Måling af pulse formeringshastighed, distensibility og stamme i en abdominal aorta Aneurisme Mus Model

Summary

Dette manuskript beskriver en detaljeret protokol for brug af højfrekvent ultralydsscanning til måling af luminal diameter, pulsformeringshastighed, distensibility og radial belastning på en musemodel af abdominal aorta aneurisme.

Abstract

En abdominal aorta aneurisme (AAA) er defineret som en lokaliseret dilatation af abdominal aorta, der overstiger den maksimale intraluminale diameter (MILD) med 1,5 gange af sin oprindelige størrelse. Kliniske og eksperimentelle undersøgelser har vist, at små aneurismer kan briste, mens en delpopulation af store aneurismer kan forblive stabil. Ud over målingen af aortaens intraluminale diameter kan kendskabet til fartøjets vægs strukturelle træk således give vigtige oplysninger til vurdering af AAA’s stabilitet. Aorta afstivning har for nylig vist sig som et pålideligt værktøj til at bestemme tidlige ændringer i den vaskulære væg. Pulse formering hastighed (PPV) sammen med distensibility og radial stamme er meget nyttige ultralyd-baserede metoder, der er relevante for vurdering af aorta stivhed. Det primære formål med denne protokol er at give en omfattende teknik til brug af ultralydimaging system til at erhverve billeder og analysere de strukturelle og funktionelle egenskaber af aorta som bestemt af MILD, PPV, distensibility og radial stamme.

Introduction

En abdominal aorta aneurisme (AAA) repræsenterer en betydelig hjerte-kar-sygdom karakteriseret ved en permanent lokaliseret dilatation af aorta overstiger den oprindelige beholder diameter med 1,5 gange¹. AAA rangerer blandt de 13 hyppigste årsager til dødelighed i USA². Udviklingen af AAA tilskrives degeneration af aortavæggen og elastin fragmentering, i sidste ende fører til aorta brud. Disse ændringer i aortavæggen kan forekomme uden en signifikant stigning i den maksimale intraluminale diameter (MILD), hvilket tyder på, at MILD alene ikke er tilstrækkelig til at forudsige sygdommens sværhedsgrad³. Derfor skal der identificeres yderligere faktorer for at påvise indledende ændringer i aortavæggen, hvilket kan være retningsgivende for tidlige behandlingsmuligheder. Det overordnede mål med denne protokol er at give en praktisk vejledning til vurdering af aorta funktionelle egenskaber ved hjælp af ultralydsscanning som karakteriseret ved målinger af pulsformeringshastighed (PPV), distensibility og radial stamme.

En velkarakteriseret eksperimentel model til at studere AAA, først beskrevet af Daugherty og kolleger, indebærer subkutan infusion af angiotensin II (AngII) via osmotiske pumper i Apoe^-/- mus⁴. Præcis måling af MILD ved hjælp af ultralydsscanning har været medvirkende til at karakterisere AAA i denne musemodel⁵. Selv om histologiske ændringer under udviklingen af AAA er blevet grundigt undersøgt, ændringer i de funktionelle egenskaber af fartøjet væggen såsom aorta stivhed har ikke været godt karakteriseret. Denne protokol understreger brugen af højfrekvent ultralyd i kombination med de avancerede analyser som effektive værktøjer til at studere den tidsmæssige progression af AAA. Konkret giver disse tilgange os mulighed for at vurdere beholdervæggens funktionelle egenskaber målt ved PPV, distensibility og radial belastning.

Nylige kliniske undersøgelser hos forsøgspersoner med AAA, samt i murine elastase-induceret AAA model, tyder på en positiv sammenhæng mellem aorta stivhed og aorta diameter^6,7. PPV, en indikator for aortastivhed, accepteres som en fremragende måling til kvantificering af ændringer i stivhed i beholderens væg^6,8. PPV beregnes ved at måle impulsbølgeformens transittid på to steder langs vaskulaturen, hvilket giver en regional vurdering af aortastivhed. Vi har for nylig vist, at øget aortastivhed målt ved PPV, og på celleniveau som bestemt ved hjælp af atomkraft mikroskopi, positivt korrelerer med aneurisme udvikling⁹. Endvidere tyder litteraturen på, at aortastivhed kan gå forud for aneurisk dilatation og dermed kan give nyttige oplysninger om fartøjets vægs regionale iboende egenskaber under udviklingen af AAA¹⁰. Tilsvarende, distensibility og stamme målinger er kvantificering værktøjer til at måle tidligere ændringer af arteriel fitness. Sunde arterier er fleksible og elastiske, mens med øget stivhed og mindre elasticitet, distensibility og stamme er faldet. Her giver vi en praktisk vejledning og trin for trin protokol til brug af et højfrekvent ultralydssystem til at måle MILD, PPV, distensibility og radial stamme i mus. Protokollen indeholder tekniske tilgange, der bør anvendes i forbindelse med de grundlæggende oplysninger fra manualer til specifikke ultralydsbilledinstrumenter og den medfølgende videotutorial. Det er vigtigt, at den beskrevne billedprotokol i vores hænder giver reproducerbare og nøjagtige data, der forekommer værdifulde i studiet af udviklingen og udviklingen af eksperimentelle AAA.

For yderligere at demonstrere nytten af ultralydsscanning, giver vi eksempel billeder og målinger taget fra vores egne undersøgelser med henblik på at bruge farmakologiske tilgange til forebyggelse af eksperimentelle AAA¹¹. Specifikt, hak signalering er blevet foreslået at være involveret i flere aspekter af vaskulær udvikling og betændelse¹². Ved hjælp af genhaploinsufficiens og farmakologiske tilgange, har vi tidligere vist, at Notch hæmning reducerer udviklingen af AAA i mus ved at forhindre infiltration af makrofager på det sted, vaskulær skade^13,14,15. For den aktuelle artikel, ved hjælp af farmakologiske tilgang til Notch hæmning vi fokusere på forholdet mellem aorta stivhed og faktorer i forbindelse med AAA. Disse undersøgelser viser, at Notch hæmning reducerer aorta stivhed, som er et mål for AAA progression¹¹.

Protocol

Protokollen for håndtering af mus og ultralydsscanning blev godkendt af University of Missouri Institutional Animal Care and Use Committee (dyreprotokol nummer 8799) og blev udført i henhold til AAALAC International. 1. Udstyr opsætning og forberedelse af mus Opsætning af udstyr Tænd ultralydinstrumentet, ultralydsgelvarmeren og varmepuden. Åbn ultralydsprogrammet, og indtast undersøgelsesnavnet og descriptive oplysninger for hver mus. Vælg progr…

Representative Results

Repræsentative M-mode billeder af den normale og aneurysmal abdominal aorta fra mus er vist i figur 2A og figur 2B, henholdsvis. Den suprarenal abdominal aorta er identificeret ved sin placering ved siden af højre nyrearterie og den overlegne mesenteriske arterie (Figur 2A). Repræsentative billeder, der anvendes til beregning af MILD, på tre forskellige hjerteslag af den systoli…

Discussion

Ultralydsscanning giver en kraftfuld teknik til bestemmelse af aortas funktionelle egenskaber gennem målinger af PPV, distensibility og radial stamme. Disse målinger er særligt lærerige for at studere musemodeller af AAA og in vivo tilgang giver mulighed for indsamling af langsgående data, der er potentielt vigtigt at forstå tidsmæssige udvikling af den aortiske patologi. Specifikt bestemmes målinger af in vivo aorta stivhed lokalt i abdominal aorta af PPV, distensibility og radial stamme ved at analysere EKV-dat…

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