Blessure à la gorge aortique murine: une efficacité<em> In vivo</em> Modèle de prolifération des cellules musculaires lisses et fonction endothéliale
Summary
La restéose après les interventions cardiovasculaires (chirurgie de pontage, angioplastie ou stent) est un problème important qui réduit la durabilité de ces procédures. Une thérapie idéale inhiberait la prolifération des cellules musculaires lisses (VSMC) tout en favorisant la régénération de l'endothélium. Nous décrivons un modèle pour l'évaluation simultanée de la prolifération de VSMC et de la fonction endothéliale in vivo.
Abstract
La reconstruction artérielle, qu'il s'agisse d'une angioplastie ou d'une chirurgie ponctuelle, implique un traumatisme iatrogène causant une perturbation endothéliale et une prolifération de cellules musculaires lisses vasculaires (VSMC). Les modèles murins communs étudient de petits vaisseaux tels que les artères carotide et fémorale. Dans ce cas, nous décrivons un système in vivo dans lequel la prolifération de VSMC et la fonction de barrière endothéliale peuvent être évaluées simultanément dans un grand vaisseau. Nous avons étudié la réponse de l'aorte infrarénale aux blessures chez les souris C57BL / 6. L'aorte a été blessée de la veine rénale gauche à la bifurcation aortique par 30 écrasements transmuraux de 5 secondes avec un applicateur à pointe de coton. Les changements morphologiques ont été évalués avec une histologie conventionnelle. L'épaisseur de la paroi de l'aorte a été mesurée de la surface luminal à l'adventice. L'intégration EdU et le contre-coloration avec DAPI et alpha-acttin ont été utilisés pour démontrer la prolifération de VSMC. L'activation de ERK1 / 2, un modérateur connu de formation d'hyperplasie intimale, a été dissuadéeExtraite par l'analyse Western Blot. L'effet de l'inflammation a été déterminé par l'immunohistochimie pour les cellules B, les lymphocytes T et les macrophages . Les sections en face de l'endothélium ont été visualisées avec microscopie électronique à balayage (SEM). La fonction de barrière endothéliale a été déterminée avec une coloration Evans Blue. Les lésions transmissibles ont entraîné un épaississement de la paroi aortique. Cette blessure a induit la prolifération de VSMC, plus en évidence à 3 jours après la blessure, et une activation précoce de ERK1 / 2 et une diminution de l'expression de p27 kip1. Les lésions n'entraînaient pas une augmentation de l'infiltration des cellules B, des lymphocytes T ou des macrophages dans la paroi du vaisseau. Les lésions ont provoqué une dénudellation partielle de cellules endothéliales et une perte de contact cellulaire. Les blessures ont entraîné une perte significative de la fonction de barrière endothéliale, qui est revenue à la ligne de base après sept jours. Le modèle de blessure aortique émoussée transmural murine fournit un système efficace pour étudier simultanément la prolifération de VSMC et la fonction de barrière endothéliale dans un grand vaisseau.
Introduction
La rhinésie Les procédures cardiovasculaires (bypass chirurgical, angioplastie ou stent) constituent un problème important qui réduit la durabilité de ces procédures. Toutes les procédures de revascularisation sont en proie à la resténose. Les stratégies actuelles pour prévenir la resténose (stents à élution médicamenteuse et ballons enduits de médicaments) inhibent à la fois la cellule musculaire lisse vasculaire (VSMC) et la prolifération des cellules endothéliales (EC). Par conséquent, ces interventions empêchent la resténose médiée par VSMC, mais empêchent également la régénération de l'endothélium. Sans un endothélium intact, les patients doivent être sur des agents antiplaquettaires puissants pour diminuer le risque de thrombose in situ au risque de complications saignantes. Une thérapie idéale inhiberait la prolifération de VSMC tout en favorisant la régénération de l'endothélium. Ainsi, il est nécessaire d'étudier simultanément la prolifération de VSMC et la fonction de barrière endothéliale i n vivo .
À l'heure actuelle, il y a desTous les modèles de souris de resténose 1 . Ces modèles comprennent la ligature de la carotide et l'altération du fil de l'artère fémorale 2 . Les modèles aortiques comprennent le placement de stent 3 , la blessure par ballonnet 4 et l'allogreffe aortique 5 . Tous les modèles actuels sont limités. La ligature carotidienne génère une lésion neointimale médiée par un flux et n'a pas de lésion endothéliale. De plus, les artères carotides et fémorales ont beaucoup moins de couches cellulaires que les vaisseaux humains, ce qui limite leur valeur de traduction. L'aorte de la souris, d'environ 1,3 mm de diamètre, est le seul vaisseau qui se rapproche d'une artère humaine (coronaire) cliniquement pertinente (3).
Malgré le potentiel de traduction des modèles aortiques murins de la maladie, les modèles actuels ont des limites. Ces modèles nécessitent des compétences microchirurgicales avancées et des équipements spécialisés tels que les ballons et stents d'angioplastie. Nous présentons iciUne nouvelle technique reproductible pour induire simultanément la prolifération de VSMC et perturber la fonction de barrière endothéliale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous avons caractérisé les effets d'un modèle de blessure aortique murine qui se traduit par une hyperplasie médiale et un dysfonctionnement de la barrière endothéliale. Le détachement partiel de CE le long de l'intima de l'aorte a accompagné la perte de contact cellulaire et l'amélioration des protrusions cellulaires. De manière correspondante, la fonction de barrière endothéliale a été considérablement altérée, ce qui a stimulé les voies de signalisation sensibles aux mitogènes, entr…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions Hsia Ru-ching PhD, de l'École Electronique de Microscopie de l'École de Médecine de l'Université de Maryland, pour son soutien technique dans le traitement des échantillons de microscopie électronique à balayage.
Materials
| Ocular lubricant | Dechra | 17033-211-38 | Pharmaceutical agents |
| Isoflurane | VetOne | 502017 | Pharmaceutical agents |
| Carprofen | Zoetis | 26357 | Pharmaceutical agents |
| Precision vaporizer | Summit Medical | 10675 | Surgical supplies |
| Charcoal scavenger | Bickford Inc. | 80120 | Surgical supplies |
| Isothermal pad | Harvard Apparatus | 50-7053-R | Surgical supplies |
| Sterile cotton-tipped applicator | Fisher Scientific | 23-400-124 | Surgical supplies |
| 4-0 absorbable monofilament suture | Ethicon, Inc | J310 | Surgical supplies |
| 5-0 non-absorbable monofilament suture | Ethicon,Inc | 1666 | Surgical supplies |
| 21-gauge x 1 inch needle | BD Biosciences | 305165 | Surgical supplies |
| 25-gauge x 1 inch needle | BD Biosciences | 305125 | Surgical supplies |
| Dry sterilizer | Cellpoint | 7770 | Surgical supplies |
| Fine scissors | Fine Science Tools | 14058-09 | Surgical instruments |
| Adson forceps | Fine Science Tools | 11006-12 | Surgical instruments |
| Dumont #5 fine forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | Surgical instruments |
| Vannas Spring Scissors 3mm cutting edge | Fine Science Tools | 15000-00 | Surgical instruments |
| Needle driver | Fine Science Tools | 91201-13 | Surgical instruments |
| Scalpel handle #4 | Fine Science Tools | 10004-13 | Surgical instruments |
| Scalpel blades #10 | Fine Science Tools | 10010-00 | Surgical instruments |
| PBS | Lonza | 17-516F | Reagents for tissue processing |
| Evans Blue | Sigma-Aldrich | E2129 | Reagents for tissue processing |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | Reagents for tissue processing |
| Modeling wax | Bego | 40001 | Reagents for tissue processing |
| OCT compound | Tissue-Tek Sakura | 4583 | Reagents for tissue processing |
| Mayer's hematoxylin solution | Sigma-Aldrich | MHS16 | Reagents for immunohistological analysis |
| Eosin Y solution alcoholic | Sigma-Aldrich | HT110316 | Reagents for immunohistological analysis |
| Elastin stain kit | Sigma-Aldrich | HT25A | Reagents for immunohistological analysis |
| Click-it Edu Alexa-488 Imaging Kit | Invitrogen | C10337 | Reagents for immunohistological analysis |
| Anti-Erk1/2 antibody | Cell Signaling Technology | 4695 | Reagents for immunohistological analysis |
| Anti-phospho-Erk1/2 antibody | Cell Signaling Technology | 4370 | Reagents for immunohistological analysis |
| Anti-p27kip1 antibody | Cell Signaling Technology | 3698 | Reagents for immunohistological analysis |
| Trichloroacetic acid | Sigma-Aldrich | T9159 | Reagents for immunohistological analysis |
References
- Carmeliet, P. Mechanisms of angiogenesis and arteriogenesis. Nat Med. 6 (4), 389-395 (2000).
- Carmeliet, P., Moons, L., Collen, D. Mouse models of angiogenesis, arterial stenosis, atherosclerosis and hemostasis. Cardiovasc Res. 39 (1), 8-33 (1998).
- Baker, A. B., et al. Heparanase Alters Arterial Structure, Mechanics, and Repair Following Endovascular Stenting in Mice. Circ Res. 104 (3), 380-387 (2009).
- Petrov, L., Laurila, H., Hayry, P., Vamvakopoulos, J. E. A mouse model of aortic angioplasty for genomic studies of neointimal hyperplasia. J Vasc Res. 42 (4), 292-300 (2005).
- Li, J., et al. Vascular smooth muscle cells of recipient origin mediate intimal expansion after aortic allotransplantation in mice. Am J Path. 158 (6), 1943-1947 (2001).
- Radu, M., Chernoff, J. An in vivo assay to test blood vessel permeability. J Vis Exp. (73), e50062 (2013).
- Turbett, G. R., Sellner, L. N. The use of optimal cutting temperature compound can inhibit amplification by polymerase chain reaction. Diagn Mol Pathol. 6 (5), 298-303 (1997).
- Puchtler, H., Waldrop, F. S. On the mechanism of Verhoeff’s elastica stain: a convenient stain for myelin sheaths. Histochem. 62 (3), 233-247 (1979).
- Salic, A., Mitchison, T. J. A chemical method for fast and sensitive detection of DNA synthesis in vivo. Proc Natl Acad Sci U S A. 105 (7), 2415-2420 (2008).
- Nelson, P. R., Yamamura, S., Mureebe, L., Itoh, H., Kent, K. C. Smooth muscle cell migration and proliferation are mediated by distinct phases of activation of the intracellular messenger mitogen-activated protein kinase. J Vasc Surg. 27 (1), 117-125 (1998).
- Rzucidlo, E. M. Signaling pathways regulating vascular smooth muscle cell differentiation. Vascular. 17, S15-S20 (2009).
- Aoki, T., Sumii, T., Mori, T., Wang, X., Lo, E. H. Blood-brain barrier disruption and matrix metalloproteinase-9 expression during reperfusion injury: mechanical versus embolic focal ischemia in spontaneously hypertensive rats. Stroke. 33 (11), 2711-2717 (2002).
- Yu, D., et al. MARCKS Signaling Differentially Regulates Vascular Smooth Muscle and Endothelial Cell Proliferation through a KIS-, p27kip1- Dependent Mechanism. PLoS One. 10 (11), e0141397 (2015).
- Banai, S., et al. Rabbit ear model of injury-induced arterial smooth-muscle cell-proliferation – kinetics, reproducibility, and implications. Circ Res. 69 (3), 748-756 (1991).
