Angiogenese in het ischemische Rat Lung

Summary

De long is doorbloed door zowel de systemische bronchiale arterie en longslagaders. In de meeste long ziekten is de kleinere systemische vasculatuur die robuust neovascularisatie toont. Beëindiging van pulmonale bloedstroom bevordert stevige bronchiale angiogenese. Wij bieden chirurgische details van het induceren van linker longslagader ischemie dat bronchiale neovascularisatie bevordert.

Abstract

De volwassen long geperfundeerd door zowel de systemische bronchiale slagader en de hele veneuze terugstroom die door de longslagaders. In de meeste long ziekten is de kleinere systemische vasculatuur die beantwoordt aan een behoefte voor verbeterde longperfusie en toont robuust neovascularisatie. Pulmonale vasculaire ischemie geïnduceerd door pulmonale obstructie is te leiden tot een snelle systemische arteriële angiogenese in de mens en in verschillende diermodellen. Hoewel de histologische beoordeling van het tijdsverloop van bronchiale arterie proliferatie bij ratten werd zorgvuldig beschreven door Weibel ^1, mechanismen die verantwoordelijk zijn voor deze georganiseerde groei van nieuwe schepen zijn niet duidelijk. Wij chirurgische gegevens induceren linker longslagader ischemie in de rat die leidt tot bronchiale neovascularisatie. Kwantificering van de mate van angiogenese een extra uitdaging door de aanwezigheid van de twee vasculaire bedden in de longen. Methodenfunctionele angiogenese gebaseerd op gelabelde microsferen injecties bepalen voorzien.

Introduction

Systemische angiogenese in de longen is goed herkend. In ziekten zoals astma ^2, interstitiële longfibrose ^3, kanker ⁴ en chronische pulmonaire embolie ^5, de systemische vasculatuur in en rond de longen prolifereert en rond het longparenchym. Echter diermodellen deze differentiële activering van de systemische plaats van de pulmonale circulatie bestuderen weinig. Misschien is de meest reproduceerbaar model van systemische neovascularisatie in de longen van de volwassen zoogdier voorvallen na inductie chronische pulmonale ischemie. De reactie naar links longslagader obstructie in mensen ^5-7, honden ^{8, 9} varkens, schapen ^{10, 11} cavia's, ratten ^{1, 12, 13} en ¹⁴ muizen is de snelle verspreiding van de bronchiale arterie als intercostale arteriën. De mechanismen die verantwoordelijk zijn voor systemische neovascularisatie van de long na pulmonale ischemie zijn grotendeels onbekend en zijn niet uitgebreid bestudeerd. Het tijdsverloop van bronchiale angiogenese in de rat na linker pulmonale obstructie is nauwkeurig beschreven in het werk van histologische Weibel ^1. Breiden dit werk in de rat heeft ons laboratorium gericht op zowel de groeifactoren belangrijk in dit proces en de fysiologische resultaten van deze neovasculatuur in de longen. Resultaten tonen de CXC chemokine CINC-3 verheven vroeg na ischemie en behandelen ratten met een neutraliserend antilichaam tegen CXCR2, de receptor voor CINC-3, verzwakt angiogenese ^13. De nieuw ingestelde bronchiale vasculatuur 14 dagen na het begin van pulmonale ischemie werd aangetoond dat abnormale aanzienlijk verhoogde permeabiliteit eiwit ^15. Linker longfunctie niet normaal tonen verminderde diffusiecapaciteit en een afname in longvolume ^15. Hoewel de neovasculatuur kunnen contributed het behoud van longweefsel tijdens chronische pulmonaire ischemie lijkt niet normaal en kan bijdragen aan een aanhoudende daling in longfunctie.

Misschien wel een van de meest curieuze aspecten van dit model heeft betrekking op de ruimtelijke verdeling van prolifererende bloedvaten. Ondanks de afgifte van groeifactoren in het longparenchym door ischemie, de neovasculatuur afkomstig zijn relatief grote upstream bronchiale arteriën. De normale bronchiale arterie ontstaat als een kleine tak van de aorta en binnendringt de luchtwegen boom aan de carina. Aldus het mechanisme waarmee groeifactoren induceren de beginfase van arteriogenese is niet duidelijk. Wij stellen voor dat de rat, met een vasculaire anatomie vergelijkbaar met de mens, een unieke kans om de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor systemische angiogenese tijdens pulmonale ischemie te bestuderen. Hoewel volledige obstructie van de linker longslagader is een zeldzame gebeurtenis in de menselijke proefpersonen,verhoogde bronchiale vascularisatie blijkt eveneens worden geïnduceerd bij patiënten ongeacht de plaats en de grootte van pulmonale obstructie ^16. Zo hebben we een gedetailleerde beschrijving van de chirurgische benadering naar links longslagader in ratten en een middel om de omvang van angiogenese kwantificeren ligeren.

Protocol

Alle protocollen uitgevoerd op ratten zijn goedgekeurd door de Johns Hopkins University Animal Care en gebruik Comite en in overeenstemming met de NIH richtlijnen. Indien mogelijk moet het dier chirurgisch voorbereid in een gebied gescheiden van de chirurgische ruimte om verontreiniging van de operatieplaats te minimaliseren. 1. Anesthesie / analgesie Place rat (Sprague Dawley mannelijke ratten, 125-150 g, Harlan, Indianapolis, IN) in een inductiekamer doordrenkt met 3% isofluraan…

Representative Results

Vasculaire cast: Resultaten van de effecten van linker longslagader ischemie in de rat zijn afgebeeld in figuur 1. Afgebeeld is een methacrylaat cast van de bronchiale bloedvaten en de uitgebreide vascularisatie van de linker luchtwegen boom 28 dagen na LPAL. Deze cast verkrijgen werd de systemische vasculatuur geïnjecteerd met een mengsel methacrylaat (rood), retrograde in de dalende aorta en de trachea werd gecannuleerd en ingespoten met een witte siliconen gebaseerd materiaal. Deze vasculaire cast e…

Discussion

Links longslagader ligatie bij alle proefdieren leidt tot robuuste systemische neovascularisatie van de ischemische long. We hebben ingediend de details van de chirurgische benadering in een rat model. De resultaten van vasculaire gieten, histopathologie en in vivo labeling tonen dat bronchiale arteriën prolifereren en perfuseren het longparenchym. Aldus kan de mechanismen van bronchiale angiogenese worden bestudeerd in een diermodel dat de menselijke toestand van chronische pulmonaire embolie parallel. Bovend…

Materials

Reagents:	Company
buprenorphine hydrochloride, Puralube	Butler Schein
bupivicaine	APP Pharmaceuticals
Povidone-Iodine swabstick	Dynarex Corporation
polypropylene suture size 6-0, 3/8 circle reverse cutting needle	Myco Medical
PE20 tubing	Becton Dickinson
15 μm crimson polystyrene fluorospheres	Invitrogen
1 ml Hamilton glass syringe	Hamilton Company
Equipment:
Genie Plus syringe pump	Kent Scientific
Fluorescence Spectrophotometer	Digilab
Rodent Ventilator Model 683	Harvard Apparatus
			Table 1. Table of specific reagents and equipment.