ניתוח כמותי מיקרו-CT Aortopathy במודל של עכברים של β-aminopropionitrile-induced מפרצת אבי העורקים, דיסקציה
Summary
מאמר זה מתאר מתודולוגיה מפורט של שימוש של גומי סיליקון עופרת ריתוך perfuse את להערכת מאתר על קוטר אבי העורקים כימות במודל של עכברים של מפרצת אבי העורקים, לנתיחה.
Abstract
מפרצת אבי העורקים דיסקציה מזוהה עם תחלואה משמעותית ותמותה באוכלוסיה ואת יכולה להיות קטלנית. אמנם קיימים מודלים חייתיים של מחלות אבי העורקים, ויוו הדמיה של להערכת הוגבלה. בשנים האחרונות התפתחה טומוגרפיה ממוחשבת-מיקרו (מיקרו-CT) כמו מודאליות המועדפת הדמיה כלי שיט גדולים וקטנים כאחד ויוו ו- ex-vivo. בשילוב עם שיטת הליהוק וסקולרית, אנחנו משתמשים בהצלחה מיקרו-CT כדי לאפיין את תדירות והפצה של אבי העורקים פתולוגיה בעכברים C57/Bl6 β-aminopropionitrile-מטופלים. מגבלות טכניות של שיטה זו לכלול וריאציות איכות זלוף שהוצגו על ידי הכנת בעלי חיים המסכן ביישום מתודולוגיות נאותה על כימות גודל הספינה, את הלא-השרידות של הליך זה. מאמר זה מפרט מתודולוגיה זלוף קרישה תוך-כלית של קונדום הסיליקון בלייזר עופרת עבור אפיון aortopathy במודל של עכברים של מפרצת, ניתוח כמותי. בנוסף להמחיש פתולוגיה של אבי העורקים, שיטה זו עשוי לשמש לבחינת אחרים מיטות נימי הדם ויוו או של כלי הדם מיטות הוסר פוסט-מורטם.
Introduction
השכיחות של דיסקציה של אבי העורקים הוא 3 מקרים לכל 100,000 לכל שנה1. דיסקציה של אבי העורקים ומחלות aneurysmal בחשבון מעל 10,000 מקרי מוות בארצות הברית בכל שנה, החשבונאי 1-2% ממקרי המוות כל מדינות המערב2. דיסקציה של אבי העורקים הוא שיזם קרע בשכבה intimal של כלי השיט עם התפשטות של דם דרך השכבות של הקיר אבי העורקים תחת לחצים הפיזיולוגיות. לחצים מוגברות הדופק החולה המשויכים שכיחות מוגברת של דיסקציה וסיבוכים. קיר מוגברת גזירה מזוהה עם הרחבת אבי העורקים קיר המוביל היווצרות מפרצת3,4. ההשלכות של דיסקציה של אבי העורקים כוללים את חסימה של זרימת דם לאיברים מרוחקים, כולל המוח, הכליות, המעיים, ואת הגפיים, היווצרות של מפרצות כרונית, קרע או מוות5,6,7.
בזמן הנוכחי, תהליכים ביוכימיים וסלולריות מעורב החניכה, התקדמות של מפרצת אבי העורקים, והניתוחים הם הבינו עדיין כהלכה. לשחזור מודלים חייתיים של מפרצת אבי העורקים, דיסקציה הם המפתח להבנת פתופסיולוגיה שלהם. Β-aminopropionitrile (BAPN) הוא אוקסידאז lysyl, אשר מונע את cross-linking של אלסטין וקולגן, הוכח לשנות משמעותית את המבנה של מטריצה חוץ-תאית קיר את כלי השיט שלה תקינות biomechanical6, 8. מכרסמים שטופלו BAPN כבר נעזרו כמודל בעלי חיים משותפים של מפרצת אבי העורקים, דיסקציה9,10.
שיטות הדמיה כלי הדם הם סייעה בזיהוי פתולוגיה וסקולרית, המאשר כלי patency, והערכת איברים זלוף. לאחרונה, מיקרו-שחושב טומוגרפיה (מיקרו-CT) יש כבר מנוצל כדי ללמוד את להערכת של עכברים וחיות באופן דומה בגודל. בניגוד העצם, ההדמיה של כלי דם על ידי טומוגרפיה צירית היא מוגבלת, שכן intraluminal הדם הוא מטבעו יחסית radiolucent. בשילוב עם סוכנים בניגוד קרישה תוך-כלית, עם זאת, מיקרו-CT מאפשר שחזורים תלת מימדי מפורט של vasculatures בעלי חיים לצורך המחקר של מאקרו-אנטומי פתולוגיה וסקולרית11.
הסוכן ניגודיות שנבחר (ראה את הטבלה של חומרים) הוא ברווז גומי סיליקון ריתוך המכיל עופרת כרומט ו עופרת סולפט. על זלוף בנוכחות זרז, במהירות מתקשה לגבש גבס של להערכת עם שינויים מינימליים באדריכלות כלי הדם, שהופך את להערכת מאוד בלייזר לעומת הרקמות רקע אנטומי-מאקרו כאשר בחן radiographically. הסוכן הניגוד הזה הוא יתרון כי זה הוא קל לטפל ומונעת את רקמת השפלה ואובדן כלי עקב שבירה קשורה לעיתים קרובות עם קורוזיה יצוקה כלי הדם. בזמן תהליך הייבוש עם התכווצות מינימלית12, כלי נקי מדם נשארים פטנטים וגם מאפשרים הערכה מדויקת של המאקרו-להערכת בעלי חיים בניסויים ההישרדות. העבודות הקודמות השתמשה בהצלחה ניגודיות גומי סיליקון ריתוך במגוון של מחקרים שנעשו בבעלי חיים. באופן ספציפי, הוכח הישימות ב להמחיש את עורק glomerular, היפרדות, ואת מוחי circulations11,12,13,14,15 . בנייר זה, אנחנו פירוט המתודולוגיה של ניקוב שמאל-חדרית פתוח עבור זלוף קרישה תוך-כלית של גומי סיליקון ריתוך עופרת לאפיין באופן כמותי BAPN-induced פתולוגיה אבי העורקים במודל של עכברים על ידי מיקרו-טי
Protocol
Representative Results
Discussion
מיקרו-CT הדמיה יכול לשמש כדי לספק שחזורים מאוד מפורט, תלת מימדי של פתולוגיה וסקולרית במודלים של בעלי חיים. באמצעות מדיה משופרת ניגודיות קרישה תוך-כלית, שאינם משופרת רקמות רכות, כגון לומן של כלי דם, ניתן להבחין מאלה הם שיפור. בזמן לייזר דופלר, microangiography, תהודה מגנטית מסתמים, היסטולוגיה עם מיקרו…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ברצוננו להודות מארק סמית שלו בסיוע הדמיה רדיוגרפי. עבודה זו נתמך על ידי מענק T32-NIH למחקר בינתחומי מחלות לב וכלי דם (בואה), איגוד הלב האמריקאי (SMC) ו גרנט R35 NIH (DKS).
Materials
| Microfil | Flow Tech, Inc | MV-122 | We use yellow, a different color can be ordered as desired. Kit includes MV-Compound, MV-Diluent, and MV-Curing Agent. |
| Heparin (1000 U/mL) | Sagent Pharmaceuticals | 25021-400-10 | |
| Phosphate buffered saline | Corning | 21-031-CV | |
| Isoflurane | Vet One, MWI | 502017 | |
| 3-Aminopropionitrile fumarate salt | Sigma-Aldrich | A3134 | |
| Single syringe pump | Fisher Scientific | 14-831-200 | |
| 27-gauge scalp vein set needle | Exel Int | 26709 | 27G x 3/4", 12" tube |
| Inveon Micro-CT scanner | Siemens Medical Solutions | ||
| Osirix MD | Pimxmeo SARL | Version 8.0.2 | |
| Inveon Research Workplace | Siemens Medical Solutions | Version 4.2 | |
| Rodent Chow | Harlan Teklad | 2018sx |
Referências
- Meszaros, I., et al. Epidemiology and clinicopathology of aortic dissection. CHEST. 117 (5), 1271-1278 (2000).
- Kochanek, K. D., et al. Deaths: final data for 2009. National Vital Statistics Reports. 60 (3), 1-116 (2011).
- Li, J. S., Li, H. Y., Wang, L., Zhang, L., Jing, Z. P. Comparison of beta-aminopropionitrile-induced aortic dissection model in rats by different administration and dosage. Vascular. 21 (5), 287-292 (2013).
- Huffman, M. D., Curci, J. A., Moore, G., Kerns, D. B., Starcher, B. C., Thompson, R. W. Functional importance of connective tissue repair during the development of experimental abdominal aortic aneurysms. Surgery. 128 (3), 429-438 (2000).
- Wu, D., Shen, Y. H., Russel, L., Coselii, J. S., LeMaire, S. A. Molecular mechanisms of thoracic aortic dissection. Journal of Surgical Research. 184 (2), 907-924 (2013).
- Bruel, A., Ortoft, G., Oxlund, H. Inhibition of cross-links in collagen is associated with reduced stiffness of the aorta in young rats. Atherosclerosis. 140 (1), 135-145 (1998).
- Martinez-Revelles, S., et al. Lysyl oxidase induces vascular oxidative stress and contributes to arterial stiffness and abnormal elastin structure in hypertension: Role of p38MAPK. Antioxidants & Redox Signaling. 27 (7), 379-397 (2017).
- Kumar, D., Trent, M. B., Boor, P. J. Allylamine and beta-aminopropionitrile induced aortic medial necrosis: Mechanisms of synergism. Toxicology. 125 (2-3), 107-115 (1998).
- Ren, W., et al. β-Aminopropionitrile monofumarate induces thoracic aortic dissection in C57BL/6 mice. Scientific Reports. 6, 28149 (2016).
- Kanematsu, Y., et al. Pharmacologically-induced thoracic and abdominal aortic aneurysms in mice. Hypertension. 55 (5), 1267-1274 (2010).
- Weyers, J. J., Carlson, D. D., Murry, C. E., Schwartz, S. M., Mahoney, W. M. Retrograde Perfusion and Filling of Mouse Coronary Vasculature as Preparation for Micro Computed Tomography Imaging. J Vis Exp. (60), e3740 (2012).
- Cortell, S. Silicone rubber for renal tubular injection. Journal of Applied Physics. 26 (1), 158-159 (1969).
- Bentley, M. D., Ortiz, M. C., Ritman, E. L., Romero, J. C. The use of microcomputed tomography to study microvasculature in small rodents. American Journal of Physiology – Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 282 (5), R1267-R1279 (2002).
- Marxen, M., et al. MicroCT scanner performance and considerations for vascular specimen imaging. Medical Physics. 31 (2), 305-313 (2004).
- Yang, J., Yu, L. X., Rennie, M. Y., Sled, J. G., Henkelman, R. M. Comparative structural and hemodynamic analysis of vascular trees. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 298 (4), H1249-H1259 (2010).
- Jia, L. X., et al. Mechanical stretch-induced endoplasmic reticulum stress, apoptosis, and inflammation contribute to thoracic aortic aneurysm and dissection. The Journal of Pathology. 236 (3), 373-383 (2015).
- Kurihara, T., et al. Neutrophil-derived matrix metalloproteinase 9 triggers acute aortic dissection. Circulation. 126 (25), 3070-3080 (2012).
- Dillavou, E. D., Buck, D. G., Muluk, S. C., Makaroun, M. S. Two-dimensional versus three-dimensional CT scan for aortic measurement. Journal of Endovascular Therapy. 10 (3), 531-538 (2003).
- Muratoglu, S. C., et al. LRP1 protects the vasculature by regulating levels of connective tissue growth factor and HtrA1. Arterioclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33, 2137-2146 (2013).
- Badea, C. T., Dragova, M., Holdsworth, D. W., Johnson, G. A. In vivo small animal imaging using micro-CT and digital subtraction angiography. Phys Med Biol. 53 (19), R319-R350 (2008).
- Zhou, Y. Q., et al. Ultrasound-guided left-ventricular catheterization: A novel method of whole mouse perfusion for microimaging. Laboratory Investigation. 84, 385-389 (2004).
