Waiting
Processando Login

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

نموذج تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني للفأر الناجم عن التطبيق المحيطي للإيلاستيز

Published: February 11, 2022 doi: 10.3791/63608
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Department of Internal Medicine, Frankel Cardiovascular Center, University of Michigan, Ann Arbor

Summary

يصف هذا البروتوكول طريقة جراحية موحدة لنموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز من خلال التطبيق المباشر للإيلاستاز على أدفينتيتيا الشريان الأورطي البطني اللعينى في الفئران.

Abstract

تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني (AAA) ، على الرغم من أنه بدون أعراض في المقام الأول ، يحتمل أن يهدد الحياة لأن تمزق AAA عادة ما يكون له نتيجة مدمرة. حاليا ، هناك العديد من النماذج التجريبية المتميزة ل AAA ، كل منها يؤكد على جانب مختلف في التسبب في AAA. نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز هو ثاني أكثر نماذج AAA استخداما للقوارض. يتضمن هذا النموذج التسريب المباشر أو تطبيق elastase البنكرياس الخنازير (PPE) على الجزء الرقيق من الشريان الأورطي. نظرا للتحديات التقنية ، يتم تنفيذ معظم نماذج AAA التي يسببها الإيلاستاز في الوقت الحاضر باستخدام التطبيق الخارجي بدلا من التسريب داخل اللمعان لمعدات الوقاية الشخصية. سيؤدي تسلل الإيلاستاز إلى تدهور الصفائح المرنة في الطبقات الإنسية ، مما يؤدي إلى فقدان سلامة جدار الأبهر والتمدد اللاحق للشريان الأورطي البطني. ومع ذلك ، فإن أحد عيوب نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز هو الاختلاف الحتمي لكيفية إجراء الجراحة. على وجه التحديد ، يمكن أن تكون التقنية الجراحية لعزل الجزء اللعابي من الشريان الأورطي ، والمواد المستخدمة في تغليف الشريان الأورطي وحضانة معدات الوقاية الشخصية ، والنشاط الأنزيمي لمعدات الوقاية الشخصية ، والمدة الزمنية لتطبيق معدات الوقاية الشخصية ، كلها محددات مهمة تؤثر على معدل تكوين AAA النهائي وقطر تمدد الأوعية الدموية. والجدير بالذكر أن الاختلاف في هذه العوامل من الدراسات المختلفة حول AAA يمكن أن يؤدي إلى قضايا التكاثر. توضح هذه المقالة عملية جراحية مفصلة لنموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز من خلال التطبيق المباشر لمعدات الوقاية الشخصية على أدفنتيتيا الشريان الأورطي البطني اللعابي في الماوس. بعد هذا الإجراء ، يمكن تحقيق معدل تكوين AAA مستقر يبلغ حوالي 80٪ في الفئران الذكور والإناث. يمكن تعزيز اتساق وقابلية تكرار دراسات AAA باستخدام نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز بشكل كبير من خلال إنشاء إجراء جراحي قياسي.

Introduction

يعرف تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني (AAA) بأنه توسع قطاعي للشريان الأورطي البطني مع زيادة بنسبة 50٪ على الأقل في قطر الوعاء1. AAA من المحتمل أن تكون قاتلة ، حيث يمكن أن يؤدي التمزق إلى معدل وفيات مرتفع للغاية ، حتى مع التدخل2،3،4. وقد أفيد أن AAA مسؤولة عن ما يقرب من 13000 حالة وفاة سنويا في الولايات المتحدة الأمريكية ، مما يجعلها السبب الرئيسيالعاشر للوفاة 1,5.

لم يتم بعد فهم التسبب في AAA بالكامل 6,7,8. للتحقيق في الآلية الجزيئية ل AAA واختبار الأهداف العلاجية المحتملة ، تم إنشاء العديد من نماذج AAA التجريبية 9,10. تشمل نماذج القوارض من AAA نماذج الإيلاستاز وكلوريد الكالسيوم والأنجيوتنسين II و xenograft ، من بينها نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز هو ثاني أكثر النماذج استخداما 10،11،12،13،14،15،16،17. يتضمن هذا النموذج التسريب المباشر أو تطبيق elastase البنكرياس الخنازير (PPE) على الجزء الرقيق من الشريان الأورطي. سيؤدي تغلغل الإيلاستاز في الطبقة الإنسية من الشريان الأورطي إلى تدهور الصفائح المرنة وتسلل الخلايا الالتهابية ، مما يؤدي إلى فقدان سلامة جدار الأبهر والتمدد اللاحق للشريان الأورطي البطني 7,18. تم الإبلاغ عن نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز لأول مرة من قبل Anidjar et al. في عام 1990 باستخدام الفئران ، حيث تم اختراق جزء معزول من الشريان الأورطي مع elastase17. في وقت لاحق من عام 2012 ، تم الإبلاغ عن نموذج معدل باستخدام تطبيق حول المعاصرة لمعدات الوقاية الشخصية من قبل Bhamidipati et al.19. في الوقت الحاضر ، فإن معظم العمليات الجراحية لنموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز مستوحاة من مجموعة Bhamidipati ويتم إجراؤها باستخدام التطبيق الخارجي بدلا من التروية داخل اللمعان لمعدات الوقاية الشخصية. على الرغم من أن التطبيق الخارجي لديه متطلبات أقل على المهارات الجراحية الدقيقة ، إلا أن معدل حدوث AAA أقل نسبيا وحجم أصغر إلى حد ما من التروية داخل اللمعان11,19.

على الرغم من استخدامه على نطاق واسع في دراسات AAA ، إلا أن نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز يمتلك قيودا معينة. أحد التحذيرات من هذا النموذج هو الاختلافات الحتمية في كيفية إجراء الجراحة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى مسألة التكاثر. على سبيل المثال ، قد يوجد اختلاف في الإجراء الجراحي فيما يتعلق بكيفية عزل الجزء اللعابي من الشريان الأورطي وأي جزء من الجزء يتم اختياره لتطبيق معدات الوقاية الشخصية بين المختبرات المختلفة. يمكن أن يختلف النشاط الأنزيمي لمعدات الوقاية الشخصية والمدة الزمنية لحضانة معدات الوقاية الشخصية. ومع ذلك ، فإن هذه كلها محددات أساسية تؤثر على معدل تكوين AAA النهائي وقطر تمدد الأوعية الدموية. إن اختلاف هذه المحددات الحرجة يجعل مقارنة بيانات دراسات AAA من مجموعات مختلفة باستخدام هذا النموذج صعبة للغاية. لذلك ، هناك حاجة إلى إجراء جراحي موحد كأداة للحصول على نتائج قابلة للمقارنة من مختلف المؤسسات.

توضح هذه المقالة بروتوكولا جراحيا موحدا لنموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز من خلال التطبيق المباشر لمعدات الوقاية الشخصية على Adventitia من الشريان الأورطي البطني داخل الكلوي في الفئران. كما ستتم مناقشة التفاصيل حول المواد الجراحية والإجراءات الضرورية لتوليد AAA بنجاح وقوة في الفئران باستخدام هذا النموذج.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تمت الموافقة على بروتوكولات الحيوانات من قبل لجنة جامعة ميشيغان المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (PRO00010092). تم استخدام الفئران من النوع البري C57BL/6J من الذكور والإناث ، ~ 7 أسابيع من العمر ، لإجراء التجارب.

1. إعداد الحيوان

  1. إطعام الفئران مع النظام الغذائي تشاو القياسية (انظر جدول المواد) قبل وبعد الجراحة.
    ملاحظة: يمكن استخدام سلالات وأعمار مختلفة من الفئران. ومع ذلك ، يوصى بالعمر الذي يتراوح بين 5.5 و 12 أسبوعا لتحقيق أقصى معدل للإصابة.
  2. لكل ماوس ، قم بإعطاء 5 ملغم / كجم من كاربروفين تحت الجلد قبل 30 دقيقة من تحريض التخدير.
  3. بعد 30 دقيقة ، قم بإعطاء 100 مجم / كجم من الكيتامين و 5 مجم / كجم من Xylazine عن طريق الحقن داخل الصفاق للحث على التخدير.

2. التحضير للجراحة

  1. تحضير المواد الجراحية.
    1. قطع قفازات النتريل إلى شرائح من 4 سم × 4 ملم. قطع منصات القطن إلى قطع من 3 سم × 2 ملم. قم بتعقيمها باستخدام أدوات جراحية أخرى ، بما في ذلك المقص الجراحي ، وملقط الأنسجة ، ومرقئ البعوض المهال (انظر جدول المواد).
  2. ضع الماوس في وضع ضعيف على وسادة ضمادة ماصة معقمة. شل حركة الكفوف الأمامية والخلفية مع الشريط الجراحي.
  3. استخدم أدوات تطبيق ذات رؤوس قطنية (انظر جدول المواد) لتنظيف غسول مزيل الشعر بالفرشاة على منطقة البطن الوسطى والسفلية ، ثم قم بمسح المنطقة بشاش جراحي لإزالة الشعر.
  4. قم بتطهير المنطقة الجراحية ثلاث مرات على الأقل في حركة دائرية مع تطبيقات متناوبة من الكحول بنسبة 70٪ وفرك قائم على اليود أو الكلورهيكسيدين. اتركيه حتى يجف.

3. إجراء الجراحة

  1. نفذ الخطوات التالية للوصول إلى تجويف البطن.
    1. اختبر الماوس لعدم وجود استجابة لقرصة إصبع القدم قبل شق الجلد.
    2. قم بعمل شق طولي 2.5 سم على الجلد على طول خط الوسط من البطن الأوسط والسفلي باستخدام مقص جراحي.
    3. اسحب العضلات الأساسية بلطف وقم بعمل شق طولي 2.5 سم على طول خط ألبا للوصول إلى تجويف البطن.
  2. كشف الشريان الأورطي البطني.
    1. استخدم أدوات تطبيق مبللة ذات رؤوس قطنية لتحريك الأمعاء والمعدة إلى الجانب الأيمن من الماوس.
      ملاحظة: من الناحية المثالية ، سيؤدي ذلك إلى كشف الجزء اللعينى من الشريان الأورطي. إذا كان من الصعب تحديد موقع الشريان الأورطي ، يمكن للكلية اليمنى والشريان الكلوي الأيمن تحديد الشريان الأورطي (حيث أن الكلى اليمنى لها موقع تشريحي أقل قليلا من الكلى اليسرى).
    2. استخدم الملقط لإزالة النسيج الضام الذي يغطي الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي (IVC) برفق.
      ملاحظة: يتم احتواء الشريان الأورطي البطني و IVC داخل نفس غمد الوعاء. من غير الضروري إزالة جميع الأنسجة الضامة لأن الإزالة الكاملة ستزيد من خطر إتلاف هاتين الوعاءين.
    3. استخدم الملقط لتشريح الجانب الخلفي من الشريان الأورطي البطني وIVC بلطف من العضلات الأساسية.
      ملاحظة: يجب أن تذهب أطراف الملقط إلى الجانب الخلفي من الغمد بشكل عرضي وتخلق ثقبا في اللفافة يربط الغمد بالعضلات الأساسية. بمجرد إجراء الثقب ، قم بتوسيع حجمه عن طريق إطلاق الملقط ببطء.
    4. ضع قطعة من شريط القفازات 4 سم × 4 مم (كما ذكرنا سابقا ، الخطوة 2.1.1) من خلال الجانب الخلفي من الشريان الأورطي البطني و IVC ، ثم قم بتصويب الشريط. ضع الشريط على بعد 0.5 سم تقريبا من الشريان الكلوي الأيمن.
      ملاحظة: تأكد من أن الثقب كبير بما فيه الكفاية بحيث لا تقوم اللفافة المحيطة بتحريف الشريط.
    5. فوق الشريط ، ضع قطعة من وسادة قطنية 3 سم × 2 مم من خلال الجانب الخلفي من الشريان الأورطي البطني و IVC ، ثم قم بتصويب وسادة القطن.
  3. احتضان الإيلاستاز.
    1. استخدم ماصة لإسقاط 30 ميكرولتر من elastase البنكرياس الخنزير (إجمالي النشاط الأنزيمي من 1.8 وحدة ، انظر جدول المواد) على جزء الشريان الأورطي فوق وسادة القطن ، ثم لف وسادة القطن والشريط حول الشريان الأورطي و IVC. شطف قطعة من الشاش 10 سم × 10 سم مع محلول ملحي معقم 0.9 ٪ ووضعها على البطن.
      ملاحظة: يحتاج الشاش إلى شطف جزئي فقط لأن المبالغة في العمل من شأنها أن تخاطر بتخفيف الإيلاستاز تحته.
    2. بعد 30 دقيقة ، قم بإزالة الشريط ووسادة القطن باستخدام الملقط.
  4. أغلق تجويف البطن باتباع الخطوات أدناه.
    1. ري الشريان الأورطي وتجويف البطن مع 500 ميكرولتر من محلول ملحي معقم بنسبة 0.9٪. استخدم شاشا 10 سم × 10 سم لامتصاص المياه المالحة المتبقية.
    2. إعادة تقريب طبقات العضلات مع تشغيل 6-0 خياطة أحادية الخيوط غير قابلة للامتصاص.
    3. أغلق الجلد ب 3-4 خيوط أحادية الخيوط غير قابلة للامتصاص 6-0 متقطعة.

4. رعاية ما بعد الجراحة

  1. إدارة 5 ملغ / كغ من كاربروفين تحت الجلد في اليوم 1 بعد الجراحة.
  2. إزالة خيوط الجلد في اليوم 10 بعد الجراحة.

5. قياس قطر تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني

  1. القتل الرحيم للفئران عن طريق جرعةزائدة من CO 2 في اليوم 14 بعد الجراحة. وهذا يمثل النقطة الزمنية للتوسع الأقصى.
  2. الوصول إلى تجويف البطن كما هو موضح في الخطوة 3.1.
  3. إجراء تروية الأوعية الدموية عن طريق حقن 10 مل من محلول ملحي بنسبة 0.9٪ في الدورة الدموية من خلال البطين الأيسر.
  4. كشف الجزء اللعينى من الشريان الأورطي البطني كما هو موضح في الخطوات 3.1-3.2. قم بإزالة النسيج الضام المحيط بعناية وافصل الشريان الأورطي البطني عن IVC.
  5. قياس قطر الشريان الأورطي البطني مع الفرجار.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

تم تشغيل ما مجموعه ثلاثة وعشرين فأرا من النوع البري (WT) عمرها 7 أسابيع ، بما في ذلك 12 أنثى و 11 ذكرا ، وفقا للبروتوكول المعروض. كان معدل البقاء على قيد الحياة 100٪ (باستثناء الوفيات الجراحية). تم قياس أقصى قطر للشريان الأورطي البطني بواسطة الفرجار.

تم تعريف AAA على أنه توسيع الشريان الأورطي البطني مع زيادة قطر الوعاء بنسبة 50٪. لذلك ، تم اختيار زيادة بنسبة 50٪ في أقصى قطر للشريان الأورطي البطني كنقطة توقف لتحريض AAA الناجح. واستنادا إلى هذا المعيار، بلغ معدل الإصابة ب AAA في اليوم 14 بعد العملية الجراحية 91.7٪ للحيوانات الإناث، مع 11 من أصل 12 خضعت لعملية جراحية طورت AAA. في حين كان معدل الإصابة للحيوانات الذكور 72.7 ٪ ، مع 8 من أصل 11 الذين خضعوا لعملية جراحية وضعت AAA (الشكل 1A). من بين الحيوانات ال 19 التي يحدث فيها AAA ، هناك زيادة بمقدار 1.7 ضعف و 1.6 ضعف في أقصى قطر للشريان الأورطي البطني لدى الإناث والذكور مقارنة بالضوابط غير الجراحية ، على التوالي (الشكل 1B). تظهر الصور التمثيلية للأبهر من المجموعات غير الجراحية والجراحية في اليوم 14 بعد الجراحة في الشكل 14.

Figure 1
الشكل 1: توصيف AAA في الفئران التي خضعت لعملية جراحية. يتم إجراء جميع القياسات في اليوم 14 بعد الجراحة. (أ) معدل حدوث AAA في الفئران التي خضعت لعملية جراحية. (ب) القطر الأقصى للشريان الأورطي القطعي في الفئران من كل من المجموعات غير الجراحية (n = 4 لكل من الإناث والذكور) ومجموعات الجراحة (n = 12 للإناث ؛ n = 11 للذكور). البيانات هي متوسط ± SEM. * p < 0.05. (ج) صور تمثيلية للشريان الأورطي في الفئران من كل من المجموعات غير الجراحية والجراحة. شريط المقياس = 2 مم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تم الإبلاغ عن نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز لأول مرة من قبل Anidjar et al. باستخدام الفئران في عام 199017. تم تقديم مجموعة متنوعة من الإصدارات المعدلة في السنوات الثلاثين الماضية ، إلى جانب تحسن كبير في التقنيات الجراحية19،20،21،22. تستخدم مئات المعاهد نماذج AAA التي يسببها الإيلاستاز كثاني أكثر النماذج التجريبية استخداما للقوارض لدراسات AAA12. من الطبيعي أن تقوم مجموعات مختلفة بإجراء الجراحة لهذا النموذج بشكل مختلف قليلا. ونتيجة لذلك ، فإن أحد التحذيرات من هذا النموذج هو الاختلافات الحتمية في كيفية إجراء الجراحة ، مما يجعل مقارنة البيانات من مجموعات مختلفة باستخدام هذا النموذج صعبة للغاية. وتشمل الاختلافات على سبيل المثال لا الحصر كيفية تعرض الجزء اللعينى من الشريان الأورطي، ومدى تنظيف الطبقة اللفافة التي تغطي الشريان الأورطي على نطاق واسع، ومدة فترة الحضانة، فضلا عن المواد المستخدمة في التفاف الشريان الأورطي وحضانة الإيلاستاز وحجم الإيلاستاز المضاف إلى مادة التغليف. ومع ذلك ، فإن هذه كلها محددات أساسية تؤثر على معدل الإصابة النهائي وقطر AAA. هناك حاجة إلى إجراء جراحي موحد لحل مشكلة التكاثر الناجمة عن هذه الاختلافات. يتم تقديم بروتوكول جراحي موحد هنا لنموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز من خلال التطبيق المباشر لمعدات الوقاية الشخصية على adventitia من الشريان الأورطي البطني اللعينى في الماوس.

بصرف النظر عن معدل الحث الثابت ل AAA ، يمتلك هذا البروتوكول مزايا النفقات المنخفضة ووقت التشغيل القصير. يمكن الحصول على المواد الجراحية المستخدمة في هذا البروتوكول بسهولة بتكاليف منخفضة. متوسط وقت تشغيل هذا البروتوكول هو 50 دقيقة ، بما في ذلك 30 دقيقة من حضانة معدات الوقاية الشخصية. وستسمح هذه المزايا بإجراء العديد من الدراسات على الحيوانات بشكل أسهل، مما يسهم في زيادة القوة الإحصائية الجوهرية وقابلية التكرار.

التعرض للشريان الأورطي البطني هو الخطوة الأكثر أهمية في هذا البروتوكول. من الضروري إزالة النسيج الضام في غمد الوعاء الذي يحيط بالشريان الأورطي البطني و IVC بحيث يكون للإيلاستيز فرصة أفضل لاختراق الطبقة الإنسية من الشريان الأورطي. ومع ذلك ، فإن إزالة هذه الأنسجة الضامة بالكامل تستغرق وقتا طويلا وتخاطر بإتلاف الشريان الأورطي الأساسي و IVC. هذه هي الخطوة التي تحدث منها معظم الوفيات الجراحية. في حالة تلف IVC أو الشريان الأورطي ، فإن معظم الحيوانات لن تنجو من 48 ساعة التالية حتى لو نجت من الجراحة ، ربما بسبب النزيف المستمر بعد الجراحة مما يؤدي إلى الخروج. لهذا السبب ، فإن التوازن الدقيق بين تعريض الشريان الأورطي إلى أقصى حد وعدم إتلاف السفن الكبيرة يحتاج إلى التفكير. إن ترك كمية صغيرة من النسيج الضام على غمد الوعاء الدموي سيقلل بشكل كبير من الوفيات المحيطة بالجراحة بينما لا يؤثر على حدوث AAA. لذلك ، لا ينصح بإزالة النسيج الضام الذي يغطي الشريان الأورطي و IVC بالكامل للتعرض للشريان الأورطي البطني. ومع ذلك ، يجب توخي الحذر الشديد أثناء الشريان الأورطي البطني وتسلخ IVC من النسيج الضام المجاور.

من الناحية التشريحية ، يرتبط الشريان الأورطي البطني و IVC ارتباطا وثيقا عبر طبقة رقيقة من اللفافة ويحتويان معا في نفس غمد الوعاء. قد تتطلب بعض النماذج التجريبية مثل الجلطة الوريدية فصل الشريان الأورطي عن IVC المجاور. ومع ذلك ، من غير الضروري القيام بذلك في نموذج AAA23 الناجم عن الإيلاستاز. قد يفضل البعض تدوير غمد الوعاء في اتجاه عقارب الساعة بحيث يكون الشريان الأورطي فوق IVC مباشرة ، ويمكن بعد ذلك تطبيق elastase مباشرة على الشريان الأورطي. هذا غير ضروري لأن وسادة القطن الموجودة تحته مشبعة بالإيلاستيز ، وسوف يتعرض الشريان الأورطي باستمرار للإيلاستيز بغض النظر عن علاقته التشريحية ب IVC. يوصى بفصل الجانب الخلفي من الشريان الأورطي و IVC بشكل كاف عن العضلات الكامنة عبر الملقط. في حالة عدم شموع التشريح بما فيه الكفاية في هذه الخطوة ، سيتم إنشاء قوة التوتر بواسطة اللفافة المحيطة والعضلات على الشريط ووسادة القطن ، مما يؤدي إلى التواءها وامتصاص الإيلاستاز غير الفعال لاحقا.

أحد قيود هذا البروتوكول هو الشكل النهائي ل AAA المستحث. من المحتم أنه عند إسقاطه على الشريان الأورطي ، سوف يتدفق بعض الإيلاستاز إلى أجزاء أخرى من الشريان الأورطي غير الملفوفة بواسطة وسادة القطن. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للنزيف القريب الناجم عن التشريح ، حتى لو كان بكمية صغيرة ، أن يغسل الإيلاستاز بعيدا عن وسادة القطن إلى شرائح الشريان الأورطي الأخرى خلال فترة الحضانة التي تبلغ 30 دقيقة. سيؤدي ذلك إلى اختراق الإيلاستاز لأجزاء أخرى من الشريان الأورطي ، مما يتسبب في انهيار الطبقة الإنسية وتوسع الشريان الأورطي البطني الذي لا يقتصر على الجزء الملفوف بواسطة وسادة القطن. نتيجة لذلك ، بدلا من إظهار تمدد الأوعية الدموية على شكل مغزلي الناجم عن التمدد البؤري ، تظهر بعض الحيوانات تمددا عاما لجزء طويل من الشريان الأورطي البطني. ومع ذلك ، فإن الحد الأقصى لقطر الشريان الأورطي في هذه الحيوانات التي لديها تمدد مستمر في الشريان الأورطي لا يزال يظهر زيادة تزيد عن 50٪ بالمقارنة مع الضوابط. وفي الوقت نفسه ، لا يلاحظ أي فرق في قطر الشريان الأورطي الأقصى بين الحيوانات التي تظهر تمددا مستمرا وتوسعة بؤرية للشريان الأورطي البطني ، مما يشير إلى أن شكل تمدد الأوعية الدموية هو مؤشر على عدم نجاح تحريض AAA أو حجم AAA الفعلي في بروتوكول هذه الحالة.

هناك قيد آخر لهذا البروتوكول وهو تطبيق هذه الطريقة على الحيوانات الكبيرة. يجب تطبيق نموذج AAA الموضعي الناجم عن الإيلاستاز بسهولة على الحيوانات الصغيرة الأخرى مثل الفئران. ومع ذلك ، قد لا يكون elastase وحده كافيا للحيوانات الكبيرة مثل الخنازير أو الرئيسيات للحث على نمط ظاهري AAA ثابت. على سبيل المثال ، أفاد مارينوف وآخرون أن تروية الإيلاستاز وحدها في الخنازير يمكن أن تسبب بعض التغييرات النسيجية ، بما في ذلك اضطراب الإيلاستين ، ولكنها لا يمكن أن تحفز تمدد الأوعية الدموية المستمر24. أبلغ شانون أ وآخرون عن نموذج خنزيري من AAA infrarenal الناجم عن الإيلاستاز. ومع ذلك ، فإنه يتطلب مزيجا من رأب الأوعية بالبالون ، والتروية ، والإيلاستيز الموضعي ، واتباع نظام غذائي يحتوي على BAPN (مثبط لأوكسيديز الليزيل يمنع ترابط الكولاجين) نظرا للمتانة الكبيرة للشريان الأورطي25. لذلك ، يبدو أن تطبيق بروتوكول AAA موحد مستحث بالإيلاستيز في الحيوانات الكبيرة لا يزال يمثل تحديا كبيرا بسبب الاختلاف في حجم ومتانة الشريان الأورطي بين الفئران والحيوانات الكبيرة ، والتحديات التقنية ، والتكلفة العالية المحتملة.

باختصار ، على الرغم من بعض القيود ، يمكن تحفيز AAA باستمرار في كل من الفئران الذكور والإناث في هذا البروتوكول الموحد. من المتوقع أن يتم تعزيز اتساق وقابلية تكرار دراسات AAA باستخدام نموذج AAA الناجم عن الإيلاستاز بشكل كبير من خلال إنشاء هذا الإجراء الجراحي القياسي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

نشكر وحدة طب المختبر بجامعة ميشيغان على مساعدتها في تغذية الحيوانات وتربيتها. هذه الدراسة مدعومة من قبل NIH RO1 HL138139 ، NIH RO1 HL153710 إلى J. Zhang ، NIH RO1 HL109946 ، RO1 HL134569 إلى Y.E. Chen ، ومنحة جمعية القلب الأمريكية 20POST35110064 إلى G. Zhao.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
6-0 non-absorbable monofilament suture Pro Advantage P420697
Carprofen Zoetis Inc. NDC: 54771-8507
Chow Diet LabDiet 3005659-220 PicoLab 5L0D
Cotton Applicator Dynarex 4303
Cotton Pad Rael UPC: 810027130969
GraphPad Prism 8 GraphPad Software Inc. Version 8.4.3
Grarfe Forceps Fine Science Tools 11051-10
Halsted Mosquito Hemostats Fine Science Tools 13009-12
Ketamine Par Pharmaceutical NDC: 42023-0115-10
Nitrile gloves Fisherbrand 19-130-1597
Penicillin-Streptomycin Thermo Fisher 15140122
Porcine pancreatic elastase Sigma-Aldrich E1250-100MG
Scissors Fine Science Tools 14068-12
Sterile 0.9% saline solution Baxter 2B1324X
Xylazine Akorn NDC: 59399-110-20

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kent, K. C. Clinical practice: Abdominal aortic aneurysms. The New England Journal of Medicine. 371 (22), 2101-2108 (2014).
  2. Karthikesalingam, A., et al. Mortality from ruptured abdominal aortic aneurysms: Clinical lessons from a comparison of outcomes in England and the USA. Lancet. 383 (9921), 963-969 (2014).
  3. Noel, A. A., et al. Ruptured abdominal aortic aneurysms: The excessive mortality rate of conventional repair. Journal of Vascular Surgery. 34 (1), 41-46 (2001).
  4. Lederle, F. A., et al. Rupture rate of large abdominal aortic aneurysms in patients refusing or unfit for elective repair. JAMA. 287 (22), 2968-2972 (2002).
  5. Kochanek, K. D., Xu, J., Murphy, S. L., Minino, A. M., Kung, H. C. Deaths: Final data for 2009. National Vital Statistics Reports. 60 (3), 1 (2011).
  6. Daugherty, A., Cassis, L. A. Mechanisms of abdominal aortic aneurysm formation. Current Atherosclerosis Reports. 4 (3), 222-227 (2002).
  7. Quintana, R. A., Taylor, W. R. Cellular mechanisms of aortic aneurysm formation. Circulation Research. 124 (4), 607-618 (2019).
  8. Kuivaniemi, H., Ryer, E. J., Elmore, J. R., Tromp, G. Understanding the pathogenesis of abdominal aortic aneurysms. Expert Review of Cardiovascular Therapy. 13 (9), 975-987 (2015).
  9. Trollope, A., Moxon, J. V., Moran, C. S., Golledge, J. Animal models of abdominal aortic aneurysm and their role in furthering management of human disease. Cardiovascular Pathology. 20 (2), 114-123 (2011).
  10. Patelis, N., et al. Animal models in the research of abdominal aortic aneurysms development. Physiological Research. 66 (6), 899-915 (2017).
  11. Senemaud, J., et al. Translational relevance and recent advances of animal models of abdominal aortic aneurysm. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 37 (3), 401-410 (2017).
  12. Lysgaard Poulsen, J., Stubbe, J., Lindholt, J. S. Animal models used to explore abdominal aortic aneurysms: A systematic review. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 52 (4), 487-499 (2016).
  13. Tsui, J. C. Experimental models of abdominal aortic aneurysms. Open Cardiovascular Medicine Journal. 4, 221-230 (2010).
  14. Manning, M. W., Cassi, L. A., Huang, J., Szilvassy, S. J., Daugherty, A. Abdominal aortic aneurysms: Fresh insights from a novel animal model of the disease. Vascular Medicine. 7 (1), 45-54 (2002).
  15. Chiou, A. C., Chiu, B., Pearce, W. H. Murine aortic aneurysm produced by periarterial application of calcium chloride. Journal of Surgical Research. 99 (2), 371-376 (2001).
  16. Allaire, E., Guettier, C., Bruneval, P., Plissonnier, D., Michel, J. B. Cell-free arterial grafts: Morphologic characteristics of aortic isografts, allografts, and xenografts in rats. Journal of Vascular Surgery. 19 (3), 446-456 (1994).
  17. Anidjar, S., et al. Elastase-induced experimental aneurysms in rats. Circulation. 82 (3), 973-981 (1990).
  18. Sun, J., et al. Mast cells modulate the pathogenesis of elastase-induced abdominal aortic aneurysms in mice. Journal of Clinical Investigation. 117 (11), 3359-3368 (2007).
  19. Bhamidipati, C. M., et al. Development of a novel murine model of aortic aneurysms using peri-adventitial elastase. Surgery. 152 (2), 238-246 (2012).
  20. Pyo, R., et al. Targeted gene disruption of matrix metalloproteinase-9 (gelatinase B) suppresses development of experimental abdominal aortic aneurysms. Journal of Clinical Investigation. 105 (11), 1641-1649 (2000).
  21. Tanaka, A., Hasegawa, T., Chen, Z., Okita, Y., Okada, K. A novel rat model of abdominal aortic aneurysm using a combination of intraluminal elastase infusion and extraluminal calcium chloride exposure. Journal of Vascular Surgery. 50 (6), 1423-1432 (2009).
  22. Busch, A., et al. Four surgical modifications to the classic elastase perfusion aneurysm model enable haemodynamic alterations and extended elastase perfusion. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 56 (1), 102-109 (2018).
  23. Liang, W., et al. KLF11 protects against venous thrombosis via suppressing tissue factor expression. Thrombosis and Haemostasis. , (2021).
  24. Marinov, G. R., et al. Can the infusion of elastase in the abdominal aorta of the Yucatan miniature swine consistently produce experimental aneurysms. Journal of Investigative Surgery. 10 (3), 129-150 (1997).
  25. Shannon, A. H., et al. Porcine model of infrarenal abdominal aortic aneurysm. Journal of Visualized Experiments. (153), e60169 (2019).

Tags

علم الأحياء ، العدد 180 ،
نموذج تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني للفأر الناجم عن التطبيق المحيطي للإيلاستيز
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Xue, C., Zhao, G., Zhao, Y., Chen,… More

Xue, C., Zhao, G., Zhao, Y., Chen, Y. E., Zhang, J. Mouse Abdominal Aortic Aneurysm Model Induced by Perivascular Application of Elastase. J. Vis. Exp. (180), e63608, doi:10.3791/63608 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter