Kardiyovasküler hastalıklar (KARDI-DV) küresel ölümlerin başlıca nedeni olmaya devam eder; ateroskleroz bunların ortak patolojik temelinioluşturur 1. Karotis arteri, aterosklerotik lezyonlar için kritik bir yerdir; Karotis aterosklerozun incelenmesi, YÖĞÜ-SÜĞ hastalıklarının patogenezini anlamak ve terapötik stratejiler geliştirmek için gereklidir2. Hayvan modelleri, in vivo ateroskleroz araştırmaları için vazgeçilmez araçlardır, ancak mevcut modellerin kolaylık ve insan patofizyolojik özelliklerini yeniden yansıtma yeteneği açısından sınırlamaları sıklıkla vardır.
Diğer arter bölgelerindeki ateroskleroza (örneğin, aorta, femoral arter) kıyasla, karotis aterosklerozun oluşumu hemodinamikten daha güçlü şekilde etkilenir. Karotis arter yüksek kayma stresi (10-15 dyn/cm², dynes per santimetre) yaşar; bu stres sadece koroner arter (6-45 dyn/cm²)3 sonra gelir. Özellikle karotis bifurkasyonunda, bozuk ve salınımlı kesme gerilimiyle karakterize edilen girdap akışı meydana gelir. Bu anormal hemodinamik ortam, yerel endotel hücrelerinin sürekli pro-inflamatuar aktivasyonunu tetikler; bu da yapışma moleküllerinin ve kemokinlerin yukarı regulasyonlu ekspresyonuyla karakterize edilir; bu da monositlerin katılımını kolaylaştırır veaterosklerozun başlamasını sağlar 3. Ayrıca, yüksek riskli insan karotis aterosklerotik lezyonlarında genellikle %70'in üzerinde bir stenoz oranı bulunur; bu, plak nedeniyle oluşan luminal çapın yüzde azalmasıolarak tanımlanır. 4. Bu nedenle, şiddetli aterosklerotik stenoz oluşturabilen hayvan modelleri önemlidir.
Kısmi karotis ligasyon (PCL) modeli, kalıcı kan akışı bozukluğu nedeniyle indüklenen ateroskleroz modelidir ve kısa modelleme süresi ile şiddetli lezyonlar avantajlarına sahiptir5. Apolipoprotein E (ApoE), dolaşımdaki kolesterol ve trigliserit açısından zengin lipoproteinlerin metabolizması ve temizlenmesinde rol alan kilit bir proteindir ve plazma lipid homeostazının korunmasında kritik rol oynar. Ancak, ApoE-knockout (ApoE⁻/⁻) fareleri kullanan geleneksel PCL modeli,5 fare oluşturmak zor ve maliyetlidir. Hedef gen etkisi gerektiğinde, hem hedef gen hem de ApoE geninin çift genli bayıltılması gereklidir ve bu da modelleme sürecini daha da karmaşıklaştırır. Buna karşılık, PCL için yalnızca vahşi tip C57BL/6 fareleri kullanıldığında, model insan aterosklerozu için temel bir risk faktörü olan hiperkolesterolemi içermez ve nadiren belirgin lipid açısından zengin aterosklerotik lezyonlaroluşturur 6,7. Yüksek yağlı diyetle (HFD) beslenen ApoE⁻/⁻ veya LDLR-knockout (LDLR⁻/⁻) fareleri gibi diğer modeller, ateroskleroz araştırmalarında aort aterosklerozunu incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Buna rağmen, bu modeller bozulmuş kan akışının etkisini dikkate almamakta ve kısa sürede şiddetli ateroskleroz oluşturamaz. Önceki çalışmalar, 3 aylık HFD beslenmesinden sonra, ApoE⁻/⁻ veya LDLR⁻/⁻ farelerinde sadece aort veya brakiosefalik arter bölgelerinde hafif aterosklerotik plaklar geliştirdiğini, oysa karotis arterlerde belirgin plaklezyonları oluşmadığını göstermiştir 8,9.
Proprotein dönüştürücü subtilisin/kexin tip 9 (PCSK9), düşük yoğunluklu lipoprotein kolesterol (LDL-C) metabolizmasının önemli bir düzenleyicisidir: LDL reseptörlerinin bozulmasını teşvik eder ve böylece serum LDL-Cseviyelerini 10 artırır. PCSK9 (PCSK9-AAV) eksprese eden rekombinant adeno-ilişkili virüs, WT farelerinde genetik modifikasyonlara gerek kalmadan doz kontrollü hiperkolesterolemi sağlar11. PCSK9-AAV kaynaklı hiperkolesterolemi, HFD (lipid metabolizması bozukluklarını daha da kötüleştiren) ve PCL (lokal hemodinamik bozukluğu indükleyen) birleştirilmesi, insan aterosklerozu için iki ana risk faktörünü içeren bir hayvan modelinin oluşturulmasına olanak tanır: hiperkolesterolemi ve akış bozukluğu.
Önceki araştırmailerlemesi 12 üzerine inşa edilen bu protokol, C57BL/6 farelerinde karotis aterosklerozu indüklemek için standartlaştırılmış bir yöntem oluşturur. Mevcut model protokolleriyle karşılaştırıldığında, üç temel avantaj sunar: (1) Patofizyolojik önem: Aynı anda hiperkolesterolemi ve akış bozukluğunu tekrar eder; bu da orta-geç evre insan aterosklerozuna benzer özellikler gösteren karotis lezyonlarına yol açar; (2) Tekrarlanabilirlik: AAV dozajı, cerrahi prosedürler ve diyet kontrolünün ayrıntılı parametrizasyonu, laboratuvarlar arası değişkenliği azaltır; (3) Zamanlılık: Toplam modelleme süresi 5 haftadır ve model kurulumu için gereken süreyi önemli ölçüde kısaltır.
Bu protokol, damar duvarı biyolojisi üzerinde çalışan araştırmacılar için uygundur; antiaterosklerotik ilaçların etkinliğini değerlendiren ve aterosklerozda hemodinamik ile lipid metabolizması arasındaki etkileşimi araştıran araştırmacılar için uygundur. Özellikle, bu protokol karotis odaklı bir modeldir ve sigara, diyabet, hipertansiyon ve obezite dahil ancak bunlarla sınırlı olmak üzere sistemik insan risk faktörlerinin tüm yönlerini tam olarak kopyalayamaz. Aşağıda model oluşturma ve lezyon değerlendirmesi için adım adım bir rehber yer almaktadır.