25 Pluronic-F127 jelinde 100 μM cinnamik aldehit çözeltisi uyguluyoruz15. Pluronic-F127, ilaçları kontrollü bir şekilde yerel olarak teslim edebilen toksik olmayan, termo-geri dönüşümlü bir jeldir17. Bu arada, arteriyel yaralanma lokaldir, bu nedenle yerel yönetim hedef dışı etkileri en aza indirirken aktif bir prensibi test etmeyi sağlar. Bununla birlikte, bu yöntemi kullanarak bir terapötikin etkili bir şekilde verilmesi, kullanılan küçük molekülün veya biyolojiklerin kimyasına bağlı olacaktır.
Burada açıklanan tüm yöntemler Chapel Hill'deki Kuzey Carolina Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır.
1. Ameliyat öncesi prosedürler
2. Operatif prosedürler
3. Ameliyat sonrası prosedürler
4. Doku hasadı ve görüntüleme

Şekil 1'de bu ameliyatı yapmak için kullanılan tüm malzemeler ve cerrahi aletler gösterdir. İki haftalık yaralı arteriyel kesitlerin hematoksilin ve eozin (H&E) lekelenmesi neointimal hiperplazinin net bir şekilde görselleştirilmesini sağlar. Şekil 2 sağlıklı, yaralı ve tedavi edilmiş bir arterin H&E lekeli arteriyel kesitlerinin temsili görüntülerini göstermektedir. Şekil 2 ayrıca, yaygın olarak kullanılan bir görüntü işleme yazılımı olan ImageJ kullanılarak yaralı bir arterde neointimal hiperplazi seviyesinin nasıl ölçülebilir olduğunu özetlemektedir. Bu yaklaşım kullanılarak, neointima'nın çevresinin yanı sıra iç ve dış elastik lamina ilgili alanları ölçmek için izlenir. Tarif ettiğimiz basınç kontrollü segmental yaralanma yöntemi, standart sapması 0,29 (2 farklı cerrah ve n=11 sıçan) ile 0,80'lik bir intima-medya oranı ile sonuçlanır. Pluronic CA periadventitial uygulama ile tedavi, daha önce gösterdiğimiz gibi neointimal hiperplazi inhibisyonu ile sonuçlanır (yüzde oklüzyonda% 61 azalma)15.
Şekil 3, ECA ve STA'nın çatallanması sırasında optimal bir arteriotomi oluşturmak için bir illüstrasyon sağlar. Son olarak, Şekil 4, ışık tabakası floresan mikroskopisinin arter uzunluğu boyunca yaralanma bölgesinin tamamını görselleştirmek için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir. Cd31 boyama endotel hücrelerini görselleştirmek için intimal tabaka sabit arterler üzerinde yapılabilir. Arterler daha sonra% 1 agarose içine gömülebilir ve numunenin kırılma indeksini homojenize etmek için iDISCO+ yöntemi kullanılarak temizlenebilir20. Daha sonra arterler bir ışık tabakası floresan mikroskobunda görüntülenebilir ve görüntüler I:M oranını ölçmek için yazılım kullanılarak işlenebilir. Bu yaklaşımı kullanarak, H&E sonuçlarına uygun olan 0,86'lik bir I:M oranı elde ettik.
| Bölüm Numarası | Başvuru |
| 10 bölüm | 27 |
| 8 bölüm | 28 |
| 6-10 bölüm | 29 |
| 6 bölüm | 30 |
| 5 bölüm | 31 |
| 3 bölüm | 32 |
Tablo 1. Hiperplazi analizi için yaygın olarak kullanılan arteriyel kesit sayısı.

Şekil 1. Cerrahi aletler ve aletler. Görüntünün sol üst köşesinden başlayarak saat yönünde sırayla: (A) Pamuklu çubuklar; (B) Betadin çözeltisi; (C) Gazlı Bez; (D) % 70 etil alkol çözeltisi; (E) İğneli 1cc şırıngalar; (F) Atropin; (G) Retraktörler; burada kullanılan bükülmüş ataşlar; (H) Rimadyl; (I) Mikro serrefin kelepçesi uygulanan kümesler; (J) İğne tutucu; (K) 4-0 naylon dikiş; (L) 4-0 vicryl dikiş; (M) Steril perdeler; (N) Mayonez makası; (O) Standart kümesler; (P) İnce kavisli önkseçimler; (Q) Mikrodispeksiyon makası; (R) Mikro serrefin kelepçeleri; (S) İnce makas; (T) T-pinleri; (U) Kavisli hemostatlar; (V) Yaklaşık 1 inç'e kesilmiş üç 7-0 Prolene dikiş; (W) 100 μL% 25 pluronic-127 jel; (X) Yağlama göz merhem; (Y) Steril salin çözeltisinde 2 Fransız balon embolektomi kateteri; (Z) Düğme. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2. Hematoksilin ve Eosin (H&E) lekeleme ve sıçan şahdamar kesitlerinin analizi. (A) Sağlıklı, yaralanmamış sağ şahdamarının kesiti. IEL = İç Elastik Lamina, EEL = Dış Elastik Lamina. (B) Pluronic-F127 aracı ile tedavi edilen iki haftalık yaralı sol şah damarının kesit. (C) 100 μM cinnamik aldehit ile tedavi edilen iki haftalık yaralı sol şah damarının kesiti. Ölçek çubuğu = 100 μm. (D) Yaralanmayı ölçmek için donmuş arterlerin kesit şeması. Slayt 1 bifurkasyondan başlar ve slayt başına 5 μm genişliğinde altı arteriyel bölüm alınır. Yaralanma genellikle bu slayt öncesinde meydana geldiğinden, bölümleme genellikle 70'i kaydırmaya devam eder. (E) Pluronic araç (B) ile tedavi edilen yaralı sol şahdamarının kesitleri. En içteki siyah çizgi neointima'yı izler ve aydınlık alanı tanımlamaz. Orta sarı çizgi, iç elastik lamina veya tunica intima alanını tanımlamaz. Dış mavi çizgi, dış elastik lamina veya tunica adventitia alanını tanımlamaz. Ölçek çubuğu = 100 μm. (F)(E)'den elde edilen ölçümlere dayanarak yüzde damar tıkanıklığını ve intima:media (I:M) oranını ölçmek için kullanılan hesaplamalar. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3. Arteriotomi yaratımı. Uygun bir arteriotomi oluşturmak ve yanlış bir sistemden kaçınmak için adımların illüstrasyonu. CCA = Common Karotid Arter, ECA = Dış Karotis Arter, ICA = İç Karotis Arter, OA = Oksipital Arter, STA = Superior Tiroid Arteri. ECA ve STA dalları arasındaki çatallanmayı izole edin. Bu çatallanmayı, bölge arteriyel duvarın incelmesini gösteren daha parlak bir renge dönüşene kadar parçalara ayırın ve ardından mikrodiseksiyon makası kullanarak bir arteriotomi oluşturun. Balon yerleştirilmesine yardımcı olmak için ince tokmaklar kullanarak arteriyotomiyi kaldırın. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4. Arteriyel yaralanmayı görselleştirmek için ışık tabakası floresan mikroskopisi. Aşağıda temsili bir enine kesit ile 14 haftalık bir Sprague Dawley sıçanının ortak şahdamarının uzunluğu boyunca boyuna kesitler. Arterler CD31 ile boyanır ve AF647 ile karşıttır. (A) Sağlıklı, yaralanmamış sağ şahdamarının kesitleri. Beyaz = CD31, Yeşil = Elastik Lamina, L = Lümen, Ölçek çubuğu = 200-500 μm. (B) Pluronic-F127 aracı ile tedavi edilen yaralı, sol şahdamarının kesitleri. Ok uçları neointimal hiperplazi bölgelerini gösterir. (C) Yaralanmamış ve yaralı şahdamarının medyaya (I:M) intima oranı, her grup için tam değere dikkat çekerek (n=1). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Yazarlar bu makalenin yayımlanması ile ilgili herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan eder.
Sıçan şahdamar balonu yaralanması, aterosklerotik damarlarda kan akışını geri kazanmak için yapılan klinik anjiyoplasti prosedürünü taklit eder. Bu model, arteriyel duvarı dağıtarak ve endotel hücrelerinin intimal tabakasını indirgeyerek arteriyel yaralanma yanıtını indükler, sonuçta yeniden şekillendirmeye ve intimal hiperplastik yanıta neden olur.
N.E.B., Ulusal Çevre Sağlığı Bilimleri Enstitüsü 'nden (5T32ES007126-35, 2018) bir eğitim hibesi ve Amerikan Kalp Derneği doktora öncesi bursu (20PRE35120321) ile desteklendi. E.S.M.B., UNC Klinik ve Çeviri Bilimi Ödülü-K12 Bursiyerleri Programı (KL2TR002490, 2018) ve Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü (K01HL145354) tarafından kısmen desteklenen bir KL2 bursiyeriydi. Yazarlar, UNC Mikroskopi Hizmetleri Laboratuvarı'ndan Dr. Pablo Ariel'e LSFM'ye yardımcı olduğu için teşekkür ediyor. Mikroskopi Hizmetleri Laboratuvarı'nda Işık Sac Floresan Mikroskopisi yapıldı. Patoloji ve Laboratuvar Tıbbı Anabilim Dalı Olan Mikroskopi Hizmetleri Laboratuvarı, kısmen UNC Lineberger Kapsamlı Kanser Merkezi'ne P30 CA016086 Kanser Merkezi Çekirdek Destek Hibesi ile desteklenmektedir.
| 1 mL Şırınga | Fisher | 14955450 | |
| 1 mL İğneli Şırınga | BD | 309626 | |
| 2 Fransız Fogarty Balon Embolektomi Kateteri | Edwards LifeSciences | 120602F | |
| 4-0 Ethilon (Naylon) Sütür | Ethicon Inc | 662H | |
| 4-0 Vicryl Sütür | Ethicon Inc | J214H | |
| 7-0 Prolen Sütür | Ethicon Inc | 8800H | |
| % 70 etil alkol | |||
| Anti-Tavşan Alexa Fluor 647 | Thermo Fisher Scientific | A21245 | |
| Atropin Sülfat | Vedco Inc | veteriner kullanımı için | |
| Pamuklu Çubuklar | Puritan | 806-WC | |
| Kavisli Hemostatlar | Güzel Bilim Araçları | 13009-12 | |
| İnce Kavisli Forseps | Güzel Bilim Araçları | 11203-25 | |
| İnce Makas | Güzel Bilim Araçları | 14090-11 | |
| Gazlı Bez | Covidien | 2252 | |
| IHC-Tek Seyreltici (pH 7.4) | IHC World | IW-1000 | |
| İnsüflatör | Merit Medical | IN4130 | |
| İyot çözeltisi | |||
| Veteriner kullanımı için Kayganlaştırıcı Göz Merhemi | Dechra | ||
| Mayo Makas | Güzel Bilim Araçları | 14010-15 | |
| Mikro Serrefines | Güzel Bilim Araçları | 18055-05 | |
| Mikrodiseksiyon Makası | Güzel Bilim Araçları | 15004-08 | |
| Forseps Uygulayan Mikro Serrefine Kelepçe | Güzel Bilim Araçları | 18057-14 | |
| İğne Tutucu | Güzel Bilim Araçları | 12003-15 | |
| Pluronic-127 (steril suda seyreltilmiş) | Sigma-Aldrich | P2443 | %25 hazırlanmış |
| Tavşan Anti-CD31 | Abcam | ab28364 | |
| Ekartör | Bükülmüş ataçlar iyi çalışıyor | ||
| Rimadyl (Carprofen) | Zoetis Inc | veteriner kullanımı için | |
| Tuzlu su çözeltisi | |||
| Standart Forseps | Güzel Bilim Araçları | 11006-12 | |
| Steril Örtü | Dynarex | 4410 | |
| T-Pimleri |