Summary

Modèle d’anévrisme de l’aorte abdominale de souris induit par le phosphate de calcium

Published: November 18, 2022
doi:

Summary

Ce protocole décrit un modèle murin d’anévrisme de l’aorte abdominale induit par le phosphate de calcium (AAA) pour étudier les caractéristiques pathologiques et les mécanismes moléculaires des AAA.

Abstract

Un anévrisme de l’aorte abdominale (AAA) est une maladie cardiovasculaire potentiellement mortelle qui survient dans le monde entier et se caractérise par une dilatation irréversible de l’aorte abdominale. Actuellement, plusieurs modèles murins AAA induits chimiquement sont utilisés, chacun simulant un aspect différent de la pathogenèse de l’AAA. Le modèle AAA induit par le phosphate de calcium est un modèle rapide et rentable par rapport aux modèles AAA induits par l’angiotensine II et l’élastase. L’application de cristaux de CaPO4 à l’aorte de la souris entraîne une dégradation des fibres élastiques, une perte de cellules musculaires lisses, une inflammation et un dépôt de calcium associé à la dilatation aortique. Cet article présente un protocole standard pour le modèle AAA induit par CaPO4. Le protocole comprend la préparation du matériel, l’application chirurgicale du CaPO4 à l’adventice de l’aorte abdominale infrarénale, la récolte des aortes pour visualiser les anévrismes de l’aorte et les analyses histologiques chez la souris.

Introduction

Un anévrisme de l’aorte abdominale (AAA) est une maladie cardiovasculaire mortelle caractérisée par une dilatation permanente de l’aorte abdominale, avec des taux de mortalité élevés une fois la rupture survenue. L’AAA est associé au vieillissement, au tabagisme, au sexe masculin, à l’hypertension et à l’hyperlipidémie1. Il a été démontré que plusieurs processus pathologiques contribuent à la formation d’AAA, notamment la protéolyse des fibres de la matrice extracellulaire, l’infiltration des cellules immunitaires et la perte des cellules musculaires lisses vasculaires. Actuellement, les mécanismes pathologiques de l’AAA restent insaisissables et il n’existe aucun médicament éprouvé pour le traitement de l’AAA1. La recherche sur l’AAA humain est limitée en raison de l’existence de peu d’échantillons aortiques humains; ainsi, plusieurs modèles AAA animaux induits par des modifications chimiques ont été établis et largement adoptés, y compris la perfusion sous-cutanée d’angiotensine II (AngII), l’incubation périvasculaire ou intraluminale d’élastase et l’application périvasculaire de phosphatede calcium 2. Un modèle murin couramment utilisé est l’application de phosphate de calcium (CaPO4) à l’adventice de l’aorte abdominale infrarénale, ce qui est rentable et ne nécessite pas de modification génétique.

L’application périaortique directe de CaCl2 sur l’artère carotide de lapins pour induire un changement anévrysmal a été initialement rapportée par Gertz et al.3 et a ensuite été appliquée aux aortes abdominales de souris. Le modèle a été développé par Yamanouchi et al. pour accélérer la dilatation aortique en utilisant des cristaux CaPO 4 chez la souris4. L’infiltration de CaPO4 dans les aortes de souris récapitule de nombreuses caractéristiques pathologiques observées chez les AAA humains, notamment l’infiltration profonde des macrophages, la dégradation de la matrice extracellulaire et le dépôt de calcium. Les facteurs de risque de l’AAA humain, tels que l’hyperlipidémie, augmentent également l’AAA induit par CaPO4 chez la souris5. Contrairement à l’AAA induit par la perfusion AngII chez les souris ApoE-/- ou LDLR-/-, l’AAA induit par CaPO 4 se produit dans la région aortique infrarénale, qui imite l’AAA humain. Actuellement, cette méthode a été largement appliquée pour évaluer la sensibilité au développement de l’AAA chez les souris génétiquement modifiées et évaluer les effets anti-AAA des médicaments 6,7.

Protocol

Les études sur les animaux ont été réalisées conformément aux directives du Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux du Centre des sciences de la santé de l’Université de Pékin et ont été approuvées par le Comité d’éthique biomédicale de l’Université de Pékin (LA2015142). Toutes les souris pour la chirurgie ont été anesthésiées avec de l’isoflurane (1,5%-2%), et l’anesthésie a été soigneusement surveillée pour éviter la douleur ou l’inconfort pour les souris….

Representative Results

14 jours après l’application de CaPO4, les souris mâles C57BL/6J ont été euthanasiées et leurs aortes ont été récoltées et nettoyées. La morphologie des aortes a été imagée pour visualiser la formation d’AAA. Comme le montre la figure 1A-B, l’application de CaPO4 a entraîné une dilatation de l’aorte abdominale infrarénale. Histologiquement, CaPO4 a entraîné une dégradation spectaculaire des fibres ?…

Discussion

L’application périaortique de CaPO4 est une approche robuste pour induire l’AAA chez la souris. Plusieurs études ont utilisé le modèle CaPO4 et ont systématiquement rapporté qu’il s’agit d’une méthode rapide et reproductible pour étudier l’AAA chez la souris 7,9. Ce modèle est considéré comme récapitulant une partie des caractéristiques de l’anévrisme de l’aorte humaine et fournissant des informations mécaniste…

Acknowledgements

Cette recherche a été financée par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (NSFC, 81730010, 91839302, 81921001, 31930056 et 91529203) et le 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

  1. Kent, K. C. Abdominal aortic aneurysms. The New England Journal of Medicine. 371, 2101-2108 (2014).
  2. Patelis, N., et al. Animal models in the research of abdominal aortic aneurysms development. Physiological Research. 66 (6), 899-915 (2017).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Zhao, G., et al. Unspliced xbp1 confers VSMC homeostasis and prevents aortic aneurysm formation via foxo4 interaction. Circulation Research. 121 (12), 1331-1345 (2017).
  7. Jia, Y., et al. Targeting macrophage TFEB-14-3-3 epsilon interface by naringenin inhibits abdominal aortic aneurysm. Cell Discovery. 8 (1), 21 (2022).
  8. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Lu, H., et al. Subcutaneous angiotensin II infusion using osmotic pumps induces aortic aneurysms in mice. Journal of Visualized Experiments. (103), e53191 (2015).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
check_url/de/64173?article_type=t

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Zhang, S., Cai, Z., Zhang, X., Ma, T., Kong, W. A Calcium Phosphate-Induced Mouse Abdominal Aortic Aneurysm Model. J. Vis. Exp. (189), e64173, doi:10.3791/64173 (2022).

View Video