Isolasjon og Eksisjon av murine Aorta; En allsidig teknikk i Study of Cardiovascular Disease

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

Aorta spiller en sentral rolle i kardiovaskulær funksjon å forsyne kroppen med oksygenrikt blod og lignende til andre deler av kroppen, er mottakelig for sykdom. Vanlige aorta sykdommer inkluderer aterosklerose og aneurisme, som er resultatet av genetiske og miljømessige faktorer, inkludert kosthold, røyking og stillesittende livsstil ^en. Aterosklerose er avsetningen av et kalsium- og lipid-basert plakk til aortaveggen vanligvis finnes hos pasienter med kronisk hyperlipidemi ^2. Aneurismer er kjennetegnet ved nedbrytning av strukturelle komponenter i aorta og tynning av karveggen, etterfulgt av en økt diameter, som kan til slutt føre til brudd ^tre.

Dyremodeller er viktige verktøy som brukes for å studere mekanismen for sykdommen og effekten av mulige behandlinger. Vanlige dyremodellene i kardiovaskulær forskning, spesielt forskning undersøke vaskulære og metabolske forstyrrelseromfatter genmodifiserte mus å endre lipid nivåer som apolipoprotein E genet knockout og lav tetthet lipoprotein reseptorgenet knockout mus ^fire. De fleste av fremgangsmåter for å evaluere mekanismer for sykdoms og effekt av behandling ville omfatte isolering og fjerning av aorta.

Når aorta er lokalisert og isolert, kan morfometrisk analyse bestemmes, slik som tilstedeværelse av aneurisme, vanligvis definert som en som er større enn 50% økning i diameter ^5. Etter nødvendig in situ analysen er fullført, kan aorta bli spaltet ut for videre analyse. Et utskåret aorta kan flash frosset å gjennomføre molekylære studier som protein og / eller genuttrykk analyser eller festes med 4% paraformaldehyde og senere innebygd, seksjonert og farget for histologisk analyse. Histologisk analyse av aorta kan demonstrere de vanligste funksjonene i aorta sykdom som strukturell degradering, plakk dannelse, og infiltrasjon av leukocytter <sup> 6,7. I tillegg kan et utskåret aorta brukes til å isolere primære cellelinjer inkludert endotelceller og glatte muskelceller som senere kan brukes for en rekke in vitro-studier ^7.

For tiden er det ingen andre metoder for å gi dette grundig karakterisering av aortic sykdom samt gir forskere med verktøy for å studere hjerte-og karsykdommer. Avbildningsmodaliteter så som magnetisk resonansavbildning, computertomografi og ultrasonografi er de nærmeste metoder for å evaluere morfologisk aorta, men dette er vanskelig i små dyr, og å skaffe en enhet med tilstrekkelig teknologi er dyre ^8. Udødeligcellelinjer kan kjøpes for å undersøke mulige mekanismer for sykdom og effekt av behandling, men den kunstige naturen av disse cellene er begrensende i å studere effekter på celle livssyklus og apoptose ^9.

Det overordnede måletdette manuskriptet er å vise den sterile isolasjon og fjerning av murine aorta i etterforskningen av hjerte- og karsykdommer.

Protocol

Alle dyr prosedyrer ble utført med godkjenning av Institutional Animal Care og bruk komité ved University of Cincinnati og i samsvar med Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr fra National Institutes of Health (NIH publikasjon nr 85-23, revidert 1996). 1. Klar Mouse Avlive ved å utsette dyret til en supraterapautisk dose av bedøvelse, isofluran inhalert til effekt. Verifisere primære dødshjelp via tå klype som en skadelig stimulus. Sekundær metode for aktiv dødshjelp, pe…

Representative Results

Ved gjennomføring av fremgangsmåten, vil det være et intakt aorta som stammer fra hjertet, og går inn i torakale og abdominale hulrom med nyrearteriene fortsatt festet (figur 1A). Herfra kan aorta avbildes in situ å kvantifisere morfometriske endringer som er diagnostisk i studiet av abdominale aortaaneurismer (Figur 1B og 1C). Deretter kan aorta fjernes, fiksert og farget for å se på histologiske forandringer. En generell og felles flekk av aorta er hem…

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…

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