Ven mellan Modell: en lämplig modell för att studera bypass öppenhet
Summary
This video demonstrates a model to study the development of myointimal hyperplasia after venous interposition surgery in rats.
Abstract
Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. Research models for bypass graft failure are essential for a better understanding of pathobiological and pathophysiological processes during graft patency loss. Large animal models, such as pigs or sheep, resemble human anatomical structures but require special facilities and equipment. This video describes a rat vein interposition model to investigate vein graft patency loss. Rats are inexpensive and easy to handle. Compared to mouse models, the convenient size of rats permits better operability and enables a sufficient amount of material to be obtained for further diverse analysis. In brief, the inferior epigastric vein of a donor rat is harvested and used to replace a segment of the femoral artery. Anastomosis is conducted via single stitches and sealed with fibrin glue. Graft patency can be monitored non-invasively using duplex sonography. Myointimal hyperplasia, which is the main cause for graft patency loss, develops progressively over time and can be calculated from histological cross sections.
Introduction
Kranskärlssjukdomar och deras komplikationer är bland de vanligaste dödsorsakerna i världen. Nuvarande terapeutiska strategier fokuserar på att återupprätta blodflödet, antingen genom att utvidga den avsmalnade kärlet eller genom att skapa en förbikoppling. CABG (CABG) med hjälp av ven autobeskrevs första gången 1968 och har förfinats genom åren. Bortsett från revaskularisering av den vänstra främre nedåtgående kransartären, är vena saphena ledningar mest använda ett. Men fortfarande transplantat öppenhet akilleshäl vena saphena transplantat (SVG). Ett år efter operationen, är graft öppenhet 85%, sjönk till 61% efter tio år 2,3. Avslöja patofysiologiska mekanismer och orsaker till SVG öppenhet förlust är därför en viktig uppgift.
Denna video visar en råtta ven inter modell för att undersöka ven transplantatförlust. De övergripande målen med denna metod är att utforska den underliggande pathobiologicaloch -physiological processer under sjukdomsförloppet och att utveckla en lämplig modell för läkemedel eller terapeutiska alternativ testning. Genom att transplantera den ytliga epigastrisk ven i artärsystemet, denna modell efterliknar nära den kliniska inställningen av koronar bypass-kirurgi. Kirurgiskt trauma, ischemi, och vägg stress är viktiga triggers av patologiska kärlförändringar och imiteras i den modell som beskrivs.
Olika modeller och arter finns för att undersöka ventransplantatet öppenhet förlust. Stora djurmodeller, såsom grisar 4, får 5, hundar 6, och apor 7, liknar mänsklig kärl och anatomiska strukturer och därigenom möjliggöra komplexa terapeutiska strategier, såsom bypass stentning eller nya kirurgiska tekniker, som skall testas 8. Men särskilt boende, utrustning och personal som krävs. Dessutom, höga kostnader och behovet av en extra narkosläkare under operation hindrar deras bredare tillämpning. smalla djur, inklusive råttor, är lätta att hantera, inte kräver särskilt boende, och har hanterbara kostnader. Jämfört med musmodeller 9,10, råttmodeller har fördelen av bättre funktion och därför mindre variabilitet i resultatet. Råttor är fysiologiskt och genetiskt mer lika människor än möss 11,12. Dessutom, de flesta vildtyp möss utvecklar begränsad myointima 13, som gör musmodeller benägna att typ II fel. Histologin av huvud mus vener, såsom den nedre hålvenen, består endast av några få cellager och återger tidig utvärdering svårt 13. En ytterligare nackdel är den lilla mängd vävnad tillgängligt för efterföljande analys efter transplantat återhämtning.
Den modell som beskrivs i den här videon är reproducerbar, billig och lätt att utföra, och det kan fastställas snabbt och tillförlitligt sätt. Det är speciellt lämplig för att utvärdera dyra experimentella terapeutiska medel, såsom virala vektorerför genterapi, på ett ekonomiskt sätt.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denna video visar en råtta ven inter modell för att undersöka ven förlust och för att möjliggöra för utforskning av de underliggande patologiska processer och testning av nya läkemedel eller terapeutiska alternativ.
Anestesi är en viktig aspekt av kirurgiska ingrepp. En kontinuerlig inhalativ anestesisystemet rekommenderas, eftersom detta är en säker och enkel metod, speciellt under långa operationer. Detta kan vara av stor betydelse under träningsfasen, när operationen tar me…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna tackar Christiane Pahrmann för henne tekniskt bistånd. Denna studie har finansierats av Deutsche Stiftung für Herzforschung (F / 28/14). DW stöddes av Travel Award från International Society for Heart and Lung Transplantation. TD mottog Else Kröner Excellence Stipend från Else-Kröner-Fresenius-Stiftung (2012_EKES.04). SS erhållit forskningsanslag från Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, DE2133 / 2-1, TD och SCHR992 / 3- 1, SCHR992 / 4-1, SS).
Materials
| Rat LEW/Crl | Charles River | Stock number 004 | |
| Rat LEW-Tg(Gt(ROSA)26Sor- 1 luc)11Jmsk |
Institute of laboratory animals, Kyoto University, Japan | NBPR rat number 0299 | http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/NBR/ |
| PFA 4% | Electron Microscopy Sciences | #157135S | 20% |
| hair clipper | WAHL | 8786-451A ARCO SE | |
| Forene | AbbVie | PZN 10182054 Art.Nr.: B506 | Isoflurane |
| microsurgical clamp | Fine Science Tools | 18055-04 | Micro-Serrefine – 4mm |
| clamp applicator | Fine Science Tools | 18056-14 | |
| hair removal creme | Rufin cosmetic | 27618 | |
| Povidone-Iodine | Betadine Purdue Pharma | NDC:67618-152 | |
| 10-0 Ethilon suture | Ethicon | 2814G | |
| 5-0 prolene suture | Ethicon | EH7229H | |
| Rimadyl | Pfizer | 400684.00.00 | Carprofen |
| Novaminsulfon | Ratiopharm | PZN 03530402 | Metamizole |
| Heparin | Rotexmedica | PZN: 3862340 | 25.000 I.E./mL |
| Xylocain 1% | AstraZeneca | PZN: 1137907 | Lidocain |
| EVICEL | J&J Med.Ethicon Biosur | PZN 7349697 Art. Nr.:EVK01DE | fibrin glue |
| NaCl 0,9% | B.Braun | PZN 06063042 Art. Nr.: 3570160 | |
| Vevo 770 high-resolution in vivo micro-imaging system | VisualSonics | duplex sonography | |
| Ecogel 100 ultrasound gel | Eco-med | 30GB | |
| D-Luciferin Firefly, potassium salt | Biosynth | L-8220 | |
| PBS pH 7,4 | Gibco | 10010023 | |
| Xenogen Ivis 200 | Perkin Elmer | bioluminescence imaging | |
| Weigerts iron hematoxylin Kit | Merck | 1.15973.0002 | Trichrome staining |
| Resorcine-Fuchsine Weigert | Waldeck | 2.00E-30 | Trichrome staining |
| Acid Fuchsin | Sigma-Aldrich | F8129-25G | Trichrome staining |
| Ponceau S solution | Serva Electrophoresis | 33427 | Trichrome staining |
| Azophloxin | Waldeck | 1B-103 | Trichrome staining |
| Molybdatophosphoric acid hydrate | Merck | 1.00532.0100 | Trichrome staining |
| Orange G | Waldeck | 1B-221 | Trichrome staining |
| Light Green SF | Waldeck | 1B-211 | Trichrome staining |
| Vitro-Clud | Langenbrinck | 04-0001 | |
| Glacial Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 537020 | |
| 37% HCl | Sigma-Aldrich | H1758 | |
| Xylene | Th. Geyer | 3410 | |
| Paraffin | Leica biosystems | REF 39602004 | |
| Ethanol absolute | Th. Geyer | 2246 | |
| Ethanol 96% | Th. Geyer | 2295 | |
| Ethanol 70% | Th. Geyer | 2270 | |
| Slide Rack | Ted Pella | 21057 | |
| Staining dish | Ted Pella | 21075 | |
| Bepanthen Eye and Nose ointment | Bayer | 1578675 | Eye ointment |
Riferimenti
- Sabik, J. F., 3rd, Understanding saphenous vein graft patency. Circulation. 124, 273-275 (2011).
- Goldman, S., et al. Long-term patency of saphenous vein and left internal mammary artery grafts after coronary artery bypass surgery: results from a Department of Veterans Affairs Cooperative Study. J Am Coll Cardiol. 44, 2149-2156 (2004).
- Fitzgibbon, G. M., et al. Coronary bypass graft fate and patient outcome: angiographic follow-up of 5,065 grafts related to survival and reoperation in 1,388 patients during 25 years. J Am Coll Cardiol. 28, 616-626 (1996).
- O’Brien, J. E., et al. Wound healing around and within saphenous vein bypass grafts. J Thorac Cardiovasc Surg. 114, 38-45 (1997).
- El-Kurdi, M. S., et al. Ovine femoral artery bypass grafting using saphenous vein: a new model. J Surg Res. 193, 458-469 (2015).
- Yuda, A., et al. Angiotensin II receptor antagonist, L-158,809, prevents intimal hyperplasia in dog grafted veins. Life Sci. 68, 41-48 (2000).
- McCann, R. L., Hagen, P. O., Fuchs, J. C. Aspirin and dipyridamole decrease intimal hyperplasia in experimental vein grafts. Ann Surg. 191, 238-243 (1980).
- Thomas, A. C. Animal models for studying vein graft failure and therapeutic interventions. Curr Opin Pharmacol. 12, 121-126 (2012).
- Hu, Y., Xu, Q. New mouse model of vein bypass graft atherosclerosis. Heart Lung Circ. 11, 182-188 (2002).
- Salzberg, S. P., et al. Increased neointimal formation after surgical vein grafting in a murine model of type 2 diabetes. Circulation. 114, I302-I307 (2006).
- Abbott, A. Laboratory animals: the Renaissance rat. Nature. 428, 464-466 (2004).
- Lindblad-Toh, K. Genome sequencing: three’s company. Nature. 428, 475-476 (2004).
- Yu, P., Nguyen, B. T., Tao, M., Campagna, C., Ozaki, C. K. Rationale and practical techniques for mouse models of early vein graft adaptations. Journal of vascular surgery. 52, 444-452 (2010).
- Olver, D. T., Lacefield, J. C., Shoemaker, K. J. Evidence of bidirectional flow in the sciatic vasa nervorum. Microvascular research. 94, 103-105 (2014).
- Stubbendorff, M., et al. Inducing myointimal hyperplasia versus atherosclerosis in mice: an introduction of two valid models. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2014).
- Conradi, L., et al. Immunobiology of fibrin-based engineered heart tissue. Stem cells translational medicine. 4, 625-631 (2015).
- Dashwood, M. R., Tsui, J. C. ‘No-touch’ saphenous vein harvesting improves graft performance in patients undergoing coronary artery bypass surgery: A journey from bedside to bench. Vascular Pharmacology. 58, 240-250 (2013).
- Bekler, H. I., Rosenwasser, M. P., Akilina, Y., Bulut, G. The use of an absorbable collagen cover (NeuraWrap) improves patency of interpositional vein grafts. Acta orthopaedica et traumatologica turcica. 44, 157-161 (2010).
- Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433 (2009).
- Moreno, C., et al. Creation and characterization of a renin knockout rat. Hypertension. 57, 614-619 (2011).
