Kanin modellen af accelereret åreforkalkning: en metodologisk perspektiv iliaca arterie ballon skade

Summary

Dyremodeller for åreforkalkning er vigtigt at forstå mekanismen og undersøge nyere tilgange for at forhindre plak udvikling eller brud, en førende dødsårsag i de industrialiserede verden. Denne protokol bruger en kombination af ballon skade og kolesterol kost til at fremkalde aterosklerotiske plaques i kanin iliaca arterie.

Abstract

Akut koronar syndrom som følge af koronar okklusion efter udvikling af aterosklerotisk plaque og brud er den førende dødsårsag i de industrialiserede verden. New Zealand White (NZW) kaniner er almindeligt anvendt som en dyremodel for studiet af åreforkalkning. De udvikler spontan læsioner når fodret med atherogene kost; Dette kræver imidlertid lang tid på 4-8 måneder. For yderligere at forbedre og fremskynde atherogenesis, er en kombination af atherogene kost og mekaniske endotel skade ofte ansat. Præsenteres proceduren for inducerende aterosklerotiske plaques i kaniner bruger en ballonkateter for at forstyrre endotel i den venstre iliaca arterie i NZW kaniner fodres med atherogene kost. Sådanne mekaniske skader forårsaget af ballonkateter inducerer en kæde af inflammatoriske reaktioner indlede neointimal lipid ophobning i en tid afhænger af mode. Aterosklerotisk plaque efter ballon skade Vis neointimal fortykkelse med omfattende lipid infiltration, høj glat muskel celleindhold og tilstedeværelsen af makrofag afledt skum celler. Denne teknik er enkel, reproducerbare og producerer plak kontrolleret længde i den iliaca arterie. Hele proceduren er afsluttet inden for 20-30 min. Proceduren er sikkert med lav dødelighed og tilbyder også stor succes med at opnå betydelige intima læsioner. Proceduren for ballonkateter induceret arteriel skade resultaterne i åreforkalkning inden for to uger. Denne model kan bruges til at undersøge sygdommen patologi, billeddiagnostik og evaluere nye terapeutiske strategier.

Introduction

Bristning af sårbare aterosklerotiske plaques er en af de førende dødsårsager i den industrialiserede nationer¹. Selv om forskning i de seneste årtier har udfoldet adskillige molekylære og cellulære mekanismer involveret i plaque progression, fortsatte indsats er stadig nødvendig ikke kun til at optrævle de komplekse mekanisme for sygdomsprogression, men også at teste nye terapeutiske tilgange. Flere dyremodeller har været foreslået at studere åreforkalkning. Genmanipulation, kolesterol fodring eller mekaniske endotelet skade er de standard strategier deles af de fleste dyremodeller for åreforkalkning herunder mus, kaniner eller minipigs. Blandt disse er NZW kaniner følsomme over for kolesterol kost, mens normale rotter og mus ikke absorberer kolesterol^2,3,4betydeligt. Kaniner udvikle spontant aorta læsioner rige i makrofager med nogle fibrøst komponent når fodret med kolesterol kost^5,6. Lange forberedende tidspunktet for 4-8 måneder til at fremkalde aterosklerotisk plaquesby fodring kolesterol kost alene^6,7 er imidlertid en stor ulempe for de fleste af de eksperimentelle indstillinger. I stræben efter inducerende læsioner i relativt kort tid, er en kombination af høj kolesterol kost og ballon skade blevet udviklet af Baumgarter og Studer⁸. Det overordnede mål med denne teknik er at fremkalde aterosklerotiske plaques består af skum celler (svarende til fede streak i mennesker) i hypercholesterolemic kaniner inden for 2 uger. Den nuværende teknik beskriver proceduren i arterievæggen skade baseret på Baumgarters metode ved hjælp af en ballonkateter rykkede ind i den iliaca arterie i NZW hypercholesterolemic kaniner.

Sammen med en rig kost, kolesterol, vil skade som følge af ballon induceret nedtrapning endothelialization føre til åreforkalkning. Ballon skade fremskynder dannelsen af aterosklerotiske læsioner, og producerer plak af ensartet størrelse og fordeling. Intima fortykkelse stigninger over en periode af tid og intima celle infiltration starter inden for få dage efter skade. Fede striber med betydelige makrofager begynder at dukke op efter 7-10 dage af ballon skade og er repræsenteret som Type II læsion ifølge klassificeringen af American Heart Association. Ballon skade i kanin er ofte udført i aorta at studere plaque sammensætning. Neointimal endotelet udtrykker høje niveauer af intercellulære vedhæftning molekyle. Plaques er forbundet med mediale dissektion og adventitial ændringer. Aterosklerotiske læsioner er sammensat af lipider, prolifererende glat muskelceller (SMCs), kollagen fibre og inflammatoriske celler, der ophobes under den regenererede endothelium og er for det meste type II i naturen. Den topologiske distribution af kanin plaques var samme som rapporteret i menneskelige aortas ^9,10 i princippet, aorta er større i størrelse i forhold til iliaca arterier og ville producere plaque i større længde. Men den største fordel ved hjælp af arteria iliaca som stedet for åreforkalkning i kaniner er dens tilgængelighed, dens lighed i muskuløs indhold til menneskelige koronararterie¹¹, ensartet læsion udvikling¹², høj væv faktor aktivitet¹³ og konsekvent fartøj dimension sammenlignes med menneskelig koronar arterie giver mulighed for vurdering af kommercielt fremstillede udstyr til morfometrisk og Angiografisk slutpunkter. Invasiv og ikke-invasive metoder er blevet undersøgt for at analysere plaques i kanin iliaca arterier i det levende dyr. Tidligere rapporter beskriver brugen af magnetic resonance imaging (MR) med hjælp fra en 2,35-tesla hr. system ¹⁴ Derudover, intravaskulær ultralyd (IVUS) eller optisk kohærens tomografi (OCT) katetre kan være behørigt anvendes på billedet aterosklerotiske plaques i kanin iliaca arterier. Den iliaca arterie er tilgængeligt for ultrasound imaging, når du bruger en høj opløsning Ekkografi og aorta kan også udforskes med denne teknik.

I det seneste årti har har denne kanin model af ballon skade bidraget til yderligere for at forstå mekanismerne af plaque progression¹⁵og plaque regression¹⁶. Derudover modellen har været anvendt til at undersøge indflydelsen af roman terapeutiske agenter som statiner, standard antitrombotiske midler, antioxidant agenter^17,18 og stof-eluerer stents såsom everolimus eller zotarolimus-eluerer stent^19,20 på neointimal fortykkelse. Denne model har også været brugt til at undersøge intravaskulær billeddannelse af nær-infrarødt fluorescens imaging kateter²¹.

Protocol

denne eksperimentel protokol er blevet godkendt af den kantonale Veterinærkontoret, Fribourg og den schweiziske føderale Veterinary Office, Schweiz (FR 2015/58). Bemærk: mandlige NZW kaniner vejer mellem 2,8 til 3,2 kg blev brugt. Dyrene har været opstaldet på konventionelle betingelser (12 h lys og mørke cyklus, ad libitum vand og mad). Før ballon denudation, blev dyr akklimatiseret i 1 uge, hvor de blev fodret med normal chow kost. Efter 1 uge med akklimatisering, kaniner blev skift…

Representative Results

Ballon skade af arteria iliaca blev udført uden komplikation (figur 1). Den samlede udløsende tid varierede fra 20 til 30 min for skader udført på kun én iliaca arterie og 35 til 45 min. for skader på begge arterier. Kaninen inddrevet inden for 1 time efter ballon skade. Alle dyr syntes sund uden betydelige vægttab. Der opstod ingen infektion, ødem eller arteriel trombose. Området såret var normal udover nogle milde fibrose på webstedet sutur. Efte…

Discussion

Kanin iliaca arterie åreforkalkning model er almindeligt anvendt i åreforkalkning forskning. Med denne protokol udviklet kaniner hurtigt mere alvorlige og avancerede plaques i forhold til spontan læsioner udviklet med kun kolesterol kost. Vigtigere, inddrive dyr hurtigt fra kirurgi.

De vigtigste stimulus for atherogenesis er den mekaniske skader forårsaget af den ballonkateter, der skader på endothelium og distends fartøj væg²⁶. Denne procedure inducerer en ombyg…

Materials

New Zealand White rabbits	Charles River laboratories,France	Cre:KBL(NZW)
Cholesterol rich diet	Ssniff spezialdiäten	Ssniff EF K High Fat and Cholesterol
Glass bead sterilizer-Germinator 500	VWR, Leicestershire, UK	101326-488
Fogarty balloon embolectomy catheters, 2 French	Edwards Lifesciences, Switzerland	120602F	For single use only
Luer Lock Syringe	Becton, Dickinson and Company, USA	309628
Thermopad Type 226	Solis, Switzerland AG	397387
Buprenorphine- Temgesic	Reckitt Benckiser AG, Switzerland	7.68042E+12
Isoflurane	Piramal Critical Care, Inc, Bethlehem, PA 18017	2667-46-7
Anaesthesia machine-combi-vet Base Anesthesia System	Rothacher Medical GmbH, Switzerland	CV 30-301-A
Cardell touch veterinary vital signs monitor	Midmark, Ohio, USA	8013-001
Ophthalmic ointment-Humigel	Virbac, France
Animal hair clippers	Aesculap AG, Germany	GT420
Disinfectant-Betadine solution	MundipharmaMedicalCompany, Switzerland	14671-1203
Dumont #7 Forceps	FST Germany	11274-20
Medium and small microscissors	Medline International Switzerland Sàrl	UC4337
Microvascular clamps	FST, Germany	18051-28
Papaverine	ESCA chemicals, Switzerland	RE 356 803
Vein Pick	Harvard Apparatus, Cambridge, UK	72-4169	For single use only
Saline	Laboratorium Dr. G. Bichsel AG, , Switzerland	1330055
Polysorb 5-0 suture	Covidien AG, Switzerland	UL 202	Monofilament
Sulfadoxine and Trimethoprim-Trimethazol	Werner Stricker AG, Switzerland	Swissmedic Nr. 50'361
Antiseptic- Octenisept	Schülke & Mayr AG, Switzerland	GTIN: 4032651214068
Phosphate Buffered Saline	Roth	1058.1
Isobutanol-2-Methylbutane	Sigma-Aldrich, Switzerland	M32631-1L
Optimum Cutting Temperature compound-Tissue-Tek	VWR Chemicals, Belgium	25608-930
Cryostat	Leica, Glattbrugg, Switzerland	Leica CM1860 UV
Glass slide- Superfrost Plus	Thermo Scientific	4951PLUS4
Mayer's Haematoxylin	Sigma-Aldrich, Switzerland	MHS32-1L
Eosin 0.5% aq.	Sigma-Aldrich, Switzerland	HT110232-1L
Oil Red O	Sigma-Aldrich, Switzerland	O0625-25G
α-smooth muscle actin antibody	Abcam, UK.	ab7817
Macrophage Clone RAM11 antibody	DAKO, Switzerland	M063301
Hoechst	Abcam, UK.	ab145596
Goat polyclonal Secondary Antibody (Chromeo 546)	Abcam, UK.	ab60316
Alexa Fluor 488/547	Abcam, UK.
Glycergel Mounting Medium, Aqueous	DAKO, Switzerland	C056330
Hematoxylin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	H3136-25G
Ferric chloride for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	157740-100G
Iodine for Movat staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	207772-100G
Potassium iodide for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	60400-100G-F
Alcian blue for Movat staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	A5268-10G
Strong Ammonia for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	320145-500ML
Brilliant crocein MOO for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	210757-50G
Acid Fuchsin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	F8129-50G
Sodium Thiosulfate for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	72049-250G,
Phosphotungstic acid for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	79690-100G
Crocin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	17304-5G
EUKITT for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	03989-100ML