국소 엘라스타아제의 뮤린 외과 모델은 내림차순 흉부 대동맥류를 유도
Summary
우리는 마우스에 있는 강력한 내림차순 흉부 대동맥류를 일관되게 유도하는 외과 프로토콜을 기술합니다. 절차는 왼쪽 흉부 절제술, 흉부 대동맥 노출, 대동맥 벽에 돼지 췌장 엘라스타제에 담근 스폰지의 배치를 포함한다.
Abstract
질병 통제 센터에 따르면, 대동맥류 (AA)는 1999-2016년의 모든 인종과 남녀 모두에서 주요 사망 원인으로 간주되었습니다. 동맥류는 임계 직경에 도달하면 파열되거나 찢어질 수 있는 대동맥의 점진적인 약화 및 최종 팽창의 결과로 형성됩니다. 가슴에 내림차순 대동맥의 동맥류, 하강 흉부 대동맥류라고 (dTAA), 미국에서 동맥류 케이스의 큰 비율을 구성. 포함되지 않은 dTAA 파열은 거의 보편적으로 치명적이며, 선택적 수리는 사망률과 사망률이 높습니다. 우리의 모형의 목적은 dTAA를 구체적으로 공부하고, dTAA의 병리생리학을 해명하고 성장을 중단하거나 dTAA의 크기를 감소시키기 위하여 분자 표적을 검색하는 것입니다. 흉부 병리학을 정확하게 연구하는 뮤린 모델을 가함으로써, 표적 치료법은 dTAA를 구체적으로 시험하기 위해 개발될 수 있다. 이 방법은 외과 적 노출 후 외부 뮤린 대동맥 벽에 직접 돼지 췌장 엘라스타제 (PPE)의 배치를 기반으로합니다. 이것은 대동맥 벽을 약화시키고 몇 주에서 몇 달에 걸쳐 동맥류 형성을 허용하는 파괴적이고 선동적인 반응을 일으킵니다. 뮤린 모델은 한계가 있지만, 우리의 dTAA 모델은 예측 가능한 크기의 강력한 동맥류를 생성합니다. 더욱이, 이 모형은 dTAA 성장을 체포하거나 파열을 방지할 수 있는 유전과 약제학적 표적을 시험하기 위하여 이용될 수 있습니다. 인간 적인 환자에서는, 이와 같은 내정간섭은 동맥류 파열, 및 어려운 외과 적 개입을 피하는 것을 도울 수 있었습니다.
Introduction
이 방법의 목적은 대동맥류 형성 동안 유방 내림차순 흉부 대동맥의 발달, 병리생리학 및 구조적 변화를 연구하는 것입니다. 우리의 모형은 다양한 유전과 약리학 억제제의 시험을 허용하는 마우스에 있는 흉부 대동맥류 (dTAA)를 유도하는 재현가능하고 일관된 방법을 제안합니다. 이 일은 dTAA 질병을 가진 인간을 위한 실행 가능한 처리 전략으로 번역될 수 있던 약 과 유전자 치료를 확인하는 것을 도울 수 있습니다.
dTAA는 흉부 대동맥의 벽이 약해지고 찢어지거나 파열될 때 임계 직경에 도달할 때까지 시간이 지남에 따라 팽창할 때 형성됩니다. 임상적으로, dTAA는 대동맥 벽의 구조가 너무 왜곡되어 결국 실패할 때까지 크기가 증가하여 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 이와 관련하여, 증상은 일반적으로 동맥류가 위험한 크기 (100-150 % 팽창)에 도달하고 해부 또는 파열위험이높은 경우에만 발생합니다 1,2. dTAA 파열은 거의보편적으로 치명적인 3, 및 선택 외과 수리는 상당한 사망률을 운반4,5. 게다가, 대부분의 환자는 외과 수선6,7의앞에 대략 5 년 동안 대동맥류의 진단을 전송합니다. 이 창은 비수술적으로 개입할 수 있는 적절한 시간을 나타냅니다. 따라서, dTAA의 치료 또는 느린 진행을 치료 하는 의료 치료 필요 하 고 동맥 류 연구의 분야에 중요 한 발전을 나타낼 것 이다. dTAA 병인의 불완전한 이해 때문에 현재 유효한 dTAA를 위한 아무 의학 처리도 없습니다.
지난 20 년 동안, 몇몇 dTAA 동물 모형은 개발되었습니다, 그러나 이 모형의 각각은 우리 자신과 구별되고 튼튼한 동맥류를 생성하지 않았습니다. 우리와 가장 유사한 뮤린 dTAA 모델은 대강절에 CaCl 2의 직접 적용을 포함하는 Ikonomidis 등8에의해 개발되었다. 우리의 모델은 이코노미디스에 의해 명시된 많은 기술에서 적응되었지만, 우리의 모델은 세 가지 방법으로 독특합니다. 첫째, 우리의 모델에서 대류는 CaCl2 노출의 15 분에 비해 3-5 분 동안 국소 엘라스타제에 노출됩니다. 둘째, 대동맥 팽창은 CaCl2 모델에서 16 주에 비해 2 주 에서 발생합니다. 마지막으로, 우리의 모델은 지속적으로 약 100 % 팽창의 동맥류를 생산,CaCl에 의해 생성 된 20-30 %의 대동맥 팽창에 비해 (이는 진정으로 동맥류로 정의 될 수 없다 대동맥의 증가로 정의 직경 >50%). angiotensin II의 주입으로 강력한 동맥류를 형성하는 Apo E 녹아웃 마우스와 같은 동맥류 형성의 그밖 비 수술 뮤린 모형이 있습니다. 그러나, 이들 마우스는 내림차순 흉부 대동맥9,10에서특별히 동맥류보다는 상신또는 오름차순 흉부 대동맥류를 개발한다.
이 프로토콜에 대한 합리적 은 murine 모델에서 dTAA를 연구하는 간단하고 저렴하고 시간에 적합한 방법을 가지는 것입니다. 마우스 모형은 그밖 혈관 질병에 있는 충격이 있기 위하여 찾아낸 많은 유전과 세포 특정 녹아웃을 이용하는 유일한 기회를 제공합니다. 우리의 특정 TAA 모델의 사용은 잘 수신되었으며 이를 활용한 실험은 고충격 저널11,12에게재되었습니다. 이 시점까지, 모델은 복부 대동맥류(AAA) 뮤린 모델에 상당한 영향을 미쳤던 가능한 유전적 및 약리학적 치료를 조사하는데 사용되어 왔다; 그러나, 우리의 실험실은 dTAA 모형의 사용을 확장했기 때문에, 우리는 인간에 있는 표적으로 한 치료로 이용될 수 있던 dTAA 대형에 유일한 표적을 찾아내고 있습니다.
이 모델은 뮤린 마이크로 수술 기능이 있는 실험실에 가장 적합합니다. 그것은 기술적으로 도전, 그것은 심지어 이전 수술 경험이 없는 연구원에 의해 일관 되 게 실행할 수 있습니다. 뮤린 수술 경험이없는 연구원의 경우 모델은 약 20 회의 수술 세션 (또는 약 50 마우스)에서 마스터 할 수 있습니다. 이전 수술 경험이있는 연구원의 경우, 모델은 5 회의 수술 세션 (약 20 마우스)에서 마스터 할 수 있습니다. 우리는 고품질의 비디오로 숙달 시간을 더 줄일 수 있다고 믿습니다. 숙련도가 달성되면 수술시 35분, 말기 수확을 위해 20분 안에 수술을 완료할 수 있습니다. 우리 실험실의 외과 의사는 하루에 10-12 번의 전체 수술을 완료 할 수 있으며 수술 사망률은 5-10 %입니다. 사망의 가장 흔한 원인은 가슴에 입력시 폐 부상, 마취 독성, 또는 해부 동안 대동맥의 눈물. dTAA 연구 이외에, 이 모형은 또한 가슴에 있는 그밖 내정간섭을 공부하는 연구원을 위한 흉부 대흉 및 폐 hilum에 안전하고 쉬운 접근을 위한 가이드역할을 합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
흉부 및 복부 대동맥은 세포적으로 배아적으로 구별되며, 이는 동맥류 질환14,15,16과관련이 있다. 따라서 TAA를 연구하기 위한 특정 동물 모델이 필요합니다. 다른 murine dTAA 모델이8에 게시되었지만, 우리의 진정한 동맥류 (50 % 이상 팽창)로 간주 될 수있는 내림차순 흉부 대동맥 팽창을 만들 수있는 유일한 모델…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 AHA 과학자 개발 보조금 14SDG18730000 (M.S.), NIH K08 HL098560 (G.A.) 및 RO1 HL081629 (G.R.U.) 보조금에 의해 지원되었다. 이 프로젝트는 연구 및 교육을위한 흉부 수술 재단에 의해 지원되었다 (TSFRE) 연구 보조금 (PI: G. Ailawadi). 콘텐츠는 전적으로 저자의 책임이며 반드시 NHLBI 또는 TSFRE의 견해를 나타내는 것은 아닙니다. 우리는 그들의 지식과 기술 적 전문 지식에 대한 앤서니 청어와 신디 도슨 에게 감사드립니다.
Materials
| Angiocatheter (22G) | Used for ET Tube | ||
| Dumont Tweezers; Pattern #7 x2 | Roboz | RS-4982 | |
| Graefe Tissue Forceps | Roboz | RS-5158 | |
| Harms Forceps x2 | Roboz | RS-5097 | |
| Intracardiac Needle Holder; Extra Delicate; Carbide Jaws; 7" Length | Roboz | RS-7800 | |
| KL 1500 LED Light Source | Leica | 150-400 | |
| M205A Dissction Microscope | Leica | CH 94-35 | |
| Iris Scissors, 11cm, Tungsten Carbide | World Precision Instruments | 500216-G | |
| Metal Clip board | Use with the Mouse Retractor Set | ||
| Mouse Retractor Set | Kent | SURGI-5001 | Need 2 short and 1 tall fixators |
| Mouse Ventilator MiniVent Type 845, 115 V, Power Supply with US Connector | Harvard Apparatus | 73-0043 | MiniVent Ventilator for Mice (Model 845), Single Animal, Volume Controlled |
| Sigma Aldrich | Elastase from porcine pancreas | E0258-50MG | Can be purchased in various size bottles |
| Small Vessel Cauterizer Kit | Fine Science Tools | 18000-00 | Recommend using rechargable AA batteries |
| Spring Scissors, 10.5cm | World Precision Instruments | 14127 | |
| Steril Swabs (Sponges) | Sugi | 31603 | Can be cut to size |
| Surgi Suite Surgical Platform | Kent | Attach to clip board | |
| Tech IV Isoflurane Vap | Jorgensen Laboratories | J0561A | Anesthesia vaporizer |
Referências
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