A In Vivo אסטרוגן מחסור בעכבר מודל עבור ההקרנה הטיפולים האסטרוגן אקסודוגני של בעיות לב וכלי דם אחרי גיל המעבר
Summary
קלינית, מחסור באסטרוגן בנשים בגיל המעבר עלול להחמיר את השכיחות של שיבוש השומנים טרשת עורקים. הקמנו במודל למחסור באסטרוגן vivo על-ידי כריתת אופוקטומיה דו צדדית באמצעות חתך כפול-רוחבי-לרוחב ב-apoE-/- עכברים. מודל העכבר ישים לסינון טיפולי אסטרוגן אקסוגני של בעיות לב וכלי דם לאחר גיל המעבר.
Abstract
נשים שלאחר גיל המעבר נמצאים בסיכון גבוה יותר לפתח מחלות לב וכלי דם מאשר נשים טרום גיל המעבר. עכברים נקבה ovariectomized (OVX) בתצוגה הגמילה גדל נגעים טרשת עורקים העורקים בהשוואה לעכברים נקבה עם תפקוד השחלות שלמות. עם זאת, מעבדה מודלים מעורבים עכברים לקוי אסטרוגן עם מצב נוטה טרשת עורקים חסרים. גרעון זה הוא חיוני כי מחסור באסטרוגן קליני בנשים בגיל המעבר עלול להחמיר את השכיחות של שיבוש קיים מראש או מתמשך טרשת עורקים. במחקר זה, אנו להקים מודל vivo אסטרוגן לקוי של העכבר על ידי הניתוח הדו באמצעות שכפול באמצעות החתך הצדדי כפול ב אפוליפופרוטאין E (apoe)-/- עכברים. לאחר מכן נשווה את ההשפעות של 17β-estradiol ו פסבדו-הפסטודיסין (PPD) (פיטואסטרוגן) המנוהל באמצעות כפולת אגוזי לוז. אנו מוצאים כי למרות PPD מפעילה כמה השפעה על הפחתת משקל הגוף הסופי ופלזמה TG ב OVX apoE– עכברים, יש לו אנטי-טרשת עורקים ויכולות להגנה לב בדומה לעמיתו 17β-estradiol שלה. PPD הוא פיטואסטרוגן שדווחו להפעיל תכונות אנטי-סרטניים. כך, השיטה המוצעת ישימה לסינון פיטואסטרוגנים באמצעות המינהל הפראורלי להחליף עבור טיפול הורמונלי חלופי המסורתית בנשים לאחר גיל המעבר, אשר דווחו יש פוטנציאל למניעת השטרוגנטיות קיבולת. הממשל הפראורלי באמצעות כפולת אגוזי לוז אינו פולשני, והוא מהווה עיבוד נרחב לחולים רבים. מאמר זה מכיל צעד אחר צעד הפגנות של כריתת אושתנים דו צדדית דרך החתך כפול ולרוחב ב apoE-/- עכברים וperoral 17β-estradiol או החלפת הורמון האסטרוגן באמצעות התפשטות אגוזי לוז. השומנים פלזמה ניתוח תפקוד לב וכלי דם באמצעות האקו לעקוב.
Introduction
מחקרים אפידמיולוגיים וקליניים הראו כי נשים בגיל המעבר הם בסיכון גבוה במידה ניכרת של מחלות לב וכלי דם מאשר נשים טרום גיל1,2. טיפול הורמונלי החלפת (HRT) עשוי להפחית את הסיכון היחסי של מחלות לב וכלי דם 0.37-0.793. בין היתר סיבוכים, טרשת עורקים נגרמת על ידי מחלות לב וכלי דם היא הגורם המוביל למוות ברחבי העולם4. עם זאת, מעבדה מודלים מעורבים עכברים לקוי הצגת מצב נטייה טרשת עורקים חסרים. פרוטוקול זה מספק מודל העכבר vivo מחסור באסטרוגן להקרנה טיפולי אסטרוגן אקסוגני של בעיות לב וכלי דם לאחר גיל המעבר.
מחקרים קודמים מראים כי היישום של ovx ב טרשת עורקים מכרסמים האכילו דיאטה כולסטרול גבוה יכול לחקות נשים בגיל המעבר הסובלים טרשת עורקים5,6,7,8. מודל בעלי חיים ונוח הדומה למצב הטרשת עורקים בנשים בגיל המעבר הוא הבסיס למחקר אסטרוגן אקסוגני. כאן, החתך כפול מראש לרוחב של כריתת האווליטומיה הדו הוחל בחוסר טרשת עורקים מועדים בנוקאאוט E (apoe-/-) עכברים9,10. לעומת באמצע הבטן או החתך העצמי, החתך כפול ולרוחב הוא קל, פחות זמן לגזול שיטה שיכולה למנוע הדבקה חמורה של חלל הבטן ודלקת. המינהל הפראורלי באמצעות התפשטות אגוזי לוז (ראה שולחן החומרים) אינו פולשני ונוח, והוא מתאים באופן נרחב למצב ניהול לטווח ארוך11. השתלת הגלולה לאט שחרור הוא גם פופולרי6. עם זאת, שתלים מחמירים את השכיחות של זיהום במיוחד עכברים נתון OVX. מצבי ניהול אחרים שאינם פולשני, כגון gavage אוראלי ומינהל המים, יש גם החסרונות רבים. אוראלי gavage בדרך כלל עכברים לחץ ועלול לגרום לפציעה בוושט. ניהול ההורמון באמצעות מי השתייה מועיל מאוד; עם זאת, הוספת DMSO כמו אמולסיה הוא בלתי נמנע כמו אסטרוגני אקסוגניים אינם מסיסים במים. כאן, בחרנו peroral 17β-estradiol או החלפת הורמון האסטרוגן באמצעות התפשטות אגוזי לוז לניהול לטווח ארוך.
לאחרונה, את ההשפעה המועילה של HRT על מערכת לב וכלי דם של נשים בגיל המעבר כבר התחרו ביוזמת בריאות הנשים () מבחנים12. מצד אחד, אסטרוגן אקסוגני לבדו מפעיל השפעה מועילה על מערכת לב וכלי דם; לעומת זאת, הוא יכול לשלב עם אצטט הידרו הפרוגסטרון מידי כדי להגביר את הסיכון לאירועי לב וכלי דם. ברצינות רבה יותר, HRT עלול להוביל התקדמות הגידול בשד והרחם, ואפקט זה הגביל במידה ניכרת את השימוש בו13,14. עניין רב יותר התמקד השפעות לב וכלי דם של אסטרוגני אקסוגניים חסר פעילות mitotic בתאים סרטניים15,16,17. מחקרים מרובים בבני אדם ובעלי חיים מראים כי פיטואסטרוגנים עם מבנים דומים לזה של אסטרוגנים יכולים לשחק תפקיד מועיל בהגנה על לב וכלי דם15,18.
כך, מטרות העבודה הנוכחית הם (i) כדי לבנות מודל העכבר vivo מחסור באסטרוגן על ידי הניתוח הדו באמצעות לחיצה כפולה על גבי לרוחב כפול ב-apoE-/- עכברים ו-(ii) כדי להשוות את ההשפעות הגנה לב וכלי דם של perorally מנוהל 17β-estradiol ו פסבדו-דרך (PPD), באמצעות כפולת אגוזי לוז. 17β-estradiol הוא סוג אחד של אסטרוגן אקסוגני השייכת לנשים הורמונים מיניים6,11,19. PPD, סאפונין סטרואיד ופיטואסטרוגן מצמחים דיאוזורע , דווח בעבר להפעיל תכונות אנטי סרטניים20.
Protocol
Representative Results
Discussion
המתודולוגיה המתוארת כאן היא מודל העכבר דמוי שיבוש השומנים טרשת עורקים לראות נשים בגיל המעבר. הוא מתועד היטב כי מחסור באסטרוגן בנשים בגיל המעבר יכול להחמיר את השכיחות של מראש קיים או מתמשך היפרכולסטרולמיה עם מורכבות בהדרגה atherosclerostic נגעים נפוצים1. כדי לחקות את המצב הנוטה טרשת ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת על ידי הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (81202526 כדי J.X.), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81302769 ל-בולשיט), הקרן העירונית של מדעי הטבע של בייג (47144226 ל-בולשיט), הדוקטורט הסיני קרן המדע (20110490325 ל-J.X.) והקרן ללימודי משרד החינוך של סין (20121106120031-בולשיט).
Materials
| 17β-estradiol, >98% | Sigma-Aldrich | E8875-250MG | Estrogen |
| Disposable syringes (with 25G needles) | Hunan Luzhou Huikang Development Co., Ltd | 0.5*19TWLB | Cardiac bleeding |
| High-cholesterol mouse diet | Huafukang Bio-Technology | N/A | 1.25% cholesterol, 0% cholate |
| High-Resolution In Vivo Micro-Imaging System | VisualSonics | Vevo®770 | Measurements of intima-media thickness and cardiac dysfunction |
| 2-Methyl-2-butanol | Sigma-Aldrich | 152463-250ML | Preparation of avertin |
| Micro Dissecting forceps, Curved 8mm | Kanghua Medical Equipment Co., Ltd | Surgical tools | |
| Micro Dissecting forceps, Straight 8mm | Kanghua Medical Equipment Co., Ltd | Surgical tools | |
| Micro Dissecting Scissors, Curved/Sharp 8mm | Kanghua Medical Equipment Co., Ltd | Surgical tools | |
| Micro Dissecting Scissors, Straight/Sharp 8mm | Kanghua Medical Equipment Co., Ltd | Surgical tools | |
| Monofilament suture 4-0 1/2 5*12 19mm | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co., Ltd | R413 | Suture and ligation of the tissues |
| Nut cream (Nutella) | Ferrero | N/A | Medium for peroral 17β-estradiol or PPD |
| OptiVisor optical glass binocular magnifier | Dohegan Optical Company Inc. | N/A | Assistant of identifying the tissues during ovariectomy |
| Phosphate-buffered saline at pH 7.4 | SIGMA | P3813 | Preparing 1 L saline |
| Pro MultiLabel Microplate Reader | Tecan | Infinite M1000 | Plasma TC and TG determination |
| Pseudoprotodioscin | Shanghai Winherb Medical S & T Development | W-0427 | CAS registry no. 102115-79-7 |
| Rimadyl, 50 mg/mL | Pfizer Pharma GmbH | 462986 | Postoperative analgesia after ovariectomy |
| Sesame oil | Sigma-Aldrich | S3547-1L | Dissolving the 17β-estradiol or PPD |
| Solcoseryl Eye-Gel | Menarini, Solco Basle Ltd. | Eye protection during anesthesia | |
| Stereo microscope | MCALON | MCL-6STV | Image of the intimal region of aorta |
| Table model high speed centrifuge | SIGMA | 1-14K | Preparation of plasma |
| Scissors, slight Curve (14cm) | Kanghua Medical Equipment Co., Ltd | Surgical tools | |
| Scissors, straight Flat (14cm) | Kanghua Medical Equipment Co., Ltd | Surgical tools | |
| Tissue forceps, serrated, slight Curve (14cm) | Kanghua Medical Equipment Co., Ltd | Surgical tools | |
| Tissue forceps, serrated, straight Flat (14cm) | Kanghua Medical Equipment Co., Ltd | Surgical tools | |
| Tribromoethanol | Sigma-Aldrich | T48402-5G | Preparation of avertin |
| Triglycerides (TG) assay kit | Institute of Nanjing Jiancheng Biology Engineering | A110-1 | Plasma TG determination |
| Total cholesterols (TC) assay kit | Institute of Nanjing Jiancheng Biology Engineering | A111-1 | Plasma TC determination |
References
- Mozaffarian, D., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 133 (4), e38-e360 (2016).
- Packard, B. L. Cardiovascular health and disease in women. The New England Journal of Medicine. 329 (4), 247-256 (1993).
- Samaan, S. A., Crawford, M. H. Estrogen and cardiovascular function after menopause. Journal of the American College of Cardiology. 26 (6), 1403-1410 (1995).
- Libby, P. Inflammation in atherosclerosis. Nature. 420 (6917), 868-874 (2002).
- Tremollieres, F. A., et al. Effect of hormone replacement therapy on age-related increase in carotid artery intima-media thickness in postmenopausal women. Atherosclerosis. 153 (1), 81-88 (2000).
- Bourassa, P. A., Milos, P. M., Gaynor, B. J., Breslow, J. L., Aiello, R. J. Estrogen reduces atherosclerotic lesion development in apolipoprotein E-deficient mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93 (3), 10022-10027 (1996).
- Squadrito, F., et al. Genistein supplementation and estrogen replacement therapy improve endothelial dysfunction induced by ovariectomy in rats. Cardiovascular Research. 45 (2), 454-462 (2000).
- Wang, D., et al. Endothelial dysfunction and enhanced contractility in microvessels from ovariectomized rats: roles of oxidative stress and perivascular adipose tissue. Hypertension. 63 (5), 1063-1069 (2014).
- Zhang, S. H., Reddick, R. L., Piedrahita, J. A., Maeda, N. Spontaneous Hypercholesterolemia and Arterial Lesions in Mice Lacking Apolipoprotein E. Science. 258 (5081), 468-471 (1992).
- Nakashima, Y., Plump, A. S., Raines, E. W., Breslow, J. L., Ross, R. ApoE-Deficient Mice Develop Lesions of All Phases of Atherosclerosis Throughout the Arterial Tree. Arteriosclerosis and Thrombosis. 14 (1), 133-140 (1994).
- Ström, J. O., Theodorsson, A., Ingberg, E., Isaksson, I. M., Theodorsson, E. Ovariectomy and 17-estradiol Replacement in Rats and Mice: A Visual Demonstration. Journal of Visualized Experiments. 64 (e4013), 1-4 (2012).
- Rossouw, J. E., et al. Risks and benefits of estrogen plus progestin in healthy postmenopausal women: principal results From the Women’s Health Initiative randomized controlled trial. The Journal of the American Medical Association. 288 (3), 321-333 (2002).
- Kumle, M. Declining breast cancer incidence and decreased HRT use. Lancet. 372 (9639), 608-610 (2008).
- Jager, W., et al. A randomized comparison of triptorelin and tamoxifen as treatment of progressive ovarian cancer. Anticancer Research. 15 (6B), 2639-2642 (1995).
- Bhathena, S. J., Velasquez, M. T. Beneficial role of dietary phytoestrogens in obesity and diabetes. The American Journal of Clinical Nutrition. 76 (6), 1191-1201 (2002).
- Wang, L., Qiu, X. M., Hao, Q., Li, D. J. Anti-inflammatory effects of a Chinese herbal medicine in atherosclerosis via estrogen receptor beta mediating nitric oxide production and NF-kappaB suppression in endothelial cells. Cell Death and Disease. 4 (e551), 1-13 (2013).
- Xiao, J., Wang, N. L., Sun, B., Cai, G. P. Estrogen receptor mediates the effects of pseudoprotodiocsin on adipogenesis in 3T3-L1 cells. American Journal of Physiology-Cell Physiology. 299 (1), C128-C138 (2010).
- Guivarc’h, E., et al. Predominant Role of Nuclear Versus Membrane Estrogen Receptor alpha in Arterial Protection: Implications for Estrogen Receptor alpha Modulation in Cardiovascular Prevention/Safety. Journal of the American Heart Association. 7 (13), 1-17 (2018).
- Osako, M. K., et al. Estrogen inhibits vascular calcification via vascular RANKL system: common mechanism of osteoporosis and vascular calcification. Circulation Research. 107 (4), 466-475 (2010).
- Ivanova, A., et al. Screening of some saponins and phenolic components of Tribulus terrestris and Smilax excelsa as MDR modulators. In vivo. 23 (4), 545-550 (2009).
- Xiao, J., Zhu, T., Yin, Y. Z., Sun, B. Notoginsenoside R1, a unique constituent of Panax notoginseng, blinds proinflammatory monocytes to protect against cardiac hypertrophy in ApoE(-/-) mice. European Journal of Pharmacology. 833 (15), 441-450 (2018).
- Sun, B., Xiao, J., Sun, X. B., Wu, Y. Notoginsenoside R1 attenuates cardiac dysfunction in endotoxemic mice: an insight into oestrogen receptor activation and PI3K/Akt signalling. British Journal of Pharmacology. 168 (7), 1758-1770 (2013).
- Adams, M. R., et al. Inhibition of coronary artery atherosclerosis by 17-beta estradiol in ovariectomized monkeys. Lack of an effect of added progesterone. Arteriosclerosis. 10 (6), 1051-1057 (1990).
- Keaney, J. F., et al. 17 beta-estradiol preserves endothelial vasodilator function and limits low-density lipoprotein oxidation in hypercholesterolemic swine. Circulation. 89 (5), 2251-2259 (1994).
- Nakashima, Y., Plump, A. S., Raines, E. W., Breslow, J. L., Ross, R. ApoE-deficient mice develop lesions of all phases of atherosclerosis throughout the arterial tree. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 14 (1), 133-140 (1994).
- Saleh, T. M., Cribb, A. E., Connell, B. J. Estrogen-induced recovery of autonomic function after middle cerebral artery occlusion in male rats. American Journal of Physiology- Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 281 (5), R1531-R1539 (2001).
- Bingham, D., Macrae, I. M., Carswell, H. V. Detrimental effects of 17beta-oestradiol after permanent middle cerebral artery occlusion. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 25 (3), 414-420 (2005).
- Pignoli, P., Tremoli, E., Poli, A., Oreste, P., Paoletti, R. Intimal plus medial thickness of the arterial wall: a direct measurement with ultrasound imaging. Circulation. 74 (6), 1399-1406 (1986).
- Hodgin, J. B., Maeda, N. Minireview: estrogen and mouse models of atherosclerosis. Endocrinology. 143 (12), 4495-4501 (2002).
- Bush, T. L., et al. Cardiovascular mortality and noncontraceptive use of estrogen in women: results from the Lipid Research Clinics Program Follow-up Study. Circulation. 75 (6), 1102-1109 (1987).
- Marsh, M. M., Walker, V. R., Curtiss, L. K., Banka, C. L. Protection against atherosclerosis by estrogen is independent of plasma cholesterol levels in LDL receptor-deficient mice. Journal of Lipid Research. 40 (5), 893-900 (1999).
