Het konijn-Model van versnelde atherosclerose: een methodologische perspectief van de schade van de ballon Iliac slagader

* These authors contributed equally
Published 10/03/2017
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
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:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

Dierlijke modellen van atherosclerose zijn essentieel om te begrijpen van het mechanisme en te onderzoeken van nieuwere benaderingen om te voorkomen dat de ontwikkeling van plaque of breuk, een belangrijke doodsoorzaak in de geïndustrialiseerde wereld. Dit protocol maakt gebruik van een combinatie van ballon letsel en cholesterol rijk dieet voor het opwekken van atherosclerotische plaques in konijn iliac slagader.

Cite this Article

Copy Citation

Jain, M., Frobert, A., Valentin, J., Cook, S., Giraud, M. N. The Rabbit Model of Accelerated Atherosclerosis: A Methodological Perspective of the Iliac Artery Balloon Injury. J. Vis. Exp. (128), e55295, doi:10.3791/55295 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

Acuut coronair syndroom als gevolg van coronaire occlusie na atherosclerotische plaque ontwikkeling en breuk is de belangrijkste doodsoorzaak in de geïndustrialiseerde wereld. Nieuw-Zeeland Wit (NZW) konijnen zijn gebruikte als een dierlijk model voor de studie van atherosclerose. Zij ontwikkelen spontane laesies wanneer gevoed met atherogene dieet; Dit vereist echter een lange tijd van 4-8 maanden. Om verder te verbeteren en versnellen atherogenese, is een combinatie van atherogene dieet en mechanische endothelial letsel vaak werkzaam. De voorgestelde procedure voor inducerende atherosclerotische plaques bij konijnen gebruikt een katheter met ballon te verstoren het endotheel in de linker iliac slagader van NZW konijnen gevoed met atherogene dieet. Dergelijke mechanische schade veroorzaakt door de katheter met ballon induceert een keten van ontstekingsreacties initiëren neointimal lipide accumulatie in een tijd-afhankelijke manier. Atherosclerotische plaque na ballon letsel Toon neointimal verdikking met uitgebreide lipide infiltratie, de inhoud van de cel van de hoge glad spierweefsel en aanwezigheid van macrofaag afgeleide schuim cellen. Deze techniek is eenvoudig, reproduceerbare en produceert plaquette van gecontroleerde lengte binnen de iliacale slagader. De hele procedure wordt voltooid binnen 20-30 min. De procedure is veilig met lage sterfte en biedt ook hoge succes bij het verkrijgen van aanzienlijke intima laesies. De procedure van de ballon van de katheter geïnduceerde arteriële letsel leidt tot atherosclerose binnen twee weken. Dit model kan worden gebruikt voor het onderzoek naar de ziekte pathologie, diagnostische beeldvorming en evalueren van nieuwe therapeutische strategieën.

Introduction

Breuk van kwetsbare atherosclerotische plaques is een van de belangrijkste doodsoorzaken in de geïndustrialiseerde landen1. Hoewel onderzoek de afgelopen decennia heeft ontvouwd verschillende moleculaire en cellulaire mechanismen betrokken bij de progressie van de plaque, bleef inspanningen zijn nog nodig, niet alleen voor het ontrafelen van het complex mechanisme van progressie van de ziekte, maar ook voor het testen van nieuwe therapeutische benaderingen. Verschillende dierlijke modellen hebben voorgesteld te bestuderen van de atherosclerose. Genetische manipulatie, cholesterol voeding of mechanische endotheel letsel zijn de standaard strategieën gedeeld door meest diermodellen van atherosclerose, waaronder muizen, konijnen of minipigs. Onder deze zijn NZW konijnen gevoelig voor cholesterol dieet terwijl normale ratten en muizen niet aanzienlijk dieetcholesterol2,3,4 absorberen doen. Konijnen ontwikkelen spontaan aorta laesies rijk in macrofagen met sommige vezelig component wanneer gevoed met cholesterol rijk dieet5,6. De lange voorbereidende tijd van 4-8 maanden voor het opwekken van atherosclerotische plaquesby voeding cholesterol dieet alleen6,7 is echter een belangrijk nadeel voor de meeste van de experimentele instellingen. In achtervolging voor inducerende laesies in relatief korte tijd, is een combinatie van hoge cholesterol dieet en ballon letsel ontwikkeld door Baumgarter en Studer8. Het algemene doel van deze techniek is voor het opwekken van atherosclerotische plaques bestaat uit schuim cellen (vergelijkbaar met vette streep bij de mens) in hypercholesterolemic konijnen binnen 2 weken. De huidige techniek wordt de procedure beschreven van arteriële muur schade op basis van de Baumgarter methode met behulp van een katheter van de ballon gevorderd in de iliacale slagader van NZW hypercholesterolemic konijnen.

Samen met een rijke dieet cholesterol, zal schade die voortvloeit uit de ballon geïnduceerde ambtshalve endothelialization leiden tot atherosclerose. Ballon letsel versnelt de vorming van atherosclerotische laesies, en produceert plaque van uniforme grootte en distributie. Intima verdikking verhogingen over een periode van tijd en intima cel infiltratie begint binnen enkele dagen na letsel. Vettige strepen met aanzienlijke macrofagen beginnen te verschijnen na 7-10 dagen van de ballon schade en worden vertegenwoordigd als Type II laesie volgens de classificatie door American Heart Association. Ballon letsel in konijn wordt vaak uitgevoerd in de aorta te bestuderen van de samenstelling van de plaque. De neointimal endotheel geeft uiting aan hoge niveaus van intercellulaire adhesie molecuul. De plaques worden geassocieerd met mediale dissectie en adventitial wijzigingen. Atherosclerotische laesies zijn samengesteld uit lipiden, delende zachte spiercellen (SMCs), collageenvezels en inflammatoire cellen die onder de geregenereerde endotheel accumuleren en zijn meestal type II in de natuur. De topologische verdeling van konijn plaques was vergelijkbaar met dat gemeld in menselijke aortas 9,10 In principe, de aorta is groter in omvang in vergelijking met iliac slagaders en plaque in grotere lengte zou produceren. Echter is het grote voordeel van het gebruik van de iliacale slagader als de site van atherosclerose bij konijnen zijn toegankelijkheid, zijn gelijkenis gespierde inhoud menselijke coronaire11, uniforme laesie ontwikkeling12, hoge weefsel factor activiteit13 en consistente vaartuig dimensie vergelijkbaar met menselijke kransslagader, waardoor de evaluatie van commercieel vervaardigde apparaten aan Morfometrische en angiographic eindpunten. Invasieve en niet-invasieve methoden zijn onderzocht voor het analyseren van de plaques in konijn iliac slagaders in het levende dier. Eerdere rapporten beschrijven het gebruik van magnetische resonantie imaging (MRI) met behulp van een systeem van 2,35-tesla heer 14 bovendien, intravasculaire echografie (IVUS) of optische coherentie tomografie (OCT) katheters naar behoren kunnen worden toegepast op de afbeelding atherosclerotische plaques in konijn iliac slagaders. De iliacale slagader is toegankelijk voor echografie beeldvorming bij het gebruik van een hoge resolutie echografie en de aorta kan ook worden verkend met deze techniek.

In het afgelopen decennium, heeft dit konijn model ballon schade bijgedragen aan de mechanismen van plaque progressie15en plaque regressie16verder te begrijpen. Bovendien, het model is gebruikt voor het bestuderen van de invloed van nieuwe therapeutische middelen zoals statines, standaard antiplatelet agenten, antioxidant agenten17,18 en drug-eluerende stents zoals everolimus of zotarolimus-eluerende stent19,20 op neointimal verdikking. Dit model is ook gebruikt om te onderzoeken intravasculaire beeldvorming van nabij-infrarood fluorescentie imaging katheter21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

dit experimenteel protocol is goedgekeurd door de kantonnale Veterinair Bureau, Fribourg en de Zwitserse federale Veterinary Office, Zwitserland (FR 2015/58).

Opmerking: mannelijke NZW konijnen met een gewicht van 2,8 tot 3.2 kg werden gebruikt. De dieren werden gehuisvest onder conventionele voorwaarden (12 h licht en donker cyclus, bedoelde ad libitum water en voedsel). Voorafgaand aan de ballon denudatie, werden dieren acclimated voor 1 week waarin zij werden gevoed met normale chow dieet. Na 1 week voor acclimatisatie, konijnen waren overgestapt naar atherogene dieet bestaande uit hoog vet (8,6%), en verzadigde vetzuren met 205 mg/kg (1%) cholesterol dieet gedurende de hele studie. Ballon letsel in de linker iliac slagader 1 week na dieet inleiding werd uitgevoerd en dieren werden opgeofferd na 2 weken of 4 weken ballon letsel.

1. preoperatieve Procedures

  1. Alle chirurgische instrumenten voor gebruik met een glazen kraal sterilisator of ander geschikt instrument steriliseren.
  2. Voorbereiden en controleren van de ballon katheter vergadering.
    1. Toevoegen een 1 mL luer lock spuit gevuld met normale zout aan de luer-lock deel van de katheter met ballon. Zorgvuldig controleren voor afwezigheid van ingesloten lucht. Controleer de lekken en zorgen voor juiste ballon inflatie door te drukken op de plunjer van de injectiespuit.
  3. Wegen van het konijn en inschakelen van de thermopad tot 37 ° C.
  4. Een oplossing van buprenorfine gebruiken bij een concentratie van 0,3 mg / ml. een dosis van 0,01 mg/kg subcutaan injecteren.
  5. Verdoving het konijn met 5% Isofluraan en 5 L/min O 2 in een inductie kamer gedurende 10-15 minuten
  6. Plaats de narcose konijn op de verwarming pad op de chirurgische platform gehouden. Plaats de patch en de clips aan het controleren van de temperatuur, ademhaling en elektrocardiogram.
  7. De snuit van het konijn hechten
  8. aan een gezichtsmasker dat is aangesloten op een machine geschikt anesthesie. Het handhaven van de anesthesie met Isofluraan (4,0% met 2.5 L/min O 2). Bevestigen van de juiste afstomping (aangegeven door het ontbreken van de spierspanning en verlies van gag en veervormige reflexen).
  9. De oogheelkundige zalf toepassen aan beide ogen om te voorkomen dat het hoornvlies drogen. Het konijn draperen met een steriele chirurgische blad met alleen de onderste extremiteit blootgesteld.

2. Chirurgische Protocol

  1. verwijderen van de haren uit het ventrale gebied net onder de gewrichten van de knie met behulp van dierlijke tondeuses.
  2. Het gebied met een geschikt ontsmettingsmiddel te reinigen van de huid en verwijdert losse haren swab.
  3. Zoek de saphenous slagader en maak een kleine huid incisie van ongeveer 1.5 cm in lengte met behulp van een scalpel.
  4. Een klein gedeelte van saphenous slagader met een klein gebogen Tang bloot zonder beschadiging van de femorale ader en de femorale zenuw.
  5. Plaatst u twee losse ligatuur lussen (5-0 zijde) onder de slagader saphenous en binden één lus van de ligatuur DISTAAL eind van de slagader. Plaats een microvasculaire klem boven de ligatuur om te stoppen met de doorbloeding van de iliacale slagader.
  6. Topisch toepassing één druppel van papaverine verwijden de slagader en ter voorkoming van vasospasm.
  7. Verheffen van de saphenous slagader met behulp van de gebonden ligatuur en maak een incisie van de kleine arteriotomy met behulp van een 24 gauge naald.
  8. Verheffen van de kleppen van de incisie met fijne pincet en langzaam het invoegen van een ader pick of een leidende naald in het lumen van de slagader.
  9. Wordt een 2 Franse Fogarty arteriële embolectomie katheter invoegen door de saphenous slagader. Verwijderen van de ader pick en microvasculaire klemmen.
  10. Verder van de katheter tot het zesde teken (20-25 cm) overeenkomt met een positie ongeveer 2-5 cm boven de iliacale bifurcatie.
  11. Opblazen van de ballon met normale zout 0,1 mL met een spuit van 1 mL of bij een nominale druk van 6 atm met behulp van een gereglementeerde handmatige inflator zoals beschreven in 16 , 22.
  12. Houd de ballon catheter met een tang en sleep terug door 6 cm via de iliacale arterytoward het punt van inbrengen, terwijl het draaien van de katheter.
  13. Laat leeglopen van de ballon door het terugtrekken van de plunjer van de injectiespuit.
  14. Herhaal stap 2.10 tot en met 2.13 driemaal om ervoor te zorgen volledige endothelial denudatie.
  15. Verwijderen van de katheter en onmiddellijk binden de ligatuur lus net boven de arteriotomy site om te stoppen met bloeden.
  16. Toepassing geschikt antiseptische all langs de rand van de wond en wisser weg de bloedstolsels. Sluit de insnijding van de huid met een 5-0 hechtdraad en desinfecteren van de chirurgie site met Povidon-jodium oplossing.
  17. Herhaal stap 2.1 tot en met 2.16 op de contralaterale iliac met behulp van een nieuwe katheter.
  18. De oogheelkundige zalf uit ogen swab.

3. Post-operatieve zorg

  1. beheren sulfadoxine 40 mg/kg en trimethoprim 8 mg/kg of een andere geschikte antibioticum onmiddellijk na de chirurgische ingreep.
  2. Tijdens de anesthesie-herstelperiode, het konijn te houden over een pad van de warmte in een schone gesteriliseerde met autoclaaf kooi geplaatst.
  3. De controle patch en clips verwijderen.
  4. Na herstel, de konijnen te keren naar hun huis kooien. Injecteren subcutaan buprenorfine 0.05 - 0.1 mg/kg post - operatief elke 6-12 h voor 48 h. doorgaan atherogene dieet voor een andere twee weken of vier weken.

4. Weefsel opruiming en analyse van de samenstelling van de Plaque

  1. anesthetize na twee weken (voor vroege dunne plaque) of drie weken van ballon letsel, het konijn met behulp van Isofluraan op een gelijkaardige manier, zoals hierboven beschreven.
  2. Opent de borstholte en de konijnen euthanaseren door intracardial exsanguination.
  3. Isoleren de iliacale slagaders, zoals beschreven in 23.
    1. Kort, de buik open en bloot het retroperitoneum. Traceren van de aorta naar de iliacale bifurcatie en bind het boven de bifurcatie. Verwijder voorzichtig de omliggende weefsels bloot te isoleren van beide iliac slagaders.
  4. Ontleden uit beide iliac slagaders en dompel ze in een ijskoud fosfaatgebufferde zoutoplossing. Verwijder de stolsels met behulp van een pincet. Elke iliac slagader opsplitsen in 4-6 segmenten te karakteriseren van de dikte van de plaquette in de slagader.
  5. Onmiddellijk insluiten de arteriële segmenten in een mal met optimale snijden temperatuur samengestelde, module-freeze met behulp van vloeibare stikstof en houd het op-70 ° C. bereiden 5 µm dik secties met een cryostaat zoals beschreven in 24.
  6. Uitvoeren histologie, immunofluorescentie of immunohistochemische kleuring voor morphometry, plaque lipide en cellulaire inhoud zoals beschreven in 10 , 25.
    Opmerking: Kort, spoel de arteriële secties met fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS) en permeabilize met behulp van 0,2% Triton. Spoel de secties met PBS en blokkeren niet specifieke sites met 2% bovien serumalbumine voor 30 min. Incubate de secties gedurende 1 uur bij 37 ° C met anti α-SM actine (1:200) of RAM11 antilichaam (1:200). Spoel de secties met PBS en incubeer hen met passende secundair antilichaam gedurende 30 minuten bij 37 ° C. wassen opnieuw met PBS en Hoechst toevoegen (5 µg/mL) voor 10 min te detecteren kernen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ballon letsel van de iliacale slagader werd met succes uitgevoerd zonder complicatie (Figuur 1). De totale operationele tijd varieerden van 20 tot 30 min voor verwondingen uitgevoerd op slechts één iliac slagader en 35 tot 45 min voor verwondingen op beide slagaders. Het konijn herstelde zich binnen 1 uur na ballon letsel. Alle dieren verscheen gezond zonder significante gewichtsverlies. Geen infectie, oedeem of arteriële trombose opgetreden. Het wond gebied was normaal naast sommige milde fibrose op de site van de hechtdraad. Na 4-weken van atherogene dieet voeding konijnen tentoongesteld hypercholesterolemie van 44 ± 18 mM/l.

Figuren 2A, 2E figuuren figuur 2I Toon de juiste ongedeerd iliac slagader (niet onderworpen aan de ballon letsel) met een normale uiterlijk. Een combinatie van ballon letsel en cholesterol dietresulted in structurele veranderingen van de vaatwand leidt tot de ontwikkeling van atherosclerotische plaque in twee weken (Figuur 2 en Figuur 3). De ongedeerd en ballonvaren gewonde iliac slagaders voor werden geïsoleerd van hetzelfde dier. De proliferatieve vasculaire reactie op ballon schade als een activerende gebeurtenis resulteerde in uitgebreide lipide infiltratie (8,7 ± 1,7% lipide gebied) (Figuur 2 en Figuur 3), gladde spieren cel migratie en proliferatie (Figuur 4), alsmede als werving van macrofagen (Figuur 4) leidt tot een toename in de intima-media dikte verhouding (1,5 ± 0,2), en plaque area (0,8 ± 0,2 mm2) met een daarmee gepaard gaande daling van lumen gebied (1.4 ± 0,2 mm2) waargenomen (Figuur 3) 2 weken na ballon letsel. RAM-11 is een monoclonal antilichaam dat specifiek is gericht tegen het cytoplasma van konijn macrofagen. Α-SM actine identificeert spier actine en reageert met vasculaire zachte spiercellen in de bloedvaten. Deze antilichamen zijn eerder gebruikt macrophage en cel van de gladde spieren in de intima letsels van het konijn te studeren. Deze veranderingen blijven evolueren met de tijd en een verdere stijging van de verhouding (2.6 ± 0,2) van de dikte van de intima/media en luminal vernauwing (0.7 ± 0,1 mm2) (Figuur 2 en Figuur 3) 4 weken na verwonding van de ballon werd opgemerkt. Deze techniek leidt tot de robuuste ontwikkeling van atherosclerotische plaques dat zich ontwikkelt na verloop van tijd en werd bestudeerd na 2 tot 4 weken.

Figure 1
Figuur 1: schematische weergave ter illustratie van de tijdlijn van Plaque progressie na ballon letsel. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2: ballon letsel veroorzaakt atherosclerose in konijn Iliac slagader. Beelden van de vertegenwoordiger van de Movat pentachrome (A-D), de Haematoxyline-eosine (E-H) en rode olie O (-L) gekleurd secties van de un-gewonden (A, E, ik), 2 weken post ballon letsel (B, F, J) (n = 5) en 4 weken na ballon letsel (C, G, K) (n = 3) iliac slagader segmenten van atherogene dieet gevoed NZW konijnen. Schaal bar voor D, H en L is 100 µm. schaal bar voor de andere afbeeldingen = 500 µm. Labelled in de afbeelding B is de lumen, de intima, IEL (interne elastische lamina) en paling (externe elastische lamina). Media is het gebied tussen IEL en paling. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3: analyse van de Morfometrische van de Plaque. De verhouding van de dikte van de intima/media van de shows van het perceel van scatter, plaque gebied, lumen gebied en % olie rood O positief gebied in iliac slagader secties van VN-gewonde controle, ballon slagader gewond op 2 (n = 5) en 4 weken (n = 3). Gegevens worden weergegeven als gemiddelde ± SD. * p < 0,05 vs un-gewonde slagader, #p < 0,05 vs 4 weken bericht ballon letsel. N.D. duidt niet gedetecteerd. Plaque gebied wordt berekend door aftrekken van de lumen gebied uit het gebied IEL terwijl olie rood O positief gebied vertegenwoordigt % van de totale transversale vaartuig muur ruimte. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 4
Figuur 4: Immunohistochemical analyse van de samenstelling van de Plaque. Representatieve afbeeldingen tonen α-gladde spier actine (rood) (A-D) en macrofaag (RAM 11) positieve cellen (rood) (E-F). Rechts panelen tonen de respectievelijke samengevoegde afbeeldingen met Hoechst (blauw) en elastine (groen). Schaal bar = 100 µm. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Het konijn iliac slagader atherosclerose model wordt veel gebruikt in onderzoek van atherosclerose. Met dit protocol ontwikkeld de konijnen snel meer ernstige en geavanceerde plaques in vergelijking tot spontane laesies ontwikkeld met alleen cholesterol dieet. Nog belangrijker is, herstellen dieren snel van de operatie.

De belangrijkste stimulans voor atherogenese is de mechanische schade veroorzaakt door de katheter ballon die verwondingen van het endotheel en de vaartuig muur26distends. Deze procedure induceert een vernieuwend reactie gekenmerkt door een ontsteking met macrofaag werving en lipide accumulatie wanneer die is gekoppeld aan het hypercholestorolemic dieet, vasculaire glad spierweefsel cel migratie en proliferatie, verbeterde matrix synthese en oprichting van een invasieve neointima in een tijd afhankelijk mode15,16. Invoegen van de ballon catheter is het meest kritische deel van de procedure. Voorzichtigheid moet worden uitgeoefend om te voorkomen dat krachtig het invoegen van de ballon. Het gebruik van perifere saphenous slagader voor toegang tot de gemeenschappelijke iliac slagader vereenvoudigt de techniek. Iliac slagader kan ook worden betreden via halsslagader cut-down zoals eerder beschreven27,28. Beoordeling van de iliacale slagader via halsslagader vereist echter een hoge mate van chirurgische expertise en aanvullende apparatuur zoals een angiografie eenheid. Het wordt ook geassocieerd met procedure-gerelateerde complicaties, zoals schade aan de halsslagader leidt tot fatale bloeding29. Gebruik van actuele vaatverwijdende zoals papaverine helpt te verwijden van het vaartuig en de weerstand van de arteriële muur tegen de ballon katheter30te verminderen. De inflatie druk en ballon grootte moet zorgvuldig worden beschouwd, omdat deze zijn een directe associatie op neointimal formatie31. Overmatige zwelling van de ballon naar een hogere mate dan de gewenste niveaus kan leiden tot breuk van de vaatwand. Dit kan resulteren in het lekken van bloed en robuuste trombose vorming op de buitenste oppervlakte26zowel in het lumen.

De dieren moeten worden gevoederd een lipide-rijke dieet voor 1 of 2 weken voorafgaand aan de ballon letsel om ervoor te zorgen dat endothelial letsel treedt op in een hypercholesterolemic omgeving. Het helpt ook de dieren aan te passen aan de nieuwe voeding. Hoewel deze techniek geavanceerde plaques bij konijnen induceert, is de morfologie van de plaques verschilt van dat waargenomen in mensen. De spontane menselijke letsels zijn beperkt tot de sub-endothelial regio met een intact interne elastische laag32. Hier, de studies verricht tot 4 weken geen fibrotische kernen toonde. De atherosclerotische laesie blijft vergelijkbaar met vette streep met aanzienlijke macrofaag infiltratie.

Vele kleine en grote dierlijke modellen zijn voor het begrijpen van de atherogenese6gebruikt. De ballon-blessure konijn iliac slagader model is gebruikt voor het bestuderen van het effect van nieuwe therapeutische agenten, nieuwe medicijn afgiftesystemen, plaque evolutie en imaging10,32,33. Één of meerdere ballon injurieshave uitgevoerd in de iliacale slagader34,35, halsslagader36,37en aorta10,38. De voordelen van de onderhavige methode zijn de ontwikkeling van grote plaquette volume en dikte ten opzichte van gebruik van de halsslagader. Bovendien is de contralaterale iliac kan worden gebruikt als een controle en daarom vermindert spreiding over de dieren29. De schade van de ballon in konijn iliac slagaders kan worden uitgevoerd, veilig en gemakkelijk met behulp van de methode beschreven hier. Plaque ontwikkelt zich in een tijd-afhankelijke manier en is homogeen in de lengte van de slagader. Ook zijn er andere atherosclerotische konijn modellen ontwikkeld zoals de Watanabe erfelijke hyperlipidemic (WHHL) model, een genetisch gemodificeerde dierlijk model met een lage dichtheid lipoproteïne receptor deficiëntie. De ballon letsel model kan ook worden toegepast op WHLL konijn voor de productie van letsels op een gedefinieerde site.

Er zijn verschillen tussen konijn iliac slagader en menselijke coronaire plaques. Inderdaad, zijn verschillende alternatieve procedures vastgesteld in een poging te ontwikkelen geavanceerde atherosclerotische laesies en te maken van een model van plaque breuk zoals waargenomen in mens39. Bijvoorbeeld is unstable plaque vorming verkregen door het elimineren van de cholesterol dieet na 8 weken bij konijnen die onderging ballon letsel16. Andere gewijzigde procedures gebruik farmacologische triggers zoals Russell van viper venom10 en latere herhaalde ballon letsel40om te evalueren van het mechanisme van plaque breuk, thrombogenesis en trombose groei in atherosclerotische vaartuigen. Russell van viper gif bevat proteasen die de stolling cascade die leidt tot trombose activeren. De ballon van de herhaalde verwonding resultaten in trombine generatie door plaque weefsel factor40. Opgemerkt moet worden dat de resultaten van de dierlijke modellen waaronder het konijn-model niet perfect naar de mens extrapoleren kunnen. Deze modellen kunnen echter een nuttig instrument voor de beoordeling en vergelijking van de doeltreffendheid van nieuwe farmacologische interventies. Voorzichtig extrapolaties gerelateerd aan de mate van hypercholesterolemie en plaque samenstelling moeten worden gedaan om het verbreden van de kennis over de etiologie, pathofysiologie en behandeling van menselijke atherosclerose. Hier het model gepresenteerd helpt bij het bestuderen van de mechanismen die betrokken zijn bij de evolutie van de plaque en onderzoeken van het effect van nieuwe anti-atherosclerotische therapieën gericht op plaque stabilisatie/regressie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs verklaren geen concurrerende financiële belangen.

Acknowledgements

Dit werk werd gesteund door de Zwitserse nationale Science Foundation Grant 150271.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
New Zealand White rabbits Charles River laboratories,France Cre:KBL(NZW)
Cholesterol rich diet Ssniff spezialdiäten Ssniff EF K High Fat and Cholesterol
Glass bead sterilizer-Germinator 500 VWR, Leicestershire, UK 101326-488
Fogarty balloon embolectomy catheters, 2 French Edwards Lifesciences, Switzerland 120602F For single use only
Luer Lock Syringe Becton, Dickinson and Company, USA 309628
Thermopad Type 226 Solis, Switzerland AG 397387
Buprenorphine- Temgesic Reckitt Benckiser AG, Switzerland 7.68042E+12
Isoflurane Piramal Critical Care, Inc, Bethlehem, PA 18017 2667-46-7
Anaesthesia machine-combi-vet Base Anesthesia System Rothacher Medical GmbH, Switzerland CV 30-301-A
Cardell touch veterinary vital signs monitor Midmark, Ohio, USA 8013-001
Ophthalmic ointment-Humigel Virbac, France
Animal hair clippers Aesculap AG, Germany GT420
Disinfectant-Betadine solution MundipharmaMedicalCompany, Switzerland 14671-1203
Dumont #7 Forceps FST Germany 11274-20
Medium and small microscissors Medline International Switzerland Sàrl UC4337
Microvascular clamps FST, Germany 18051-28
Papaverine ESCA chemicals, Switzerland RE 356 803
Vein Pick Harvard Apparatus, Cambridge, UK 72-4169 For single use only
Saline Laboratorium Dr. G. Bichsel AG, , Switzerland 1330055
Polysorb 5-0 suture Covidien AG, Switzerland UL 202 Monofilament
Sulfadoxine and Trimethoprim-Trimethazol Werner Stricker AG, Switzerland Swissmedic Nr. 50'361
Antiseptic- Octenisept Schülke & Mayr AG, Switzerland GTIN: 4032651214068
Phosphate Buffered Saline Roth 1058.1
Isobutanol-2-Methylbutane Sigma-Aldrich, Switzerland M32631-1L
Optimum Cutting Temperature compound-Tissue-Tek VWR Chemicals, Belgium 25608-930
Cryostat Leica, Glattbrugg, Switzerland Leica CM1860 UV
Glass slide- Superfrost Plus Thermo Scientific 4951PLUS4
Mayer's Haematoxylin Sigma-Aldrich, Switzerland MHS32-1L
Eosin 0.5% aq. Sigma-Aldrich, Switzerland HT110232-1L
Oil Red O Sigma-Aldrich, Switzerland O0625-25G
α-smooth muscle actin antibody Abcam, UK. ab7817
Macrophage Clone RAM11 antibody DAKO, Switzerland M063301
Hoechst Abcam, UK. ab145596
Goat polyclonal Secondary Antibody (Chromeo 546) Abcam, UK. ab60316
Alexa Fluor 488/547 Abcam, UK.
Glycergel Mounting Medium, Aqueous DAKO, Switzerland C056330
Hematoxylin for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland H3136-25G
Ferric chloride for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland 157740-100G
Iodine for Movat staining Sigma-Aldrich, Switzerland 207772-100G
Potassium iodide for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland 60400-100G-F
Alcian blue for Movat staining Sigma-Aldrich, Switzerland A5268-10G
Strong Ammonia for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland 320145-500ML
Brilliant crocein MOO for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland 210757-50G
Acid Fuchsin for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland F8129-50G
Sodium Thiosulfate for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland 72049-250G
Phosphotungstic acid for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland 79690-100G
Crocin for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland 17304-5G
EUKITT for Movat pentachrome staining Sigma-Aldrich, Switzerland 03989-100ML

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mozaffarian, D., et al. Heart disease and stroke statistics--2015 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 131, e29-e322 (2015).
  2. Boone, L. R., Brooks, P. A., Niesen, M. I., Ness, G. C. Mechanism of resistance to dietary cholesterol. J Lipids. 2011, 101242 (2011).
  3. Kapourchali, F. R., et al. Animal models of atherosclerosis. World J Clin Cases. 2, 126-132 (2014).
  4. Carter, C. P., Howles, P. N., Hui, D. Y. Genetic variation in cholesterol absorption efficiency among inbred strains of mice. J Nutr. 127, 1344-1348 (1997).
  5. Kolodgie, F. D., et al. Hypercholesterolemia in the rabbit induced by feeding graded amounts of low-level cholesterol. Methodological considerations regarding individual variability in response to dietary cholesterol and development of lesion type. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 16, 1454-1464 (1996).
  6. Singh, V., Tiwari, R. L., Dikshit, M., Barthwal, M. K. Models to study atherosclerosis: a mechanistic insight. Curr Vasc Pharmacol. 7, 75-109 (2009).
  7. Dornas, W. C., Oliveira, T. T., Augusto, L. E., Nagem, T. J. Experimental atherosclerosis in rabbits. Arq Bras Cardiol. 95, 272-278 (2010).
  8. Baumgartner, H. R., Studer, A. [Effects of vascular catheterization in normo- and hypercholesteremic rabbits]. Pathol Microbiol (Basel). 29, 393-405 (1966).
  9. Tanaka, H., et al. Sustained activation of vascular cells and leukocytes in the rabbit aorta after balloon injury. Circulation. 88, 1788-1803 (1993).
  10. Phinikaridou, A., Hallock, K. J., Qiao, Y., Hamilton, J. A. A robust rabbit model of human atherosclerosis and atherothrombosis. J Lipid Res. 50, 787-797 (2009).
  11. Nakazawa, G., et al. Drug-eluting stent safety: findings from preclinical studies. Expert Rev Cardiovasc Ther. 6, 1379-1391 (2008).
  12. Aikawa, M., et al. Lipid lowering by diet reduces matrix metalloproteinase activity and increases collagen content of rabbit atheroma: a potential mechanism of lesion stabilization. Circulation. 97, 2433-2444 (1998).
  13. Jeanpierre, E., et al. Dietary lipid lowering modifies plaque phenotype in rabbit atheroma after angioplasty: a potential role of tissue factor. Circulation. 108, 1740-1745 (2003).
  14. Durand, E., et al. Magnetic resonance imaging of ruptured plaques in the rabbit with ultrasmall superparamagnetic particles of iron oxide. J Vasc Res. 44, 119-128 (2007).
  15. Stadius, M. L., et al. Time course and cellular characteristics of the iliac artery response to acute balloon injury. An angiographic, morphometric, and immunocytochemical analysis in the cholesterol-fed New Zealand white rabbit. Arterioscler Thromb. 12, 1267-1273 (1992).
  16. Khanna, V., et al. Cholesterol diet withdrawal leads to an initial plaque instability and subsequent regression of accelerated iliac artery atherosclerosis in rabbits. PLoS One. 8, e77037 (2013).
  17. Zou, J., et al. Effect of resveratrol on intimal hyperplasia after endothelial denudation in an experimental rabbit model. Life Sci. 68, 153-163 (2000).
  18. Li, M., Zhang, Y., Ren, H., Zhang, Y., Zhu, X. Effect of clopidogrel on the inflammatory progression of early atherosclerosis in rabbits model. Atherosclerosis. 194, 348-356 (2007).
  19. Nakazawa, G., et al. Evaluation of polymer-based comparator drug-eluting stents using a rabbit model of iliac artery atherosclerosis. Circ Cardiovasc Interv. 4, 38-46 (2011).
  20. Van Dyck, C. J., et al. Resolute and Xience V polymer-based drug-eluting stents compared in an atherosclerotic rabbit double injury model. Catheter Cardiovasc Interv. 81, E259-E268 (2013).
  21. Abran, M., et al. Validating a bimodal intravascular ultrasound (IVUS) and near-infrared fluorescence (NIRF) catheter for atherosclerotic plaque detection in rabbits. Biomed Opt Express. 6, 3989-3999 (2015).
  22. Kanamasa, K., et al. Recombinant tissue plasminogen activator prevents intimal hyperplasia after balloon angioplasty in hypercholesterolemic rabbits. Jpn Circ J. 60, 889-894 (1996).
  23. Pai, M., et al. Inhibition of in-stent restenosis in rabbit iliac arteries with photodynamic therapy. Eur J Vasc Endovasc Surg. 30, 573-581 (2005).
  24. Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. Cryosectioning tissues. CSH Protoc. 2008, (2008).
  25. Chaytor, A. T., Bakker, L. M., Edwards, D. H., Griffith, T. M. Connexin-mimetic peptides dissociate electrotonic EDHF-type signalling via myoendothelial and smooth muscle gap junctions in the rabbit iliac artery. Br J Pharmacol. 144, 108-114 (2005).
  26. Zhang, W., Trebak, M. Vascular balloon injury and intraluminal administration in rat carotid artery. J Vis Exp. (94), (2014).
  27. Maillard, L., et al. Effect of percutaneous adenovirus-mediated Gax gene delivery to the arterial wall in double-injured atheromatous stented rabbit iliac arteries. Gene Ther. 7, 1353-1361 (2000).
  28. Sharif, F., et al. Gene-eluting stents: adenovirus-mediated delivery of eNOS to the blood vessel wall accelerates re-endothelialization and inhibits restenosis. Mol Ther. 16, 1674-1680 (2008).
  29. Lee, J. M., et al. Development of a rabbit model for a preclinical comparison of coronary stent types in-vivo. Korean Circ J. 43, 713-722 (2013).
  30. Tulis, D. A. Rat carotid artery balloon injury model. Methods Mol Med. 139, 1-30 (2007).
  31. Asada, Y., et al. Effects of inflation pressure of balloon catheter on vascular injuries and subsequent development of intimal hyperplasia in rabbit aorta. Atherosclerosis. 121, 45-53 (1996).
  32. Dornas, W. C., Oliveira, T. T., Augusto, L. E., Nagem, T. J. Experimental atherosclerosis in rabbits. Arq Bras Cardiol. 95, 272-278 (2010).
  33. Waksman, R., et al. PhotoPoint photodynamic therapy promotes stabilization of atherosclerotic plaques and inhibits plaque progression. J Am Coll Cardiol. 52, 1024-1032 (2008).
  34. Fernandez-Parra, R., et al. Pharmacokinetic Study of Paclitaxel Concentration after Drug-Eluting Balloon Angioplasty in the Iliac Artery of Healthy and Atherosclerotic Rabbit Models. J Vasc Interv Radiol. 26, 1380-1387 (2015).
  35. Dussault, S., Dhahri, W., Desjarlais, M., Mathieu, R., Rivard, A. Elsibucol inhibits atherosclerosis following arterial injury: multifunctional effects on cholesterol levels, oxidative stress and inflammation. Atherosclerosis. 237, 194-199 (2014).
  36. Manderson, J. A., Mosse, P. R., Safstrom, J. A., Young, S. B., Campbell, G. R. Balloon catheter injury to rabbit carotid artery. I. Changes in smooth muscle phenotype. Arteriosclerosis. 9, 289-298 (1989).
  37. Miyake, T., et al. Prevention of neointimal formation after angioplasty using nuclear factor-kappaB decoy oligodeoxynucleotide-coated balloon catheter in rabbit model. Circ Cardiovasc Interv. 7, 787-796 (2014).
  38. Fulcher, J., Patel, S., Nicholls, S. J., Bao, S., Celermajer, D. Optical coherence tomography for serial in vivo imaging of aortic plaque in the rabbit: a preliminary experience. Open Heart. 2, e000314 (2015).
  39. Abela, O. G., et al. Plaque Rupture and Thrombosis: the Value of the Atherosclerotic Rabbit Model in Defining the Mechanism. Curr Atheroscler Rep. 18, 29 (2016).
  40. Yamashita, A., Asada, Y. A rabbit model of thrombosis on atherosclerotic lesions. J Biomed Biotechnol. 2011, 424929 (2011).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Video Stats