Сосудистая шар Травмы и в просвете администрации в Крыса сонной артерии
Summary
Этот протокол использует баллонный катетер, чтобы вызвать в просвете травму крысы сонной артерии и далее вызывают гиперплазию неоинтимы. Это хорошо создана модель для изучения механизмов ремоделирования сосудов в ответ на повреждение. Он также широко используется для определения достоверности потенциальных терапевтических подходов.
Abstract
Сонной артерии баллон модель травмы у крыс была хорошо известна на протяжении более двух десятилетий. Остается важный метод для изучения молекулярных и клеточных механизмов, участвующих в сосудистой гладкой дедифференцировки мышц, формирование неоинтимы и сосудистого ремоделирования. Самцов крыс Sprague-Dawley являются наиболее часто используются животные для этой модели. Самок крыс не являются предпочтительными, как женские гормоны защищает от сосудистых заболеваний и, таким образом, ввести изменение в этой процедуре. Левую сонную обычно травму с правой сонной, служащий в качестве отрицательного контроля. За травмы левого сонной вызвано надутого воздушного шара, который оголяет эндотелий и раздувать х годов стенку сосуда. После травмы, потенциальные терапевтические стратегии, такие как использование фармакологических препаратов и либо гена или shRNA передачи может быть оценена. Как правило, для гена или shRNA переводом, ранения раздел просвета сосуда локально трансдуцировали в течение 30 мин с Vирал частицы, кодирующие либо белок или shRNA для доставки и экспрессии в поврежденной стенке сосуда. Неоинтимы утолщение, представляющий пролиферативных клеток гладких мышц сосудов, как правило, достигает максимума через 2 недели после травмы. Сосуды, в основном, собирают в этот момент времени для клеточного и молекулярного анализа сигнальных путей клеток, а также экспрессии генов и белков. Сосуды могут быть также собраны в более ранних временных точках, чтобы определить начало экспрессии и / или активации конкретного белка или пути, в зависимости от экспериментальных целей, предназначенных. Суда могут быть охарактеризованы и оценены с использованием гистологического окрашивания, иммуногистохимии, белок / мРНК анализы и анализы активности. Без изменений правую сонную артерию от того же животного является идеальным внутреннего контроля. Изменения Травмы индуцированных в молекулярных и клеточных параметров можно оценить путем сравнения травму артерии к внутренней правой артерии управления. Кроме того, терапевтические методы могут быть оценены путем сравнения ранениеd и лечение артерии с контролем ранения только артерию.
Introduction
Баллонных катетеров медицинские устройства, используемые в процедуре ангиопластики, с целью расширения осложненные сайт (ы) атеромы или тромба в кровеносном сосуде. Сужение просвета сосудов вынужден открыть по надутого воздушного шара и кровоснабжение будет восстановлен последовательно, чтобы облегчить симптомы ишемии вниз по течению, такие как стенокардия, инфаркт миокарда, и боль в ногах. Тем не менее, большой успех ангиопластики была ослаблена путем послеоперационных осложнений, таких как результаты от применения силы, вызывающих сосудистые баротравмы (травмы шар), а именно стенки сосуда ремоделирования и во многих случаях повторного сужения просвета сосуда (рестеноза) 1.
Количество животных моделях были разработаны имитируя процедуру ангиопластики, чтобы помочь следователям понять механизмы, лежащие в основе воздушный шар связаны с травмами сосудистой стенки ремоделирование 2. Среди всех видов животных, используемых для моделирования, крысы является наиболее часто используемым один. Compared кроликов, собак и свиней, преимущества крыс их низкая стоимость, их относительная простота использования и в настоящее время знания крыс физиологии. Хотя мыши имеют дополнительное преимущество в широком диапазоне генетически измененных штаммов, мыши контейнер слишком мал, чтобы вставить катетер-баллон. За последние три десятилетия, подопытных крыс позволили исследователям получить более полное представление о молекулярных и клеточных механизмов, лежащих в основе формирования неоинтимы и сосудистого ремоделирования 3-6. За травмы шар, ремоделирование сосудов также участвуют в большинстве крупных сосудистых заболеваний, таких как атеросклероз 7,8, гипертензии 9 и аневризмы 10. Таким образом, знания, полученные через модели повреждения воздушный шар в целом полезно для общих исследований сосудистых заболеваний стены.
Общая цель крысиной модели воздушного шара травматизма не только для более глубокого понимания сосудистых заболеваний, но и проверить потенцию новых препаратов дляборьба с болезнями 11,12. Клинический медикаментозное лечение рестеноза применяется стентов с лекарственным покрытием, размещаемых путем просвета сосуда сразу после ангиопластики. В животных моделях, эффективное и более экономичный способ тестирования новой агент хорошо развитого местного внутрипросветный метод перфузии. Кандидаты агенты, которые были протестированы с помощью этого метода включают низкомолекулярные лекарственные 13,14, цитокин или факторы роста 15,16 генные манипуляции агентов (клоны кДНК, миРНК и т.д.) 17-20, и новые фармацевтические препараты 21,22.
До сих пор, модель травмы шар крыса остается одним из самых полезных моделей для исследования сосудистых заболеваний / расстройств. Это фундаментальный шаг со скамейки к постели, как правило, первым шагом перехода от в пробирке в естественных условиях, но это не должно быть последним. Итоги крыс экспериментов необходимо обсудили и дополнительно характеризуется перед переводом в человекаклиническое применение, из-за разницы в сосудистого ложа и судно анатомии, а также различий между внутренними видов человека и крысы 23-26. Тем не менее, он по-прежнему важным инструментом в поступательном медицинских исследований. Хотя не такие исследования использовали должно быть ограничено из-за отсутствия генетически модифицированных крыс, он больше не было проблемой, поскольку новые геномные подходы, такие как цинк-пальцем нуклеаз 27, 28 и Talens CRISPR-CAS 29 сделали нокаут крыс легко доступны.
Protocol
Representative Results
Discussion
Крыса травмы сонной шар был хорошо описывается Tulis в 2007 34. Это была всесторонне обсудили все подробности этой процедуры доктор Tulis. Читатели, которые заинтересованы в выполнении этой процедуры настоятельно рекомендуется прочесть протокол Tulis. Тем не менее, есть одна вещь, которую мы не соглаш…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We are grateful to Dr. Clowes for first developing and describing this method. We are also thankful to Dr. Tulis for his detailed protocol which has been fundamentally helpful to our previous, current and future work. This work was supported by grants R01HL097111 and R01HL123364 from the NIH to M.T., and by American Heart Association grant 14GRNT18880008 to M.T.
We would like to thank Rachel Newton for her expert technical support and for her valuable help during the filming process.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Fogarty balloon embolectomy catheters, 2 French | Edwards Lifesciences, Germany | 120602F | |
| Deltaphase Operating Board – Includes 2 Pads & 2 Insulators | Braintree Scientific, Inc. | 39OP | |
| LED light source | Fisher Scientific | 12-563-501 | |
| Hartmann Mosquito Forceps 4” curved | Apiary Medical, Inc. San Diego, CA | gS 22.1670 | |
| Crile Retractor 4” double ended | Apiary Medical, Inc. | gS 34.1934 | |
| Other surgical instruments | Roboz Surgical Instrument Company, Inc., Gaithersburg, MD | ||
| Peripheral Intravenous (I.V.) Cannula, 24G | BD | 381312 | |
| Ketamine HCl, 100mg/mL, 10mL | Ketaset- Patterson Vet | 07-803-6637 | |
| Xylazine (AnaSed),20mg/mL,20mL | Ketaset- Patterson Vet | 07-808-1947 | |
| Buprenex, 0.3mg/1ml (5 Ampules/Box) | Ketaset- Patterson Vet | 07-850-2280 | |
| Nair Baby Oil Hair Removal Lotion-9 oz | Amazon/Walmart/CVS | N/A | |
| Inflation Device | Demax Medical | DID30 | |
| D300 3-way Stopcock | B.Braun Medical Inc. | 4599543 | |
| Artificial Tears Ointment | Rugby Laboratories, Duluth, GA | N/A |
Referências
- Landzberg, B. R., Frishman, W. H., Lerrick, K. Pathophysiology and pharmacological approaches for prevention of coronary artery restenosis following coronary artery balloon angioplasty and related procedures. Progress in Cardiovascular Diseases. 39, 361-398 (1997).
- Muller, D. W., Ellis, S. G., Topol, E. J. Experimental models of coronary artery restenosis. J. Am. Coll. Cardiol. 19, 418-432 (1992).
- Clowes, A. W., Reidy, M. A., Clowes, M. M. Kinetics of cellular proliferation after arterial injury. I. Smooth muscle growth in the absence of endothelium. Laboratory Investigation: A Journal of Technical Methods and Pathology. 49, 327-333 (1983).
- Clowes, A. W., Reidy, M. A., Clowes, M. M. Mechanisms of stenosis after arterial injury. Laboratory Investigation: A Journal of Technical Methods and Pathology. 49, 208-215 (1983).
- Clowes, A. W., Clowes, M. M. Kinetics of cellular proliferation after arterial injury. IV. Heparin inhibits rat smooth muscle mitogenesis and migration. Circulation Research. 58, 839-845 (1986).
- Li, G., Chen, S. J., Oparil, S., Chen, Y. F., Thompson, J. A. Direct in vivo evidence demonstrating neointimal migration of adventitial fibroblasts after balloon injury of rat carotid arteries. Circulation. 101, 1362-1365 (2000).
- Kiechl, S., Willeit, J. The natural course of atherosclerosis. Part II: vascular remodeling. Bruneck Study Group. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 19, 1491-1498 (1999).
- Yamamoto, S., et al. Derivation of rat embryonic stem cells and generation of protease-activated receptor-2 knockout rats. Transgenic Research. 21, 743-755 (2012).
- Intengan, H. D., Schiffrin, E. L. Vascular remodeling in hypertension: roles of apoptosis, inflammation, and fibrosis. Hypertension. 38, 581-587 (2001).
- Meng, H., et al. Complex hemodynamics at the apex of an arterial bifurcation induces vascular remodeling resembling cerebral aneurysm initiation. Stroke. 38, 1924-1931 (2007).
- Sun, C. K., Shao, P. L., Wang, C. J., Yip, H. K. Study of vascular injuries using endothelial denudation model and the therapeutic application of shock wave: a review. American Journal of Rranslational Research. 3, 259-268 (2011).
- Zhang, W., et al. Orai1-mediated I (CRAC) is essential for neointima formation after vascular injury. Circulation Research. 109, 534-542 (2011).
- Ollinger, R., et al. Bilirubin: a natural inhibitor of vascular smooth muscle cell proliferation. Circulation. 112, 1030-1039 (2005).
- Levitzki, A. PDGF receptor kinase inhibitors for the treatment of restenosis. Cardiovascular Research. 65, 581-586 (2005).
- Asahara, T., et al. Local delivery of vascular endothelial growth factor accelerates reendothelialization and attenuates intimal hyperplasia in balloon-injured rat carotid artery. Circulation. 91, 2793-2801 (1995).
- Lee, K. M., et al. Alpha-lipoic acid inhibits fractalkine expression and prevents neointimal hyperplasia after balloon injury in rat carotid artery. Atherosclerosis. 189, 106-114 (2006).
- Ji, R., et al. MicroRNA expression signature and antisense-mediated depletion reveal an essential role of MicroRNA in vascular neointimal lesion formation. Circulation Research. 100, 1579-1588 (2007).
- Merlet, E., et al. miR-424/322 regulates vascular smooth muscle cell phenotype and neointimal formation in the rat. Cardiovascular Research. 98, 458-468 (2013).
- Huang, J., Niu, X. L., Pippen, A. M., Annex, B. H., Kontos, C. D. Adenovirus-mediated intraarterial delivery of PTEN inhibits neointimal hyperplasia. Arteriosclerosis, Thrombosis, And Vascular Biology. 25, 354-358 (2005).
- Gonzalez-Cobos, J. C., et al. Store-independent Orai1/3 channels activated by intracrine leukotriene C4: role in neointimal hyperplasia. Circulation Research. 112, 1013-1025 (2013).
- Guzman, L. A., et al. Local intraluminal infusion of biodegradable polymeric nanoparticles. A novel approach for prolonged drug delivery after balloon angioplasty. Circulation. 94, 1441-1448 (1996).
- Lipke, E. A., West, J. L. Localized delivery of nitric oxide from hydrogels inhibits neointima formation in a rat carotid balloon injury model. Acta Biomaterialia. 1, 597-606 (2005).
- Osterrieder, W., et al. Role of angiotensin II in injury-induced neointima formation in rats. Hypertension. 18, II60-II64 (1991).
- Powell, J. S., et al. Inhibitors of angiotensin-converting enzyme prevent myointimal proliferation after vascular injury. Science. 245, 186-188 (1989).
- . Does the new angiotensin converting enzyme inhibitor cilazapril prevent restenosis after percutaneous transluminal coronary angioplasty? Results of the MERCATOR study: a multicenter, randomized, double-blind placebo-controlled trial. Multicenter European Research Trial with Cilazapril after Angioplasty to Prevent Transluminal Coronary Obstruction and Restenosis (MERCATOR) Study Group. Circulation. 86, 100-110 (1992).
- Faxon, D. P. Effect of high dose angiotensin-converting enzyme inhibition on restenosis: final results of the MARCATOR Study, a multicenter, double-blind, placebo-controlled trial of cilazapril. The Multicenter American Research Trial With Cilazapril After Angioplasty to Prevent Transluminal Coronary Obstruction and Restenosis (MARCATOR) Study Group. J Am Coll Cardiol. 25, 362-369 (1995).
- Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433 (2009).
- Tesson, L., et al. Knockout rats generated by embryo microinjection of TALENs. Nature Biotechnology. 29, 695-696 (2011).
- Li, D., et al. Heritable gene targeting in the mouse and rat using a CRISPR-Cas system. Nature Biotechnology. 31, 681-683 (2013).
- Potier, M., et al. Evidence for STIM1- and Orai1-dependent store-operated calcium influx through ICRAC in vascular smooth muscle cells: role in proliferation and migration. FASEB Journal : Official Publication Of The Federation Of American Societies For Experimental Biology. 23, 2425-2437 (2009).
- Aubart, F. C., et al. RNA interference targeting STIM1 suppresses vascular smooth muscle cell proliferation and neointima formation in the rat. Molecular Therapy. The Journal Of The American Society Of Gene Therapy. 17, 455-462 (2009).
- Berra-Romani, R., Mazzocco-Spezzia, A., Pulina, M. V., Golovina, V. A. Ca2+ handling is altered when arterial myocytes progress from a contractile to a proliferative phenotype in culture. American journal of physiology. Cell Physiology. 295, C779-C790 (2008).
- Bisaillon, J. M., et al. Essential role for STIM1/Orai1-mediated calcium influx in PDGF-induced smooth muscle migration. American journal of physiology. Cell Physiology. 298, C993-C1005 (2010).
- Tulis, D. A. Rat carotid artery balloon injury model. Methods In Molecular Medicine. 139, 1-30 (2007).
- Zhang, W., Trebak, M., Szallasi, A., Bíró, T. Balloon Injury in Rats as a Model for Studying TRP Channel Contribution to Vascular Smooth Muscle Remodeling. T TRP Channels in Drug DiscoveryMethods in Pharmacology and Toxicology. , 101-111 (2012).
- Tulis, D. A. Histological and morphometric analyses for rat carotid balloon injury model). Methods In Molecular Medicine. 139, 31-66 (2007).
