Summary

腹部主动脉瘤小鼠模型中脉冲传播速度、失散性和应变的测量

Published: February 23, 2020
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Summary

本手稿描述了使用高频超声成像测量腹部主动脉瘤小鼠模型上的光径、脉冲传播速度、不强度和径向应变的详细方案。

Abstract

腹部主动脉瘤 (AAA) 定义为腹部主动脉的局部扩张,其内光直径 (MILD) 超过其原始尺寸的 1.5 倍。临床和实验研究表明,小动脉瘤可能破裂,而大动脉瘤的亚群可能保持稳定。因此,除了测量主肠的内光直径外,对船壁结构特征的了解可以为评估AAA的稳定性提供重要信息。主动脉硬化最近成为确定血管壁早期变化的可靠工具。脉冲传播速度 (PPV) 以及不透度和径向应变是用于评估主动脉刚度的非常有用的超声方法。该协议的主要目的是提供一种全面的技术,用于使用超声成像系统获取图像并分析由MILD、PPV、不透度和径向应变确定的主主的结构和功能特性。

Introduction

腹部主动脉瘤(AAA)代表一种严重的心血管疾病,其特征是主动脉的永久局部扩张,超过原始血管直径的1.5倍1。AAA在美国死亡率排名前13位。AAA的进展归因于主动脉壁的退化和乳突分裂,最终导致主动脉破裂。主动脉壁的这些变化可能发生,没有显著增加最大宫内直径(MILD),从而表明,仅MILD不足以预测疾病的严重程度3。因此,需要确定其他因素来检测主动脉壁的初始变化,这可能指导早期治疗方案。该协议的总体目标是为使用超声波成像(以脉冲传播速度 (PPV)、不扩展性和径向应变的测量为特征,为评估主动脉功能特性提供实用指南。

Daugherty及其同事首先描述的一种研究AAA的具有良好特征的实验模型,涉及通过Apoe-/-小鼠4的渗透泵进行血管紧张症II(AngII)的皮下输注。使用超声波成像对MILD的精确测量有助于描述这种小鼠模型5中的AAA。虽然在AAA开发过程中组织学的变化得到了广泛的研究,但船壁的功能特性变化,如主动脉刚度,并没有得到很好的描述。该协议强调将高频超声与精密分析相结合作为研究AAA时间进展的有力工具。具体来说,这些方法使我们能够评估由PPV、不强度和径向应变测量的容器壁的功能特性。

最近对AAA的人类受试者以及鼠乳酸酶诱导的AAA模型的临床研究表明,主动脉刚度与主动脉直径6、7之间存在正相关关系。PPV是主动脉刚度的指标,被认为是量化血管壁6、8刚度变化的极佳测量指标。PPV是通过测量脉冲波形在血管沿线两个位点的传递时间来计算的,从而提供主动脉刚度的区域评估。我们最近已经证明,PPV测量的主动脉刚度增加,在使用原子力显微镜确定的细胞水平上,与动脉瘤发育正相关9。此外,文献还表明,主动脉刚度可能先于动脉扩张,因此在AAA10开发过程中,可提供有关血管壁区域内在特性的有用信息。同样,不测量性和应变测量是测量动脉适应性早期变化的定量工具。健康的动脉是灵活和弹性的,而随着刚度增加和弹性降低,不粘度和应变降低。在这里,我们为使用高频超声系统测量小鼠的MILD、PPV、失散性和径向应变提供了实用的指南和分步协议。该协议提供了技术方法,应结合特定超声成像仪器手册和随附的视频教程提供的基本信息进行使用。重要的是,在我们手中,所述的成像协议提供了可重复的准确数据,这些数据在实验AAA的发展和进展研究中显得有价值。

为了进一步证明超声成像的效用,我们提供了从我们自己的研究中拍摄的示例图像和测量,这些研究旨在使用药理学方法来预防实验性AAA11。具体来说,切口信号已被建议涉及血管发育和炎症的多个方面12。使用基因单倍素和药理学方法,我们先前已经证明,Notch抑制通过防止巨噬细胞在血管损伤部位的渗透,减少小鼠AAA的发展。对于目前的文章,使用药理方法的Notch抑制,我们专注于主动脉刚度和与AAA相关的因素之间的关系。这些研究表明,Notch抑制降低主动脉刚度,这是AAA级11的量度。

Protocol

处理小鼠和超声成像的规程得到了密苏里大学动物护理和使用委员会的批准(动物协议号8799),并根据AAALAC国际进行。 1. 小鼠的设备设置和制备 设备设置 打开超声波仪器、超声波凝胶加热器和加热垫。 打开超声波程序,输入每个鼠标的研究名称和描述性信息。 选择应用程序作为常规映像。 选择合适的传感器进行腹部成像…

Representative Results

图2A和图2B分别显示了小鼠正常和动脉瘤主动脉的代表性M模式图像。 上腹主动脉由右肾动脉和上流的动脉旁的位置确定(图2A)。在收缩性心脏周期的三个不同心跳处,在正常动脉瘤和动脉瘤中,用于计算MILD的代表性图像分别如图2C,D所示。在主动脉瘤已?…

Discussion

超声成像提供了一种强大的技术,通过测量PPV、不透度和径向应变来确定主主的功能特性。这些测量对于研究AAA的小鼠模型特别有指导意义,并且体内方法允许收集对了解主动脉病理学的时间发展可能很重要的纵向数据。具体来说,在腹部主动脉的测量通过PPV、不均匀性和径向应变在腹部主动脉中通过分析EKV数据确定,并被认为是AAA不稳定性16的独立危险因素。这些协议中描述?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作得到了R01HL124155(CPH)的支持,以及密苏里大学研究所对CPH的资助。

Materials

Angiotensin II Sigma A9525
Apoe-/- mice The Jackon lab
Clippers WAHL 1854
Cotton swab Q-tips
DAPT Sigma D5942
Depilatory cream Nair LL9038
Electrode cream Sigma 17-05
Gel warmer Thermasonic (Parker) 82-03 (LED)
Heating pad Stryker T/pump professional
Isoflurane VetOne Fluriso TM
Isoflurane vaporizer Visualsonics VS4244
Lubricating ophthalmic ointment Lacri-lube
Osmotic pumps Alzet Model 2004
Oxygen tank Air gas
Tranducer Visualsonics MS-400 or MS550D
Ultrasonic gel Parker Aquasonic clear
Ultrasound Imaging System Visualsonics Vevo 2100
Vevo Vasc Software Visualsonics

Referências

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Sharma, N., Sun, Z., Hill, M. A., Hans, C. P. Measurement of Pulse Propagation Velocity, Distensibility and Strain in an Abdominal Aortic Aneurysm Mouse Model. J. Vis. Exp. (156), e60515, doi:10.3791/60515 (2020).

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