局部性乳酸酶诱导下降胸腔主动脉瘤的毛尿外科模型
Summary
我们描述了一个手术方案，以持续诱导小鼠强健的胸主动脉瘤。手术包括左胸切除术、胸主动脉暴露，以及将浸泡在猪胰腺内酶的海绵放在主动脉壁上。
Abstract
根据疾病控制中心，主动脉瘤（AA）被认为是1999-2016年所有种族和两性的主要死亡原因。动脉瘤形成的结果，逐渐削弱和最终扩张主动脉，它可以破裂或撕裂，一旦它达到临界直径。胸部主动脉下降的动脉瘤，称为下降胸主动脉瘤（dTAA），在美国动脉瘤病例中占很大比例。非包含的 dTAA 破裂几乎具有普遍致命性，选择性修复具有很高的发病率和死亡率。我们模型的目的是专门研究dTAA，阐明dTAA的病理生理学，并寻找分子靶点来阻止dTAA的生长或减小dTAA的大小。通过有一个鼠模型来精确研究胸病理学，可以开发靶向疗法来专门测试dTAA。该方法基于猪胰腺乳酸酶（PPE）在手术暴露后直接在外鼠主动脉壁上的放置。这会产生破坏性和炎症性反应，从而削弱主动脉壁，并允许在数周到数月内形成动脉瘤。虽然鼠模型有局限性，但我们的 dTAA 模型会产生可预测的强健动脉瘤。此外，该模型可用于测试可能抑制dTAA生长或防止破裂的基因和药物靶点。在人类患者中，此类干预措施可以帮助避免动脉瘤破裂和难以进行手术干预。
Introduction
该方法的目的是研究主动脉瘤形成期间鼠序下胸主动脉的发展、病理生理学和结构变化。我们的模型提供了一种可重复和一致的方法，用于诱导小鼠胸主动脉瘤（dTAA），从而允许测试各种遗传和药理抑制剂。这项工作可以帮助确定药物和基因疗法，可以转化为一种可行的治疗策略，为患有dTAA疾病的人。
当胸主的壁变弱并随着时间的推移而分裂，直到达到临界直径时，就会发生撕裂或破裂时，dTAAs 就会形成。临床上，dTAA可以在沉默中前进，在主动脉壁结构扭曲之前，其尺寸会增大，最终失效，造成灾难性后果。值得关注的，症状通常只在动脉瘤达到危险大小（100-150%扩张）和有解剖或破裂的高风险1，2。dTAA破裂几乎普遍致命3，和选择性手术修复具有显着的发病率4，5。此外，大多数患者进行主动脉瘤的诊断约5年之前手术修复6，7。这个窗口代表一个不手术干预的恰当时便。因此，需要治疗或减缓dTAA进展的医学疗法，这将是动脉瘤研究领域的重大进步。目前没有针对 dTAA 的医学治疗，主要是因为对 dTAA 发病机制的了解不完整。
在过去的20年里，已经开发了几种dTAA动物模型，但是每个模型都不同于我们自己的模型，并且没有产生强健的动脉瘤。Ikonomidis等人8日研制出一种最类似于我们的murine dTAA模型，它包括将CaCl2直接应用于主塔的降临。尽管我们的模型是从 Ikonomidis 提出的许多技术中改编而成的，但我们的模型在三种不同的方式上是独一无二的。首先，在我们的模型中，主塔暴露于局部乳酸酶3-5分钟，而CaCl2曝光15分钟。其次，主动脉扩张发生在2周内，而CaCl2型号为16周。最后，我们的模型持续产生大约 100% 扩张的动脉瘤，而 CaCl2应用程序产生的 20-30% 主动脉扩张（由于主动脉瘤被定义为主动脉增加，因此不能真正被视为动脉瘤）直径 >50%。还有其他动脉瘤形成的非手术性鼠模型，如Apo E敲除小鼠，通过血管紧张症II的输注形成强健的动脉瘤。然而，这些小鼠发展超肾或上升胸主动脉瘤，而不是动脉瘤，具体在下降的胸主动脉9，10。
该协议的合理性是有一个简单，廉价，时间合适的方法，研究dTAA在鼠模型中。小鼠模型提供了一个独特的机会，利用许多遗传和细胞特异性敲除，已发现对其他血管疾病有影响。我们特定的TAA模型的使用已经受到好评，利用它的实验已经发表在高影响期刊11，12。至此，该模型已用于研究在腹部主动脉瘤（AAA）鼠模型中有显著影响的可能的遗传和药理治疗;然而，随着我们的实验室扩大了dTAA模型的使用，我们正在寻找dTAA形成所特有的靶点，这些靶点可以用作人类靶向疗法。
此模型最适合具有鼠微外科功能的实验室。虽然在技术上具有挑战性，但即使研究人员没有手术经验，也能持续执行。对于没有鼠外科经验的研究人员，模型可以在大约20个手术期（或大约50只小鼠）中掌握。对于具有先前手术经验的研究人员，该模型可在5次手术（约20只小鼠）中掌握。我们相信，有了高质量的视频，掌握的时间可以进一步减少。达到熟练程度后，手术可在35分钟内完成，终端收获20分钟完成。我们实验室的外科医生每天可以完成10-12次全手术，手术死亡率为5-10%。最常见的死亡原因是进入胸部时的肺部损伤、麻醉毒性或解剖过程中主动脉撕裂。除了dTAA研究，该模型还作为一个指南，安全和容易地获得胸主大摆和肺呼明。研究人员研究其他干预胸部。
Protocol
Representative Results
Discussion
胸腔和腹部主动脉在细胞和胚胎学上是不同的，这与动脉瘤疾病14、15、16有关。因此，需要一种特定的动物模型来研究TAA。虽然其他鼠dTAA模型已经出版8，我们的是唯一模型，以创建下降胸主动脉扩张，可以被认为是真正的动脉瘤（超过50%扩张）。此外，我们的模型执行相对较快，在 14 天内产生最大扩张，而…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了AHA科学家发展赠款14SDG18730000（M.S.）、NIH K08 HL098560（G.A.）和RO1 HL081629（G.R.U.）的资助。该项目得到了胸外科研究与教育基金会（TSFRE）研究补助金（PI：Ailawadi）的支持。内容完全由作者负责，不一定代表NHLBI或TSFRE的观点。我们感谢安东尼·赫林和辛迪·多德森的知识和技术专长。
Materials
| Angiocatheter (22G) | Used for ET Tube | ||
| Dumont Tweezers; Pattern #7 x2 | Roboz | RS-4982 | |
| Graefe Tissue Forceps | Roboz | RS-5158 | |
| Harms Forceps x2 | Roboz | RS-5097 | |
| Intracardiac Needle Holder; Extra Delicate; Carbide Jaws; 7" Length | Roboz | RS-7800 | |
| KL 1500 LED Light Source | Leica | 150-400 | |
| M205A Dissction Microscope | Leica | CH 94-35 | |
| Iris Scissors, 11cm, Tungsten Carbide | World Precision Instruments | 500216-G | |
| Metal Clip board | Use with the Mouse Retractor Set | ||
| Mouse Retractor Set | Kent | SURGI-5001 | Need 2 short and 1 tall fixators |
| Mouse Ventilator MiniVent Type 845, 115 V, Power Supply with US Connector | Harvard Apparatus | 73-0043 | MiniVent Ventilator for Mice (Model 845), Single Animal, Volume Controlled |
| Sigma Aldrich | Elastase from porcine pancreas | E0258-50MG | Can be purchased in various size bottles |
| Small Vessel Cauterizer Kit | Fine Science Tools | 18000-00 | Recommend using rechargable AA batteries |
| Spring Scissors, 10.5cm | World Precision Instruments | 14127 | |
| Steril Swabs (Sponges) | Sugi | 31603 | Can be cut to size |
| Surgi Suite Surgical Platform | Kent | Attach to clip board | |
| Tech IV Isoflurane Vap | Jorgensen Laboratories | J0561A | Anesthesia vaporizer |
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