Polyurethan kateter indsættelse i aorta lumen og sutur ligatur af aorta fremkalde kronisk hypoxi skyldes hypoperfusion af adventitial vasa vasorum. I denne artikel beskrives en roman dyremodel af abdominalt aortaaneurisme (AAA) med karakteristika svarende til AAA i mennesker.
Adventitial vasa vasorum (VV) giver ilt og næring til aortavæggen. Iltmangel i aorta væggen kan forårsage forstørret abdominale aortaaneurismer (AAA). Denne artikel introducerer og beskriver en standardprotokol, der bruges til at fremkalde AAAs gennem adventitial VV hypoperfusion lavet med en kombination af polyurethan kateter indsættelse i aorta lumen og sutur ligatur af den infrarenal abdominale aorta.
Protokollen indebærer anvendelse af mandlige rotter vejer 300-400 g, som leveres mad og vand ad libitum. Efter laparotomi med en ventrale midterlinjen abdominal snit udføres eksfoliering af aorta, som blokerer blodtilførslen fra perivascular væv. Aortotomy med et lille snit ved siden af nyrearteriestenose grene er udført, og en polyurethan kateter er indsat ved hjælp af en 18-gauge iboende nål. Efter reparation indsnit, stramme ligatur af aorta over kateter blokke VV blod flyde fra den proksimale retning gennem aorta væggen uden at forstyrre aorta blodgennemstrømningen. Denne teknik kan fremkalde en AAA med progressive aorta dilatation.
Den største fordel ved denne model er, at VV hypoperfusion forårsager væv hypoxi og udviklingen af en infrarenal AAA, som har morfologiske og patologisk kendetegn svarer til en menneskelig AAA.
Den abdominale aorta består af følgende tre lag: indre vaskulære væg (intima), mediale lag (medier) og ydre vaskulære væg (adventitia), og af disse, adventitia har en unik blodforsyning system kaldet vasa vasorum (VV). Aorta væv leveres med ilt gennem adventitial VV perfusion og simpel ilt diffusion fra aorta blod flow1. Den abdominale aorta har dog geografisk, mindst fordelingen af VVs i forhold til det i andre dele af aorta. 2
En tidligere undersøgelse rapporterede på væv hypoxi i menneskelige abdominalt aortaaneurisme (AAA) vægge med tykke intraluminal Trombe (ILT)3. Derudover har været vist, at en adventitial VV i aneurysmal vægge er tilstoppet med arteriosklerotisk ændringer på et betydeligt højere sats, som er forbundet med væv hypoxi i AAA vægge4. Baseret på disse resultater, blev en roman gnaver model af AAA oprettet ved at inducere adventitial VV hypoperfusion5. I denne model forårsaget VV hypoperfusion væv hypoxi og udviklingen af en infrarenal AAA, som havde morfologiske og patologisk kendetegn svarer til en menneskelig AAA6. Prime eksempler var tilstedeværelsen af ILTs og ophobning af hyperplastiske adipocytter6, og potentiale til at forårsage brud7,8. Disse resultater har været sjældent observeret i tidligere gnavere modeller. Derfor kan denne model bidrage væsentligt til en dybere forståelse af den mekanisme, der er ansvarlig for udvikling af AAA og brud. Vi introducere og beskrive en standardprotokol, der bruges til at fremkalde AAAs gennem adventitial VV hypoperfusion, og vi forklare, hvordan man fremkalde hypoxi i aorta væggen ved hjælp af kirurgiske teknikker.
Fysiologiske betingelser, er de inderste lag af aorta væggen næret af diffusion fra den luminale blodgennemstrømning, mens de ydre og mellemste lag er næret af VV, som trænger ind fra adventitia i den mediale VV1. VV blod flyde ind i abdominal aorta væggen kan stamme fra følgende tre retninger/områder: (1) proksimal retning gennem aorta væggen, (2) distal retning gennem aorta væggen, og (3) perivascular væv10. Tidligere, vores histologiske analyse af humane væv identificeret betydelig stenose eller okklusion af VV i AAA væg, tyder på, at VV blod flyde ind i abdominal aorta væggen kan være nedsat4. Det er et meget vigtigt punkt i denne protokol, at en infrarenal AAA var forårsaget af en kombination af polyurethan kateter indsættelse og sutur ligatur af den infrarenal abdominale aorta. At omhyggeligt eksfoliere væv lag, skal kirurger problemfrit indsætte en polyurethan kateter i aorta og fast ligate aorta for at forårsage kronisk hypoxi skyldes hypoperfusion af adventitial VV og aneurisme dannelse. Brug af disse teknikker, blodgennemstrømningen i aorta væggen er derfor faldet, og en lokal hypoksiske miljø er induceret. Blood flow reduktion og hypoxi-induceret aneurisme dannelse angiver at VV blod flyde ind i abdominal aorta væggen spiller en rolle i patogenesen af AAA dannelse.
Specifikt, en aorta aneurisme model skal opfylde følgende betingelser: en 1.5-fold stigning i det vaskulære diameter i forhold til baseline, degeneration af tunica media, og betændelse i aorta væggen. De mest populære dyremodeller har været konstrueret ved at inducere inflammatoriske respons ved hjælp af stoffer som CaCl211, elastase12og angiotensin II13. Disse modeller kan have en høj reproducerbarhed og naturligvis medføre patologiske forandring, og de har været almindeligt anvendt i forskningsundersøgelser. Vi vurderede i vores model, aorta diameteren bruger ultralyd hver 7 dage fra før proceduren blev udført indtil dag 28 efter procedure (figur 3). Resultaterne viste, at aorta diameteren moderat øget over 28 dagene, der angiver, at denne ændring i diameter er lig den i tidligere gnavere modeller. Brutto observation vaskulære formularens angivet en glat fusiform figur (figur 2). Dag 28, vi ofrede rotter og udføres histopatologisk analyse af aorta væv, der blev inddrevet. Rive og forsvinden af elastisk og kollagen fibre af tunica media og adventitia blev observeret (figur 4). Derudover var inflammatoriske celler, såsom makrofager, til stede fra tunica adventitia til tunica media.
I øjeblikket er tilgængelige behandlingsmuligheder for AAAs begrænset til kirurgisk reparation og endovaskulære stent podning, med dødeligheden af 30-50% hos patienter med AAA brud14. Dog er ingen narkotika blevet godkendt til klinisk brug at behandle AAAs. Der er debat at der er forskelle i de patologiske fund mellem mennesker og etablerede dyremodeller anvendes i AAA forskning. Ligheder i patogenesen mellem menneskelige AAA og AAA dyremodeller er afgørende for udviklingen af farmakologiske behandlinger. Med hensyn til effektiviteten af gnavere modeller er vores rotte model morfologisk ligner mennesker i form af intraluminal Trombe5 og adipogenesis8. Desuden omkring 20% af rotter i denne undersøgelse havde AAA brud og døde inden for 28 dage efter indgrebet. Selvom aorta aneurisme brud er den mest kritiske hændelse for denne sygdom, brud er ualmindeligt med etablerede eksperimentelle AAA modeller, og mekanismen er endnu ikke blevet belyst. Derfor, denne model er nyttige for at forstå mekanismen af dilatation af aorta diameteren og ruptur af aneurismet.
Oprettelsen af denne model kræves for nogle kirurgiske procedurer. Forskere skal derfor praksis, at skabe denne model, som er en begrænsning af denne model. I fremtiden, vil vi gerne oprette en gnaver model, hvor vi kan mindske blodtilførslen ved gradvist fortykkelse VV vægge, hvilket resulterede i spontan aorta aneurisme.
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev støttet af Grants-in-Aid for videnskabelig forskning (B) (20291958) til N.U.; Grants-in-Aid for unge forskere (en) (25713024) til NZ
rat | Japan SLC.Inc | Slc:SD rat | Sprague–Dawley ratTM |
povidone-iodine solution | Libatape Pharmaceutical Co., Ltd. | 4987335 111457 | |
5-0 silk string | Akiyama Medical MFG. CO.,LTD | JIS No.1 | |
vascular clips | Natsume Seisakusho Co., Ltd. | C-42-S-2 | |
polyurethane catheter (24-gauge indwelling needle) | MEDIKIT | 24G | Supercath Z4VTM, 24-gauge indwelling needle |
polyurethane catheter (18-gauge indwelling needle) | MEDIKIT | 18G | Supercath Z3VTM, 18-gauge indwelling needle |
8-0 monofilament string | Ethicon Suture | c-42-S-2 | PROLENE Polypropylene Suture, Repair the incision with the suture |