Модель аневризмы брюшной аорты мыши, индуцированная фосфатом кальция
Summary
Этот протокол описывает мышиную модель мышиной аневризмы брюшной аорты (ААА), индуцированную фосфатом кальция, для изучения патологических особенностей и молекулярных механизмов ААА.
Abstract
Аневризма брюшной аорты (ААА) является опасным для жизни сердечно-сосудистым заболеванием, которое встречается во всем мире и характеризуется необратимым расширением брюшной аорты. В настоящее время используется несколько химически индуцированных мышиных моделей ААА, каждая из которых имитирует отдельный аспект патогенеза ААА. Модель ААА, индуцированная фосфатом кальция, является быстрой и экономически эффективной моделью по сравнению с моделями ААА, индуцированными ангиотензином II и эластазой. Применение кристаллов CaPO4 к аорте мыши приводит к деградации эластичных волокон, потере гладкомышечных клеток, воспалению и отложению кальция, связанному с расширением аорты. В этой статье представлен стандартный протокол для модели ААА, индуцированной CaPO4. Протокол включает подготовку материала, хирургическое применение CaPO4 к адвентициям инфраренальной брюшной аорты, сбор аорты для визуализации аневризм аорты и гистологические анализы у мышей.
Introduction
Аневризма брюшной аорты (ААА) является смертельным сердечно-сосудистым заболеванием, характеризующимся постоянным расширением брюшной аорты, с высокими показателями смертности после разрыва. ААА связана со старением, курением, мужским полом, гипертонией и гиперлипидемией1. Было показано, что несколько патологических процессов способствуют образованию ААА, включая протеолиз волокон внеклеточного матрикса, инфильтрацию иммунных клеток и потерю гладкомышечных клеток сосудов. В настоящее время патологические механизмы ААА остаются неуловимыми, и не существует проверенных препаратов для лечения ААА1. Исследования ААА человека ограничены из-за существования небольшого количества образцов аорты человека; таким образом, было создано и широко принято несколько моделей ААА животных, индуцированных химической модификацией, включая подкожную инфузию ангиотензина II (AngII), периваскулярную или внутрипросветную инкубацию эластазы и периваскулярное применение фосфата кальция2. Широко используемой моделью мыши является применение фосфата кальция (CaPO4) к адвентиции инфраренальной брюшной аорты, что является экономически эффективным и не требует генетической модификации.
Прямое периаортальное применение CaCl2 к сонной артерии кроликов для индуцирования аневризмальных изменений первоначально сообщалось Gertz et al.3, а затем было применено к брюшной аорте мышей. Модель была разработана Yamanouchi et al. для ускорения расширения аорты с использованием кристаллов CaPO4 у мышей4. Инфильтрация CaPO4 в аорту мышей рекапитулирует многие патологические особенности, наблюдаемые в ААА человека, включая глубокую инфильтрацию макрофагов, деградацию внеклеточного матрикса и отложение кальция. Факторы риска ААА человека, такие как гиперлипидемия, также увеличивают CaPO 4-индуцированную ААА у мышей5. В отличие от AngII перфузионно-индуцированной ААА у мышей ApoE-/- или LDLR-/-, CaPO 4-индуцированная ААА встречается в инфраренальной аортальной области, которая имитирует ААА человека. В настоящее время этот метод широко применяется для оценки восприимчивости к развитию ААА у генетически модифицированных мышей и оценки анти-ААА эффектов препаратов 6,7.
Protocol
Representative Results
Discussion
Периаортальное применение CaPO4 является надежным подходом к индуцированию ААА у мышей. В нескольких исследованиях использовалась модель CaPO4 и последовательно сообщалось, что это быстрый и воспроизводимый метод изучения ААА у мышей 7,9. Считает…
Acknowledgements
Это исследование было поддержано финансированием Национального фонда естественных наук Китая (NSFC, 81730010, 91839302, 81921001, 31930056 и 91529203) и Национальной ключевой программы исследований и разработок Китая (2019YFA 0801600).
Materials
| CaCl2 | MECKLIN | C805225 | |
| NaCl | Biomed | SH5001-01 | |
| PBS | HARVEYBIO | MB5051 | |
| Small animal ventilator | RWD | H1550501-012 |
Referencias
- 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).
