Summary

虚血ラットの肺の血管新生

Published: February 08, 2013
doi:

Summary

肺は全身気管支動脈と肺動脈の両方によって灌流される。ほとんどの肺の病変では、堅牢な血管新生を示す小さい全身の血管系である。肺血流の停止は好調気管支血管新生を促進する。我々は気管支血管新生を促進し、左肺動脈の虚血を誘導手術の詳細を提供します。

Abstract

成人肺は全身気管支動脈と肺動脈を流れる全体の静脈還流の両方によって灌流される。ほとんどの肺の病変では、強化された肺血流の必要性に反応し、強固な血管新生を示す小さい全身の血管系である。肺動脈の閉塞によって誘発される肺血管虚血は人間にだけでなく、いくつかの動物モデルにおける急速な全身の動脈血管新生をもたらすことが示されている。ラットにおける気管支動脈増殖の経時変化の組織学的評価は慎重にウェイベル1で説明したが、新造船のこの組織的な成長のための責任のメカニズムは明確ではありません。我々は気管支血管新生につながるラットに左肺動脈の虚血を誘発する手術の詳細を提供します。血管新生の程度の定量化は、肺内の二つの血管床の存在に起因する新たな課題が発生します。メソッド標識ミクロスフェアの注射に基づく機能血管新生を決定するために提供されています。

Introduction

肺における全身の血管新生は、よく認識されています。例えば、喘息2、間質性肺線維症3、4、慢性肺血栓塞栓症5で全身血管系および肺実質肺増殖を取り囲み、侵入などの疾患の状態にあります。しかし、全身のこの差の活性化ではなく、肺循環を研究するための動物モデルがいくつかあります。おそらく成人哺乳類の肺における全身の血管新生の最も再現性のモデルは、慢性的な肺動脈虚血を誘発した後に発生するということです。 5月7日 、ヒトの左肺 ​​動脈閉塞に対する応答は、8匹の犬、豚9、10羊、モルモット11匹のラット1、12、13、およびマウス14が気管支動脈と同様に肋間動脈の急速な増殖である。全身neovasculariの責任のメカニズム肺虚血後の肺のzationはほとんど不明であり、広く研究されていない。左肺動脈閉塞後のラットにおける気管支血管新生の時間経過を注意深くウェイベル1の組織の仕事を説明してきた。ラットでこの仕事拡張、我々の研究室では、このプロセスの重要な成長因子ならびに肺におけるこの新生血管の生理学的結果の両方に焦点を当てている。結果は、CXCケモカインCINC-3は初期の虚血後の上昇とCXCR2に対する中和抗体を用いてラットを治療する、CINC-3受容体は、血管新生13を減衰させます。されることを示す14日間肺虚血発症後新たに設立された気管支血管系が大幅に増加した蛋白質の透過性15で異常であることが示された。左肺機能が拡散能力と肺気量の減少が15減少し、通常の上映はありませんでした。新生血管は、共同があるかもしれませんが慢性肺虚血時の肺組織の保全にntributed、それは正常ではないと表示され、肺機能の持続的な減少に貢献するかもしれない。

おそらく、このモデルの最も奇妙な側面の一つは、血管増殖の空間分布に関するものである。虚血による肺実質内の成長因子の放出にもかかわらず、新生血管は比較的大きい上流の気管支動脈に由来する。通常の気管支動脈は、大動脈からの小さな枝のように発生し、気管分岐部における気道ツリーに侵入する。したがって、成長因子は動脈形成の初期段階を誘導するメカニズムは明らかではない。我々は、ラットは、ヒトに類似した血管解剖で、肺虚血時の全身の血管新生の責任のメカニズムを研究するためのユニークな機会を提供することを示唆している。左肺動脈の完全閉塞は、ヒト対象におけるまれなことですが、増加気管支血管分布は同様に何でも肺動脈閉塞16の部位と大きさの患者で誘導されることが表示されます。従って、我々は、ラットの左肺動脈と血管新生の大きさを定量化するための手段を連結するための外科的アプローチの詳細な説明を提供します。

Protocol

ラット上で実行されるすべてのプロトコルは、ジョンズ·ホプキンス大学の動物実験委員会及びNIHガイドラインに従って承認されている。可能な限り、動物を外科手術部位の汚染を最小限に抑えるために手術領域から別の領域に整形処理されるべきである。 1。麻酔/鎮痛イソフルラン3パーセントを注入誘導チャンバー内の、場所のラット(ハーラン、インディア?…

Representative Results

血管キャスト:ラットにおける左肺動脈の虚血の影響の結果を図1に描かれている。示す気管支血管系及び28日後に左LPAL気道ツリーの広範な血管のメタクリレートキャストです。このキャストを取得するには、全身の血管系は、下行大動脈への逆行、メタクリル酸混合物(赤)を注射したと気管カニューレを挿入し、白のシリコン系材料を注入した。この血管のキャストは、肺の?…

Discussion

試験したすべての種で左肺動脈の結紮は、虚血性の肺の堅牢な全身性血管新生につながる。我々はラットモデルにおける外科的アプローチの詳細を提示している。我々の結果は、血管の鋳造、病理組織によって作り出され、in vivo標識気管支動脈が増殖し、肺実質を灌流することを示す。したがって、気管支血管新生のメカニズムが慢性肺血栓塞栓症の人間の条件に匹敵する動…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

我々は、肺の鋳造を支援博士Adlah Sukkar、MDの仕事を承諾します。この作品は、NHLBI、HL088005によって資金を供給されています。

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.

References

  1. Weibel, E. R. Early stages in the development of collateral circulation to the lung in the rat. Circulation Research. 8, 353-376 (1960).
  2. Li, X., Wilson, J. W. Increased vascularity of the bronchial mucosa in mild asthma. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 156, 229-233 (1997).
  3. Turner-Warwick, M. Precapillary systemic-pulmonary anastomoses. Thorax. 18, 225-237 (1963).
  4. Muller, K. M., Meyer-Schwickerath, M. Bronchial arteries in various stages of bronchogenic carcinoma. Pathol. Res. Pract. 163, 34-46 (1978).
  5. Remy-Jardin, M., Duhamel, A., et al. Systemic Collateral Supply in Patients with Chronic Thromboembolic and Primary Pulmonary Hypertension: Assessment with Multi-Detector Row Helical CT Angiography. Radiology. , 274-281 (2005).
  6. Karsner, H., Ghoreyeb, A. Studies in infarction: The circulation in experimental pulmonary embolism. J. Exp. Med. 18, 507-522 (1913).
  7. Endrys, J., Hayat, N., et al. Comparison of bronchopulmonary collaterals and collateral blood flow in patients with chronic thromboembolic and primary pulmonary hypertension. Heart. 78, 171-176 (1997).
  8. Virchow, V. Uber die Standpunkte in den Wissenschaftlichen Medizin. Virchow Archiv. 1, 1-19 .
  9. Fadel, E., Mazmanian, G. M., et al. Lung reperfusion injury after chronic or acute unilateral pulmonary artery occlusion. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 157, 1294-1230 (1998).
  10. Charan, N. B., Carvalho, P. Angiogenesis in bronchial circulatory system after unilateral pulmonary artery obstruction. J. Appl. Physiol. 82, 284-291 (1997).
  11. Shi, W., Hu, F., et al. Altered reactivity of pulmonary vessels in postobstructive pulmonary vasculopathy. J. Appl. Physiol. 88, 17-25 (2000).
  12. Shi, W., Giaid, A., et al. Increased reactivity to endothelin of pulmonary arteries in long-term post-obstructive pulmonary vasculopathy in rats. Pulm. Pharmacol. Ther. 11, 189-196 (1998).
  13. Sukkar, A., Jenkins, J., et al. Inhibition of CXCR2 Attenuates Bronchial Angiogenesis in the Ischemic Rat Lung. J. Appl. Physiol. 104, 1470-1475 (2008).
  14. Mitzner, W., Lee, W., et al. Angiogenesis in the mouse lung. Am. J. Pathol. 157, 93-101 (2000).
  15. Wagner, E. M., Jenkins, J., et al. Lung and vascular function during chronic severe pulmonary ischemia. J. Appl. Physiol. 110, 538-544 (2011).
  16. Remy-Jardin, M., Bouaziz, N., et al. Bronchial and nonbronchial systemic arteries at multi-detector row CT angiography: comparison with conventional angiography. Radiology. 233, 741-749 (2004).
  17. Baluk, P., Tammela, T., et al. Pathogenesis of persistent lymphatic vessel hyperplasia in chronic airway inflammation. J. Clin. Invest. 115, 247-257 (2005).
  18. Bailey, S. R., Boustany, S., et al. Airway vascular reactivity and vascularisation in human chronic airway disease. Pulm. Pharmacol. Ther. 22, 417-425 (2009).
check_url/50217?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Jenkins, J., Wagner, E. Angiogenesis in the Ischemic Rat Lung. J. Vis. Exp. (72), e50217, doi:10.3791/50217 (2013).

View Video