Rat Karotis Balon Yaralanma Modeli Anti-vasküler Tadilat Therapeutics Test
Summary
The rat carotid balloon injury model described below allows researchers to evaluate drugs or therapeutics that negate injury-induced arterial hyperplasia. Detailed pre-surgical preparation, surgical procedure, and post-surgical cares of the animal are described.
Abstract
The rat carotid balloon injury is a well-established surgical model that has been used to study arterial remodeling and vascular cell proliferation. It is also a valuable model system to test, and to evaluate therapeutics and drugs that negate maladaptive remodeling in the vessel. The injury, or barotrauma, in the vessel lumen caused by an inflated balloon via an inserted catheter induces subsequent neointimal growth, often leading to hyperplasia or thickening of the vessel wall that narrows, or obstructs the lumen. The method described here is sufficiently sensitive, and the results can be obtained in relatively short time (2 weeks after the surgery). The efficacy of the drug or therapeutic against the induced-remodeling can be evaluated either by the post-mortem pathological and histomorphological analysis, or by ultrasound sonography in live animals. In addition, this model system has also been used to determine the therapeutic window or the time course of the administered drug. These studies can leadto the development of a better administrative strategy and a better therapeutic outcome. The procedure described here provides a tool for translational studies that bring drug and therapeutic candidates from bench research to clinical applications.
Introduction
Anjiyoplasti ateroskleroz gibi patolojik durumlar sonuçtaki daralmış veya tıkalı damarları genişletmek için kullanılan bir endovasküler işlemdir. anjiyoplasti yaygın bir komplikasyon cerrahi yaralanmalar ve sonraki inflamasyon kaynaklı vasküler yeniden nedeniyle oluşur ameliyat sonrası neointimal hiperplazi veya restenoz vardır. Bu koşullar damar düz hücreler ve çoklu patofizyolojik 1-3 çoğalmasına yol açar. Neointimal hiperplazi gemi yeniden kalınlaşır ve ilk yıl içinde% 60 anjiyoplasti sonrası hastalarda kadar oluşur. Bu nedenle, restenoz yaygın olarak kullanılan anjiyoplasti prosedür 4 büyük bir başarısızlık. Uyuşturucu elüsyon stent implantasyonu restenoz engellemeye yardımcı olsa da, yalnızca seçilen adaylar bu pahalı prosedürü 5 uğrayabilir.
hayvan ve klinik çalışmalar hem kronik inflamasyon vascu tarafından oluşturulan kurduklar yaralanma ve / veya cerrahi yara anjiyoplasti sonrası neointimal büyüme 2,4 için ana uyarıcı olarak hizmet vermektedir. Bu nedenle sıçan karotis balon yaralanma modeli taklit klinik durum ve vasküler yeniden yapılanma ve vasküler hücre çoğalması 6-9 katıldıklarını hücresel faktörleri belirlemek için değerli bir model sistem olarak hizmet vermektedir. Bu model sistemi, ön-klinik çalışmalarda translasyonel 10-14 neointimal büyümede ilaçlarla tedavi ve tedavi reaktifler için son derece yararlıdır değerlendirmek için bir araç ve / veya ekran.
Fare karotis tel yaralanması modelinde 15 ve fare femoral arter tel yaralanması modelinde 16, sıçan karotis balon yaralanma modeli verdirdiler yaralanma tekrarlanabilirlik kolaylaştırır cerrahi prosedür kolaylığı için boyutu yeterince büyük olma avantajları vardır karşılaştırıldığında. Bu addit edecek birincil hücreler daha çok sayıda (örneğin, vasküler düz kas hücreleri, endotelyal hücreler) sağlayabilirional in vitro çalışmalar vasküler remodeling düzenleyen moleküler mekanizmayı tanımlamak için. Önemli olarak, farelere kıyasla, sıçanlar fizyolojik ve toksikolojik çalışmalar 17 için daha iyi bir model olduğu bilinmektedir. Sıçan modeli bir dezavantaj ya da sınırlama genetik modifiye ve gen nakavt modellerinin olmaması olmasına rağmen, bu dezavantaj sıçan genomik dizisinin kullanılabilirliği ve bu tür işler CRISPR-CAS teknolojisi gibi güçlü genomik düzenleme araçları son gelişme ile aşılabilir farklı model sistemlerde 18,19 genomik dizilerin geniş aralıkları mümkün manipülasyon.
Sıçan balon yaralanma modeli birden laboratuarları ve çeşitli kapsamlı protokoller tarafından kullanılmasına rağmen 20,21 yayınlanmış, bu protokol öncesi cerrahi hazırlıkları daha fazla ayrıntı vermeyi amaçlamaktadır ve bu cerrahi uygulama kurmak için bu prosedüre yeni araştırmacılara yol açabilir. Biz de t ameliyat sonrası bakım vurgulamakCanlı hayvanların 13,22 değil sadece arteriyel remodeling terapötik etki postmortem patolojik ve histomorfolojik analizler değil, aynı zamanda ultrason sonografik çalışmalar veriyor o hayvanlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
karotid arter lümeninde duvar endoteli kaldırır yaralanma oluşturmak için balonu şişirmek için kullanılan iki yöntem olmuştur. Bir sıvı 20 ile bağlı şırıngayı doldurmak ve diğer hava basıncı 21 kullanmaktır. Biz tam sıvı hacmi (0.02 ml) her işlem için kullanılacak, çünkü sıvı dolu şırıngayı kullanmayı tercih eder. Bu prosedür uygulanan her bir hayvanın yaralanma benzer bir seviyeye neden balon bir hassas ve tekrarlanabilir enflasyonu oluşturur. şırınga s?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The work was supported by the intramural research program of the NIH, National Institute on Aging, and by a Priority Research Centers Program grant from the National Research Foundation (NRF-2009-0093812) funded by the Ministry of Science, Information and Communication Technology, & Future Planning, the Republic of Korea (H.T.). We thank Dr. Han-sol Park for putting “material” part together for the manuscript.
Materials
| 2 F Fogarty balloon embolectomy catheter | Edwards Lifesciences |
| Standard scalpel | Fine Science Tools |
| Small curved forceps (Large radius Dumont#7shanks curved) | Fine Science Tools |
| Large, medium and small micro-scissors | Roboz |
| Needles (20 G) | TycoHealthcare |
| Micro-surgery forceps with micro-blunted atraumatic tips | Fine Science Tools |
| Atraumatic straight small arterial clamps | Fine Science Tools |
| Retractor with maximum spread 5.5 cm long blunt teeth | Fine Science Tools |
| Silk suture (4.0 and 6.0 ) | Fine Science Tools |
| Syringe (1.0 ml) | BD |
| Curity gauze sponges | AllegroMedical |
| Cotton tip applicators sterile and non-sterile | Puritan Medical Products |
| Compact hot bead sterilizer | Fine Science Tools |
| Self-regulating heating pad | Fine Science Tools |
| ADS200 anesthesia system/ventilator | Paragon Medical |
| Isoflurane (forane), liquid form | Baxter |
| Sodium chloride 0.9% (Saline) | Hospira |
| Buprenex (buprenorphine) | Reckitt Benckiser Healthcare (UK) Ltd. |
| 70% alcohol | Fisher |
| 1: 10 Betadine | Fisher |
References
- Chaabane, C., Otsuka, F., Virmani, R., Bochaton-Piallat, M. L. Biological responses in stented arteries. Cardiovasc Res. 99, 353-363 (2013).
- Goel, S. A., Guo, L. W., Liu, B., Kent, K. C. Mechanisms of post-intervention arterial remodelling. Cardiovasc Res. 96, 363-371 (2012).
- Khan, R., Agrotis, A., Bobik, A. Understanding the role of transforming growth factor-beta1 in intimal thickening after vascular injury. Cardiovasc Res. 74, 223-234 (2007).
- Schillinger, M., Minar, E. Restenosis after percutaneous angioplasty: the role of vascular inflammation. Vasc Health Risk Manag. 1, 73-78 (2005).
- Katz, G., Harchandani, B., Shah, B. Drug-eluting stents: the past, present, and future. Curr Atheroscler Rep. 17, 485 (2015).
- Jain, M., Singh, A., Singh, V., Barthwal, M. K. Involvement of Interleukin-1 Receptor-Associated Kinase-1 in Vascular Smooth Muscle Cell Proliferation and Neointimal Formation After Rat Carotid Injury. Arterioscler Thromb Vasc Biol. , (2015).
- Lee, K. P., et al. Carvacrol inhibits atherosclerotic neointima formation by downregulating reactive oxygen species production in vascular smooth muscle cells. Atherosclerosis. 240, 367-373 (2015).
- Li, G., Chen, S. J., Oparil, S., Chen, Y. F., Thompson, J. A. Direct in vivo evidence demonstrating neointimal migration of adventitial fibroblasts after balloon injury of rat carotid arteries. Circulation. 101 (12), 1362-1365 (2000).
- Noda, T., et al. New endoplasmic reticulum stress regulator, gipie, regulates the survival of vascular smooth muscle cells and the neointima formation after vascular injury. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 35 (5), 1246-1253 (2015).
- Deuse, T., et al. Dichloroacetate prevents restenosis in preclinical animal models of vessel injury. Nature. 509 (7502), 641-644 (2014).
- Guo, J., et al. p55gamma functional mimetic peptide N24 blocks vascular proliferative disorders. J Mol Med (Berl). , (2015).
- Oh, C. J., et al. Dimethylfumarate attenuates restenosis after acute vascular injury by cell-specific and Nrf2-dependent mechanisms. Redox Biol. 2, 855-864 (2014).
- Tae, H. J., et al. The N-glycoform of sRAGE is the key determinant for its therapeutic efficacy to attenuate injury-elicited arterial inflammation and neointimal growth. J Mol Med (Berl. 91 (12), 1369-1381 (2013).
- Zhou, Z., et al. Receptor for AGE (RAGE) mediates neointimal formation in response to arterial injury. Circulation. 107 (17), 2238-2243 (2003).
- Lindner, V., Fingerle, J., Reidy, M. A. Mouse model of arterial injury. Circ Res. 73 (5), 792-796 (1993).
- Le, V., Johnson, C. G., Lee, J. D., Baker, A. B. Murine model of femoral artery wire injury with implantation of a perivascular drug delivery patch. J Vis Exp. (96), e52403 (2015).
- Iannaccone, P. M., Jacob, H. J. Rats! . Dis Model Mech. 2 (5-6), 206-210 (2009).
- Fu, Y., Sander, J. D., Reyon, D., Cascio, V. M., Joung, J. K. Improving CRISPR-Cas nuclease specificity using truncated guide RNAs. Nat Biotechnol. 32 (3), 279-284 (2014).
- Sander, J. D., Joung, J. K. CRISPR-Cas systems for editing, regulating and targeting genomes. Nat Biotechnol. 32 (4), 347-355 (2014).
- Tulis, D. A. Rat carotid artery balloon injury model. Methods Mol Med. 139, 1-30 (2007).
- Zhang, W., Trebak, M. Vascular balloon injury and intraluminal administration in rat carotid artery. J Vis Exp. (94), (2014).
- Tae, H. J., et al. Vessel ultrasound sonographic assessment of soluble receptor for advanced glycation end products efficacy in a rat balloon injury model. Curr Ther Res Clin Exp. 76, 110-115 (2014).
- Tae, H. J., et al. Chronic treatment with a broad-spectrum metalloproteinase inhibitor, doxycycline, prevents the development of spontaneous aortic lesions in a mouse model of vascular Ehlers-Danlos syndrome. J Pharmacol Exp Ther. 343 (1), 246-251 (2012).
- Sakaguchi, T., et al. Central role of RAGE-dependent neointimal expansion in arterial restenosis. J Clin Invest. 111 (7), 959-972 (2003).
