En kalciumfosfatinducerad mus bukaortaaneurysm modell
Summary
Detta protokoll beskriver en kalciumfosfatinducerad bukaortaaneurysm (AAA) musmodell för att studera de patologiska egenskaperna och molekylära mekanismerna hos AAA.
Abstract
En bukaortaaneurysm (AAA) är en livshotande hjärt-kärlsjukdom som uppträder över hela världen och kännetecknas av irreversibel utvidgning av bukaorta. För närvarande används flera kemiskt inducerade murina AAA-modeller, var och en simulerar en annan aspekt av patogenesen av AAA. Den kalciumfosfatinducerade AAA-modellen är en snabb och kostnadseffektiv modell jämfört med angiotensin II- och elastasinducerade AAA-modeller. Appliceringen av CaPO4-kristaller på musaortan resulterar i elastisk fibernedbrytning, förlust av glattmuskelceller, inflammation och kalciumavsättning i samband med aortautvidgning. Den här artikeln introducerar ett standardprotokoll för CaPO4-inducerad AAA-modell. Protokollet inkluderar materialberedning, kirurgisk applicering av CaPO4 på adventitia av den infrarenala bukaortan, skörden av aortor för att visualisera aortaaneurysmer och histologiska analyser hos möss.
Introduction
En bukaortaaneurysm (AAA) är en dödlig hjärt-kärlsjukdom som kännetecknas av permanent utvidgning av bukaorta, med hög dödlighet när bristning inträffar. AAA är associerad med åldrande, rökning, manligt kön, hypertoni och hyperlipidemi1. Flera patologiska processer har visat sig bidra till AAA-bildning, inklusive extracellulär matrisfiberproteolys, immuncellsinfiltration och förlust av vaskulära glattmuskelceller. För närvarande förblir de patologiska mekanismerna för AAA svårfångade, och det finns inga beprövade läkemedel för behandling av AAA1. Forskning om human AAA är begränsad på grund av förekomsten av få humana aortaprover; Således har flera kemiska modifieringsinducerade AAA-modeller för djur etablerats och antagits i stor utsträckning, inklusive subkutan angiotensin II (AngII) infusion, perivaskulär eller intraluminal elastasinkubation och perivaskulär kalciumfosfatapplikation2. En vanligt förekommande musmodell är appliceringen av kalciumfosfat (CaPO4) på adventitia i den infrarenala bukaortan, vilket är kostnadseffektivt och inte kräver genetisk modifiering.
Direkt periaortisk applicering av CaCl2 på halspulsådern hos kaniner för att inducera aneurysmal förändring rapporterades ursprungligen av Gertz et al.3 och appliceradessenare på bukaorta hos möss. Modellen utvecklades av Yamanouchi et al. för att påskynda aortautvidgningen genom att använda CaPO 4-kristaller i möss4. Infiltration av CaPO4 i mössaortor rekapitulerar många patologiska egenskaper som observerats hos humana AAA, inklusive djup makrofaginfiltration, extracellulär matrisnedbrytning och kalciumavsättning. Riskfaktorerna för humant AAA, såsom hyperlipidemi, förstärker också CaPO4-inducerad AAA hos möss5. I motsats till AngII-perfusionsinducerad AAA hos ApoE-/- eller LDLR-/- möss förekommer CaPO 4-inducerad AAA i den infrarenala aortaregionen, som efterliknar human AAA. För närvarande har denna metod använts i stor utsträckning för att bedöma mottaglighet för AAA-utveckling hos genetiskt modifierade möss och utvärdera anti-AAA-effekterna av läkemedel 6,7.
Protocol
Representative Results
Discussion
Periaortisk applicering av CaPO4 är ett robust tillvägagångssätt för att inducera AAA hos möss. Flera studier har använt CaPO4-modellen och konsekvent rapporterat att detta är en snabb och reproducerbar metod för att studera AAA hos möss 7,9. Denna modell anses rekapitulera en del av egenskaperna hos humant aortaaneurysm och ge mekanistiska insikter i AAA-patogenes, inklusive inflammation och extracellulär matrisnedbrytning.
<…Acknowledgements
Denna forskning stöddes av finansiering från National Natural Science Foundation of China (NSFC, 81730010, 91839302, 81921001, 31930056 och 91529203) och 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 |
References
- 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).
