विषयी इलेस्टेस प्रेरित थोरैसिक आवर्तक एन्युरिज्म के मुरीन सर्जिकल मॉडल
Summary
हम लगातार चूहों में मजबूत अवरोही वक्ष महाधमनी aurysms प्रेरित करने के लिए एक शल्य प्रोटोकॉल का वर्णन. प्रक्रिया छोड़ दिया thoracotomy शामिल है, थोरैसिक महाधमनी जोखिम, और एक स्पंज की नियुक्ति porcin अग्नाशय elastase में महाधमनी दीवार पर भिगो.
Abstract
रोग नियंत्रण के लिए केंद्र के अनुसार, महाधमनी aneurysms (एएएस) 1999-2016 से सभी जातियों और दोनों लिंगों में मौत का एक प्रमुख कारण माना जाता था. एक anureysm प्रगतिशील कमजोर और aorta के अंतिम फैलाव का एक परिणाम के रूप में रूपों, जो टूटना या आंसू एक बार यह एक महत्वपूर्ण व्यास तक पहुँच सकता है. छाती में उतरते महाधमनी के aneurysms, अवरोही वक्ष महाधमनी aurysms (dTAA) कहा जाता है, संयुक्त राज्य अमेरिका में aurysm मामलों का एक बड़ा अनुपात बनाते हैं. Unintained डीटीएए टूटना लगभग सार्वभौमिक घातक है, और वैकल्पिक मरम्मत रुग्णता और मृत्यु दर की एक उच्च दर है। हमारे मॉडल का उद्देश्य विशेष रूप से डीटीएए का अध्ययन करना, डीटीएए के पैथोफिजियोलॉजी को स्पष्ट करना और विकास को रोकने या डीटीएए के आकार को कम करने के लिए आणविक लक्ष्यों की खोज करना है। वक्ष विकृति का ठीक अध्ययन करने के लिए एक murine मॉडल होने से, लक्षित चिकित्सा विशेष रूप से डीटीएए का परीक्षण करने के लिए विकसित किया जा सकता है। विधि शल्य जोखिम के बाद बाहरी murine महाधमनी दीवार पर सीधे porcin अग्नाशय elastase (PPE) की नियुक्ति पर आधारित है. यह एक विनाशकारी और भड़काऊ प्रतिक्रिया पैदा करता है, जो महाधमनी दीवार को कमजोर करता है और महीनों के लिए सप्ताह में anureysm गठन के लिए अनुमति देता है। हालांकि murine मॉडल सीमाओं के अधिकारी, हमारे dTAA मॉडल उम्मीद के मुताबिक आकार के मजबूत anureysms पैदा करता है. इसके अलावा, इस मॉडल को आनुवंशिक और दवा लक्ष्य है जो डीटीएए विकास को गिरफ्तार या टूटना रोकने के परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. मानव रोगियों में, इस तरह के हस्तक्षेप aneurysm टूटना से बचने में मदद कर सकता है, और मुश्किल शल्य चिकित्सा हस्तक्षेप.
Introduction
इस विधि का उद्देश्य महाधमनी धमनी निर्माण के दौरान मूत्र अवरोही वक्ष महाधमनी में विकास, पैथोफिजियोलॉजी, और संरचनात्मक परिवर्तन का अध्ययन करना है। हमारे मॉडल चूहों में वक्ष महाधमनी aurysms (dTAA) प्रेरित करने के लिए एक reproduible और लगातार विधि प्रदान करता है जिससे विभिन्न आनुवंशिक और फार्माकोलॉजिक inhibitors के परीक्षण के लिए अनुमति देता है. यह काम दवाओं और जीन-चिकित्सा ओंठ की पहचान करने में मदद कर सकता है, जिनका अनुवाद डीटीएए बीमारी वाले मनुष्यों के लिए एक व्यवहार्य उपचार रणनीति में किया जा सकता है।
dTAAs फार्म जब वक्ष महाधमनी की दीवार कमजोर हो जाता है और समय के साथ फैला जब तक एक महत्वपूर्ण व्यास तक पहुँचने जब फाड़ या टूटना हो सकता है. चिकित्सकीय, dTAA मौन में प्रगति कर सकते हैं, आकार में वृद्धि जब तक महाधमनी दीवार की संरचना इतनी विकृत है कि यह अंततः विफल रहता है, भयावह परिणामों के साथ. चिंता की बात है, लक्षण आम तौर पर केवल जब anureysm एक खतरनाक आकार (100-150% फैलाव) तक पहुँच गया है और विच्छेदन या टूटना1,2के लिए उच्च जोखिम में है विकसित . डीटीएए टूटना लगभग सार्वभौमिक रूप से घातक3है , और वैकल्पिक शल्य चिकित्सा मरम्मत महत्वपूर्ण रुग्णता4,5वहन करती है . इसके अलावा, अधिकांश रोगियों को शल्य चिकित्सा मरम्मत से पहले लगभग 5 साल के लिए एक महाधमनी एन्युरिज्म का निदान ले6,7. इस खिड़की गैर शल्य चिकित्सा हस्तक्षेप करने के लिए एक उपयुक्त समय का प्रतिनिधित्व करता है. इस प्रकार, चिकित्सा उपचार के इलाज या dTAA की धीमी प्रगति की जरूरत है और anureysm अनुसंधान के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करेंगे. वर्तमान में डीटीएए के लिए कोई चिकित्सा उपचार उपलब्ध नहीं है, ज्यादातर डीटीएए रोगजनन की अधूरी समझ के कारण।
पिछले 20 वर्षों में, कई dTAA पशु मॉडल विकसित किया गया है, लेकिन इन मॉडलों में से प्रत्येक हमारे अपने से अलग थे और मजबूत anureysms का उत्पादन नहीं किया. एक murine dTAA मॉडल हमारे लिए सबसे समान Ikonomidis एट अल द्वारा विकसित किया गया था8, जो caCl2 के प्रत्यक्ष आवेदन aorta के adventitia के लिए भी शामिल है. हालांकि हमारे मॉडल Ikonomidis द्वारा निर्धारित तकनीकों के कई से अनुकूलित किया गया था, हमारे मॉडल तीन अलग अलग तरीकों से अद्वितीय है. सबसे पहले, हमारे मॉडल में aorta 3-5 मिनट के लिए सामयिक elastase को उजागर किया है, CaCl2 जोखिम के 15 मिनट की तुलना में. दूसरा, महाधमनी फैलाव 2 सप्ताह में होता है, CaCl2 मॉडल में 16 सप्ताह की तुलना में. पिछले, हमारे मॉडल लगातार लगभग 100% फैलाव के anureysms का उत्पादन, CaCl द्वारा उत्पादित 20-30% के महाधमनी फैलाव की तुलना में2 आवेदन (जो वास्तव में aneurysms नहीं माना जा सकता के रूप में वे महाधमनी में वृद्धि के रूप में परिभाषित कर रहे हैं व्यास और 50%). एन्युरिज्म गठन के अन्य गैर सर्जिकल murine मॉडल हैं, जैसे एपो ई नॉकआउट माउस, जो एंजियोटेन्सिन द्वितीय के अर्क के साथ मजबूत anureysms फार्म. तथापि, इन चूहों का विकास सुप्रा-रेनल या आरोही वक्षीय महाधमनी धमनीसंम ों का विकास होता है, न कि विशेष रूप से अवरोही वक्ष महाधमनी9,10में एन्युरिज्म के स्थान पर .
इस प्रोटोकॉल के लिए तर्कसंगत के लिए एक सरल, सस्ती है, और समय के लिए एक murine मॉडल में dTAA अध्ययन उपयुक्त तरीका है. माउस मॉडल कई आनुवंशिक और सेल विशेष knockouts कि अन्य संवहनी रोगों में प्रभावशाली होना पाया गया है का उपयोग करने के लिए एक अनूठा अवसर प्रदान करता है. हमारे विशिष्ट टीएए मॉडल का उपयोग अच्छी तरह से प्राप्त हुआ है और इसका उपयोग करते हुए प्रयोग उच्च प्रभाव पत्रिकाओं11,12में प्रकाशित किए गए हैं . इस बिंदु के लिए, मॉडल संभव आनुवंशिक और pharmacologic उपचार है कि पेट महाधमनी aurysm (एएए) murine मॉडल में एक महत्वपूर्ण प्रभाव था की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया है; हालांकि, के रूप में हमारी प्रयोगशाला dTAA मॉडल के उपयोग का विस्तार किया गया है, हम लक्ष्य डीटीएए गठन जो मनुष्यों में लक्षित चिकित्सा के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता करने के लिए अद्वितीय पा रहे हैं.
इस मॉडल प्रयोगशालाओं है कि murine माइक्रो सर्जिकल क्षमताओं के लिए सबसे उपयुक्त है. हालांकि यह तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है, यह लगातार भी कोई पूर्व शल्य चिकित्सा अनुभव के साथ शोधकर्ताओं द्वारा मार डाला जा सकता है. कोई murine शल्य चिकित्सा अनुभव के साथ एक शोधकर्ता के लिए मॉडल लगभग में महारत हासिल किया जा सकता है 20 ऑपरेटिव सत्र (या लगभग 50 चूहों). पूर्व शल्य चिकित्सा अनुभव के साथ शोधकर्ता के लिए, मॉडल में महारत हासिल किया जा सकता 5 ऑपरेटिव सत्र (लगभग 20 चूहों). हम एक उच्च गुणवत्ता वाले वीडियो के साथ विश्वास करते हैं, महारत के लिए समय आगे कम किया जा सकता है. प्रवीणता हासिल करने के बाद, प्रक्रिया सर्जरी के लिए 35 मिनट में पूरा किया जा सकता है, और टर्मिनल फसल के लिए 20 मिनट। हमारी प्रयोगशाला में सर्जन 5-10% की एक ऑपरेटिव मृत्यु दर के साथ, प्रति दिन 10-12 पूर्ण सर्जरी को पूरा कर सकते हैं। मृत्यु का सबसे आम कारण छाती में प्रवेश पर फेफड़ों की चोट है, संवेदनाहारी विषाक्तता, या विच्छेदन के दौरान महाधमनी के आंसू. डीटीएए अनुसंधान के अलावा, इस मॉडल को भी छाती में अन्य हस्तक्षेप का अध्ययन शोधकर्ताओं के लिए वक्ष आरोटा और फेफड़ों के हिलम के लिए सुरक्षित और आसान पहुँच के लिए एक गाइड के रूप में कार्य करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
वक्षीय और उदरीय वाता कोशिकीय और भ्रूणात्मक रूप से भिन्न होते हैं , जो एन्युरस्मल रोग14,15,16से संबंधित होते हैं . इसलिए, TAA का अध्ययन करने के लिए एक विशिष्ट पशु मॉडल की जरूर?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम AHA वैज्ञानिक विकास अनुदान 14SDG18730000 (M.S.), NIH K08 HL098560 (G.A.) और RO1 HL081629 (G.R.U.) अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था। इस परियोजना के अनुसंधान और शिक्षा के लिए थोरैसिक सर्जरी फाउंडेशन (TSFRE) अनुसंधान अनुदान (पीआई: जी Ailawadi) द्वारा समर्थित किया गया था. सामग्री पूरी तरह से लेखकों की जिम्मेदारी है और जरूरी NHLBI या TSFRE के विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करता है. हम अपने ज्ञान और तकनीकी विशेषज्ञता के लिए एंथनी हेरिंग और सिंडी Dodson धन्यवाद.
Materials
| Angiocatheter (22G) | Used for ET Tube | ||
| Dumont Tweezers; Pattern #7 x2 | Roboz | RS-4982 | |
| Graefe Tissue Forceps | Roboz | RS-5158 | |
| Harms Forceps x2 | Roboz | RS-5097 | |
| Intracardiac Needle Holder; Extra Delicate; Carbide Jaws; 7" Length | Roboz | RS-7800 | |
| KL 1500 LED Light Source | Leica | 150-400 | |
| M205A Dissction Microscope | Leica | CH 94-35 | |
| Iris Scissors, 11cm, Tungsten Carbide | World Precision Instruments | 500216-G | |
| Metal Clip board | Use with the Mouse Retractor Set | ||
| Mouse Retractor Set | Kent | SURGI-5001 | Need 2 short and 1 tall fixators |
| Mouse Ventilator MiniVent Type 845, 115 V, Power Supply with US Connector | Harvard Apparatus | 73-0043 | MiniVent Ventilator for Mice (Model 845), Single Animal, Volume Controlled |
| Sigma Aldrich | Elastase from porcine pancreas | E0258-50MG | Can be purchased in various size bottles |
| Small Vessel Cauterizer Kit | Fine Science Tools | 18000-00 | Recommend using rechargable AA batteries |
| Spring Scissors, 10.5cm | World Precision Instruments | 14127 | |
| Steril Swabs (Sponges) | Sugi | 31603 | Can be cut to size |
| Surgi Suite Surgical Platform | Kent | Attach to clip board | |
| Tech IV Isoflurane Vap | Jorgensen Laboratories | J0561A | Anesthesia vaporizer |
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