וריד ביון דגם: מודל מתאים ללמוד patency מעקף
Summary
This video demonstrates a model to study the development of myointimal hyperplasia after venous interposition surgery in rats.
Abstract
Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. Research models for bypass graft failure are essential for a better understanding of pathobiological and pathophysiological processes during graft patency loss. Large animal models, such as pigs or sheep, resemble human anatomical structures but require special facilities and equipment. This video describes a rat vein interposition model to investigate vein graft patency loss. Rats are inexpensive and easy to handle. Compared to mouse models, the convenient size of rats permits better operability and enables a sufficient amount of material to be obtained for further diverse analysis. In brief, the inferior epigastric vein of a donor rat is harvested and used to replace a segment of the femoral artery. Anastomosis is conducted via single stitches and sealed with fibrin glue. Graft patency can be monitored non-invasively using duplex sonography. Myointimal hyperplasia, which is the main cause for graft patency loss, develops progressively over time and can be calculated from histological cross sections.
Introduction
מחלת לב כלילית והסיבוכים שלהם הם בין הגורמים המובילים למוות ברחבי העולם. אסטרטגיות טיפוליות נוכחי להתמקד לבסס מחדש את זרימת הדם, בין אם על ידי מתרחבים כלי הצטמצמו או על ידי יצירת מעקף. השתלת מעקפים (CABG) באמצעות autografts וריד תוארה לראשונה בשנת 1968 שוכללה במרוצת השנים. מלבד וסקולריזציה של הקדמי השמאלי היורד לב כלילית, תעלות וריד saphenous הם נפוצות ביותר 1. עם זאת, patency השתל נותר העקב אכילס של שתלי וריד saphenous (SVG). שנה לאחר הניתוח, patency השתל הוא 85%, יורד ל -61% לאחר עשר שנים 2,3. חשיפת המנגנונים והגורמים pathophysiological של אובדן patency SVG לכן משימה חשובה.
וידאו זה מדגים מודל ביון וריד עכברוש לחקור אובדן שתל הווריד. מטרות העל של שיטה זו הן לחקור את pathobiological שבבסיסותהליכי -physiological במהלך התקדמות מחלה ואת לפתח מודל מתאים תרופה או בדיקת אופציה טיפולית. על ידי השתלת הווריד ברום הבטן השטחית לתוך מערכת העורקים, מודל זה יחקה את ההגדרה הקלינית של השתלת מעקפים. טראומה ניתוחית, איסכמיה, ומתח קיר הם גורמים חשובים של שינויים בכלי דם הפתולוגיים מחקות במודל המתואר.
דגמים ומינים שונים זמינים לחקור אובדן patency וריד שתל. במודלים של בעלי חיים גדולים, כגון חזירים 4, כבשים 5, כלבים 6, וקופי 7, להידמות כלי אנושי מבנים אנטומיים ובכך לאפשר אסטרטגיות טיפוליות מורכבות, כגון סטנט מעקפים או טכניקות ניתוחיות חדשות, להיבדק 8. עם זאת, דיור מיוחד, ציוד, וצוות נדרש. בנוסף, מחיר גבוה והן בשל צורך מרדים נוסף במהלך הניתוח לעכב היישום הרחב יותר שלהם. Smהחיות כל, כוללים חולדות, קלות לטפל, אינו דורש דיור מיוחד, ויש להם עלויות לניהול. לעומת דגמי עכבר 9,10, במודלים של עכברים יש את היתרון של אפשרות לשוב ולבצע טוב יותר ולכן השתנות פחות בתוצאה. חולדות הן מבחינה פיזיולוגית וגנטית יותר דומים לבני אדם מאשר עכברים 11,12. בנוסף, עכברי-בר ביותר רק לפתח myointima המוגבל 13, ההופך במודלים של עכברים נוטים שגיאות מסוג ב'. היסטולוגיה של ורידי העכבר העיקריים, כגון נחות הווריד הנבוב, מורכב רק של כמה שכבות תא הופכת 13 קשה הערכה המוקדמת. חסרון נוסף הוא הכמות הקטנה של רקמה זמינה לניתוח שלאחר מכן לאחר החלמת שתל.
המודל המתואר בסרט הזה ניתן לשחזור, זול, וקל לביצוע, והוא ניתן להקים במהירות ובאופן אמין. זה מתאים במיוחד בהערכת סוכנים טיפוליים ניסיוני יקרים, כגון וקטורים ויראלייםעבור ריפוי גנטי, באופן חסכוני.
Protocol
Representative Results
Discussion
וידאו זה מדגים מודל ביון וריד עכברוש לחקור אובדן שתל וריד כדי לאפשר חקירה של תהליכים פתולוגיים הבסיס לבין בדיקות של תרופות חדשות או אופציות טיפוליות.
הרדמה היא היבט חיוני של הליכים כירורגיים. מערכת ההרדמה inhalative רציפה מומלצת, שכן …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים כריסטיאן Pahrmann לקבלת הסיוע הטכני שלה. מחקר זה מומן על ידי דויטשה Stiftung fuer Herzforschung (F / 28/14). DW נתמכה על ידי בפרס הנסיעות מן האגודה הבינלאומית לב והשתלות ריאה. TD קיבל מלגת הצטיינות קרונה אחר מן Else-קרונה-Fresenius-Stiftung (2012_EKES.04). SS קיבלו מענקי מחקר מן (DFG; DE2133 / 2-1, TD ו SCHR992 / 3- 1, SCHR992 / 4-1, ש.ש).
Materials
| Rat LEW/Crl | Charles River | Stock number 004 | |
| Rat LEW-Tg(Gt(ROSA)26Sor- 1 luc)11Jmsk |
Institute of laboratory animals, Kyoto University, Japan | NBPR rat number 0299 | http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/NBR/ |
| PFA 4% | Electron Microscopy Sciences | #157135S | 20% |
| hair clipper | WAHL | 8786-451A ARCO SE | |
| Forene | AbbVie | PZN 10182054 Art.Nr.: B506 | Isoflurane |
| microsurgical clamp | Fine Science Tools | 18055-04 | Micro-Serrefine – 4mm |
| clamp applicator | Fine Science Tools | 18056-14 | |
| hair removal creme | Rufin cosmetic | 27618 | |
| Povidone-Iodine | Betadine Purdue Pharma | NDC:67618-152 | |
| 10-0 Ethilon suture | Ethicon | 2814G | |
| 5-0 prolene suture | Ethicon | EH7229H | |
| Rimadyl | Pfizer | 400684.00.00 | Carprofen |
| Novaminsulfon | Ratiopharm | PZN 03530402 | Metamizole |
| Heparin | Rotexmedica | PZN: 3862340 | 25.000 I.E./mL |
| Xylocain 1% | AstraZeneca | PZN: 1137907 | Lidocain |
| EVICEL | J&J Med.Ethicon Biosur | PZN 7349697 Art. Nr.:EVK01DE | fibrin glue |
| NaCl 0,9% | B.Braun | PZN 06063042 Art. Nr.: 3570160 | |
| Vevo 770 high-resolution in vivo micro-imaging system | VisualSonics | duplex sonography | |
| Ecogel 100 ultrasound gel | Eco-med | 30GB | |
| D-Luciferin Firefly, potassium salt | Biosynth | L-8220 | |
| PBS pH 7,4 | Gibco | 10010023 | |
| Xenogen Ivis 200 | Perkin Elmer | bioluminescence imaging | |
| Weigerts iron hematoxylin Kit | Merck | 1.15973.0002 | Trichrome staining |
| Resorcine-Fuchsine Weigert | Waldeck | 2.00E-30 | Trichrome staining |
| Acid Fuchsin | Sigma-Aldrich | F8129-25G | Trichrome staining |
| Ponceau S solution | Serva Electrophoresis | 33427 | Trichrome staining |
| Azophloxin | Waldeck | 1B-103 | Trichrome staining |
| Molybdatophosphoric acid hydrate | Merck | 1.00532.0100 | Trichrome staining |
| Orange G | Waldeck | 1B-221 | Trichrome staining |
| Light Green SF | Waldeck | 1B-211 | Trichrome staining |
| Vitro-Clud | Langenbrinck | 04-0001 | |
| Glacial Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 537020 | |
| 37% HCl | Sigma-Aldrich | H1758 | |
| Xylene | Th. Geyer | 3410 | |
| Paraffin | Leica biosystems | REF 39602004 | |
| Ethanol absolute | Th. Geyer | 2246 | |
| Ethanol 96% | Th. Geyer | 2295 | |
| Ethanol 70% | Th. Geyer | 2270 | |
| Slide Rack | Ted Pella | 21057 | |
| Staining dish | Ted Pella | 21075 | |
| Bepanthen Eye and Nose ointment | Bayer | 1578675 | Eye ointment |
References
- Sabik, J. F., 3rd, Understanding saphenous vein graft patency. Circulation. 124, 273-275 (2011).
- Goldman, S., et al. Long-term patency of saphenous vein and left internal mammary artery grafts after coronary artery bypass surgery: results from a Department of Veterans Affairs Cooperative Study. J Am Coll Cardiol. 44, 2149-2156 (2004).
- Fitzgibbon, G. M., et al. Coronary bypass graft fate and patient outcome: angiographic follow-up of 5,065 grafts related to survival and reoperation in 1,388 patients during 25 years. J Am Coll Cardiol. 28, 616-626 (1996).
- O’Brien, J. E., et al. Wound healing around and within saphenous vein bypass grafts. J Thorac Cardiovasc Surg. 114, 38-45 (1997).
- El-Kurdi, M. S., et al. Ovine femoral artery bypass grafting using saphenous vein: a new model. J Surg Res. 193, 458-469 (2015).
- Yuda, A., et al. Angiotensin II receptor antagonist, L-158,809, prevents intimal hyperplasia in dog grafted veins. Life Sci. 68, 41-48 (2000).
- McCann, R. L., Hagen, P. O., Fuchs, J. C. Aspirin and dipyridamole decrease intimal hyperplasia in experimental vein grafts. Ann Surg. 191, 238-243 (1980).
- Thomas, A. C. Animal models for studying vein graft failure and therapeutic interventions. Curr Opin Pharmacol. 12, 121-126 (2012).
- Hu, Y., Xu, Q. New mouse model of vein bypass graft atherosclerosis. Heart Lung Circ. 11, 182-188 (2002).
- Salzberg, S. P., et al. Increased neointimal formation after surgical vein grafting in a murine model of type 2 diabetes. Circulation. 114, I302-I307 (2006).
- Abbott, A. Laboratory animals: the Renaissance rat. Nature. 428, 464-466 (2004).
- Lindblad-Toh, K. Genome sequencing: three’s company. Nature. 428, 475-476 (2004).
- Yu, P., Nguyen, B. T., Tao, M., Campagna, C., Ozaki, C. K. Rationale and practical techniques for mouse models of early vein graft adaptations. Journal of vascular surgery. 52, 444-452 (2010).
- Olver, D. T., Lacefield, J. C., Shoemaker, K. J. Evidence of bidirectional flow in the sciatic vasa nervorum. Microvascular research. 94, 103-105 (2014).
- Stubbendorff, M., et al. Inducing myointimal hyperplasia versus atherosclerosis in mice: an introduction of two valid models. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2014).
- Conradi, L., et al. Immunobiology of fibrin-based engineered heart tissue. Stem cells translational medicine. 4, 625-631 (2015).
- Dashwood, M. R., Tsui, J. C. ‘No-touch’ saphenous vein harvesting improves graft performance in patients undergoing coronary artery bypass surgery: A journey from bedside to bench. Vascular Pharmacology. 58, 240-250 (2013).
- Bekler, H. I., Rosenwasser, M. P., Akilina, Y., Bulut, G. The use of an absorbable collagen cover (NeuraWrap) improves patency of interpositional vein grafts. Acta orthopaedica et traumatologica turcica. 44, 157-161 (2010).
- Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433 (2009).
- Moreno, C., et al. Creation and characterization of a renin knockout rat. Hypertension. 57, 614-619 (2011).
