Sıçan Karotis Arter Vasküler Balon Yaralanma ve intraluminal İdaresi
Summary
Bu protokol, sıçan karotis arter üzerinde bir lümen içi yaralanmalara neden ve bundan sonra neointimal hiperplazi ortaya çıkarmak için bir balon kateter kullanır. Bu yaralanmaya yanıt olarak vasküler yeniden mekanizmalarını incelemek için iyi bilinen bir modeldir. Ayrıca yaygın potansiyel terapötik yaklaşımların geçerliliğini belirlemek için kullanılır.
Abstract
sıçanlarda karotis arter balon yaralanma modeli de iki yılı aşkın süredir kurulmuştur. Bu damar düz kas dediferansiyasyon neointima oluşumu ve vasküler yeniden katılan moleküler ve hücresel mekanizmaları incelemek için önemli bir yöntem olmaya devam etmektedir. Erkek Sprague-Dawley sıçanları bu model için en sık kullanılan hayvan bulunmaktadır. Kadın hormonları damar hastalıklarına karşı koruyucu ve dolayısıyla bu prosedür bir varyasyonu tanıtmak gibi dişi sıçanlar tercih edilmemektedir. Sol karotis tipik sağ karotid bir negatif kontrol olarak hizmet veren yaralandı. Sol karotis yaralanma endoteli denudes ve Cuz damar duvarını gerilmek şişirilmiş balon neden olur. Yaralanma sonrasında, bu tür farmakolojik bileşikler ve gen ya da shRNA transferi ya da kullanılması potansiyel terapötik stratejiler değerlendirilebilir. Tipik haliyle, gen ya da shRNA transferi için, damar lümeninin yaralı bölümü lokal olarak v 30 dakika içinde aktarılmasıyaralı damar duvarında teslimat ve ifade için bir protein veya shRNA ya kodlayan iral parçacıklar. Proliferatif vasküler düz kas hücrelerini temsil neointimal kalınlaşma genellikle yaralanma sonrası 2 hafta zirve. Gemiler, özellikle hücresel ve moleküler hücre sinyal yollarının analizi aynı zamanda gen ve protein ifadesi için bu zaman noktasında hasat edilir. Kaplar ayrıca amaçlanan deney amaçlarına bağlı olarak, özel bir protein ya da yolunun sentezlenmesi ve / veya aktivasyonu başlangıcını saptamak için, daha önceki zaman noktalarında hasat edilebilir. Kaplar histolojik lekeleme, immünohistokimya, bir protein / mRNA tahlilleri ve etkinlik tahlilleri kullanılarak karakterize edilmiş ve değerlendirilebilir. Aynı hayvandan sağlam sağ karotis arter ideal iç kontrol edilmesidir. Moleküler ve hücresel parametreleri Yaralanma kaynaklı değişimler iç Sağ kontrol artere yaralı arter karşılaştırarak değerlendirilebilir. Benzer şekilde, tedavi seçenekleri yaralayabilir karşılaştırarak değerlendirilebilirKontrol d ve tedavi arter tek arter yaralandı.
Introduction
Balon kateter bir kan damarı içinde aterom ya da trombozun tıkanma yer (ler) genişletilmesi amacıyla, anjiyoplasti prosedüründe kullanılan tıbbi cihazlardır. daralmış damar lümen şişirilmiş balon ile açmak zorunda kalır ve kan temini gibi anjin, miyokard infarktüsü ve bacak ağrısı gibi mansap iskemi belirtileri, rahatlatmak için sırayla restore edilecek. Bununla birlikte, anjiyoplasti büyük başarı gibi damar lümen (restenoz) 1 yeniden daralma vasküler barotravma (balon yaralanması), yani damar duvarı yenileme neden olan kuvvetin sonuçları gibi birçok durumda post-operatif komplikasyonlar azalmıştır.
Hayvan modellerinde bir dizi araştırmacılar balon-yaralanma ilgili damar duvarı yenileme 2 altında yatan mekanizmaları anlamak için anjiyoplasti işlemi taklit geliştirilmiştir. Modelleme için kullanılan tüm hayvan türleri arasında, sıçan, en sık kullanılan biridir. Ctavşanlar, köpekler, domuzlar grubu ile karşılaştırıldığında, sıçan avantajları düşük maliyet kullanım görece kolaylığı ve sıçan fizyolojisi mevcut bilgi bulunmaktadır. Farenin Genetik olarak manipüle edilmiş suşların geniş bir aralıkta ek bir avantaja sahipse de, fareler damar balon kateter yerleştirmek üzere, çok küçüktür. Son üç yılda, deneysel sıçan araştırmacılar 3-6 remodeling neointima oluşumunu ve damar yatan moleküler ve hücresel mekanizmaların daha iyi anlayabilmek için izin vermiş. Balon yaralanma ötesinde, vasküler remodeling ayrıca ateroskleroz 7,8, hipertansiyon 9, ve anevrizma 10 gibi en büyük damar hastalıkları, katılmaktadırlar. Böylece, bilgi balon yaralanma modeli ile kazanılan genel olarak tüm damar duvar hastalığı çalışmaları için faydalıdır.
Sıçan balon yaralanması modelinde genel amacı değil sadece daha fazla damar hastalıkları anlamak değil, aynı zamanda yeni ajanların gücünü test etmekhastalık kontrolü 11,12. Restenozla Güncel klinik ilaç tedavisi sağ anjiyoplasti sonrası damar lümen yoluyla yerleştirilen ilaç salınımlı stentler ile uygulanır. Hayvan modellerinde, yeni ajan test için verimli henüz daha ekonomik şekilde iyi gelişmiş yerel intraluminal perfüzyon yöntemidir. Bu yöntemle test edilmiştir Aday ajanlar küçük molekül uyuşturucuyu 13,14, sitokin içeren veya büyüme, 15,16 faktörleri gen manipüle ajanlar (cDNA klonları, siRNA'nın, vb) 17-20 ve yeni farmasötik formülasyonlar 21,22.
Şimdiye kadar, sıçan balon hasarı içeren model vasküler hastalıklar / bozuklukların araştırılması için en faydalı model biridir. Bu ilk adım in vivo in vitro hareket genellikle yatağa tezgah temel adım, ama sonuncusu olmamalıdır. fare deneylerinin sonuçları, kasıtlı ve ayrıca insan çevrilmesinden önce, özelliği gerekennedeniyle vasküler yatak ve damar anatomisi yanı sıra insan ve sıçan 23-26 arasındaki içsel tür farklar fark klinik kullanımı,. Yine, hala öteleme tıbbi araştırmalarda önemli bir araçtır. Böyle bir araştırma genetiği değiştirilmiş farelerde eksikliği ile sınırlı kullanılan iken, çinko-parmak gibi yeni genomik yaklaşımlar 29 nakavt fareler kolayca erişilebilir yaptık, 27 nükleazlara Talens 28 ve CRISPR-Cas yana, artık bir sorun olmuştur.
Protocol
Representative Results
Discussion
fare karotid balon zedelenmesi de. 2007 34 Tulis tarafından tarif edilmiştir Bu kapsamlı Dr Tulis bu işlemin tüm ayrıntılarını tartışılmıştır. Bu yordamı gerçekleştirmek isteyen okuyucular oldukça Tulis 'protokolü okumak için tavsiye edilir. Ancak, biz Dr Tulis ile kabul edilmez bir şey var: yerine tuzlu su veya herhangi bir sıvı ile balon şişirme, biz hava ile şişirmek için önerdi. Kişisel deneyim göre, sıvı ile şişirme pek hava kabarcıkları önleyebilirsiniz. Buna ek olarak, bu esnek ya…
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).
