בידוד וכריתה של אב העורקים Murine; טכניקה רב-תכליתית בחקר לב וכלי דם מחלות
Summary
Pathology of the aorta can lead to severe morbidity and mortality, therefore research of disease progression and potential therapies is warranted. Here, we present a protocol to isolate and excise the murine aorta to aid researchers in their investigation of cardiovascular disease.
Abstract
Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated blood is the aorta. The aorta may become affected in diseases such as atherosclerosis and aneurysm. Researchers investigating these diseases would benefit from direct observation of the aorta to characterize disease progression as well as to evaluate efficacy of potential therapeutics. The goal of this protocol is to describe proper isolation and excision of the aorta to aid investigators researching cardiovascular disease. Isolation and excision of the aorta allows investigators to look at gross morphometric changes as wells as allowing them to preserve and stain the tissue to look at histologic changes if desired. The aorta may be used for molecular studies to evaluate protein and gene expression to discover targets of interest and mechanisms of action. This technique is superior to imaging modalities as they have inherent limitations in technology and cost. Additionally, primary isolated cells from a freshly isolated and excised aorta can allowing researchers to perform further in situ and in vitro assays. The isolation and excision of the aorta has the limitation of having to sacrifice the animal however, in this case the benefits outweigh the harm as it is the most versatile technique in the study of aortic disease.
Introduction
אב העורקים ממלאים תפקיד מרכזי בתפקוד לב וכלי דם מספק לגוף את הדם מחומצן וחלקים דומים לאחרים בגוף, הוא רגיש למחלות. מחלות אב העורקים נפוצות כוללות טרשת עורקים ופרצה, שהן התוצאה של גורמים גנטיים וסביבתיים הכוללים תזונה, עישון ואורח חיים בלתי פעיל 1. טרשת עורקים היא בתצהיר של סידן ורובד שומנים מבוסס לקיר אב העורקים נמצא בדרך כלל בחולים עם היפרליפידמיה כרונית 2. מפרצת מתאפיינת השפלה של הרכיבים המבניים של אב העורקים והדילול של קיר הכלי, ואחריו עלה שקוטר סופו של דבר עלול להוביל לקרע 3.
מודלים של בעלי החיים הם כלים חשובים המשמשים ללמוד את המנגנון של מחלה ויעילות של טיפולים אפשריים. מודלים של בעלי חיים נפוצים בשימוש במחקר לב וכלי דם, המחקר ספציפי חוקרים הפרעות כלי דם וחילוף חומריםכוללים עכברים מהונדסים גנטי כדי לשנות את רמות שומנים בדם כגון נוקאאוט גן E אפוליפופרוטאין ועכברים נוקאאוט גן קולט ליפופרוטאין בצפיפות נמוך 4. רוב השיטות להערכת מנגנונים של מחלה ויעילות של טיפול יכלול בידוד וכריתה של אב העורקים.
ברגע שהאב העורקים הוא מקומי ומבודד, ניתן לקבוע ניתוח morphometric, כגון נוכחות של מפרצת, בדרך כלל מוגדרת כעלייה של יותר מ 50% בקוטר 5. לאחר הצורך בניתוח אתרו הוא מוחלט, אב העורקים ניתן נכרת לניתוח נוסף. אב העורקים נכרתו ניתן פלאש קפוא לערוך מחקרים מולקולריים כגון חלבון ו / או מבחני ביטוי גנים או קבוע באמצעות paraformaldehyde 4% ולאחר מכן משובץ, מחולק ומוכתם לניתוח היסטולוגית. ניתוח היסטולוגית של אב העורקים יכול להדגים תכונות נפוצות של מחלת אב העורקים כגון השפלה מבנית, היווצרות רובד, וחדירה של לויקוציטים <sup> 6,7. בנוסף, אב העורקים נכרתו יכולים לשמש כדי לבודד שורות תאים עיקריות כוללים תאי שריר אנדותל וחלק אשר לאחר מכן יכול לשמש למגוון רחב של מחקרים במבחנת 7.
נכון לעכשיו, אין שיטות אחרות כדי לספק אפיון מעמיק זה של מחלה באב עורקים, כמו גם לספק לחוקרי כלים ללמוד מחלות לב נוספת. שיטות הדמיה כמו הדמיה בתהודה מגנטית, טומוגרפיה ממוחשבת ובדיקה אולטרה סאונד הן השיטות הכי קרובה כדי להעריך את אב העורקים מורפולוגית, אולם זה קשה בבעלי חיים קטנים וקבלת מכשיר עם הטכנולוגיה מתאימה היא יקרה 8. ניתן לרכוש שורות תאים הונצחו לחקור מנגנונים אפשריים של מחלה ויעילות של טיפולים, אולם הטבע המלאכותי של תאים אלה מגבילים בחקר ההשפעות על מחזור החיים של התאים ואפופטוזיס 9.
המטרה הכוללת שלכתב יד זה הוא להדגים את הבידוד וכריתת סטרילי של אב העורקים העכבריים בחקירה של מחלת לב וכלי דם.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aortic disease can lead to significant systemic pathology and possibly death in severe cases. Treatment options are currently limited therefore continued research in the field is necessary10. Murine models are ideal to further study disease progression and potentially therapeutic options4. Therefore, the successful completion of the method described in this manuscript will provide investigators with the tools to measure disease progression and drug efficacy.
This techniq…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אי לנו תודות.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Isoflurane | Med-Vet International | #RXISO-250 | |
| 70% Ethanol | Fisher | 07-678-001 | |
| Phosphate buffered saline | Sigma Aldrich | P5368-10PAK | |
| Surgical Tape | 3M | 1527-1 | |
| Sterile Gauze | Dukal Corporations | 1312 | |
| 25 Gauge Needle | BD | 305122 | |
| 10ml Syringe | BD | 309604 |
References
- Go, A. S., et al. Heart disease and stroke statistics–2014 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 129 (3), 28-292 (2014).
- Ross, R., Harker, L. Hyperlipidemia and atherosclerosis. Science. 193 (4258), 1094-1100 (1976).
- Clouse, W. D., et al. Acute aortic dissection: population-based incidence compared with degenerative aortic aneurysm rupture. Mayo Clin Proc. 79 (2), 176-180 (2004).
- Daugherty, A., Cassis, L. A. Mouse models of abdominal aortic aneurysms. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (3), 429-434 (2004).
- Pleumeekers, H. J., et al. Aneurysms of the abdominal aorta in older adults. The Rotterdam Study. Am J Epidemiol. 142 (12), 1291-1299 (1995).
- Brophy, C. M., Reilly, J. M., Smit, G. J., Tilson, M. D. The role of inflammation in nonspecific abdominal aortic aneurysm disease. Ann Vasc Surg. 5 (3), 229-233 (1991).
- Ray, J. L., Leach, R., Herbert, J. M., Benson, M. Isolation of vascular smooth muscle cells from a single murine aorta. Methods Cell Sci. 23 (4), 185-188 (2001).
- Weiss, R. G. Imaging the murine cardiovascular system with magnetic resonance. Circ Res. 88 (6), 550-551 (2001).
- Graham, E. L., Balla, C., Franchino, H., Melman, Y., del Monte, F., Das, S. Isolation culture, and functional characterization of adult mouse cardiomyoctyes. J Vis Exp. (79), 50289 (2013).
- Wassef, M., Upchurch, G. R., Kuivaniemi, H., Thompson, R. W., Tilson, M. D. 3. r. d. Challenges and opportunities in abdominal aortic aneurysm research. J Vasc Surg. 45 (1), 192-198 (2007).
