Isolering och Excision av murina Aorta; En Mångsidig Teknik studien av kardiovaskulär sjukdom

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

Aortan spelar en central roll i kardiovaskulär funktion förse kroppen med syresatt blod och liknande till andra delar av kroppen, är mottagliga för sjukdomen. Vanliga aorta sjukdomar inkluderar åderförkalkning och aneurysm, vilket är resultatet av genetiska och miljömässiga faktorer, inklusive kost, rökning och stillasittande livsstil ^1. Åderförkalkning är nedfallet av en kalcium- och lipidbaserat plack till aortaväggen normalt återfinns hos patienter med kronisk hyperlipidemi ^2. Aneurysm kännetecknas av nedbrytning av de strukturella komponenterna i aorta och gallring av kärlväggen, följt av en ökad diameter som på sikt kan leda till bristning ^3.

Djurmodeller är viktiga verktyg för att studera mekanismen för sjukdomen och effekt av potentiella behandlingar. Vanliga djurmodeller som används i kardiovaskulär forskning, särskilt forskning undersöker vaskulära och metabola sjukdomaromfattar genetiskt modifierade möss för att förändra lipidnivåer såsom apolipoprotein E-genen knockout och LDL-receptorgenen knockoutmöss ^4. Majoriteten av metoder för att utvärdera sjukdomsmekanismer och effekt av terapi skulle inkludera isolering och excision av aorta.

När aortan är lokaliserad och isoleras, kan morfometrisk analys bestämmas, såsom förekomsten av aneurysm, typiskt definieras som en ökning i diameter ⁵ större än 50%. Efter behov på plats analysen är klar, kan aorta excideras för vidare analys. En exciderade aorta kan snabbfrystes att utföra molekylära studier såsom protein och / eller genuttryck-analyser eller fixeras med 4% paraformaldehyd och senare inbäddad, snittades och färgades för histologisk analys. Histologisk analys av aorta kan visa gemensamma drag i aortasjukdom såsom strukturell nedbrytning, plackbildning, och infiltration av leukocyter <sup> 6,7. Dessutom kan en utskuren aorta användas för att isolera primära cellinjer inkluderande endoteliala och glatta muskelceller som sedan kan användas för en mängd olika in vitro-studier ^7.

För närvarande finns det inga andra metoder för att tillhandahålla denna djupgående karakterisering av aortasjukdom samt ge forskare med verktyg för att ytterligare studera hjärt-kärlsjukdom. Avbildningsmetoder såsom magnetisk resonanstomografi, datortomografi och ultraljud är de närmaste metoder för att morfologiskt utvärdera aorta, men detta är svårt i små djur och få en enhet med tillräckligt teknik är dyrt ^8. Odödliggjorda cellinjer kan köpas för att undersöka potentiella sjukdomsmekanismer och effektivitet, men den konstgjorda karaktären av dessa celler är begränsande att studera effekterna på cell livscykel och apoptos ^9.

Det övergripande målet fördetta manuskript är att demonstrera den sterila isolering och excision av den murina aorta i undersökningen av hjärt-kärlsjukdom.

Protocol

Alla djurförsök utfördes med godkännande av Institutional Animal Care och användning kommittén vid University of Cincinnati och i enlighet med vägledningen för vård och användning av försöksdjur från National Institutes of Health (NIH publikation nr 85-23, Revised 1996). 1. Förbereda Mouse Euthanize genom att exponera djuret till en supraterapeutisk dos dos av narkosmedel, isofluran inandning till effekt. Verifiera primära dödshjälp via tå nypa som en skadlig sti…

Representative Results

Efter avslutad förfarandet, kommer det att finnas en intakt aorta ursprung från hjärtat, fallande i bröst- och bukhålans med njurartärerna fortfarande sitter (Figur 1A). Härifrån kan aorta avbildas på plats för att kvantifiera morfometriska förändringar som är diagnostiska i studien av bukaortaaneurysm (Figur 1B och 1C). Därefter kan aortan avlägsnas, fixeras och färgas för att titta på histologiska förändringar. En generell och gemensam fl?…

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