حمل عضلية للبطانة الشريانية الحميد مقابل تصلب الشرايين في فئران: مقدمة من اثنين من نماذج صالحة

* These authors contributed equally
Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

هذا الفيديو يبين لنا نموذجين للتنمية وحة باطنة في الشرايين الفئران وتشدد على الاختلافات في تضخم عضلية للبطانة الشريانية وتصلب الشرايين.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Stubbendorff, M., Hua, X., Deuse, T., Ali, Z., Reichenspurner, H., Maegdefessel, L., Robbins, R. C., Schrepfer, S. Inducing Myointimal Hyperplasia Versus Atherosclerosis in Mice: An Introduction of Two Valid Models. J. Vis. Exp. (87), e51459, doi:10.3791/51459 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

وقد وضعت مختلف في الجسم الحي نماذج القوارض المخبرية لتحريض تضيق الشريان لتقليد الأمراض التي تشمل تشكيل لوحة الشرايين وتضيق، كما لوحظ على سبيل المثال في مرض القلب الإقفاري. وقدم هنا - نموذجين الماوس تكرار للغاية - على حد سواء مما أدى إلى تضيق الشريان ولكن كل الكامنة طريقا مختلفة من التنمية. تمثل نماذج اثنين من الأسباب الأكثر شيوعا لتضيق الشريان؛ وهي ترد نموذج الفأر واحدة لكل تضخم عضلية للبطانة الشريانية، وتصلب الشرايين. للحث على تضخم عضلية للبطانة الشريانية، يتم إجراء القسطرة بالون إصابة في الشريان الأورطي البطني. لتطوير وحة تصلب الشرايين، وAPOE - يستخدم نموذج الفأر في تركيبة مع اتباع نظام غذائي الدهنية الغربية - /. تتم تسمية خيارات تكييفها نموذجا مختلفا لقياس وتقييم نتائج وصفها في هذه المخطوطة. إدخال ومقارنة هذين النموذجين يوفر المعلومات حول عمليةايون للعلماء لاختيار النموذج تضيق الشريان المناسبة وفقا لطلب مسألة علمية.

Introduction

في الدول الصناعية لا يزال مرض القلب الإقفاري السبب الرئيسي للوفيات 1. أسباب تضيق الشريان التاجي هي متعددة وتشمل تضخم عضلية للبطانة الشريانية وكذلك تصلب الشرايين، مع عودة التوعي استراتيجية العلاج الأكثر شيوعا 2 المتبقية. نماذج الأبحاث التي تميز بوضوح بين مسارات الميكانيكية للتضخم وتصلب الشرايين باطنة ضرورية للتحقيق في pathobiological والعمليات الفيزيولوجية المرضية في التنمية البلاك الشرياني. في هذا الفيديو يتم عرض نموذجين الماوس المختلفة المستخدمة لدراسة إما تطوير تضخم عضلية للبطانة الشريانية أو تصلب الشرايين.

وافترض تضخم عضلية للبطانة الشريانية عن طريق لتشكيل نموذج "استجابة إلى إصابة" وصفت في الأصل لتصلب الشرايين 3. تعطيل الميكانيكية للطبقة البطانية يؤدي إلى إعادة مكثفة تتعزز الآثار نظير الصماوي. هناك عدة ديالنماذج الحيوانية fferent تستخدم عادة لدراسة تضخم عضلية للبطانة الشريانية. بعض الجماعات استخدام أجهزة معدنية في الشريان الأبهر الصاعد من الفئران 4. كما يتم استخدام نموذج تعرية الأبهر يؤديها مع القسطرة بالون عادة في الفئران المختبرية 5،6. نموذج تضخم باطنة أجريت في الفئران المعملية 7 ينفذ ربط الشريان السباتي ويدفع الآفات عضلية للبطانة الشريانية 8. في مختبرنا، والبطن نموذج تعرية الأبهر - لدراسة تطوير تضخم عضلية للبطانة الشريانية - فضلا عن نموذج إنساني الدعامات عودة التضيق 9 يشيع استخدامها. ويؤكد هذا الفيديو أن اختيار نموذج حيواني التجريبية المناسبة أمر بالغ الأهمية للدراسات الآلية الفسيولوجية المرضية أو تضيق الشرايين من.

يجب التمييز بين نماذج تضخم عضلية للبطانة الشريانية من النماذج تصلب الشرايين. لهذا الأخير، ئي E-ناقصة (APOE - / -) الفئران بالاشتراك مع النظام الغذائي الغربي عادة ما تستخدم للحث على atherosclالآفات المثيرة 10،11،12،13. وترد أمثلة للتحريض على حد سواء من هذه الأنواع من الأمراض عضلية للبطانة الشريانية في الفئران هنا، جنبا إلى جنب مع خيارات تكييفها نموذج مختلف لتحليل سفينة تضيق 14.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ينبغي تنفيذ جميع أعمال الحيوانية وفقا للمبادئ التوجيهية رعاية الحيوانات ذات الصلة. الحصول على موافقة المؤسسية للعمل الحيوان قبل بداية البروتوكول.

1. عضلية للبطانة الشريانية الحميد نموذج (A)

لنموذج تضخم باطنة، وشراء C57BL/6J (المالية رقم 000664، C57BL/6J) الفئران في سن 8 أسابيع وزنها حوالي 25 غراما. الفئران منزل لهذه التجارب في ظل ظروف التقليدية؛ تغذية الفئران القياسية تشاو الماوس وتوفير المياه الإعلانية libitum.

  1. إعداد الماوس: إدخال الماوس إلى حالة تخدير مع isoflurane و(2٪) باستخدام غرفة الاستقراء.
    1. إزالة الشعر باستخدام البطن الانتهازي الشعر، ووضع الماوس على ظهرها وتغطية الأنف والفم مع قناع لضمان التخدير.
    2. مع بروفو-اليود، وتطهير منطقة البطن عالميا، تليها 80٪ من الإيثانول، في دورتين.
    3. أؤكد غيابمن ردود الفعل من قبل معسر أطرافهم هند لرصد عمق كاف من التخدير.
    4. فصل الجلد والعضلات على طول الخط ألبا في خطوتين لفضح أعضاء البطن.
    5. وضع الامعاء في المياه المالحة رطب القفازات. التفاف القفازات في جميع أنحاء الأمعاء للحفاظ على رطبة.
    6. مسح بانتباه بعيدا عن الأنسجة الدهنية الأغطية الشريان الأورطي البطني. فضح الشريان الأورطي infrarenal وصولا الى التشعب لها، مع الحرص على عدم إصابة أي فرع السفن.
    7. أولا، وضع المشبك المجهرية على الداني، الشريان الأورطي infrarenal لاغلاق تدفق الدم. الآن، وتطبيق المشبك القاصي الثاني المقبل إلى التشعب الأبهري.
    8. عندما يتوقف تدفق الدم، وجعل شق صغير في الشريان الأورطي بالقرب من المشبك الداني.
    9. إدراج القسطرة ذات الرؤوس البالون، والتي تم رطب مع 0.9٪ المالحة، والتقدم نحو المشبك القاصي من الشريان الأورطي.
    10. لإصابة البطانية، تعرية الشريان الأورطي عن طريق تضخيم بالوناتن بعناية وببطء سحب القسطرة في اتجاه المشبك الداني.
    11. تكرار مناورة تعرية مرتين.
    12. إزالة القسطرة وإغلاق شق الأبهر باستخدام خيوط البرولين 10-0 على التوالي.
    13. فتح بعناية المشبك البعيدة. في حالة نزيف في موقع بضع الأبهر، أغلق المشبك مرة أخرى، حدد موقع النزيف ووضع غرز توقف إضافية، عند الضرورة.
    14. إذا يمكن ملاحظة عدم وجود نزيف، فتح ببطء المشبك الداني.
    15. يجب أن يكون نبض الأبهر مرئية بشكل أقصى من شق. الآن الأمعاء يمكن ترتيب مرة أخرى في الموقع.
    16. شطف تجويف البطن باستخدام ملحي معقم قبل حرارة.
    17. إغلاق جدار البطن بدءا من طبقة العضلات باستخدام خيوط البرولين 6-0 على التوالي.
    18. المقبل التكيف الجلد تحت استخدام 5-0 البرولين أداء الغرز التوالي.
    19. خلال ذلك الوقت لا يزال تخدير الماوس، وتطبيق 4-5 ملغ / كغ كاربروفين عبر inje تحت الجلدكشن.
    20. إضافة Metamizol لمياه الشرب (50 ملجم لكل 100 مل Metamizol) للسيطرة على الألم ويستمر لمدة 3 أيام الجراحة آخر. مراقبة الحيوانات في جميع أنحاء الانتعاش.
      ملاحظة: فترة المراقبة لهذا النموذج هو 28 يوما.

2. تصلب الشرايين نموذج (B)

لنموذج تصلب الشرايين، وشراء ئي (APOE - / -)-E ناقص الفئران (المالية رقم 002052، B6.129P2-Apoetm1Unc / J) في سن من 4 أسابيع، ومن ثم تغذية لمدة 4-6 أشهر. الفئران منزل لهذه التجارب في ظل ظروف التقليدية؛ إطعام الفئران حمية عالية الدهون لدى وصوله الغربية (هارلان معامل TD.88137) وتوفير المياه بالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية لمدة 4 إلى 6 أشهر.

  1. إعداد الماوس:
    1. تغذية APOE - / - الفئران مع النظام الغذائي الغربي ابتداء من الساعة 4 أسابيع من العمر. وينبغي أن يبدأ التلاعب الغذائية مباشرة فور وصوله.
    2. الحفاظ على النظام الغذائي الغربي طوال مدة التجربة. </ لى>

3. تحليل

  1. نموذج تضخم عضلية للبطانة الشريانية (A)
    المنطقة من الاهتمام في هذا النموذج هو "منطقة الآفة". وتشمل الخيارات المتاحة لتحليل طمس اللمعية، نسبة I / M (نسبة البطانية / وسائل الإعلام)، وسمك myointima القصوى، منطقة عضلية للبطانة الشريانية، ثلاثي الألوان تلطيخ للكشف عن التليف، وH & E تلطيخ للخلايا وحيدة النواة (كما هو موضح في أرقام 1A-1C). وفقا لمسألة علمية عديدة stainings أخرى مثل الأحمر للPicrosirius الكولاجين، والمناعية، وطرق متحد البؤر يمكن تطبيقها.
  2. نموذج تصلب الشرايين (B)
    في المناطق ذات الاهتمام في هذا النموذج هي صمام الأبهر، قوس الأبهر وكذلك الشريان الأورطي النازل. خيارات للتحليل: السودان تلطيخ حمراء لثلاثي الألوان الدهون وتلطيخ من الصمام الأبهري، قوس الأبهر والشريان الأورطي تنازلي (كما هو موضح في الشكل 1D).
    هذا النموذج أيضا ينتج مجموعة متنوعة من الخيارات الأخرى مثل تلطيخعلى سبيل المثال النفط O الأحمر لنسبة الدهون محايدة، Picrosirius الحمراء، المناعية، وطرق متحد البؤر.
    1. السودان تلطيخ الأحمر: تنفيذ تلطيخ الأحمر السودان على الأنسجة الأبهر المقطوع حديثا.
      1. إزالة 6H النظام الغذائي قبل الحصاد.
      2. إدخال الماوس إلى حالة تخدير مع isoflurane و(2٪) باستخدام غرفة الاستقراء. أؤكد غياب ردود الفعل من قبل معسر أطرافهم هند لرصد عمق كاف من التخدير.
      3. فتح الصدر؛ قطعت قمة القلب ويروي عبر البطين الأيسر، أولا بمحلول ملحي (3 مل)، تليها PFA 4٪ (3 مل) من خلال جذر الأبهر لإصلاح الشريان الأورطي.
      4. تحرير الشريان الأورطي من الجذر إلى التشعب لها. محاولة إزالة الأنسجة الدهنية قدر المستطاع.
      5. تقطع القلب وجذر الشريان الأبهر، وتخزينها في 4٪ PFA لالأنسجة.
      6. لجذر الأبهر الأنسجة أن توضع بعناية في كتلة البارافين في وضع رأسي للسماح للقطع من منطقة المسؤوليةالتشنج الشرائح توليد الجذرية التي تعرض جميع منشورات صمامي 3.
      7. قطع واحدة من نهاية شجرة الأبهر وإصلاحه على طبقة من السيليكون مع دبابيس يرام. فتح الشريان الأورطي طوليا وإصلاح الأنسجة الأبهر.
      8. شطف الأنسجة مع 50٪ من الإيثانول. تزج الأنسجة مع السودان الثالث حل تلطيخ لمدة 15 دقيقة.
      9. شطف بخفة مع 50٪ من الإيثانول لإزالة الزائدة السودان الثالث. (ملاحظة: 50٪ من الإيثانول قد غسل الصبغة بعيدا.) شطف مع DH 2 O، والتقاط الصور لمزيد من التحليل.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ويبين الشكل 1 خيارات تحليل مختلفة، والدولة التي يسببها مرض لكلا النموذجين. لنموذج باطنة تضخم، يظهر تحليل المقاطع العرضية ممثل في تلطيخ ثلاثي الألوان. من هذه المقاطع العرضية، ونتائج مثل نسب I / M، أقصى سمك لوحة، أقصى سماكة باطنة في التجويف، طمس اللمعية في المئة، وكذلك منطقة لوحة يمكن قياسها وحسابها.

لتقييم نتائج نموذج تصلب الشرايين، وجميع الطرق المذكورة أعلاه يمكن استخدامها. بالإضافة إلى ذلك، منطقة البلاك الكمي في الشريان الأورطي البطني، ومدى تشكيل اللوحة في صمام الأورطي، وقوس الأبهر، والشريان الأورطي النازل يمكن قياسها عن طريق ثلاثي الألوان تلطيخ.

الشكل 1
الشكل 1ويتم حصادها aortas الماوس الجرداء، جزءا لا يتجزأ من البارافين، ويظهر المقطع العرضي ممثل في تلطيخ ثلاثي الألوان (A). تحسب معدلات I / M على ثلاثي الألوان أقسام الملون من خلال قياس سمك البطانية وسائل الإعلام باستخدام تحليل الكمبيوتر تليها حساب نسبة (B). يتم قياس سمك الترسبات أقصى كحد أقصى سماكة باطنة في التجويف بواسطة قياس الأشكال الكمبيوتر (B). يتم تحديد طمس اللمعية (في المئة) من خلال طرح التجويف الداخلي الجديد من التجويف السابق، مقسوما على التجويف السابق، مضروبا ب 100٪ (C). ويتم تقييم المنطقة وحة بطرح التجويف الداخلي الجديد من التجويف السابق (C). الشريان الأورطي النازل، فتحت طوليا مع هياكل محبة للدهون وملطخة يظهر السودان الحمراء (D). لتحديد منطقة لوحة الكمي، السودان الآفات الملون الأحمر وكذلك المساحة الكلية الأبهر، ويتم قياس analyزد باستخدام برنامج تحليل الصور. وصفت المقاطع العرضية للعينات البارافين جزءا لا يتجزأ من الصمام الأبهري، وقوس الأبهر، والشريان الأورطي النازل في ثلاثي الألوان (E). يتم حساب طمس اللمعية، منطقة لوحة، والحد الأقصى سمك اللوحة كما هو موضح أعلاه. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

على الرغم من أن كلا المرضين يؤدي إلى أعراض مماثلة في المريض، والآليات الكامنة للتنمية البلاك وبالتالي فإن أساليب علاجية مختلفة جدا 2. في أشكال مختلفة من تضيق الشرايين تعتمد النتائج السريرية في المرضى، فضلا عن الإطار الزمني لتطوير وحة على الآلية الأساسية.

اعتمادا على النتائج السريرية في المرضى، وأساليب مختلفة من تحليل عينة يجب إجراء 5،15. فمن الضروري التكيف مع تحليل لنتائج مميزة في هذا المرض والذي يتم من قبل تحاكي النموذج المختار 14. بالعكس، اعتمادا على هذا المرض قيد الدراسة، ينبغي اختيار النموذج الحيواني الأكثر جدوى ومناسبة. علاوة على ذلك، فمن الأهمية بمكان أن العقاقير الجديدة يجب أن تتطابق ميكانيكيا النموذج.

كلا النموذجين أدخلت في هذا المنشور هي سريعة وسهلة لتنفيذ وتكرار للغاية. هناك بعض أماهالاختلافات بين نماذج JOR. على سبيل المثال، في المرة الملاحظة في نموذج تضخم عضلية للبطانة الشريانية هو 28 يوما 16، في حين يحتاج تطوير وحة تصلب الشرايين 4-6 أشهر 17.

فرق كبير آخر هو تطبيق لسلالات الفئران مختلفة. يعتمد هذا النموذج على تصلب الشرايين APOE - / - أو LDL - / - في الفئران، ويمكن بالتالي إلا أن يؤديها في الفئران التي تحمل هذا خروج المغلوب محددة. لخلق الفئران التي تحمل كلا من APOE - / - وآخر خروج المغلوب المطلوب وقتا طويلا جدا. وتضخم يحفز عملية جراحية إصابة عضلية للبطانة الشريانية بالون يمكن أن يؤديها في أي الماوس. غلة عضلية للبطانة الشريانية نموذج تضخم إمكانية أكبر لتعديل سلالة الفأر من الفائدة، في حين يواجه نموذج تصلب الشرايين وجود قيود صارمة على الفئران تحمل APOE - / -.

كثافة البالون تعرية هو أمر حاسم لنتائج آفات تضخم عضلية للبطانة الشريانية. إذا تم إجراء القسطرة إصابة AGG جداressively، قد تحدث تشكيل تمدد الأوعية الدموية؛ إذا أجري تعرية بلطف جدا، وتنمية وحة قد تكون ضعيفة للغاية لرؤية الاختلافات بين المجموعات. في هذا الإجراء فإنه من المفيد لو يتم تنفيذ كافة العمليات الجراحية ضمن دراسة واحدة من قبل الشخص نفسه. الاستفادة من البالون إصابة نحو التقنيات الأخرى التي تتطلب إدخال عقبات شديدة أو حادة مثل الأسلاك، هو المرونة وكذلك الخيار لضبط حجم وضغط البالون عن طريق التضخم من القسطرة بالون ذات الرؤوس. علاوة على ذلك، uninflated ذات الرؤوس بالون القسطرة هي رقيقة ويمكن إدراجها في الشريان الأورطي عن طريق شق صغير نسبيا مقارنة مع أكثر سمكا، وأدوات تعرية أكثر جمودا. لوحة تصلب الشرايين نموذج تشكيل يمكن أن تكون حاسمة لبدء تغذية النظام الغذائي الغربي في سن مبكرة من الفئران لأن ذلك يمكن أن يكون لها تأثير كبير على شدة الآفات. منذ الآفات في كلا النموذجين أدخلت تطوير في كل من الفئران الإناث والذكور، يمكن أن يكون الجنسين adapteد لمتطلبات التجربة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgments

المؤلفين أشكر كريستيان Pahrmann للحصول على المساعدة الفنية. تلقى SS بتمويل من جمعية الألمانية للبحوث (DFG) (SCHR992/3-2 وSCHR992/4-2).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Thyoglycollate Broth 3% Fluka 70157 powder
PFA 4% Electron Microscopy Sciences #157135S 20%
Sudan III staining solution Sigma Aldrich S4131 powder
mouse C57BL/6J Jackson Laboratories Stock # 0006664
mouse ApoE -/- Jackson Laboratories Stock #002052
Western Diet Harlan Laboratories TD.88137
hair clipper WAHL 8786-451A ARCO SE
Forene Abbott Isoflurane
microsurgical clamp Fine Science Tools 18055-04 Micro-Serrefine - 4 mm
clamp applicator Fine Science Tools 18056-14
catheter
10-0 prolene suture Ethicon 788G
6-0 prolene suture Ethicon 8709H
5-0 prolene suture Ethicon EH7229H
Rimadyl Pfizer Carprofen
Metacam 1.5 mg/ml Boehringer Ingelheim Metamizol

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Manuel, D. G., Leung, M., Nguyen, K., Tanuseputro, P., Johansen, H. Burden of cardiovascular disease in Canada. Can J Cardiol. 19, 997-1004 (2003).
  2. ER, O. B., Ma, X., Simard, T., Pourdjabbar, A., Hibbert, B. Pathogenesis of neointima formation following vascular injury. Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets. 11, 30-39 (2011).
  3. Ross, R. The pathogenesis of atherosclerosis: a perspective for the 1990s. Nature. 362, 801-809 (1993).
  4. Meng, X., Zhang, F., Valji, K., et al. Ultrasound guidance for the creation of a small animal model of aortic injury. J Vasc Interv Radiol. 22, 1193-1197 (2011).
  5. Deuse, T., Koyanagi, T., Erben, R. G., et al. Sustained inhibition of epsilon protein kinase C inhibits vascular restenosis after balloon injury and stenting. Circulation. 122, 170-178 (2010).
  6. Schrepfer, S., Deuse, T., Sultan, K. R., et al. Inhibition of restenosis development after mechanical injury: a new field of application for malononitrilamides. Cardiology. 108, 128-137 (2007).
  7. Tao, M., Mauro, C. R., Yu, P., et al. A simplified murine intimal hyperplasia model founded on a focal carotid stenosis. Am J Pathol. 182, 277-287 (2013).
  8. Kumar, A., Lindner, V. Remodeling with neointima formation in the mouse carotid artery after cessation of blood flow. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 17, 2238-2244 (1997).
  9. Hua, X., Deuse, T., Michelakis, E. D., et al. Human internal mammary artery (IMA) transplantation and stenting: a human model to study the development of in-stent restenosis. J Vis Exp. 3663 (2012).
  10. Daugherty, A., Whitman, S. C. Quantification of atherosclerosis in mice. Methods Mol Biol. (2003).
  11. Nakashima, Y., Plump, A. S., Raines, E. W., Breslow, J. L., Ross, R. ApoE-deficient mice develop lesions of all phases of atherosclerosis throughout the arterial tree. Arterioscler Thromb. 14, 133-1340 (1994).
  12. Zhang, Y., Li, L., You, J., Cao, J., Fu, X. Effect of 7-difluoromethyl-5, 4'-dimethoxygenistein on aorta atherosclerosis in hyperlipidemia ApoE(-/-) mice induced by a cholesterol-rich diet. Drug Des Devel Ther. 7, 233-242 (2013).
  13. Rudolph, T. K., Rudolph, V., Edreira, M. M., et al. Nitro-fatty acids reduce atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 30, 938-9345 (2010).
  14. Rondelet, B., Kerbaul, F., Motte, S., et al. Bosentan for the prevention of overcirculation-induced experimental pulmonary arterial hypertension. Circulation. 107, 1329-1335 (2003).
  15. Zeibig, S., Li, Z., Wagner, S., et al. Effect of the oxLDL binding protein Fc-CD68 on plaque extension and vulnerability in atherosclerosis. Circ Res. 108, 695-703 (2011).
  16. Painter, T. A. Myointimal hyperplasia: pathogenesis and implications. 2. Animal injury models and mechanical factors. Artificial organs. 15, 103-118 (1991).
  17. Nitschke, Y., Weissen-Plenz, G., Terkeltaub, R., Rutsch, F. Npp1 promotes atherosclerosis in ApoE knockout mice. Journal of cellular and molecular. 15, 2273-2283 (2011).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics