腹部大動脈瘤マウスモデルにおける脈拍伝播速度、分解性およびひずみの測定
Summary
この原稿は、腹部大動脈瘤のマウスモデルに対する発光直径、脈拍伝播速度、崩壊性および放射状ひずみを測定するために高周波超音波画像を使用するための詳細なプロトコルについて説明する。
Abstract
腹部大動脈瘤(AAA)は、最大内膜内径(MILD)を元のサイズの1.5倍上回る腹部大動脈の局在拡張として定義される。臨床および実験的研究では、小さな動脈瘤が破裂する可能性があり、大きな動脈瘤の亜集団は安定したままであることが示されています。従って、大主体のイントラアルミナル直径の測定に加えて、血管壁の構造的特徴に関する知識は、AAAの安定性を評価する重要な情報を提供し得る。大動脈硬化は最近、血管壁の初期の変化を決定するための信頼性の高いツールとして登場しました。パルス伝播速度(PPV)と共に、解圧および放射状ひずみは、大動脈剛性を評価するために関連する非常に有用な超音波ベースの方法である。このプロトコルの主な目的は、画像を取得し、MILD、PPV、崩壊性および放射状ひずみによって決定された大オルタの構造的および機能的特性を分析するための超音波画像システムの使用のための包括的な技術を提供することです。
Introduction
腹部大動脈瘤(AAA)は、元の血管径を1.5倍1上回る大動脈の恒久的な局所拡張によって特徴づけられる有意な心血管疾患を表す。AAAは、米国2における死亡率の上位13の原因の中でランク付けされています。AAAの進行は、大動脈壁の変性とエラスチンの断片化に起因し、最終的には大動脈破裂を引き起こします。これらの大動脈壁の変化は、最大内膜内皮径(MILD)の有意な増加なしに起こり得るが、したがって、MILD単独では疾患3の重症度を予測するのに十分ではないことを示唆している。したがって、大動脈壁の初期変化を検出するために追加の要因を同定する必要があり、早期治療の選択肢を導く可能性がある。このプロトコルの全体的な目標は、パルス伝播速度(PPV)、解圧および放射歪みの測定を特徴とする超音波画像を用いて大動脈の機能的特性を評価するための実用的なガイドを提供することです。
Daughertyたちは、AAAを研究するよく特徴づけられた実験モデルであり、Apoe-/-mice4の浸透圧ポンプを介してアンジオテンシンII(AngII)の皮下注入を伴う。超音波画像を使用してMILDの精密な測定は、このマウスモデル5でAAAを特徴付けるのに役立っています。AAAの開発時の組織学的変化は広範囲に研究されてきたが、大動脈剛性などの血管壁の機能的性質の変化は十分に特徴付けされていなかった。このプロトコルは、AAAの時間的な進行を研究するための強力なツールとして、高度な分析と組み合わせて高周波超音波の使用を強調しています。具体的には、これらのアプローチにより、PPV、溶解性および放射状ひずみによって測定される血管壁の機能特性を評価することができます。
AAAを有するヒト被験者における最近の臨床研究は、マウスエラスターゼ誘発AAAモデルにおいて、大動脈剛性と大動脈径6,7との間の正の相関を示唆する。PPVは、大動脈剛性の指標であり、容器壁6,8における剛性の変化を定量化するための優れた測定として受け入れられている。PPVは脈管構造に沿った2つの部位における脈波形の通過時間を測定することによって計算され、大動脈剛性の地域評価を提供する。我々は最近、PPVで測定された大動脈剛性の増加を実証し、原子間力顕微鏡を用いて決定される細胞レベルにおいて、動脈瘤発生9と正に相関する。また、この文献は、大動脈剛性が動脈瘤拡張に先行し、したがってAAA10の開発中に血管壁の局所的固有特性に関する有用な情報を提供し得る可能性を示唆している。同様に、解圧およびひずみ測定は、動脈フィットネスの以前の変化を測定するための定量ツールです。健康な動脈は柔軟で弾力性があり、剛性が高く、弾力性が低いと、変形性および歪みが減少する。ここでは、マウスのMILD、PPV、崩壊性および放射状ひずみを測定するための高周波超音波システムの使用のための実用的なガイドとステップバイステッププロトコルを提供します。プロトコルは、特定の超音波画像診断機器および付属のビデオチュートリアル用のマニュアルによって提供される基本情報と組み合わせて使用されるべき技術的なアプローチを提供します。重要なことに、私たちの手の中で説明されたイメージングプロトコルは、実験的なAAAの開発と進行の研究において価値があるように見える再現性と正確なデータを提供します。
超音波画像の有用性をさらに実証するために、我々は実験的なAAA11を防止するための薬理学的アプローチを用いて、我々自身の研究から得られた例の画像と測定値を提供する。具体的には、ノッチシグナル伝達は、血管発生および炎症12の複数の側面に関与することが提案されている。遺伝子ハプロ不全および薬理学的アプローチを用いて、我々は、これまでに、血管損傷部位におけるマクロファージの浸潤を防止することにより、ノッチ阻害がマウスにおけるAAAの発症を減少させることを実証した13、14、15。現在の記事では、ノッチ阻害のための薬理学的アプローチを使用して、大動脈剛性とAAAに関連する要因との関係に焦点を当てています。これらの研究は、ノッチ阻害が大動脈剛性を減少させることを示しており、これはAAA進行11の尺度である。
Protocol
Representative Results
Discussion
超音波画像は、PPV、溶解性および放射状ひずみの測定を通じて大小数の機能的特性を決定するための強力な技術を提供する。これらの測定は、AAAのマウスモデルを研究するために特に有益であり、in vivoアプローチは、大動脈病理の時間的発達を理解するために潜在的に重要である縦方向のデータの収集を可能にする。具体的には、インビボ大動脈剛性の測定は、PPVによって腹部大動脈におい…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、R01HL124155(CPH)とミズーリ大学の研究所からCPHへの資金援助によって支援されました。
Materials
| Angiotensin II | Sigma | A9525 | |
| Apoe-/- mice | The Jackon lab |  |
|
| Clippers | WAHL | 1854 | |
| Cotton swab | Q-tips | ||
| DAPT | Sigma | D5942 | |
| Depilatory cream | Nair | LL9038 | |
| Electrode cream | Sigma | 17-05 | |
| Gel warmer | Thermasonic (Parker) | 82-03 (LED) | |
| Heating pad | Stryker | T/pump professional | |
| Isoflurane | VetOne | Fluriso TM | |
| Isoflurane vaporizer | Visualsonics | VS4244 | |
| Lubricating ophthalmic ointment | Lacri-lube | ||
| Osmotic pumps | Alzet | Model 2004 | |
| Oxygen tank | Air gas | ||
| Tranducer | Visualsonics | MS-400 or MS550D | |
| Ultrasonic gel | Parker | Aquasonic clear | |
| Ultrasound Imaging System | Visualsonics | Vevo 2100 | |
| Vevo Vasc Software | Visualsonics |
References
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