Een calciumfosfaat-geïnduceerd muis abdominaal aorta-aneurysma model
Summary
Dit protocol beschrijft een calciumfosfaat-geïnduceerd abdominaal aorta-aneurysma (AAA) muismodel om de pathologische kenmerken en moleculaire mechanismen van AAAs te bestuderen.
Abstract
Een abdominaal aorta-aneurysma (AAA) is een levensbedreigende hart- en vaatziekte die wereldwijd voorkomt en wordt gekenmerkt door onomkeerbare verwijding van de abdominale aorta. Momenteel worden verschillende chemisch geïnduceerde murine AAA-modellen gebruikt, die elk een ander aspect van de pathogenese van AAA simuleren. Het calciumfosfaat-geïnduceerde AAA-model is een snel en kosteneffectief model in vergelijking met de angiotensine II- en elastase-geïnduceerde AAA-modellen. De toepassing van CaPO4-kristallen op de aorta van de muis resulteert in elastische vezelafbraak, verlies van gladde spiercellen, ontsteking en calciumafzetting geassocieerd met aortaverwijding. Dit artikel introduceert een standaardprotocol voor het CaPO 4-geïnduceerde AAA-model. Het protocol omvat materiaalvoorbereiding, de chirurgische toepassing van de CaPO4 op de adventitia van de infrarood abdominale aorta, het oogsten van aorta’s om aorta-aneurysma’s te visualiseren en histologische analyses bij muizen.
Introduction
Een abdominaal aorta-aneurysma (AAA) is een dodelijke hart- en vaatziekte die wordt gekenmerkt door permanente verwijding van de abdominale aorta, met hoge sterftecijfers zodra breuk optreedt. AAA wordt geassocieerd met veroudering, roken, mannelijk geslacht, hypertensie en hyperlipidemie1. Van verschillende pathologische processen is aangetoond dat ze bijdragen aan AAA-vorming, waaronder extracellulaire matrixvezelproteolyse, immuuncelinfiltratie en verlies van vasculaire gladde spiercellen. Momenteel blijven de pathologische mechanismen van AAA ongrijpbaar en zijn er geen bewezen geneesmiddelen voor de behandeling van AAA1. Onderzoek naar menselijke AAA is beperkt vanwege het bestaan van weinig menselijke aortamonsters; daarom zijn verschillende door chemische modificatie geïnduceerde dierlijke AAA-modellen vastgesteld en op grote schaal toegepast, waaronder subcutane angiotensine II (AngII) infusie, perivasculaire of intraluminale elastase-incubatie en perivasculaire calciumfosfaattoepassing2. Een veelgebruikt muismodel is de toepassing van calciumfosfaat (CaPO4) op de adventitia van de infrarood abdominale aorta, die kosteneffectief is en geen genetische modificatie vereist.
Directe periaortische toepassing van CaCl2 op de halsslagader van konijnen om aneurysmale verandering te induceren werd aanvankelijk gemeld door Gertz et al.3 en werd later toegepast op de abdominale aortatas van muizen. Het model is ontwikkeld door Yamanouchi et al. om de aortadilatatie te versnellen door CaPO4-kristallen in muizen4 te gebruiken. Infiltratie van CaPO4 in muizenaortavat veel pathologische kenmerken die zijn waargenomen in menselijke AAAs, waaronder diepgaande macrofaaginfiltratie, extracellulaire matrixafbraak en calciumafzetting. De risicofactoren van menselijke AAA, zoals hyperlipidemie, vergroten ook CaPO 4-geïnduceerde AAA bij muizen5. In tegenstelling tot AngII perfusie-geïnduceerde AAA bij ApoE-/- of LDLR-/- muizen, komt CaPO 4-geïnduceerde AAA voor in het infraroodaortagebied, dat menselijke AAA nabootst. Momenteel is deze methode op grote schaal toegepast om de gevoeligheid voor AAA-ontwikkeling bij genetisch gemodificeerde muizen te beoordelen en de anti-AAA-effecten van geneesmiddelente evalueren 6,7.
Protocol
Representative Results
Discussion
Periaortische toepassing van CaPO4 is een robuuste aanpak om AAA bij muizen te induceren. Verschillende studies hebben het CaPO4-model gebruikt en consequent gemeld dat dit een snelle en reproduceerbare methode is om AAA te bestuderen bij muizen 7,9. Dit model wordt beschouwd als een samenvatting van een deel van de kenmerken van menselijk aorta-aneurysma en biedt mechanistische inzichten in AAA-pathogenese, waaronder ontsteking en extracell…
Acknowledgements
Dit onderzoek werd ondersteund door financiering van de National Natural Science Foundation of China (NSFC, 81730010, 91839302, 81921001, 31930056 en 91529203) en het National Key R &D Program of China (2019YFA 0801600).
Materials
| CaCl2 | MECKLIN | C805225 | |
| NaCl | Biomed | SH5001-01 | |
| PBS | HARVEYBIO | MB5051 | |
| Small animal ventilator | RWD | H1550501-012 |
Referenzen
- Kent, K. C. Abdominal aortic aneurysms. The New England Journal of Medicine. 371, 2101-2108 (2014).
- Patelis, N., et al. Animal models in the research of abdominal aortic aneurysms development. Physiological Research. 66 (6), 899-915 (2017).
- Gertz, S. D., Kurgan, A., Eisenberg, D. Aneurysm of the rabbit common carotid artery induced by periarterial application of calcium-chloride in vivo. Journal of Clinical Investigation. 81 (3), 649-656 (1988).
- Yamanouchi, D., et al. Accelerated aneurysmal dilation associated with apoptosis and inflammation in a newly developed calcium phosphate rodent abdominal aortic aneurysm model. Journal of Vascular Surgery. 56 (2), 455-461 (2012).
- Wang, Y. T., et al. Influence of apolipoprotein E, age and aortic site on calcium phosphate induced abdominal aortic aneurysm in mice. Atherosclerosis. 235 (1), 204-212 (2014).
- Zhao, G., et al. Unspliced xbp1 confers VSMC homeostasis and prevents aortic aneurysm formation via foxo4 interaction. Circulation Research. 121 (12), 1331-1345 (2017).
- Jia, Y., et al. Targeting macrophage TFEB-14-3-3 epsilon interface by naringenin inhibits abdominal aortic aneurysm. Cell Discovery. 8 (1), 21 (2022).
- Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).
- Yu, B., et al. CYLD deubiquitinates nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 4 contributing to adventitial remodeling. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (8), 1698-1709 (2017).
- Altobelli, E., Rapacchietta, L., Profeta, V. F., Fagnano, R. Risk factors for abdominal aortic aneurysm in population-based studies: A systematic review and meta-analysis. International Journal of Environmental Research and Public Health. 15 (12), 2805 (2018).
- Theivacumar, N. S., Stephenson, M. A., Mistry, H., Valenti, D. Diabetes mellitus and aortic aneurysm rupture: A favorable association. Vascular and Endovascular Surgery. 48 (1), 45-50 (2014).
- Tanaka, T., Takei, Y., Yamanouchi, D. Hyperglycemia suppresses calcium phosphate-induced aneurysm formation through inhibition of macrophage activation. Journal of the American Heart Association. 5 (3), 003062 (2016).
- Lu, H., et al. Subcutaneous angiotensin II infusion using osmotic pumps induces aortic aneurysms in mice. Journal of Visualized Experiments. (103), e53191 (2015).
- Urry, D. W. Neutral sites for calcium ion binding to elastin and collagen: A charge neutralization theory for calcification and its relationship to atherosclerosis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 68 (4), 810-814 (1971).
- Li, Z. Q., et al. Runx2 (runt-related transcription factor 2)-mediated microcalcification is a novel pathological characteristic and potential mediator of abdominal aortic aneurysm. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 40 (5), 1352-1369 (2020).
- Kelly, M. J., Igari, K., Yamanouchi, D. Osteoclast-like cells in aneurysmal disease exhibit an enhanced proteolytic phenotype. International Journal of Molecular Sciences. 20 (19), 4689 (2019).
