Reproduserbar Arteriell denudasjon Injury av infrarenale Abdominal aortic Klem i en murine modell
Summary
Forstå cellulære og molekylære mekanismer for re-endotelialisering følgende arteriell denudasjon skade er av avgjørende betydning for å forebygge trombose og restenose av arterier. Her beskriver vi en protokoll for reproduserbar arteriell denudasjon skade av infrarenale bukaorta. Prosedyren ble utviklet for å undersøke de underliggende mekanismene som regulerer endothelial regenerering ved hjelp av musemodeller.
Abstract
Perkutane vaskulære intervensjoner jevnt resultere i arteriell denudasjon skader som senere fører til trombose og restenose. Disse komplikasjonene kan tilskrives svekkelser i re-endotelialisering innenfor sårkantene. Likevel, de cellulære og molekylære mekanismer for re-endotelialisering gjenstår å bli definert. Mens flere dyremodeller for å studere re-endotelialisering etter arteriell denudasjon er tilgjengelige, vil få utført i mus på grunn av operasjonsbegrensninger. Dette svekker muligheten til å utnytte transgene mus linjer og undersøke bidraget av spesifikke gener i ferd med å re-endotelialisering. Her presenterer vi en steg-for-steg-protokollen for å skape en svært reproduserbar murine modell av arteriell denudasjon skade i infrarenale bukaorta bruker ekstern vaskulær klem. Immunocytokjemisk farging av skadde Aorta for fibrinogen og β-catenin demonstrere eksponering av et pro-trombotisk overflaten end grensen av intakt endotel, respektivt. Metoden som presenteres her har fordeler av hastighet, utmerket total overlevelsesrate, og relativ teknisk letthet, og skaper et unikt praktisk verktøy for å pålegge arteriell denudasjon skade i transgene musemodeller. Ved hjelp av denne metoden, kan etterforskerne belyse mekanismene for re-endotelialisering under normale eller patologiske tilstander.
Introduction
Trombose og restenose er alvorlige tidlige og sene komplikasjoner hos pasienter som gjennomgår perkutane vaskulære intervensjoner, for eksempel endovaskulær ballong angioplastikk og stenting 1,2. Flere strategier er ansatt for å håndtere disse komplikasjonene, særlig dobbel platehemmende behandling og medikamentavgivende stenter. Imidlertid har liten fokus vært plassert på den underliggende årsaken til trombose og restenose, nemlig tapet av endotelial celledekning (denudasjon). Denudasjon skade er en uunngåelig konsekvens av intervensjonsprosedyrer som følge av mekanisk skade på karveggen. Denne mekaniske traumer kan føre til skade og fjernelse av den beskyttende endotel-lag og eksponering av basalmembran og vaskulær glatt muskulatur til sirkulerende blod tre. Tapet av endoteliale celler i disse områdene danner et pro-trombotiske og pro-inflammatorisk miljø som ikke bare fremmer blodplateadhesjon og etterfølgende trombose, men enLSO stimulerer migrering og proliferasjon av vaskulære glatte muskelceller som resulterer i neointimal fortykning og restenose 4. Disse komplikasjoner, og tilhørende terapier, føre til betydelig sykelighet, særlig tilbakevendende iskemisk sykdom og blødninger som påvirker menneskers helse.
Re-endotelialisering av avdekt skade fra sårkantene er av avgjørende betydning for å forebygge trombose og restenose 5. Obduksjonsresultatene og dyremodeller har effektivt demonstrert reduserte priser på trombose med dekning av stent struts 6,7. Medikamentstent, utviklet for å redusere forekomsten av restenose ved å hemme glatt muskel spredning og neointimal hyperplasi, resultere i betydelige svekkelser i arteriell re-endotelialisering og økende forekomst av sen trombose tre. Dessverre er å forstå mekanismene for re-endotelialisering har vært en langsom prosess, i stor grad begrenset av mangelen på apsiktsdyremodeller 8.
Flere dyremodeller for å forstå rollene til endotelceller og vaskulære glatte muskelceller følgende arteriell skade har blitt opprettet 7,9,10. Rottehalspulsåren ballong skade modellen er best preget og har vært ansatt for å studere effekter av denudasjon skade på brutto, cellulært og molekylært nivå 11. Likevel mangler en svært reproduserbar murine modell av arteriell denudasjon skade med gode overlevelsesrate og mye nødvendig å dra nytte av flere transgene linjer tilgjengelig for å bedre belyse vaskulær regenerasjon i flere innstillinger.
Dette manuskriptet presenterer en murine modell av arteriell denudasjon skade som er reproduserbar og enkel å utføre. Tilnærmingen har vist minimal sykelighet og dødelighet i flere transgene linjer. På grunn av den brede antall genetisk modifiserte mus linjer, kan denne modellen benyttes for åbelyse de molekylære mekanismene bak re-endotelialisering etter denudasjon skade.
Protocol
Representative Results
Discussion
Arteriell denudasjon skade på grunn av perkutane intervensjoner, for eksempel ballong angioplastikk og vaskulær stenting, resultere i tidlig og sen vaskulær trombose og restenose og bidrar til tilbakevendende iskemi 3,12. Interessant nok har kirurgisk vaskulær klem også vært innblandet som en årsak til arteriell denudasjon, utvide omfanget av problemet til pasienter som gjennomgår alle vaskulære prosedyre, enten perkutan eller åpen 13. Mens svekket re-endotelialisering er en forholdsvis a…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet med tilskudd fra Eli og Edythe Bred Center of Regenerative Medicine og stamcelleforskning ved UCLA Training Program for å ASS og AIM, Philip J. Whitcome Fellowship til AIM, og National Institutes of Health (HL130290) til MLIA.
Materials
| Zeiss Discovery.V12 Stereomicroscope | Zeiss | 495037-9904-000 | |
| Rodent Heated Surgical Platform | Protech International | RES4000 | Heated platform for body temperature maintenance with nosecone for anesthestic maintenance and on which surgical procedure is performed |
| Isoflurane | Henry Schein | 50033 | 4% Induction; 2.5% Maintenance |
| Isoflurane Vaporizer | Summit Medical Equipment | 470062 | |
| Stryker T/Pump Warm Water Recirculator | Kent Scientific | TP-700 | |
| Artifical Tears Lubricant Opthalmic Ointment | Akorn Animal Health | 17478-162-35 | |
| Carprieve (Carprofen) | Norbrook Laboratories | NDC 55529-131-01 | |
| Oster™ A5 Professional Animal Clipper | M.Schneider & Sons Inc. | 78005010 | Use with animal clipper size 40 |
| Adjustable Wire Retractor | Fine Science Tools | 17004-05 | |
| Schwartz Micro Serrefines – Sharp Bend | Fine Science Tools | 18052-03 | |
| Surgical Instruments | Fine Science Tools | sharp dissecting forceps, blunt forceps, fine scissors, spring scissors, hemostat | |
| 0.5% Marcaine | Hospira | 0409-1610-50 | |
| 5-0 Suture, Vicryl | Fisher Scientific | NC0189890 | tapered needle |
| Vetbond | Fisher Scientific | NC0304169 | |
| Falcon® 35 mm Not TC-Treated Easy-Grip Style Bacteriological Petri Dish | Corning | 351008 | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | 3097358-1004 | |
| Dissecting pins | Fisher Scientific | NC9681411 | |
Riferimenti
- Farooq, V., Gogas, B. D., Serruys, P. W. Restenosis: delineating the numerous causes of drug-eluting stent restenosis. Circ Cardiovasc Interv. 4, 195-205 (2011).
- Tada, T., et al. Risk of stent thrombosis among bare-metal stents, first-generation drug-eluting stents, and second-generation drug-eluting stents: results from a registry of 18,334 patients. JACC Cardiovasc Interv. 6, 1267-1274 (2013).
- Otsuka, F., et al. The importance of the endothelium in atherothrombosis and coronary stenting. Nat Rev Cardiol. 9, 439-453 (2012).
- Kipshidze, N., et al. Role of the endothelium in modulating neointimal formation: vasculoprotective approaches to attenuate restenosis after percutaneous coronary interventions. J Am Coll Cardiol. 44, 733-739 (2004).
- Finn, A. V., et al. Pathological correlates of late drug-eluting stent thrombosis: strut coverage as a marker of endothelialization. Circulation. 115, 2435-2441 (2007).
- Joner, M., et al. Pathology of drug-eluting stents in humans: delayed healing and late thrombotic risk. J Am Coll Cardiol. 48, 193-202 (2006).
- Joner, M., et al. Endothelial cell recovery between comparator polymer-based drug-eluting stents. J Am Coll Cardiol. 52, 333-342 (2008).
- McDonald, A. I., Iruela-Arispe, M. L. Healing arterial ulcers: Endothelial lining regeneration upon vascular denudation injury. Vascul Pharmacol. 72, 9-15 (2015).
- Fingerle, J., Tina Au, Y. P., Clowes, A. W., Reidy, M. A. Intimal Lesion Formation in Rat Carotid Arteries after Endothelial Denudation in Absence of Medial Injury. Arteriosclerosis. 10, 1082-1087 (1990).
- Granada, J. F., et al. Vascular response to zotarolimus-coated balloons in injured superficial femoral arteries of the familial hypercholesterolemic Swine. Circ Cardiovasc Interv. 4, 447-455 (2011).
- Tulis, D. A. Rat carotid artery balloon injury model. Methods Mol Med. 139, 1-30 (2007).
- Bavry, A. A., Bhatt, D. L. Appropriate use of drug-eluting stents: balancing the reduction in restenosis with the concern of late thrombosis. Lancet (London, England). 371, 2134-2143 (2008).
- Gucu, A., et al. Effects of temporary vascular occluder poloxamer 407 Gel on the endothelium. J Cardiothorac Surg. 8, (2013).
- Holt, A. W., Tulis, D. A. Experimental Rat and Mouse Carotid Artery Surgery: Injury & Remodeling Studies. ISRN Minim Invasive Surg. 2013, (2013).
- Nam, D., et al. Partial carotid ligation is a model of acutely induced disturbed flow, leading to rapid endothelial dysfunction and atherosclerosis. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 297, 1535-1543 (2009).
- Lindner, V., Fingler, J., Reidy, M. A. Mouse Model of Arterial Injury. Circ Res. 73, 792-796 (1993).
- Kumar, A., Lindner, V. Remodeling with neointima formation in the mouse carotid artery after cessation of blood flow. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 17, 2238-2244 (1997).
- Hehrlein, C., Weinschenk, I., Metz, J. Long period of balloon inflation and the implantation of stents potentiate smooth muscle cell death. Possible role of chronic vascular injury in restenosis. Int J Cardiovasc Intervent. 2, 21-26 (1999).
