成体マウス静脈性高血圧モデル:外頸静脈吻合部の総頸動脈。

1Department of Anesthesia and Perioperative Care and Center for Cerebrovascular Research, University of California, San Francisco, 2Department of Neurological Surgery, University of California, San Francisco, 3Department of Neurology, University of California, San Francisco
Medicine

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Summary

我々は、成体マウスにおける脳静脈性高血圧の信頼性モデルを作成するための方法を記載している。このモデルは、広くラットに記述され、テストされている。マウスにおけるこの新たな対応物の遺伝子改変動物を使用する可能性を開き、それによってモデルの適用を広げる。

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Yang, S. T., Rodriguez-Hernandez, A., Walker, E. J., Young, W. L., Su, H., Lawton, M. T. Adult Mouse Venous Hypertension Model: Common Carotid Artery to External Jugular Vein Anastomosis.. J. Vis. Exp. (95), e50472, doi:10.3791/50472 (2015).

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Abstract

脳の動静脈奇形や動静脈瘻の病態生理の理解が動物モデルのおかげで改善している。総頸動脈(CCA)および外頸静脈(EJV)間の人工瘻を作るラットモデルは、広く記載され、技術的に可能な証明されている。この構築物は、一貫性のある脳静脈性高血圧(CVH)を引き起こし、そのための形成、臨床症状、脳AVMおよび硬膜のAVFの予後への静脈高​​血圧の寄与を研究してきました。等価マウスモデルのみほとんど記載されていないと瘻の狭窄とのトラブルを示している。確立されたマウスモデルは、病態生理にも、これらの脳血管疾患のための潜在的な遺伝子治療だけでなく、研究を可能にする。

私たちは、マウスで耐久性のある頭蓋内静脈性高血圧を生産動静脈瘻のモデルを提示する。顕微吻合OマウスfはCCAとEJV起因小柄な解剖学的構造に難しく、しばしば非特許瘻孔を生じる。このステップバイステップのプロトコルでは、この手順の実行中に発生したすべての重要な課題に対処する。 11-0縫合糸の代わりに10-0を用いて、露光中の静脈の過度の収縮を回避し、そして慎重に計画された端側吻合を作製する重要なステップのいくつかがある。この方法は、高度な顕微スキルやラットにおける同等の長い学習曲線が必要ですが、それは一貫して開発することができます。

この新規モデルは、脳のAVMおよび硬膜のAVFを研究する有用であることが証明されている以前によく確立された実験系でトランスジェニックマウス技術を統合できるように設計されています。トランスジェニックマウスを使用する可能性を開くことによって、有効なモデルの広いスペクトルを達成することができ、遺伝子治療も試験することができる。実験的な構築物はまた、オトの研究に適合させることができる偏頭痛のような静脈性高血圧、一過性全健忘、一過性の単眼失明などに関連する彼女の脳血管疾患

Introduction

脳静脈性高血圧の動物モデルは、脳の動静脈奇形や動静脈瘻1-7の病態生理の理解において重要なツールであることが証明されている。最も広く使用されている総頸動脈(CCA)とラット1,8-10で一貫性のある脳静脈性高血圧(CVH)を誘発する外頸静脈(EJV)、間に人工瘻を介して作成ラットモデルである。同等のマウスモデルは、異なるトランスジェニックマウス系統を使用する可能性を開くことによって、病態生理学にも、これらの脳血管疾患のための潜在的な遺伝子治療だけでなく、上のさらなる研究を可能にする。さらに、実験の構築物はまた、これらのマウスモデルhを構築するために偏頭痛のような静脈性高血圧、一過性全健忘症、過渡単眼失明 11が、以前の試みに関連する他の脳血管疾患の研究に適合させることができるaveが小柄な解剖学5,12による瘻の開通と難しさを実証した。ここでは、長期的な特許瘻とマウスで耐久性のある静脈性高血圧につながりネズミCCAとEJVの成功吻合のために私たちのステップバイステップのプロトコルを記述します。

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Protocol

1.マウスの準備

  1. イソフルランガスとマウスに全身麻酔を誘導する。疼痛管理のための腹腔内brupenorphineの0.15ミリリットルを注入。麻酔レベルは、マウスの足を刺すことで満足のいくものである場合には先に進む前に、確認してください。
  2. 粘着テープで固定し、四肢に背側横臥位でマウスを置きます。はさみで首と上胸部の毛を削除します。皮下注射を介して、外科手術中に水和したマウスを保つために0.9%生理食塩水の0.2〜0.4ミリリットルを管理する。
  3. 厳格な無菌の方法以下の術野を準備します。皮膚切開の面積を90%アルコールで洗浄されるべきである。

2.総頸動脈と外頸静脈を解剖

  1. マウスの下頸部領域にわたって水平正中頸部切開を行います。傷を深めた後、で使用することにより唾液腺と頸部の軟組織を高めるraction縫合糸( 図1)。胸鎖乳突筋(SCM)に横方向の右外頸静脈(EJV)を公開します。静脈上の過度の牽引力がそれを損傷し、その血栓症を誘発する可能性がありますので、このステップは、顕微鏡下で実行する必要があります。
  2. 慎重に頭蓋底への鎖骨からそのコースに沿って右EJVを解剖。通常の電気双極鉗子は、凝固し、後で一時的なクリップの配置と吻合のために十分な長さを準備するすべての枝を分割。
  3. SCMへの気管および内側の側方、総頸動脈(CCA)を探る。これは、慎重にだけに外部および内部頸動脈内への分岐点を超えて鎖骨から露出する必要があります。このステップの間、注意が後で吻合の開存性を損なう可能性EJVに過度の牽引力を避けるために再び与えられるべきである。

3.吻合を準備

  1. 10-0のNyとCCAを結紮その分岐部のすぐ近位LON。次に、できるだけ鎖骨に近い近位CCA上の一時的なクリップを適用する。
  2. 流れが中断されると、単に分岐合字の下動脈を横断すると内腔の内側に、残りの血液を洗い流すために生理食塩水でそれを灌漑。動脈壁への熱損傷が危険にさらされ、将来の吻合を置く可能性があるので、このステップでバイポーラ凝固を避けてください。
  3. EJVの縁部の視認性を向上させるために、内壁は、計画静脈切開のコースに沿って青色マーキングペンでマークされている。 EJVがマークされたら、できるだけ尾などの先端部を連結し、可能な限り頭蓋として近位端に一時的な血管クリップを適用するために10-0縫合糸を使用しています。
  4. 微30 G針0.5mlの注射器で、EJVのマークされた領域上に初期の開口を行い、すぐに血栓形成を回避するために生理食塩水内腔を洗浄。次に、microscissorsと静脈切開を延長長さまでCCAの約2〜3倍の直径である。暴力的なストレッチングを避け、シャープときちんとした刃先を維持するために注意を払う。
  5. EJVにCCAの端に近づける。 CCAのドナー側のサイドカット切開静脈切開サイズの長さ( 図2)の直径を調節することを可能にする。

4.端側吻合

  1. CCA·ツー·EJV端側吻合のための11-0モノフィラメントナイロン縫合糸を使用してください。 craneo-尾方向に吻合の内側壁の縫合は最初のステップです。すべてのステッチは、まず静脈壁( 図3)アウトサイド·インし、次の動脈壁( 図4)インサイドアウトからから配置する必要があります。これは、すべての回( 図5)での吻合血管の外側表面に結び目を維持します。中断されたまたは連続縫合糸を使用することができますが、すべての連続縫合糸は、最終段階として締め付けてください。
  2. O内壁NCE側壁と頭蓋する尾側からの手順を繰り返し、縫合されています。今、すべてのステッチは、アウトサイドイン動脈壁最初からと次の静脈壁インサイドアウトから配置する必要があります。生理食塩水灌漑は、手順の間、常に目に見える吻合の内腔を保つのを助ける。
  3. 吻合のすべてのステップが終了した後、最初と次の動脈から静脈から一時的なクリップを削除する。動脈血は、吻合(動画VHモデルとVHモデル2を参照)からの、またはほとんどにじみ出るでEJVに流れません。最小限の出血は吻合の上に綿の圧縮を使用せずに停止する必要があります。これは繊細な静脈の血栓症を防ぐために避けなければならない。
  4. 一度拍動吻合を通って流れが確認されており、明らかな出血が観察されない、生理食塩水で手術野を洗浄し、6-0ナイロン縫合糸で頸部切開を閉じます。最後に、intrapの0.15ミリリットルより多くの管理手術中に血液の損失を補充するeritonealの術後疼痛管理のためのbrupenorphine皮下0.9%生理食塩水の0.2〜0.4ミリリットル。

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Representative Results

モデルの成功した結果は、マウス脳内の静脈性高血圧を誘発する特許動静脈瘻である。モデルを検証するために、我々は最初は手術後2、3、4週間後にマウスの矢状洞で頭蓋内静脈圧を測定した。 6匹の異なるマウスは、すべての時間グループに割り当てた。洞圧力は二週間手術後に測定された群では8.8±1.2 mmHgであった。 3週間手術後に測定された6匹のマウスでは、洞圧力が4.7±1.4 mmHgであった。最後に、6匹のマウスは、手術は3.9±0.6 mmHgで( 図6)の洞圧力を有した4週間後に測定した。術後2週間脈洞圧が3と4週目の洞圧た(p <0.001両方)よりも有意に高かった。

しかし、洞の圧力を測定するために必要な複雑な技術は、定期的に瘻孔開存静脈高血圧を確保する必要はない。その代わりに、望ましい結果は、c可能瘻の直接検査によって、マウスにおける静脈性高血圧の臨床徴候によってhecked。

瘻孔の開通性を直接2つの方法で外科的処置の終了時に検査することができる。最初のものは、一時的な宝石商の鉗子でanastomsisエリアにEJVの頭蓋を妨害で構成されています。この点は今CCAから来る血液の唯一の流出である。端側吻合が特許である場合、それを吻合する静脈グラフトの遠位端を閉塞し、ゆっくりと空にするか、「搾乳」によって実行される第二の方法1開通性テストビデオに示すように、膨張性EJVはすぐに膨らむ宝石商の鉗子のペアで。開通性試験のための第2のビデオに示すように、閉塞が解除されると、特許吻合を迅速に空にセグメントを補充すべきである。

モデルが動作している場合、マウスの眼の拡大は、手術の24時間後に注意すべきである。このMAyが頭頸部成る静脈排出に起因する。両眼の手術後に拡大し始めるが、現象は、 図7に見ることができるように操作する側に、より顕著である。

図1
図1:皮膚切開マウスと唾液腺のソフトトラクションの低い首の領域にわたって水平ミッドライン頸部切開は、右外頸静脈(EJV)を公開します。繊細な静脈への傷害を防ぐために慎重に皮膚切開を保証EJVの表面的な場所に注意してください。

図2
図2:吻合の準備は EJVの内側壁は、計画された静脈切開の進路に沿って青い線でマークされています。サイドカットINCICCAのドナー側でシオンは静脈切開の長さに動脈の直径を調整するために行われる。

図3
図3:アウトサイドイン吻合の内側壁は、最初の静脈壁に外から配置された11-0ステッチとcraneo-尾側方向に縫合されている。

図4
図4:インサイドアウトが針吻合の外面に結び目を保つために適切な方法で内側壁に縫合糸を完了するために、インサイドアウト動脈壁からここに駆動される。

図5
図5:外部の結び目を維持 HOに注意してくださいこの場合、選択された結節縫合の結び目ワット瘻孔を塞ぐであろう血栓形成を回避するために血管の内腔の外側に留まる。

図6
図6:洞圧力解析は、このバートチャートグラフィカル手術後2,3および4週目にmmHgの中で測定された頭蓋洞圧力差を表示する。

図7
図7:。眼球突出ある日手術後、両眼が拡大しているが、右眼の拡大(手術同側)がより顕著である。

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Discussion

持続的な脳静脈性高血圧は密接に、より重篤な臨床症状と硬膜のAVFと脳静脈奇形3の患者で予後不良と関連してきた。 CVHのこれらの効果は広くラットモデル1,2,8に研究されている。マウスにおける等価モデルは、最終的に静脈性高血圧の病因および硬膜AVF脳AVMとの関係に関与する分子経路の解析を可能にする遺伝子改変動物を使用することを可能にするであろう。

ここでは、端側頸動頚瘻を通して成体マウスにおける脳静脈性高血圧を作成するための方法を報告している。この新しいモデルは、マウスにそれを翻訳し、それによって分子経路や遺伝子治療を調査する前述の可能性を可能にすることにより、ラットにおいて十分に記載さ頸動脈-頸静瘻モデルを強化します。

一般的な問題が発生しましたと提案

もう一つの一般的なプロblemは、過度の牽引力、圧縮、またはそのコースに沿って切開して静脈を損傷している。したがって、EJVの露出が慎重に解剖の適切な面を特定するために、顕微鏡下で実行する必要があります。それに排出すべての小枝も特定され、凝固されるべきである。これは、静脈の圧迫を必要とする制御されない出血を回避し、過度の緊張を回避するために十分な冗長性を提供する。

それは一時的なクリップを削除した後に瘻の貧しい機能を持つことは珍しくありません。この場合、最初のステップは、CCAの緊張またはアンギュレーションの可能性のポイントを探す必要があります。胸鎖乳突筋の動脈または部分切除のさらなる解剖は、この問題を解決します。貧しい関数は、これらの演習の後に続ける場合は、吻合部位の血栓症は疑われている必要があります。その場合は、代わりに吻合部位を再開し、血栓を除去する、私たちは新しいの実行をお勧めします以前のものと頭蓋吻合。我々の経験では、第三の吻合は不可能です。十分EJVの長さおよびマウスは、時間のかかる長時間の麻酔を許容しないがない。

テクニックの制限事項

この技術の主な制限は、(1)血管のちっぽけな解剖学は、ラットの同等モデルのより高度な顕微スキルと長い学習曲線を必要とします。 (2)吻合の開存性は、しばしば、血栓形成により損なわれ、マウスEJVの長さは、この問題を解決する一つの余分な試みを可能にする。 (3)手術が長い麻酔期間にマウスを暴露、最大3時間かかる場合があります。しかし、上記提案された技術的な提案を以下の手順の間に暖かく、水和したマウスを維持し、特許CCA·ツー·EJVを正常に行うことができ、我々の経験で達成動物の高い生存率。

マウスでの信頼性と耐久性脳静脈性高血圧モデルでは、脳血管研究13-16で目的の広範な数を果たすことができる重要なツールです。トランスジェニックマウスのノックアウト技術を追加することにより、この新しいモデルは、脳静脈性高血圧に関連するすべての病態のためのさらなる遺伝子関連のインビボでの研究を促進するはずである。

これまでは、他の著者は、ラットにおける静脈性高血圧モデルを記載しているし、硬膜AVFと脳AVM 4,5,8,9の病態生理学を研究するためにそれを使用している。私たちは現在、そのための遺伝子治療のテストのすべての種類、その潜在的なアプリケーションを開いて、成功したマウスにこの同じモデルを変換する方法について説明します。

結論

ここでは、成体マウスにおける特許CCA·ツー·EJV吻合を達成するためのプロトコルを示しています。この瘻が提供耐久性のある脳静脈性高血圧ラットで異なる脳血管疾患モデルを開発するための有用なツールとされていること。マウスに、同じモデルを開発するために、この最初のステップを提供することによって、我々は、これらの脳血管疾患のための遺伝子治療法を試験する可能性を開く。

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Disclosures

実験動物を用いた実験手順は、カリフォルニア大学の制度的動物実験委員会、サンフランシスコ校(UCSF)によって承認された。

著者は、この手順で使用する薬剤や材料に関連する利害の潜在的な競合がありません。

Acknowledgements

このプロジェクトは、部分的にエスペン·ウォーカー、R01 NS27713にウィリアムL.Young、ウィリアムL.Youngと華SUにP01のNS44155、R21 NS070153に華SUと米国心臓協会によるAHA 10GRNT3130004に華蘇にNIH T32 GM008440によってサポートされています。博士アナ·ロドリゲス·エルナンデスは、「OBRA社会ラ·カイシャ」からの助成金によってサポートされています

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10-0 Sterile Microsuture Arosurgical Ic. VT5A010Q10
11-0 Sterile Microsuture Arosurgical Ic VT4A00N07
DUROTIP Scissors Aesculap BC210R
Micro-Adson Tissue Forceps Aesculap BD510R
Microscissors Aesculap OC496R
Micro Forceps #5 Jewelers Aesculap BD331R
Angled Jewelers Forceps Aesculap BD329R
Micro Suture Forceps Aesculap BD338R
DUROGRIP Needle Holder Aesculap BM009R

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References

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