급성 및 아 급성 쥐 뒷다리 국소 빈혈하는 방법
Summary
Surgical induction of hindlimb ischemia in the mouse is useful to examine angiogenesis, however this is compromised in certain inbred mouse strains that display marked ischemia-induced tissue necrosis. Methods are described to induce subacute limb ischemia using ameroid constrictors to circumvent this problem through the induction of gradual arterial occlusion.
Abstract
말초 동맥 질환 (PAD)는 신뢰성이 질병에 대한 새로운 치료 개발에 필요한 인간 질병을 재현 심혈관 질병률과 사망률 선진국 및 동물 모델의 주요 원인이다. 마우스 뒷다리 허혈 모델은 광범위 이러한 목적을 위해 사용 되었으나, 대퇴 동맥 결찰에 의해 급성 사지 허혈을 유도하는 표준 방법은 허혈, 혈관 및 골격 근육 조직 반응을 연구하는 연구자의 능력을 손상 실질적인 조직 괴사 될 수 . 대퇴부 동맥 결찰 다른 방법은 아메 로이드 constrictors의 사용을 통해 점진적 대퇴 동맥 폐쇄의 유도이다. 완만, 급성 허혈 결과, 3 일 – 대퇴 동맥 결찰의 위치와 동일하거나 상이한 위치에서 대퇴 동맥 주위에 배치 될 경우,이 장치는 하나 이상 동맥 폐색. 이 w는, 이하 실질적인 골격근 조직 괴사를 초래HICH 더 밀접하게, 인간에서 본 PAD 응답을 모방 할 수있다. 유전 적 배경에 영향 모두 급성 및 아 급성 허혈 모델에서 성과 때문에 마우스 균주 고려 최상의 모델을 선택하는 중요한 연구되고있다. 이 논문은 마우스에서 아 급성 또는 급성 사지 허혈을 유도하는 적절한 절차와 마우스 대퇴 동맥에 합자 또는 아메 로이드 constrictors의 해부학 적 위치를 설명합니다.
Introduction
주변 동맥 질환 (PAD)은 선진국 (1) 심혈 관계 이환율과 사망률의 주요 원인이다. 결과 운동시 또는 휴식 고통과 때때로 사지 절단을 필요로 궤양과 괴저 비 치료와 사지 허혈에 이르게 주변 동맥의 동맥 경화 방해에서 PAD 결과. 기본적으로 효과적인 의료 치료 4 존재하지 않기 때문에 PAD를 대상으로 치료는 주로 혈관이 또는 외과 적 재관류 3으로 연결됩니다.
바이 패스 이식 일부 집단 (예를 들어, 흡연자, 여성, 비 복재 정맥 이식편) 6,7에 더 나쁘다 5 (5 년 이내 50 %까지) 높은 실패율이 불행하게도, 재관류 술은 종종 제한된 혜택입니다. 이러한 혈관 성형술 및 스텐트 삽입술과 같은 혈관 접근 방법은,도 (1 년 이내 50 % 초과) 높은 재 협착 비율에 의해 손상되어, 내가 서 특히약물 방출 풍선과 스텐트의 사용이 다소 9-11 성과를 개선했지만, N, 질병 8 대퇴 슬와. PAD 새로운 치료제를 개발하기 위해서는 확실하게 인간의 질병을 재현 동물 모델을 개발하는 것이 필수적이다.
현재까지, PAD의 가장 일반적인 모델 자주 마우스 (12, 13)에서 수행되는 사지 허혈 모델 (HLI)이다. 가장 흔한 증상에서, 모델은 근위 및 원위 대퇴 동맥 수술 결찰을 수반하고 그 중간 측 분기 혈류 급성 사지 허혈 유도 교합의 결과로 용기의 절제 하였다. HLI 말초 사지 근육 조직에서의 혈관 신생 및 동맥 신생 반응 및 이들 반응에 대한 다양한 치료 (예를 들면, 약물, 유전자 전달은, 줄기 세포)의 효과를 연구하기 위해 주로 사용되어왔다. 최근 우리 그룹 골격근 세포의 역할을 조사하기 위해 모델을 사용한 전해당 반응은 허혈 및 결과 (14)에 유전 적 차이의 영향을 사지.
HLI 모델은 현재 허혈, 혈관 근육 응답 유전자 (즉, 근친 주) (15)에 의존 이해 16 세, 당뇨병 (17)을 포함하는 다른 질환 또는 동맥 경화증 관련 조건의 유무를 촉진했다 고 콜레스테롤 혈증 18. 그러나, 전통적인 HLI 모델의 중요한 약점은 인간 PAD는 말초 동맥 폐색 성 동맥 경화성 병변의 점진적인 발전의 결과로서 만성 허혈을 야기하는 반면이 급성 사지 허혈 (12, 13)의 모델이라는 것이다.
이 약점을 회피하기위한 시도로, 당과 동료들은 초기 constrictors 아메 로이드 (19)를 사용하여 점진적으로 대퇴 동맥 폐색의 쥐 모델,이어서 D 동일한기를 개발유사한 마우스 모델 (20) eveloped. 아메 로이드 constrictors 만성 심근 허혈 (21, 22)의 개 모델에서 1950 년대에 처음 기술되었다. 이러한 장치는 일반적으로 카제인, 흡습성 물질의 내부 층을 감싸는 외측 금속 슬리브를 가지며, 동맥 주위에 배치 할 때의 주위의 조직으로부터 수분을 흡수대로 점진적 혈관 폐색을 유도한다. 모델들의 변형에서, 양 등의 Al을. 근위 및 외과 용 결찰 사이트 유사 사이트의 원위 대퇴 동맥 모두 constrictors 배치, 이들은 전통적인 모델에서와 같이, 대퇴 동맥의 곁가지를 결찰. 수술 후 5주, 적은 근육 괴사 20 – 급성 HLI에 비해 아메 로이드 뱀 허혈 유발 염증 및 전단 응력 의존성 유전자의 낮은 발현 낮은 혈류 복구 4 결과. 이러한 관찰에 기초하여, 그 완만 한 동맥 폐색 P의 모델을 제공 할 수 느꼈다인간의 질병에 관련성 AD.
특히, 원래의 보고서에서, 아메 로이드 뱀에 의한 허혈의 효과는 허혈에 의한 근육의 괴사 (15)에 상대적으로 내성 C57BL / 6 마우스 (19)에 조사 하였다. 우리는 최근에 더 점진적 허혈 모델을 수정하고 더 허혈 취약 BALB / C 마우스 스트레인 (23)에 미치는 영향을 탐구. 모델의 첫 번째 표현에서 우리는 근위 및 원위 대퇴 동맥에 모두 constrictors을 배치하지만 그대로 모든 측면 가지를 떠났다. 두 번째, 온화한 변형에서, 우리는 근위 대퇴 동맥에 하나의 뱀을 넣고 다시 그대로 동맥의 모든 측면로 분기를 떠났습니다. 이 모델의 두 변형에서, 우리는 해당 BALB / c 마우스가 아닌 C57BL / 6 쥐를 발견 유사한 혈류 및 혈관 밀도에도 불구하고 상당한 근육의 괴사를 표시. 우리의 이전 연구 (14)와 마찬가지로, 이러한 연구 결과는 사지 근육을 보여 주었다부상은 전적으로 혈액의 흐름에 영향을하지만, 일부 유전 적 배경에 의존하지 않습니다. 또한, 우리는 사지 혈류 따라서 모델이 더 한 '아 급성'보다는 점진적인 사지 허혈의이 나타납니다, 3 일 이내에 그 최저점으로 떨어졌습니다 것을 발견했다.
이러한 종래의 연구에 기초하여, 뒷다리 허혈을 유도하기위한 하나의 방법은 모든 경우에 적합하지 않을 수 있음을 분명히 나타난다. 조건 (예를 들면, 유전 적 차이와 존재 또는 공동 병적 상태의 유무) 영향 혈관 및 골격 근육 별 반응 모두의 다양한 연구자 찾을 수 있기 때문에이 필요한 만성 및 / 또는 최선을 사지 허혈의 정도를 수정 자신의 목적에 맞게. 또한, 모델의 사전 설명은 일반적으로 기술의 신뢰성 간 연구자 재현성을 용이하게하기 위해 적당한 해부학 부족. 본 논문에서는, 마우스에 급성 또는 아 급성 중 하나 사지 허혈을 유도하는 방법설명하고, 정확한 해부학 적 랜드 마크가 제공된다.
Protocol
Representative Results
Discussion
아마도이 과정에서 가장 어려운 단계는 대퇴 정맥의 대퇴 동맥의 분리이다. 큰 직경 및 동맥와 비교 대퇴 정맥의 얇은 벽은 천공의 감수성을 증가시키고 수술 조작시 찢어. 정맥을 방해의 가능성은 PBS에 적신 멸균 면봉을 사용하여 습윤 상처를 유지함으로써 감소 될 수있다. 모든 집게가, 날카롭게 정렬 및 혈관과 주변 조직의 정확한 조작을 허용하기 위해 휴식을 무료로되어 있는지 확인하는 것?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by NIH grants R21HL118661, R56HL124444, and R01HL124444 to CDK, and by NIH grants R00HL103797 and R01HL125695 to JMM.
Materials
| Dumont #5/45 Forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | Dumoxel |
| Dumont Style 5 Mini Forceps | Fine Science Tools | 11200-14 | Inox |
| Extra Fine Bonn Scissors | Fine Science Tools | 14084-08 | |
| 7-0 Silk Suture | Sharpoint | DA-2527N | |
| 5-0 Coated Vicryl Suture | Ethicon | J463G | |
| Graefe Forceps | Fine Science Tools | 11053-10 | |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-03 | |
| Artifical Tears Ointment | Rugby Laboratories | 0536-6550-91 | |
| Surgical Tape | 3M | 1530-0 | |
| Fine Cotton Swabs | Contec | SC-4 | |
| Temperature Controller | Physitemp | TCAT-2DF | |
| Ameroid Constrictors | Research Instruments SW | MMC-0.25 x 1.00-SS | |
| Hot Bead Sterilizer | |||
| Deltaphase Isothermal Pad | Braintree Scientific | 39DP | |
| Needle Driver | Fine Science Tools | ||
| Phosphate Buffered Saline | Gibco | 10010-023 | |
| Moor LDPI | Moor Instruments | moorLDI2 | |
| moorLDI Measurement software | Moor Instruments | v. 6.0 | |
| Hair Removal Cream | Nair |
References
- Criqui, M. H., Aboyans, V. Epidemiology of peripheral artery disease. Circ. Res. 116, 1509-1526 (2015).
- Thukkani, A. K., Kinlay, S. Endovascular intervention for peripheral artery disease. Circ. Res. 116, 1599-1613 (2015).
- Vartanian, S. M., Conte, M. S. Surgical intervention for peripheral arterial disease. Circ. Res. 116, 1614-1628 (2015).
- Bonaca, M. P., Creager, M. A. Pharmacological treatment and current management of peripheral artery disease. Circ. Res. 116, 1579-1598 (2015).
- Conte, M. S., et al. Design and rationale of the PREVENT III clinical trial: edifoligide for the prevention of infrainguinal vein graft failure. Vasc Endovascular Surg. 39, 15-23 (2005).
- Pomposelli, F. B., et al. A decade of experience with dorsalis pedis artery bypass: analysis of outcome in more than 1000 cases. J. Vasc. Surg. 37, 307-315 (2003).
- Willigendael, E. M., et al. Smoking and the patency of lower extremity bypass grafts: a meta-analysis. J. Vasc. Surg. 42, 67-74 (2005).
- Schillinger, M., et al. Balloon angioplasty versus implantation of nitinol stents in the superficial femoral artery. N. Engl. J. Med. 354, 1879-1888 (2006).
- Marmagkiolis, K., et al. 12-month primary patency rates of contemporary endovascular device therapy for femoro-popliteal occlusive disease in 6,024 patients: beyond balloon angioplasty. Catheter. Cardiovasc. Interv. 84, 555-564 (2014).
- Rosenfield, K., et al. Trial of a Paclitaxel-Coated Balloon for Femoropopliteal Artery Disease. N. Engl. J. Med. 373, 145-153 (2015).
- Tepe, G., et al. Drug-coated balloon versus standard percutaneous transluminal angioplasty for the treatment of superficial femoral and popliteal peripheral artery disease: 12-month results from the IN.PACT SFA randomized trial. Circulation. 131, 495-502 (2015).
- Couffinhal, T., et al. Mouse model of angiogenesis. Am. J. Pathol. 152, 1667-1679 (1998).
- Niiyama, H., Huang, N. F., Rollins, M. D., Cooke, J. P. Murine model of hindlimb ischemia. J Vis Exp. , (2009).
- McClung, J. M., et al. Skeletal muscle-specific genetic determinants contribute to the differential strain-dependent effects of hindlimb ischemia in mice. Am. J. Pathol. 180, 2156-2169 (2012).
- Dokun, A. O., et al. A quantitative trait locus (LSq-1) on mouse chromosome 7 is linked to the absence of tissue loss after surgical hindlimb ischemia. Circulation. 117, 1207-1215 (2008).
- Rivard, A., et al. Age-dependent impairment of angiogenesis. Circulation. 99, 111-120 (1999).
- Hazarika, S., et al. Impaired angiogenesis after hindlimb ischemia in type 2 diabetes mellitus: differential regulation of vascular endothelial growth factor receptor 1 and soluble vascular endothelial growth factor receptor 1. Circ. Res. 101, 948-956 (2007).
- Couffinhal, T., et al. Impaired collateral vessel development associated with reduced expression of vascular endothelial growth factor in ApoE-/- mice. Circulation. 99, 3188-3198 (1999).
- Tang, G. L., Chang, D. S., Sarkar, R., Wang, R., Messina, L. M. The effect of gradual or acute arterial occlusion on skeletal muscle blood flow, arteriogenesis, and inflammation in rat hindlimb ischemia. J. Vasc. Surg. 41, 312-320 (2005).
- Yang, Y., et al. Cellular and molecular mechanism regulating blood flow recovery in acute versus gradual femoral artery occlusion are distinct in the mouse. J. Vasc. Surg. 48, 1546-1558 (2008).
- Litvak, J., Siderides, L. E., Vineberg, A. M. The experimental production of coronary artery insufficiency and occlusion. Am. Heart J. 53, 505-518 (1957).
- Bredee, J. J. An improved ameroid constrictor. Preliminary communication. J. Surg. Res. 9, 107-112 (1969).
- McClung, J. M., et al. Subacute limb ischemia induces skeletal muscle injury in genetically susceptible mice independent of vascular density. J. Vasc. Surg. , (2015).
- Hellingman, A. A., et al. Variations in surgical procedures for hind limb ischaemia mouse models result in differences in collateral formation. Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 40, 796-803 (2010).
- Kochi, T., et al. Characterization of the arterial anatomy of the murine hindlimb: functional role in the design and understanding of ischemia models. PloS one. 8, e84047 (2013).
