Waiting
Processando Login

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

Biology

माउस पेट महाधमनी एन्यूरिज्म मॉडल Elastase के Perivascular आवेदन से प्रेरित

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

वर्तमान प्रोटोकॉल चूहों में इन्फ्रारेनल पेट महाधमनी के एडवेंटिया के लिए इलास्टेज़ के प्रत्यक्ष अनुप्रयोग के माध्यम से इलास्टेज़-प्रेरित एएए मॉडल के लिए एक मानकीकृत सर्जिकल विधि का वर्णन करता है।

Abstract

पेट महाधमनी एन्यूरिज्म (एएए), हालांकि मुख्य रूप से स्पर्शोन्मुख, संभावित रूप से जीवन के लिए खतरा है क्योंकि एएए के टूटने का आमतौर पर एक विनाशकारी परिणाम होता है। वर्तमान में, एएए के कई अलग-अलग प्रयोगात्मक मॉडल हैं, जिनमें से प्रत्येक एएए के रोगजनन में एक अलग पहलू पर जोर देता है। इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल दूसरा सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला कृंतक एएए मॉडल है। इस मॉडल में महाधमनी के अवरक्त खंड के लिए पोर्सिनी अग्नाशयी इलास्टेज (पीपीई) का प्रत्यक्ष जलसेक या आवेदन शामिल है। तकनीकी चुनौतियों के कारण, अधिकांश इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल आजकल पीपीई के इंट्राल्यूमिनल जलसेक के बजाय बाहरी एप्लिकेशन के साथ किया जाता है। इलास्टेज़ की घुसपैठ औसत दर्जे की परतों में लोचदार लैमेला के क्षरण का कारण बनेगी, जिसके परिणामस्वरूप महाधमनी दीवार अखंडता का नुकसान होगा और पेट की महाधमनी के बाद के फैलाव का नुकसान होगा। हालांकि, इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल का एक नुकसान यह है कि सर्जरी कैसे की जाती है, इसकी अपरिहार्य भिन्नता है। विशेष रूप से, महाधमनी के इन्फ्रारेनल सेगमेंट को अलग करने की सर्जिकल तकनीक, महाधमनी रैपिंग और पीपीई इनक्यूबेशन के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री, पीपीई की एंजाइमेटिक गतिविधि, और पीपीई एप्लिकेशन की समय अवधि सभी महत्वपूर्ण निर्धारक हो सकते हैं जो अंतिम एएए गठन दर और एन्यूरिज्म व्यास को प्रभावित करते हैं। विशेष रूप से, एएए पर विभिन्न अध्ययनों से इन कारकों में अंतर पुनरुत्पादन के मुद्दों को जन्म दे सकता है। यह आलेख माउस में इन्फ्रारेनल पेट महाधमनी के adventitia के लिए पीपीई के प्रत्यक्ष आवेदन के माध्यम से elastase प्रेरित AAA मॉडल की एक विस्तृत शल्य चिकित्सा प्रक्रिया का वर्णन करता है। इस प्रक्रिया के बाद, नर और मादा चूहों में लगभग 80% की एक स्थिर एएए गठन दर प्राप्त करने योग्य है। एक इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल का उपयोग करके एएए अध्ययनों की स्थिरता और पुनरुत्पादकता को एक मानक सर्जिकल प्रक्रिया स्थापित करके काफी बढ़ाया जा सकता है।

Introduction

उदर महाधमनी एन्यूरिज्म (एएए) को पेट की महाधमनी के एक खंडीय फैलाव के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसमें पोत व्यास1 की कम से कम 50% वृद्धि होती है। एएए संभावित रूप से घातक है, क्योंकि टूटने के परिणामस्वरूप अत्यधिक उच्च मृत्यु दर हो सकती है, यहां तक किहस्तक्षेप 2,3,4 के साथ भी। यह बताया गया है कि एएए संयुक्त राज्य अमेरिका में सालाना लगभग 13,000 मौतों के लिए जिम्मेदार है, जोइसे मृत्यु का 10वां प्रमुख कारण बनाता है।

एएए के रोगजनन को अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं गया है 6,7,8। एएए के आणविक तंत्र की जांच करने और संभावित चिकित्सीय लक्ष्यों का परीक्षण करने के लिए, कई प्रयोगात्मक एएए मॉडल 9,10 स्थापित किए गए हैं। एएए के कृंतक मॉडल में इलास्टेज, कैल्शियम क्लोराइड, एंजियोटेंसिन II और मॉडल शामिल हैं, जिनमें से इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल दूसरा सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मॉडल है 10,11,12,13,14,15,16,17। इस मॉडल में महाधमनी के अवरक्त खंड के लिए पोर्सिनी अग्नाशयी इलास्टेज (पीपीई) का प्रत्यक्ष जलसेक या आवेदन शामिल है। महाधमनी की औसत दर्जे की परत में इलास्टेज के प्रवेश से लोचदार लैमेला का क्षरण और भड़काऊ कोशिकाओं की घुसपैठ होगी, जिससे महाधमनी दीवार अखंडता का नुकसान होगा और पेट की महाधमनी 7,18 के बाद के फैलाव का नुकसान होगा। इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल को पहली बार 1990 में चूहों का उपयोग करके अनिदजार एट अल द्वारा सूचित किया गया था, जिसमें महाधमनी के एक पृथक खंड को इलास्टेज17 के साथ परफ्यूज किया गया था। बाद में 2012 में, पीपीई के एक पेरिएडवेंटिव एप्लिकेशन का उपयोग करके एक संशोधित मॉडल को भामीदीपी एट अल.19 द्वारा सूचित किया गया था। आजकल, इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल के लिए अधिकांश सर्जरी भामीदीपी के समूह से प्रेरित हैं और पीपीई के इंट्राल्यूमिनल परफ्यूजन के बजाय बाहरी आवेदन के साथ की जाती हैं। यद्यपि बाहरी अनुप्रयोग में ठीक सर्जिकल कौशल पर कम आवश्यकता होती है, एएए की घटना दर अपेक्षाकृत कम होती है और इंट्राल्यूमिनल परफ्यूजन11,19 की तुलना में कुछ हद तक छोटा आकार होता है।

हालांकि एएए अध्ययनों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल में कुछ सीमाएं हैं। इस मॉडल की एक चेतावनी सर्जरी के तरीके की अपरिहार्य विविधताएं हैं, जो पुनरुत्पादन के मुद्दे को जन्म दे सकती हैं। उदाहरण के लिए, अंतर सर्जिकल प्रक्रिया में मौजूद हो सकता है कि महाधमनी के अवरक्त खंड को कैसे अलग किया जाता है और खंड के किस हिस्से को विभिन्न प्रयोगशालाओं के बीच पीपीई आवेदन के लिए चुना जाता है। पीपीई की एंजाइमेटिक गतिविधि और पीपीई इनक्यूबेशन की समय अवधि भी भिन्न हो सकती है। हालांकि, ये सभी आवश्यक निर्धारक हैं जो अंतिम एएए गठन दर और एन्यूरिज्म व्यास को प्रभावित करते हैं। इन महत्वपूर्ण निर्धारकों की भिन्नता इस मॉडल का उपयोग करके विभिन्न समूहों से एएए अध्ययनों की डेटा तुलना को बहुत मुश्किल बनाती है। इसलिए, विभिन्न संस्थानों से तुलनीय परिणाम प्राप्त करने के लिए एक उपकरण के रूप में एक मानकीकृत सर्जिकल प्रक्रिया की आवश्यकता होती है।

यह आलेख चूहों में इन्फ्रारेनल पेट महाधमनी के adventitia के लिए पीपीई के प्रत्यक्ष आवेदन के माध्यम से elastase-प्रेरित AAA मॉडल के लिए एक मानकीकृत सर्जिकल प्रोटोकॉल का वर्णन करता है। इस मॉडल का उपयोग करके चूहों में एएए की सफल और मजबूत पीढ़ी के लिए आवश्यक सर्जिकल सामग्री और प्रक्रियाओं के बारे में विवरण पर भी चर्चा की जाएगी।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

पशु प्रोटोकॉल मिशिगन संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (PRO00010092) के विश्वविद्यालय द्वारा अनुमोदित किए गए थे। पुरुष और मादा C57BL / 6J जंगली प्रकार (डब्ल्यूटी) चूहों, ~ 7 सप्ताह की उम्र, प्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया गया था।

1. पशु तैयारी

  1. सर्जरी से पहले और बाद में मानक चाउ आहार के साथ चूहों को खिलाएं ( सामग्री की तालिका देखें)।
    नोट: चूहों के विभिन्न उपभेदों और उम्र का उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, अधिकतम घटना दर प्राप्त करने के लिए 5.5-12 सप्ताह की उम्र तक की उम्र की सिफारिश की जाती है।
  2. प्रत्येक माउस के लिए, संज्ञाहरण के प्रेरण से 30 मिनट पहले 5 मिलीग्राम / किलोग्राम कार्प्रोफेन चमड़े के नीचे प्रशासित करें।
  3. 30 मिनट के बाद, संज्ञाहरण को प्रेरित करने के लिए इंट्रापेरिटोनियल इंजेक्शन के माध्यम से केटामाइन के 100 मिलीग्राम / किग्रा और 5 मिलीग्राम / किलोग्राम Xylazine का प्रशासन करें।

2. सर्जरी के लिए तैयारी

  1. सर्जिकल सामग्री तैयार करें।
    1. नाइट्राइल दस्ताने को 4 सेमी x 4 मिमी की स्ट्रिप्स में काटें। कपास पैड को 3 सेमी x 2 मिमी के टुकड़ों में काटें। सर्जिकल कैंची, ऊतक संदंश, और Halsted-मच्छर हेमोस्टैट्स सहित अन्य सर्जिकल उपकरणों के साथ इन्हें आटोक्लेव करें ( सामग्री की तालिका देखें)।
  2. माउस को एक बाँझ अवशोषक ड्रेसिंग पैड पर सुपाइन स्थिति में रखें। सर्जिकल टेप के साथ सामने और हिंद पंजे को स्थिर करें।
  3. मध्य और निचले पेट के क्षेत्र पर बाल हटाने वाले लोशन को ब्रश करने के लिए कपास-इत्तला वाले ऐप्लिकेटर ( सामग्री की तालिका देखें) का उपयोग करें, फिर बालों को हटाने के लिए सर्जिकल धुंध के साथ क्षेत्र को स्वाब करें।
  4. 70% अल्कोहल और आयोडीन-आधारित या क्लोरहेक्सिडीन-आधारित स्क्रब के वैकल्पिक अनुप्रयोगों के साथ एक परिपत्र गति में सर्जिकल क्षेत्र को कम से कम तीन बार कीटाणुरहित करें। सूखने दें।

3. सर्जरी प्रक्रिया

  1. उदर गुहा तक पहुँचने के लिए निम्न चरणों का पालन करें।
    1. त्वचा चीरा से पहले पैर की अंगुली-चुटकी प्रतिक्रिया की कमी के लिए माउस का परीक्षण करें।
    2. सर्जिकल कैंची का उपयोग करके मध्य और निचले पेट की मध्य रेखा के साथ त्वचा पर 2.5 सेमी अनुदैर्ध्य चीरा बनाएं।
    3. धीरे से अंतर्निहित मांसपेशी को खींचें और पेट की गुहा तक पहुंचने के लिए लाइना अल्बा के साथ 2.5 सेमी अनुदैर्ध्य चीरा बनाएं।
  2. उदर महाधमनी को उजागर करें।
    1. माउस के दाईं ओर आंतों और पेट को स्थानांतरित करने के लिए गीले कपास-इत्तला वाले ऐप्लिकेटर का उपयोग करें।
      नोट:: आदर्श रूप से, यह महाधमनी के अवरक्त खंड को उजागर करेगा। यदि महाधमनी का पता लगाना मुश्किल है, तो दाहिने गुर्दे और दाएं गुर्दे की धमनी महाधमनी की पहचान कर सकती है (क्योंकि दाएं गुर्दे में बाएं गुर्दे की तुलना में थोड़ा कम शारीरिक स्थान होता है)।
    2. पेट की महाधमनी और अवर वेना कावा (आईवीसी) को कवर करने वाले संयोजी ऊतक को धीरे से हटाने के लिए संदंश का उपयोग करें।
      नोट: उदर महाधमनी और IVC एक ही पोत म्यान के भीतर निहित हैं। सभी संयोजी ऊतकों को हटाना अनावश्यक है क्योंकि पूर्ण निष्कासन से इन दो जहाजों को नुकसान पहुंचने का खतरा बढ़ जाएगा।
    3. अंतर्निहित मांसपेशियों से पेट की महाधमनी और आईवीसी के पीछे की ओर धीरे से विच्छेदन करने के लिए संदंश का उपयोग करें।
      नोट: संदंश की युक्तियाँ अनुप्रस्थ रूप से म्यान के पीछे की ओर जाना चाहिए और प्रावरणी में एक छेद बनाना चाहिए जो म्यान को अंतर्निहित मांसपेशियों से जोड़ता है। एक बार छेद हो जाने के बाद, संदंश को धीरे-धीरे जारी करके इसके आकार का विस्तार करें।
    4. पेट की महाधमनी और IVC के पीछे के माध्यम से 4 सेमी x 4 मिमी दस्ताने पट्टी (जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, चरण 2.1.1) का एक टुकड़ा रखें, फिर पट्टी को सीधा करें। धारी ~ 0.5 सेमी सही गुर्दे की धमनी से दूर जगह है।
      नोट: सुनिश्चित करें कि छेद काफी बड़ा है ताकि आसपास के प्रावरणी पट्टी को मोड़ न दें।
    5. पट्टी के ऊपर, पेट की महाधमनी और IVC के पीछे के माध्यम से 3 सेमी x 2 मिमी कपास पैड का एक टुकड़ा रखें, फिर कपास पैड को सीधा करें।
  3. इलास्टेज को इनक्यूबेट करें।
    1. कपास पैड के ऊपर महाधमनी खंड पर पोर्सिनी अग्नाशयी इलास्टेज (1.8 इकाई की कुल एंजाइमेटिक गतिविधि, सामग्री की तालिका देखें) के 30 μL को छोड़ने के लिए एक पिपेट का उपयोग करें, फिर कपास पैड और महाधमनी और आईवीसी के चारों ओर पट्टी लपेटें। बाँझ 0.9% खारा के साथ 10 सेमी x 10 सेमी धुंध का एक टुकड़ा कुल्ला और पेट पर जगह है.
      नोट: धुंध को केवल आंशिक रिंसिंग की आवश्यकता होती है क्योंकि ओवरडूइंग नीचे इलास्टेज को पतला करने का जोखिम उठाएगा।
    2. 30 मिनट के बाद, संदंश के साथ पट्टी और कपास पैड को हटा दें।
  4. नीचे दिए गए चरणों के बाद उदर गुहा को बंद करें।
    1. बाँझ 0.9% खारा के 500 μL के साथ महाधमनी और उदर गुहा की सिंचाई। शेष खारा को अवशोषित करने के लिए एक 10 सेमी x 10 सेमी धुंध का उपयोग करें।
    2. एक चल रहे 6-0 गैर-अवशोषित मोनोफिलामेंट टांके के साथ मांसपेशियों की परतों को पुन: उत्पन्न करें।
    3. 3-4 बाधित 6-0 गैर अवशोषक monofilament टांके के साथ बंद त्वचा.

4. पोस्ट ऑपरेटिव देखभाल

  1. पोस्ट-ऑपरेटिव डे 1 पर चमड़े के नीचे 5mg / kg Carprofen का प्रशासन करें।
  2. पोस्ट-ऑपरेटिव दिन 10 पर त्वचा के टांके निकालें।

5. पेट महाधमनी एन्यूरिज्म व्यास का मापन

  1. Co2 द्वारा चूहों Euthanize पोस्ट-ऑपरेटिव दिन 14 पर overdosing. यह अधिकतम फैलाव के समय बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है।
  2. चरण 3.1 में वर्णित के रूप में उदर गुहा का उपयोग करें।
  3. बाएं वेंट्रिकल के माध्यम से परिसंचरण में 0.9% खारा के 10 मिलीलीटर इंजेक्ट करके संवहनी परफ्यूजन करें।
  4. चरण 3.1-3.2 में वर्णित के रूप में उदर महाधमनी के अवरक्त खंड को उजागर करें। ध्यान से आसपास के संयोजी ऊतक को हटा दें और आईवीसी से पेट की महाधमनी को अलग करें।
  5. एक कैलिपर के साथ उदर महाधमनी के व्यास को मापें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

प्रस्तुत प्रोटोकॉल का पालन करते हुए 12 मादाओं और 11 पुरुषों सहित कुल तेईस 7-सप्ताह पुराने जंगली-प्रकार (डब्ल्यूटी) चूहों का संचालन किया गया था। जीवित रहने की दर 100% थी (सर्जिकल मृत्यु दर को बाहर रखा गया)। अधिकतम उदर महाधमनी व्यास को कैलिपर द्वारा मापा गया था।

एएए को 50% पोत व्यास वृद्धि के साथ पेट की महाधमनी को फैलाने के रूप में परिभाषित किया गया था। इसलिए, अधिकतम पेट महाधमनी व्यास में 50% की वृद्धि को सफल एएए प्रेरण के लिए कट-ऑफ बिंदु के रूप में चुना गया था। इस मानदंड के आधार पर, पोस्ट-ऑपरेटिव डे 14 पर एएए की घटना दर मादा जानवरों के लिए 91.7% थी, जिसमें 12 में से 11 ने सर्जरी की थी, जिसमें एएए विकसित किया गया था; जबकि नर जानवरों के लिए घटना दर 72.7% थी, जिसमें 11 में से 8 ने सर्जरी की थी, जिसमें एएए (चित्रा 1 ए) विकसित किया गया था। 19 जानवरों में से जिसमें एएए होता है, गैर-सर्जरी नियंत्रणों की तुलना में महिलाओं और पुरुषों में अधिकतम पेट महाधमनी व्यास की क्रमशः 1.7 गुना और 1.6 गुना वृद्धि होती है (चित्रा 1 बी)। पोस्ट-ऑपरेटिव डे 14 पर गैर-सर्जरी और सर्जरी समूहों से महाधमनी की प्रतिनिधि छवियों को चित्र 1 सी में दिखाया गया है।

Figure 1
चित्रा 1: चूहों में एएए के लक्षण वर्णन की सर्जरी हुई। सभी माप पोस्ट-ऑपरेटिव दिन 14 पर किया जाता है। (ए) चूहों में एएए की घटना दर जो सर्जरी से गुजरती है। (बी) गैर-सर्जरी (महिला और पुरुष दोनों के लिए एन = 4) और सर्जरी समूहों (मादा और पुरुष दोनों के लिए एन = 12; पुरुष के लिए एन = 11) दोनों से चूहों में अवरक्त महाधमनी का अधिकतम व्यास। डेटा SEM ± मतलब है। * p < 0.05. (सी) गैर-सर्जरी और सर्जरी समूहों दोनों से चूहों में महाधमनी की प्रतिनिधि छवियां। स्केल बार = 2 मिमी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल को पहली बार 1990में चूहों का उपयोग करके अनीदजार एट अल द्वारा सूचित किया गया था। पिछले तीस वर्षों में विभिन्न प्रकार के संशोधित संस्करण पेश किए गए हैं, साथ ही सर्जिकल तकनीकों में महत्वपूर्ण सुधारके साथ 19,20,21,22। सैकड़ों संस्थान एएए अध्ययन12 के लिए दूसरे सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कृंतक प्रयोगात्मक मॉडल के रूप में इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल का उपयोग करते हैं। यह केवल स्वाभाविक है कि विभिन्न समूह इस मॉडल के लिए सर्जरी को थोड़ा अलग तरीके से करेंगे। नतीजतन, इस मॉडल की एक चेतावनी अनिवार्य विविधताएं हैं कि सर्जरी कैसे की जाती है, जो इस मॉडल का उपयोग करके विभिन्न समूहों के डेटा की तुलना को बहुत मुश्किल बनाता है। भिन्नताओं में शामिल हैं लेकिन इस बात तक सीमित नहीं हैं कि महाधमनी के इन्फ्रारेनल सेगमेंट को कैसे उजागर किया जाता है, महाधमनी को कवर करने वाली प्रावरणी परत को कितने बड़े पैमाने पर साफ किया जाता है, इनक्यूबेशन अवधि कितनी लंबी होती है, साथ ही साथ महाधमनी रैपिंग और इलास्टेज इनक्यूबेशन के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री और रैपिंग सामग्री पर जोड़े गए इलास्टेज की मात्रा। हालांकि, ये सभी आवश्यक निर्धारक हैं जो एएए की अंतिम घटना दर और व्यास को प्रभावित करते हैं। इन भिन्नताओं के कारण पुनरुत्पादन के मुद्दे को हल करने के लिए एक मानकीकृत सर्जिकल प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। माउस में इन्फ्रारेनल पेट महाधमनी के एडवेंटिया के लिए पीपीई के प्रत्यक्ष आवेदन के माध्यम से इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल के लिए एक मानकीकृत सर्जिकल प्रोटोकॉल यहां प्रस्तुत किया गया है।

एएए की सुसंगत प्रेरण दर के अलावा, यह प्रोटोकॉल कम खर्च और कम संचालन समय के लाभों का मालिक है। इस प्रोटोकॉल में उपयोग की जाने वाली सर्जिकल सामग्री सभी को आसानी से कम लागत पर प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल का औसत संचालन समय 50 मिनट है, जिसमें पीपीई इनक्यूबेशन के 30 मिनट शामिल हैं। ये फायदे कई पशु अध्ययनों के आसान चालन की अनुमति देंगे, जो अधिक पर्याप्त सांख्यिकीय शक्ति और पुनरुत्पादन में योगदान देंगे।

पेट की महाधमनी का एक्सपोजर इस प्रोटोकॉल में सबसे महत्वपूर्ण कदम है। पेट की महाधमनी और आईवीसी को घेरने वाले पोत म्यान में संयोजी ऊतक को हटाना आवश्यक है ताकि इलास्टेज को महाधमनी की औसत दर्जे की परत को भेदने का बेहतर मौका मिल सके। हालांकि, इन संयोजी ऊतकों को पूरी तरह से हटाने में समय लगता है और अंतर्निहित महाधमनी और आईवीसी को नुकसान पहुंचाने का जोखिम होता है। यह वह कदम है जहां से अधिकांश सर्जिकल मृत्यु दर होती है। यदि आईवीसी या महाधमनी क्षतिग्रस्त हो जाती है, तो अधिकांश जानवर निम्नलिखित 48 घंटे तक जीवित नहीं रहेंगे, भले ही वे सर्जरी से बच जाएं, संभवतः सर्जरी के बाद लगातार रक्तस्राव के कारण। इस कारण से, महाधमनी को सबसे बड़ी हद तक उजागर करने और बड़े जहाजों को नुकसान नहीं पहुंचाने के बीच एक नाजुक संतुलन पर विचार करने की आवश्यकता है। पोत म्यान पर संयोजी ऊतक की एक छोटी मात्रा को छोड़ने से एएए की घटना को प्रभावित नहीं करते हुए पेरिऑपरेटिव मृत्यु दर में काफी कमी आएगी। इसलिए, पेट की महाधमनी के संपर्क में आने के लिए महाधमनी और आईवीसी को कवर करने वाले संयोजी ऊतक को पूरी तरह से हटाने की सिफारिश नहीं की जाती है। फिर भी, आसन्न संयोजी ऊतक से पेट की महाधमनी और आईवीसी विच्छेदन के दौरान अत्यधिक सावधानी बरतने की आवश्यकता होती है।

शारीरिक रूप से, पेट की महाधमनी और आईवीसी एक पतली प्रावरणी परत के माध्यम से निकटता से जुड़े होते हैं और एक ही पोत म्यान में एक साथ निहित होते हैं। शिरापरक घनास्त्रता जैसे कुछ प्रयोगात्मक मॉडलों को आसन्न आईवीसी से महाधमनी को अलग करने की आवश्यकता हो सकती है। हालांकि, इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल23 में ऐसा करना अनावश्यक है। कुछ लोग पोत म्यान को दक्षिणावर्त घुमाना पसंद कर सकते हैं ताकि महाधमनी आईवीसी के ठीक ऊपर हो, और इलास्टेज को सीधे महाधमनी पर लागू किया जा सके। यह अनावश्यक है क्योंकि नीचे कपास पैड इलास्टेज के साथ संतृप्त है, और महाधमनी आईवीसी के साथ अपने शारीरिक संबंध की परवाह किए बिना लगातार इलास्टेज के संपर्क में आएगी। यह अनुशंसा की जाती है कि महाधमनी और आईवीसी के बैकसाइड को संदंश के माध्यम से अंतर्निहित मांसपेशियों से पर्याप्त रूप से अलग किया जाए। यदि विच्छेदन इस चरण में पर्याप्त व्यापक नहीं है, तो तनाव बल को पट्टी और कपास पैड पर आसपास के प्रावरणी और मांसपेशियों द्वारा बनाया जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप उनके मोड़ और बाद में इलास्टेज के अक्षम अवशोषण होंगे।

इस प्रोटोकॉल की एक सीमा प्रेरित एएए का अंतिम आकार है। यह अपरिहार्य है कि जब महाधमनी पर गिरा दिया जा रहा है, तो कुछ इलास्टेज महाधमनी के अन्य खंडों में प्रवाहित होंगे जो कपास पैड द्वारा लपेटे नहीं जाते हैं। इसके अलावा, विच्छेदन के कारण आस-पास रक्तस्राव, यहां तक कि छोटी मात्रा में भी, 30 मिनट की इनक्यूबेशन अवधि के दौरान कपास पैड से अन्य महाधमनी खंडों में इलास्टेज को धो सकता है। ये महाधमनी के अन्य खंडों में प्रवेश करने वाले इलास्टेज को जन्म देंगे, इस प्रकार औसत दर्जे की परत के टूटने और पेट की महाधमनी के फैलाव का कारण बनेंगे जो कपास पैड द्वारा लपेटे गए खंड तक सीमित नहीं है। नतीजतन, फोकल फैलाव के कारण फ्यूसिफॉर्म-आकार के एन्यूरिज्म को प्रदर्शित करने के बजाय, कुछ जानवर पेट की महाधमनी के एक लंबे खंड के सामान्य फैलाव का प्रदर्शन करते हैं। हालांकि, इन जानवरों में अधिकतम महाधमनी व्यास जो महाधमनी के निरंतर फैलाव में है, अभी भी नियंत्रण की तुलना में 50% से अधिक वृद्धि दिखाता है। इस बीच, पेट की महाधमनी के निरंतर फैलाव और फोकल फैलाव का प्रदर्शन करने वाले जानवरों के बीच अधिकतम महाधमनी व्यास में कोई अंतर नहीं देखा जाता है, यह सुझाव देते हुए कि एन्यूरिज्म का आकार इस मामले में न तो सफल एएए प्रेरण और न ही वास्तविक एएए आकार का संकेतक है प्रोटोकॉल।

इस प्रोटोकॉल की एक और सीमा इस विधि को बड़े जानवरों पर लागू कर रही है। सामयिक इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल को चूहों जैसे अन्य छोटे जानवरों पर आसानी से लागू किया जाना चाहिए। हालांकि, अकेले इलास्टेज सूअरों या प्राइमेट्स जैसे बड़े जानवरों के लिए एक सुसंगत एएए फेनोटाइप को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है। उदाहरण के लिए, Marinov et al. ने बताया कि सूअर में अकेले इलास्टेज परफ्यूजन कुछ हिस्टोलॉजिक परिवर्तनों का कारण बन सकता है, जिसमें इलास्टिन व्यवधान भी शामिल है, लेकिन लगातार एन्यूरिज्म24 को प्रेरित नहीं कर सका। शैनन ए एट अल ने इलास्टेज द्वारा प्रेरित इन्फ्रारेनल एएए के एक पोर्सिनी मॉडल की सूचना दी। हालांकि, इसके लिए गुब्बारा एंजियोप्लास्टी, परफ्यूजन, सामयिक इलास्टेज और महाधमनी25 के काफी स्थायित्व को देखते हुए बीएपीएन (कोलेजन क्रॉसलिंकिंग को रोकने वाला एक लाइसिल ऑक्सीडेज अवरोधक) युक्त आहार के संयोजन की आवश्यकता होती है। इसलिए, ऐसा लगता है कि बड़े जानवरों में एक मानकीकृत इलास्टेज-प्रेरित एएए प्रोटोकॉल का आवेदन अभी भी चूहों और बड़े जानवरों के बीच महाधमनी के आकार और स्थायित्व में अंतर, तकनीकी चुनौतियों और संभावित रूप से उच्च लागत के कारण काफी चुनौतीपूर्ण है।

संक्षेप में, कुछ सीमाओं के बावजूद, एएए को इस मानकीकृत प्रोटोकॉल में नर और मादा चूहों दोनों में लगातार प्रेरित किया जा सकता है। इलास्टेज-प्रेरित एएए मॉडल का उपयोग करके एएए अध्ययनों की स्थिरता और पुनरुत्पादकता को इस मानक सर्जिकल प्रक्रिया की स्थापना द्वारा काफी बढ़ाया जाने की उम्मीद है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

हम पशु आहार और प्रजनन के साथ उनकी मदद के लिए मिशिगन विश्वविद्यालय के प्रयोगशाला पशु चिकित्सा के लिए इकाई को धन्यवाद देते हैं। यह अध्ययन NIH RO1 HL138139, NIH RO1 HL153710 द्वारा जे झांग, NIH RO1 HL109946, RO1 HL134569 Y.E. Chen को और अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन अनुदान 20POST35110064 G. Zhao को समर्थित है।

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

जीव विज्ञान अंक 180
माउस पेट महाधमनी एन्यूरिज्म मॉडल Elastase के Perivascular आवेदन से प्रेरित
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