Summary

Imagem e Análise de Lesões inteiras de aorta manchadas de óleo em um modelo de rato de hiperlipidemia aneurisma

Published: May 02, 2022
doi:

Summary

Este protocolo fornece um procedimento passo-a-passo para analisar a carga aterosclerótica em camundongos. Os investigadores podem usar este protocolo para comparar a abundância, localização e tamanho das lesões ateroscleróticas em diferentes animais.

Abstract

Apolipoproteína E (Apoe)- ou receptor de lipoproteína de baixa densidade (Ldlr)-camundongos hiperlipidêmicos deficientes são os dois modelos mais usados para pesquisa de aterosclerose. Eles são usados para estudar o impacto de vários fatores genéticos e diferentes tipos de células na formação de lesões ateroscleróticas e também testar o desenvolvimento de novas terapias. Isolamento, excisão de toda a aorta e quantificação de lesões ateroscleróticas manchadas de óleo são métodos morfométricos básicos utilizados para avaliar a carga aterosclerótica. O objetivo deste protocolo é descrever um método cirúrgico otimizado, passo a passo para dissecar, perfuse-fix, isolar, manchar, imagem e analisar lesões ateroscleróticas em aortas de camundongos com O Vermelho Óleo. Como lesões ateroscleróticas podem se formar em qualquer lugar em toda a árvore aórtica, todo este método de coloração de aorta- vermelha orta tem a vantagem de avaliar placas carregadas de lipídios em toda a aorta e todos os ramos em um único rato. Além da coloração de Óleo Vermelho O, aortas inteiras isoladas frescas podem ser usadas para variedade de experimentos in vitro e in vivo e isolamentos celulares.

Introduction

A doença arterial coronariana, uma das principais causas de mortalidade nos EUA, é geralmente causada pela aterosclerose, um processo que leva ao acúmulo de placa dentro de paredes arteriais1. Camundongos deficientes de hiperlipidemia e ldlr são centrais para as investigações de aterosclerose e suas complicações e desenvolvimento de terapias2,3,4,5. A quantificação de lesões ateroscleróticas a partir de uma aorta en face é uma importante análise de ponto final para avaliar o impacto da manipulação genética em diferentes tipos de células. Também ajuda a estudar novas terapias projetadas para afetar a iniciação, progressão e regressão da doença aterosclerótica. Lesões ateroscleróticas podem se formar em qualquer lugar da aorta e seus ramos (ou seja, braquiocefálicas, carótidas e subclávias no peito, bem como artérias renais, ilíacas comuns e femorais abaixo do diafragma)6. Uma avaliação abrangente da carga de aterosclerose e da terapia adequada requer a avaliação da carga da doença em diferentes locais, um desafio que muitas vezes é negligenciado.

Este protocolo descreve como realizar uma análise abrangente das lesões ateroscleróticas, começando com uma aorta inteira não aberta e procedendo para en preparação facial, em um único rato. A coloração inteira de aorta vermelha o óleo não aberto permite uma avaliação rápida e qualitativa de placas carregadas de lipídios em toda a aorta e seus ramos, enquanto a preparação facial fornece uma avaliação quantitativa da distribuição da lesão aterosclerótica na aorta do rato.

A técnica utiliza camundongos de 8 semanas com uma exclusão TGFβR2 específica para células musculares lisas no fundo apoe/- hiperlipidêmico (MYH11-CreERT2; Tgfbr2f/f;mT/mGf/f; Apoe/-; a partir de agora referido como ratos TGFβR2iSMC-Apoe) e controles de amuleto Apoe-/- (MYH11-CreERT2;mT/mGf/f; Apoe/-; a partir de agora referido como Apoe-/- ratos). Os animais são mantidos por 16 semanas em uma dieta rica em colesterol alto (HCHFD) como materiais de estudo7. No término do estudo, as aortas inteiras não abertas são manchadas e imagens (incluindo todos os principais ramos) com O Vermelho Óleo para avaliação qualitativa de placas carregadas de lipídios. As aortas são cortadas através da preparação do rosto, e todas as lesões ateroscleróticas são imagens e quantificadas. Este protocolo pode ser usado para estudar o desenvolvimento de lesões ateroscleróticas nos modelos de camundongos de hiperlipidemia apoe/ou Ldlr/- hiperlipidemia e estendido a aplicações gerais de biologia vascular relacionadas à aorta.

Protocol

mT/mG (estoque nº 007676) e camundongos Apoe-/- (estoque nº 002052) foram comprados no Laboratório Jackson. Os ratos Myh11-CreERT2 foram um presente de Stefan Offermanns (disponível no Laboratório Jackson como estoque nº 019079). Os ratos Tgfbr2fl/fl foram obtidos de Harold L. Moses (Universidade Vanderbilt). Todos os procedimentos animais foram realizados por meio de protocolos aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade de Yale. <…

Representative Results

Neste protocolo, foram analisadas lesões ateroscleróticas em camundongos TGFβR2iSMC-Apoe após 4 meses em uma dieta HCHF7. Além da aterosclerose extensiva, esses camundongos desenvolveram aneurismas de aoórtica torácica e abdominal, como relatado anteriormente. Em comparação com os camundongos Apoe-/- camundongos, as paredes aórticas de camundongos TGFβR2iSMC-Apoe apresentaram aterosclerose grave, dificultando a dissecação das lesões (<strong class="xf…

Discussion

Apolipoproteína E (Apoe) e os camundongos deficientes do receptor de lipoproteína de baixa densidade (Ldlr) são úteis para estudar o desenvolvimento e o tratamento da aterosclerose. Os pesquisadores podem avaliar o impacto da genética e manipulações terapêuticas na iniciação, progressão e regressão de doenças relacionadas à aterosclerose, progressão e regressão usando a coloração de Óleo Vermelho O de toda a aorta9. A coloração de O vermelho e a quantificaç?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi apoiado, em parte, por um Consórcio Conjunto de Biologia Microgrant fornecido sob a concessão do NIH P30AR070253 (P.-Y.C.), e HL135582 (M.S.). Somos gratos a R. Webber e L. Coon por manter os ratos usados neste estudo.

Materials

1.5 mL Eppendorf tube DENVILLE C2170
10 mL syringe BD 302995
16% Formaldehyde Polysciences 18814-10
70% ethanol VWR RC2546.70-5 To clean the dissection tools
Black dissection wax CR Scientific C3541
Corn oil Sigma C8267 Solvent for Tamoxifen
DNeasy Blood & Tissue kit QIAGEN 69506 To isolate DNA from mouse ear
Dulbecco’s Phosphate-buffered saline (1X DPBS), pH 7.4 Gibco 14190-144
Fine scissors Fine Science Tools 14059-11 To cut the mouse skin and open the ribcage
Fisherbrand Economy Plain Glass Microscope Slides Fisher Scientific 12-550-A3
High cholesterol high fat diet Research Diets D12108 To induce atherosclerosis
Imaging software National Institutes of Health Image J Aortic lesion quantification
Isopropanol VWR JT9079-5
Kimwipes Fisher Scientific 06-666A To clean the glass microscope slides
McPherson-Vannas Micro Dissecting Spring Scissors ROBOZ RS-5602 To separate the heart and the aorta and to cut open the aorta and aorta branches
Microscope control software Olympus DP Controller For aorta imaging
Minutien pins Fine Science Tools 26002-10
Needle-25G BD 305124
NonWoven Sponge McKesson 94442000
Oil Red O Sigma O-0625 To stain the atherosclerosis lesions
Pall Acrodisc Sterile Syringe Filters with Super Membrane VWR 28143-312 To filter working Oil Red O solution
Spring Scissors Fine Science Tools 15021-15 To dissect and clean the aorta
Statistical software GraphPad Prism 8 Statical analysis
Stereomicroscope Nikon SMZ1000 For aorta dissection
Stereomicroscope Olympus SZX16 For aorta imaging
Tamoxifen Sigma T5648 To induce Cre-loxP recombination
Tissue-Tek O.C.T Compound, Sakura Finetek VWR 25608-930
Tweezer Style 4 Electron Microscopy Sciences 0302-4-PO To cut the mouse skin and open the ribcage
Tweezer Style 5 Electron Microscopy Sciences 0302-5-PO To dissect and clean the aorta

References

  1. Lusis, A. J. Atherosclerosis. Nature. 407, 233-241 (2000).
  2. Emini Veseli, B., et al. Animal models of atherosclerosis. European Journal of Pharmacology. 816, 3-13 (2017).
  3. Plump, A. S., et al. Severe hypercholesterolemia and atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice created by homologous recombination in ES cells. Cell. 71, 343-353 (1992).
  4. Zhang, S. H., Reddick, R. L., Piedrahita, J. A., Maeda, N. Spontaneous hypercholesterolemia and arterial lesions in mice lacking apolipoprotein E. Science. 258, 468-471 (1992).
  5. Ishibashi, S., et al. Hypercholesterolemia in low density lipoprotein receptor knockout mice and its reversal by adenovirus-mediated gene delivery. Journal of Clinical Investigation. 92, 883-893 (1993).
  6. 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. 14, 133-140 (1994).
  7. Chen, P. Y., et al. Smooth muscle cell reprogramming in aortic aneurysms. Cell Stem Cell. 26, 542-557 (2020).
  8. Andres-Manzano, M. J., Andres, V., Dorado, B. Oil Red O and Hematoxylin and Eosin Staining for Quantification of Atherosclerosis Burden in Mouse Aorta and Aortic Root. Methods in Molecular Biology. 1339, 85-99 (2015).
  9. Chen, P. Y., et al. Endothelial TGF-beta signalling drives vascular inflammation and atherosclerosis. Nature Metabolism. 1, 912-926 (2019).
  10. Mehlem, A., Hagberg, C. E., Muhl, L., Eriksson, U., Falkevall, A. Imaging of neutral lipids by oil red O for analyzing the metabolic status in health and disease. Nature Protocols. 8, 1149-1154 (2013).
  11. Ferruzzi, J., Madziva, D., Caulk, A. W., Tellides, G., Humphrey, J. D. Compromised mechanical homeostasis in arterial aging and associated cardiovascular consequences. Biomechanics and Modeling Mechanobiology. 17, 1281-1295 (2018).

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Cite This Article
Chen, P., Qin, L., Simons, M. Imaging and Analysis of Oil Red O-Stained Whole Aorta Lesions in an Aneurysm Hyperlipidemia Mouse Model. J. Vis. Exp. (183), e61277, doi:10.3791/61277 (2022).

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