Implantation d'une manchette carotidienne pour le déclenchement de cisaillement-stress athérosclérose induite chez la souris
Summary
Le brassard de constriction présentés dans cet article est conçu pour induire l'athérosclérose dans l'artère carotide commune murin. Grâce à la forme conique de sa lumière intérieure de la coiffe des implantée génère régions bien définies de la basse, la contrainte de cisaillement élevées et oscillatoires déclenchant le développement des lésions athérosclérotiques des différents phénotypes inflammatoires.
Abstract
Il est largement admis que les altérations de la contrainte de cisaillement vasculaires déclencher l'expression de gènes inflammatoires dans les cellules endothéliales et induire ainsi l'athérosclérose (revue en 1 et 2). Le rôle de la contrainte de cisaillement a été largement étudiées in vitro d'étudier l'influence de la dynamique de l'écoulement sur les cellules endothéliales en culture 1,3,4 et in vivo dans les grands animaux et les humains 1,5,6,7,8. Cependant, hautement reproductible de petits modèles animaux permettant l'investigation systématique de l'influence des contraintes de cisaillement sur le développement des plaques sont rares. Récemment, Nam et al. 9 introduit un modèle de souris dans lequel la ligature des branches de l'artère carotide crée une région de faible débit et oscillatoire. Bien que ce modèle entraîne une dysfonction endothéliale et la formation rapide de lésions athéroscléreuses chez les souris hyperlipidémiques, il ne peut pas être exclu que la réponse inflammatoire est observée, du moins en partie, une conséquence of endothéliales et / ou des dommages aux vaisseaux due à la ligature.
Afin d'éviter de telles limitations, un brassard de la contrainte de cisaillement modification a été développé basé sur la dynamique des fluides calculés, en forme de cône dont la lumière interne a été choisi pour créer des régions définies du bas, des contraintes de cisaillement élevées et oscillatoires au sein de l'artère carotide commune 10. En appliquant ce modèle chez la souris knockout apolipoprotéine E (apoE) nourris avec un régime riche en cholestérol de type occidental, les lésions vasculaires développer en amont et en aval du brassard. Leur phénotype est corrélé à la dynamique des flux régionaux 11 comme le confirme in vivo en imagerie par résonance magnétique (IRM) 12: contrainte de cisaillement faible et laminaire en amont de la coiffe des causes de la formation de plaques étendues d'un phénotype plus vulnérables, alors que oscillatoires aval de la contrainte de cisaillement le brassard induit des lésions athérosclérotiques stables 11. Dans ces régions de la contrainte de cisaillement élevé et à flux laminaire élevé au sein de la coiffe,généralement pas de plaques d'athérosclérose sont observées.
En conclusion, la procédure de la coiffe des contraintes de cisaillement modificateur est une approche fiable pour produire chirurgicale phénotypiquement différentes lésions athérosclérotiques dans les souris déficientes en ApoE.
Protocol
Discussion
Afin de minimiser les variations expérimentales, il est recommandé de travailler avec les animaux de près le même âge et avec l'histoire même régime alimentaire. Une enquête publiée récemment démontre que le modificateur contrainte de cisaillement appliquée chez les souris de type sauvage pourrait être un bon modèle pour l'enquête de la dysfonction endothéliale et au début des réactions inflammatoires induites par la modification du débit dynamique de 13. Cependant, pour l'enqu?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été financée en partie par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), le projet PI GZ 771/1-1; SFB 656 "Imagerie moléculaire cardiovasculaire», Münster, Allemagne (projets C6, Z2, B3 et PM3); UE NoE «Diagnostic Molecular Imaging-DIMI "(WP 11.1 et 11.2). L'étude a également été financé en partie par la British Heart Foundation, Royaume-Uni.
Materials
| Name | Company | Comments |
| Shear stress modifier (polyetherketone) | Promolding BV http://promolding.nl | The casts are sent out while still connected to the runner. Thus, the single elements have to be cut off before usage. |
References
- Chiu, J. J., Chien, S. Effects of disturbed flow on vascular endothelium: pathophysiological basis and clinical perspectives. Physiol. Rev. 91, 327-387 (2011).
- Cunningham, K. S., Gotlieb, A. I. The role of shear stress in the pathogenesis of atherosclerosis. Lab. Invest. 85, 9-23 (2005).
- Ali, F., Zakkar, M., Karu, K., Lidington, E. A., Hamdulay, S. S., Boyle, J. J., Zloh, M., Bauer, A., Haskard, D. O., Evans, P. C., Mason, J. C. Induction of the cytoprotective enzyme heme oxygenase-1 by statins is enhanced in vascular endothelium exposed to laminar shear stress and impaired by disturbed flow. J. Biol. Chem. 284, 18882-18892 (2009).
- Hastings, N. E., Simmers, M. B., McDonald, O. G., Wamhoff, B. R., Blackman, B. R. Atherosclerosis-prone hemodynamics differentially regulates endothelial and smooth muscle cell phenotypes and promotes pro-inflammatory priming. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 293, C1824-C1833 (2007).
- Zheng, J., Abendschein, D. R., Okamoto, R. J., Yang, D., McCommis, K. S., Misselwitz, B., Gropler, R. J., Tang, D. MRI-based biomechanical imaging: initial study on early plaque progression and vessel remodeling. Magn. Reson. Imaging. 27, 1309-1318 (2009).
- Stone, P. H., Coskun, A. U., Kinlay, S., Clark, M. E., Sonka, M., Wahle, A., Ilegbusi, O. J., Yeghiazarians, Y., Popma, J. J., Orav, J., Kuntz, R. E., Feldman, C. L. Effect of endothelial shear stress on the progression of coronary artery disease, vascular remodeling, and in-stent restenosis in humans: in vivo 6-month follow-up study. Circulation. 108, 438-444 (2003).
- Pedersen, E. M., Oyre, S., Agerbaek, M., Kristensen, I. B., Ringgaard, S., Boesiger, P., Paaske, W. P. Distribution of early atherosclerotic lesions in the human abdominal aorta correlates with wall shear stresses measured in vivo. Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 18, 328-333 (1999).
- Buchanan, J. R., Kleinstreuer, C., Truskey, G. A., Lei, M. Relation between non-uniform hemodynamics and sites of altered permeability and lesion growth at the rabbit aorto-celiac junction. Atherosclerosis. 143, 27-40 (1999).
- Nam, D., Ni, C. W., Rezvan, A., Suo, J., Budzyn, K., Llanos, A., Harrison, D., Giddens, D., Jo, H. Partial carotid ligation is a model of acutely induced disturbed flow, leading to rapid endothelial dysfunction and atherosclerosis. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 297, 1535-1543 (2009).
- Cheng, C., van Haperen, R., de Waard, M., van Damme, L. C., Tempel, D., Hanemaaijer, L., van Cappellen, G. W., Bos, J., Slager, C. J., Duncker, D. J., van der Steen, A. F., de Crom, R., Krams, R. Shear stress affects the intracellular distribution of eNOS: direct demonstration by a novel in vivo technique. Blood. 106, 3691-3698 (2005).
- Cheng, C., Tempel, D., van Haperen, R., van der Baan, A., Grosveld, F., Daemen, M. J., Krams, R., de Crom, R. Atherosclerotic lesion size and vulnerability are determined by patterns of fluid shear stress. Circulation. 113, 2744-2753 (2006).
- van Bochove, G. S., Straathof, R., Krams, R., Nicolay, K., Strijkers, G. J. MRI-determined carotid artery flow velocities and wall shear stress in a mouse model of vulnerable and stable atherosclerotic plaque. MAGMA. 23, 77-84 (2010).
- Cuhlmann, S., Van der Heiden, K., Saliba, D., Tremoleda, J. L., Khalil, M., Zakkar, M., Chaudhury, H., Luong, L. A., Mason, J. C., Udalova, I., Gsell, W., Jones, H., Haskard, D. O., Krams, R., Evans, P. C. Disturbed Blood Flow Induces RelA Expression via c-Jun N-Terminal Kinase 1: A Novel Mode of NF-{kappa}B Regulation That Promotes Arterial Inflammation. Circ. Res. 108, (2011).
