Angiogênese no pulmão de rato Isquêmica

Summary

O pulmão é perfundida, tanto arterial sistémica brônquica e artérias pulmonares. Na maioria das patologias do pulmão, é a mais pequena da vasculatura sistémica que mostra a neovascularização robusto. Cessação do fluxo sangüíneo pulmonar promove a angiogênese brônquica vivo. Nós fornecemos detalhes cirúrgicos de induzir isquemia da artéria pulmonar esquerda que promove neovascularização brônquica.

Abstract

O pulmão adulto é perfundido por tanto arterial sistémica brônquica e o retorno venoso inteiro que flui através das artérias pulmonares. Na maioria das patologias do pulmão, é a mais pequena da vasculatura sistémica que responde a uma necessidade de perfusão pulmonar melhorada e mostra neovascularização robusto. Isquemia vascular pulmonar induzida pela obstrução da artéria pulmonar demonstrou resultar na angiogénese arterial sistémica rápida no homem, bem como em vários modelos animais. Embora a avaliação histológica do curso de tempo da proliferação artéria bronquial em ratos foi cuidadosamente descrito por Weibel ^1, os mecanismos responsáveis ​​para este crescimento organizado de novos vasos não são claras. Fornecemos detalhes cirúrgicos de induzir isquemia da artéria pulmonar esquerda no rato que conduz a neovascularização brônquica. A quantificação da extensão da angiogénese apresenta um desafio adicional, devido à presença dos dois leitos vasculares no interior do pulmão. Métodospara determinar a angiogénese funcional com base em injecções de microesferas marcadas são fornecidos.

Introduction

Angiogénese sistémica no pulmão é bem reconhecida. Em estados patológicos tais como a asma ^2, fibrose pulmonar intersticial, ^{3, 4} cancro, e o tromboembolismo pulmonar crónica ^5, a vasculatura e sistémico em torno das prolifera pulmonares e invade o parênquima pulmonar. No entanto, os modelos animais para estudar esta ativação diferencial da sistêmica e não a circulação pulmonar são poucos. Talvez o modelo mais reprodutível da neovascularização sistémica no pulmão do mamífero adulto é a que ocorre após a indução de isquemia da artéria pulmonar crónica. A resposta à obstrução da artéria pulmonar em humanos ^5-7, cães ^{8, 9} porcos, ovelhas ^{10, 11} cobaias, ratos ^{1, 12, 13, 14} e ratos é a rápida proliferação da artéria brônquica, bem como as artérias intercostais. Os mecanismos responsáveis ​​por neovasculari sistémicazação do pulmão após isquemia pulmonar são amplamente desconhecido e não tenham sido amplamente estudadas. O curso de tempo da angiogénese brônquica em ratos após obstrução da artéria pulmonar esquerda foi cuidadosamente descrito no trabalho histológico de Weibel ^1. Estendendo este trabalho, no rato, o nosso laboratório tem-se centrado em ambos os factores de crescimento importantes neste processo, assim como o resultado fisiológico desta neovasculatura no pulmão. Os resultados demonstram a quimiocina CXC CINC-3 é elevado precoce após isquemia e tratamento de ratos com um anticorpo neutralizante para CXCR2, o receptor para o CINC-3, atenua a angiogénese ^13. A vasculatura recém-criada brônquica 14 dias após o início da isquemia pulmonar mostrou-se anormal com permeabilidade da proteína aumentou significativamente ^15. Função pulmonar esquerda não foi normal, mostrando a diminuição da capacidade de difusão e uma diminuição do volume pulmonar ^15. Embora a neovasculatura pode ter contributed para a preservação do tecido pulmonar durante a isquemia pulmonar crónica, isto não parece ser normal e pode contribuir para uma redução sustentada da função pulmonar.

Talvez um dos aspectos mais curiosos deste modelo refere-se a distribuição espacial da proliferação dos vasos sanguíneos. Apesar da liberação de fatores de crescimento dentro do parênquima pulmonar devido a isquemia, a neovascularização origina no montante relativamente grandes artérias brônquicas. A artéria brônquica normal surge como um pequeno ramo da aorta e invade a árvore da via aérea no carina. Assim, o mecanismo através do qual os factores de crescimento induzem a fase inicial da arteriogénese não é clara. Sugerimos que o rato, com uma anatomia vascular similar aos seres humanos, oferece uma oportunidade única de estudar os mecanismos responsáveis ​​pela angiogênese sistêmica durante a isquemia pulmonar. Apesar de obstrução completa da artéria pulmonar é uma ocorrência rara em seres humanos,aumento da vascularização brônquica parece ser igualmente induzidos em pacientes seja qual for o local e tamanho de obstrução da artéria pulmonar ^16. Assim, fornecem uma descrição detalhada da abordagem cirúrgica para ligar a artéria pulmonar esquerda em ratos e um meio para quantificar a magnitude da angiogénese.

Protocol

Todos os protocolos realizados com ratos foram aprovados pelo Animal Care Universidade Johns Hopkins e do Comitê utilização e de acordo com as diretrizes do NIH. Sempre que possível, o animal deve ser cirurgicamente preparado numa zona separada da zona cirúrgica para minimizar a contaminação do local da cirurgia. 1. Anestesia / analgesia Rat lugar (ratos Sprague Dawley machos, 125-150 g; Harlan, Indianapolis, IN), numa câmara de indução infundida com 3% de isoflurano. </…

Representative Results

Fundido vascular: Resultados dos efeitos da isquemia da artéria pulmonar esquerda no rato são apresentadas na Figura 1. É mostrado um molde de metacrilato da vasculatura brônquica e da vascularização extensa da árvore da via aérea esquerdo 28 dias após LPAL. Para obter esse elenco, a vasculatura sistêmica foi injetado com uma mistura de metacrilato (vermelho), retrógrada para a aorta descendente ea traquéia foi canulada e injetada com um material de silicone branco baseado. Este molde vascul…

Discussion

Ligação da artéria pulmonar esquerda em todas as espécies testadas conduz a neovascularização sistémica robusta do pulmão isquêmico. Nós apresentamos os detalhes da abordagem cirúrgica num modelo de rato. Nossos resultados produzidos por vazamento vascular, histopatologia e na rotulagem vivo demonstram que artérias brônquicas proliferar e perfundir o parênquima pulmonar. Assim, os mecanismos de angiogénese brônquica pode ser estudado num modelo animal que se assemelha à condição huma…

Materials

Reagents:	Company
buprenorphine hydrochloride, Puralube	Butler Schein
bupivicaine	APP Pharmaceuticals
Povidone-Iodine swabstick	Dynarex Corporation
polypropylene suture size 6-0, 3/8 circle reverse cutting needle	Myco Medical
PE20 tubing	Becton Dickinson
15 μm crimson polystyrene fluorospheres	Invitrogen
1 ml Hamilton glass syringe	Hamilton Company
Equipment:
Genie Plus syringe pump	Kent Scientific
Fluorescence Spectrophotometer	Digilab
Rodent Ventilator Model 683	Harvard Apparatus
			Table 1. Table of specific reagents and equipment.