Het konijn-Model van versnelde atherosclerose: een methodologische perspectief van de schade van de ballon Iliac slagader

Summary

Dierlijke modellen van atherosclerose zijn essentieel om te begrijpen van het mechanisme en te onderzoeken van nieuwere benaderingen om te voorkomen dat de ontwikkeling van plaque of breuk, een belangrijke doodsoorzaak in de geïndustrialiseerde wereld. Dit protocol maakt gebruik van een combinatie van ballon letsel en cholesterol rijk dieet voor het opwekken van atherosclerotische plaques in konijn iliac slagader.

Abstract

Acuut coronair syndroom als gevolg van coronaire occlusie na atherosclerotische plaque ontwikkeling en breuk is de belangrijkste doodsoorzaak in de geïndustrialiseerde wereld. Nieuw-Zeeland Wit (NZW) konijnen zijn gebruikte als een dierlijk model voor de studie van atherosclerose. Zij ontwikkelen spontane laesies wanneer gevoed met atherogene dieet; Dit vereist echter een lange tijd van 4-8 maanden. Om verder te verbeteren en versnellen atherogenese, is een combinatie van atherogene dieet en mechanische endothelial letsel vaak werkzaam. De voorgestelde procedure voor inducerende atherosclerotische plaques bij konijnen gebruikt een katheter met ballon te verstoren het endotheel in de linker iliac slagader van NZW konijnen gevoed met atherogene dieet. Dergelijke mechanische schade veroorzaakt door de katheter met ballon induceert een keten van ontstekingsreacties initiëren neointimal lipide accumulatie in een tijd-afhankelijke manier. Atherosclerotische plaque na ballon letsel Toon neointimal verdikking met uitgebreide lipide infiltratie, de inhoud van de cel van de hoge glad spierweefsel en aanwezigheid van macrofaag afgeleide schuim cellen. Deze techniek is eenvoudig, reproduceerbare en produceert plaquette van gecontroleerde lengte binnen de iliacale slagader. De hele procedure wordt voltooid binnen 20-30 min. De procedure is veilig met lage sterfte en biedt ook hoge succes bij het verkrijgen van aanzienlijke intima laesies. De procedure van de ballon van de katheter geïnduceerde arteriële letsel leidt tot atherosclerose binnen twee weken. Dit model kan worden gebruikt voor het onderzoek naar de ziekte pathologie, diagnostische beeldvorming en evalueren van nieuwe therapeutische strategieën.

Introduction

Breuk van kwetsbare atherosclerotische plaques is een van de belangrijkste doodsoorzaken in de geïndustrialiseerde landen¹. Hoewel onderzoek de afgelopen decennia heeft ontvouwd verschillende moleculaire en cellulaire mechanismen betrokken bij de progressie van de plaque, bleef inspanningen zijn nog nodig, niet alleen voor het ontrafelen van het complex mechanisme van progressie van de ziekte, maar ook voor het testen van nieuwe therapeutische benaderingen. Verschillende dierlijke modellen hebben voorgesteld te bestuderen van de atherosclerose. Genetische manipulatie, cholesterol voeding of mechanische endotheel letsel zijn de standaard strategieën gedeeld door meest diermodellen van atherosclerose, waaronder muizen, konijnen of minipigs. Onder deze zijn NZW konijnen gevoelig voor cholesterol dieet terwijl normale ratten en muizen niet aanzienlijk dieetcholesterol^{2,3,4 absorberen doen}. Konijnen ontwikkelen spontaan aorta laesies rijk in macrofagen met sommige vezelig component wanneer gevoed met cholesterol rijk dieet^5,6. De lange voorbereidende tijd van 4-8 maanden voor het opwekken van atherosclerotische plaquesby voeding cholesterol dieet alleen^6,7 is echter een belangrijk nadeel voor de meeste van de experimentele instellingen. In achtervolging voor inducerende laesies in relatief korte tijd, is een combinatie van hoge cholesterol dieet en ballon letsel ontwikkeld door Baumgarter en Studer⁸. Het algemene doel van deze techniek is voor het opwekken van atherosclerotische plaques bestaat uit schuim cellen (vergelijkbaar met vette streep bij de mens) in hypercholesterolemic konijnen binnen 2 weken. De huidige techniek wordt de procedure beschreven van arteriële muur schade op basis van de Baumgarter methode met behulp van een katheter van de ballon gevorderd in de iliacale slagader van NZW hypercholesterolemic konijnen.

Samen met een rijke dieet cholesterol, zal schade die voortvloeit uit de ballon geïnduceerde ambtshalve endothelialization leiden tot atherosclerose. Ballon letsel versnelt de vorming van atherosclerotische laesies, en produceert plaque van uniforme grootte en distributie. Intima verdikking verhogingen over een periode van tijd en intima cel infiltratie begint binnen enkele dagen na letsel. Vettige strepen met aanzienlijke macrofagen beginnen te verschijnen na 7-10 dagen van de ballon schade en worden vertegenwoordigd als Type II laesie volgens de classificatie door American Heart Association. Ballon letsel in konijn wordt vaak uitgevoerd in de aorta te bestuderen van de samenstelling van de plaque. De neointimal endotheel geeft uiting aan hoge niveaus van intercellulaire adhesie molecuul. De plaques worden geassocieerd met mediale dissectie en adventitial wijzigingen. Atherosclerotische laesies zijn samengesteld uit lipiden, delende zachte spiercellen (SMCs), collageenvezels en inflammatoire cellen die onder de geregenereerde endotheel accumuleren en zijn meestal type II in de natuur. De topologische verdeling van konijn plaques was vergelijkbaar met dat gemeld in menselijke aortas ^9,10 In principe, de aorta is groter in omvang in vergelijking met iliac slagaders en plaque in grotere lengte zou produceren. Echter is het grote voordeel van het gebruik van de iliacale slagader als de site van atherosclerose bij konijnen zijn toegankelijkheid, zijn gelijkenis gespierde inhoud menselijke coronaire¹¹, uniforme laesie ontwikkeling¹², hoge weefsel factor activiteit¹³ en consistente vaartuig dimensie vergelijkbaar met menselijke kransslagader, waardoor de evaluatie van commercieel vervaardigde apparaten aan Morfometrische en angiographic eindpunten. Invasieve en niet-invasieve methoden zijn onderzocht voor het analyseren van de plaques in konijn iliac slagaders in het levende dier. Eerdere rapporten beschrijven het gebruik van magnetische resonantie imaging (MRI) met behulp van een systeem van 2,35-tesla heer ¹⁴ bovendien, intravasculaire echografie (IVUS) of optische coherentie tomografie (OCT) katheters naar behoren kunnen worden toegepast op de afbeelding atherosclerotische plaques in konijn iliac slagaders. De iliacale slagader is toegankelijk voor echografie beeldvorming bij het gebruik van een hoge resolutie echografie en de aorta kan ook worden verkend met deze techniek.

In het afgelopen decennium, heeft dit konijn model ballon schade bijgedragen aan de mechanismen van plaque progressie¹⁵en plaque regressie¹⁶verder te begrijpen. Bovendien, het model is gebruikt voor het bestuderen van de invloed van nieuwe therapeutische middelen zoals statines, standaard antiplatelet agenten, antioxidant agenten^17,18 en drug-eluerende stents zoals everolimus of zotarolimus-eluerende stent^19,20 op neointimal verdikking. Dit model is ook gebruikt om te onderzoeken intravasculaire beeldvorming van nabij-infrarood fluorescentie imaging katheter²¹.

Protocol

dit experimenteel protocol is goedgekeurd door de kantonnale Veterinair Bureau, Fribourg en de Zwitserse federale Veterinary Office, Zwitserland (FR 2015/58). Opmerking: mannelijke NZW konijnen met een gewicht van 2,8 tot 3.2 kg werden gebruikt. De dieren werden gehuisvest onder conventionele voorwaarden (12 h licht en donker cyclus, bedoelde ad libitum water en voedsel). Voorafgaand aan de ballon denudatie, werden dieren acclimated voor 1 week waarin zij werden gevoed met normale chow dieet…

Representative Results

Ballon letsel van de iliacale slagader werd met succes uitgevoerd zonder complicatie (Figuur 1). De totale operationele tijd varieerden van 20 tot 30 min voor verwondingen uitgevoerd op slechts één iliac slagader en 35 tot 45 min voor verwondingen op beide slagaders. Het konijn herstelde zich binnen 1 uur na ballon letsel. Alle dieren verscheen gezond zonder significante gewichtsverlies. Geen infectie, oedeem of arteriële trombose opgetreden. Het wond gebi…

Discussion

Het konijn iliac slagader atherosclerose model wordt veel gebruikt in onderzoek van atherosclerose. Met dit protocol ontwikkeld de konijnen snel meer ernstige en geavanceerde plaques in vergelijking tot spontane laesies ontwikkeld met alleen cholesterol dieet. Nog belangrijker is, herstellen dieren snel van de operatie.

De belangrijkste stimulans voor atherogenese is de mechanische schade veroorzaakt door de katheter ballon die verwondingen van het endotheel en de vaartuig muur<sup class="xref…

Materials

New Zealand White rabbits	Charles River laboratories,France	Cre:KBL(NZW)
Cholesterol rich diet	Ssniff spezialdiäten	Ssniff EF K High Fat and Cholesterol
Glass bead sterilizer-Germinator 500	VWR, Leicestershire, UK	101326-488
Fogarty balloon embolectomy catheters, 2 French	Edwards Lifesciences, Switzerland	120602F	For single use only
Luer Lock Syringe	Becton, Dickinson and Company, USA	309628
Thermopad Type 226	Solis, Switzerland AG	397387
Buprenorphine- Temgesic	Reckitt Benckiser AG, Switzerland	7.68042E+12
Isoflurane	Piramal Critical Care, Inc, Bethlehem, PA 18017	2667-46-7
Anaesthesia machine-combi-vet Base Anesthesia System	Rothacher Medical GmbH, Switzerland	CV 30-301-A
Cardell touch veterinary vital signs monitor	Midmark, Ohio, USA	8013-001
Ophthalmic ointment-Humigel	Virbac, France
Animal hair clippers	Aesculap AG, Germany	GT420
Disinfectant-Betadine solution	MundipharmaMedicalCompany, Switzerland	14671-1203
Dumont #7 Forceps	FST Germany	11274-20
Medium and small microscissors	Medline International Switzerland Sàrl	UC4337
Microvascular clamps	FST, Germany	18051-28
Papaverine	ESCA chemicals, Switzerland	RE 356 803
Vein Pick	Harvard Apparatus, Cambridge, UK	72-4169	For single use only
Saline	Laboratorium Dr. G. Bichsel AG, , Switzerland	1330055
Polysorb 5-0 suture	Covidien AG, Switzerland	UL 202	Monofilament
Sulfadoxine and Trimethoprim-Trimethazol	Werner Stricker AG, Switzerland	Swissmedic Nr. 50'361
Antiseptic- Octenisept	Schülke & Mayr AG, Switzerland	GTIN: 4032651214068
Phosphate Buffered Saline	Roth	1058.1
Isobutanol-2-Methylbutane	Sigma-Aldrich, Switzerland	M32631-1L
Optimum Cutting Temperature compound-Tissue-Tek	VWR Chemicals, Belgium	25608-930
Cryostat	Leica, Glattbrugg, Switzerland	Leica CM1860 UV
Glass slide- Superfrost Plus	Thermo Scientific	4951PLUS4
Mayer's Haematoxylin	Sigma-Aldrich, Switzerland	MHS32-1L
Eosin 0.5% aq.	Sigma-Aldrich, Switzerland	HT110232-1L
Oil Red O	Sigma-Aldrich, Switzerland	O0625-25G
α-smooth muscle actin antibody	Abcam, UK.	ab7817
Macrophage Clone RAM11 antibody	DAKO, Switzerland	M063301
Hoechst	Abcam, UK.	ab145596
Goat polyclonal Secondary Antibody (Chromeo 546)	Abcam, UK.	ab60316
Alexa Fluor 488/547	Abcam, UK.
Glycergel Mounting Medium, Aqueous	DAKO, Switzerland	C056330
Hematoxylin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	H3136-25G
Ferric chloride for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	157740-100G
Iodine for Movat staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	207772-100G
Potassium iodide for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	60400-100G-F
Alcian blue for Movat staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	A5268-10G
Strong Ammonia for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	320145-500ML
Brilliant crocein MOO for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	210757-50G
Acid Fuchsin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	F8129-50G
Sodium Thiosulfate for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	72049-250G,
Phosphotungstic acid for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	79690-100G
Crocin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	17304-5G
EUKITT for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	03989-100ML