Angiogenes i Ischemisk råttlunga

Summary

Lungan perfunderas av både systemiska bronkial artären och lungartärerna. I de flesta lung patologier, är det mindre systemiska vaskulaturen som visar robust neovaskularisering. Upphörande av pulmonell blodflöde främjar rask bronkial angiogenes. Vi tillhandahåller kirurgiska detaljer inducera vänstra lungartären ischemi som främjar bronkial neovaskularisering.

Abstract

Den vuxna lungan perfunderas av både systemiska bronkial artären och hela venöst återflöde som strömmar genom lungartärerna. I de flesta lung sjukdomar är det mindre systemisk kärlsystemet som svarar mot ett behov av ökad lung perfusion och visar robusta kärlnybildning. Pulmonell vaskulär ischemi inducerad av lungartären obstruktion har visat sig resultera i snabb systemisk arteriell angiogenes hos människa såväl som i flera djurmodeller. Även om den histologiska bedömningen av tidsförloppet för bronkial artär spridning i råttor omsorgsfullt beskrivs av Weibel ^1, mekanismer som är ansvariga för denna organiserade tillväxt av nya fartyg är inte klart. Vi erbjuder kirurgisk detaljer framkalla vänstra lungartären ischemi hos råtta som leder till bronkial neovaskularisation. Kvantifiering av graden av angiogenes utgör ytterligare en utmaning på grund av närvaron av de två kärlbäddar i lungan. Metoderatt fastställa funktionell angiogenes utifrån märkta mikrosfärer injektioner ges.

Introduction

Systemisk angiogenes i lungan är välkänt. I sjukdomstillstånd, såsom astma ^2, interstitiell lungfibros ^3, cancer ^4, och kronisk pulmonell tromboembolism ^5, den systemiska vaskulaturen i och omger lungorna prolifererar och invaderar pulmonell parenkymet. Emellertid, djurmodeller för att studera denna differentiell aktivering av den systemiska snarare än lungkretsloppet är få. Kanske den mest reproducerbar modell av systemisk neovaskularisation i lungan av den vuxna däggdjuret är den som inträffar efter inducera kronisk lungartären ischemi. Svaret på vänstra lungartären obstruktion i människor ^5-7, hundar ^8, är grisar ^{9, 10} får, marsvin ^11, råttor ^{1, 12, 13,} och möss ¹⁴ den snabba spridningen av bronkial artären samt interkostala artärer. De mekanismer som ansvarar för systemisk neovascularisation av lungan efter pulmonell ischemi är till stor del okända och har inte studerats. Tidsförloppet av bronkiell angiogenes i råtta efter vänstra lungartären obstruktion har noggrant beskrivits i histologiska arbete Weibel ^1. Utvidga detta arbete i råtta har vårt laboratorium fokuserat på både tillväxtfaktorer viktiga i denna process, liksom den fysiologiska resultatet av denna neovaskulatur i lungan. Resultaten visar CXC-kemokin Cinc-3 höjs tidigt efter ischemi och behandla råttor med en neutraliserande antikropp till CXCR2, dämpar receptorn för Cinc-3, angiogenes ^13. Det nybildade bronkial vaskulatur 14 dagar efter debuten av pulmonell ischemi visade sig vara onormala med väsentligt ökad proteinpermeabilitet ^15. Vänster lungfunktion var inte normal visning minskad sprida kapacitet och en minskning av lungvolym ^15. Fastän neovaskulatur kan ha contributed till bevarandet av lungvävnad vid kronisk pulmonell ischemi, verkar det inte vara normalt och kan bidra till en varaktig minskning av lungfunktionen.

Kanske en av de mest nyfikna aspekterna av denna modell gäller den rumsliga fördelningen av prolifererande blodkärl. Trots frisättningen av tillväxtfaktorer i den pulmonella parenkymet grund ischemi, härrör den neovaskulatur i relativt stora uppströms bronchial artärer. Den normala bronkial artären uppstår som en liten gren från aorta och invaderar luftvägarna trädet vid carina. Sålunda den mekanism genom vilken tillväxtfaktorer inducerar den inledande fasen av arteriogenes är inte klart. Vi föreslår att råttan med en vaskulär anatomi lika människor, ger en unik möjlighet att studera de mekanismer som är ansvariga för systemisk angiogenes vid pulmonell ischemi. Även fullständig obstruktion av vänster lungartären är en sällsynt företeelse i människor,ökad bronkiell vaskularitet verkar på liknande sätt framkallas hos patienter oavsett plats och storlek av lungartären obstruktion ^16. Således, tillhandahåller vi en detaljerad beskrivning av den kirurgiska metoden att ligera den vänstra lungartären hos råttor och ett medel för att kvantifiera omfattningen av angiogenes.

Protocol

Alla protokoll som utförs på råttor har godkänts av Johns Hopkins University Animal Care och användning kommittén och i enlighet med NIH riktlinjer. Om möjligt bör djuret vara kirurgiskt prepped i ett område skilt från operationsområdet för att minimera kontamination av operationsområdet. 1. Anestesi / analgesi Placera råtta (Sprague Dawley hanråttor, 125-150 g, Harlan, Indianapolis, IN) i en induktionskammare infunderas med 3% isofluran. Placera sövd rå…

Representative Results

Vaskulär rösterna: Resultat av effekterna av vänstra lungartären ischemi i råtta visas i Figur 1. Visas en metakrylat gjuten av bronkial kärlsystemet och den omfattande vaskulariseringen av vänster luftvägarna trädet 28 dagar efter LPAL. För att erhålla detta gjutna var den systemiska vaskulaturen injiceras med en blandning metakrylat (röd), retrograd in i nedåtgående aorta och trakea kanylerades och injicerades med en vit silikon baserat material. Denna vaskulära gjutna ger en anmärknin…

Discussion

Vänster lungartären ligering i alla testade arter leder till kraftig systemisk neovaskularisation av ischemisk lungan. Vi har presenterat detaljerna i den kirurgiska metoden i en råttmodell. Våra resultat som produceras av vaskulär gjutning, histopatologi, och in vivo märkning visar att bronkiala artärerna prolifererar och perfundera det pulmonella parenkymet. Sålunda kan mekanismer bronkial angiogenes studeras i en djurmodell som är parallell det mänskliga tillståndet av kronisk pulmonell tromboembo…

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.