Kanin modell av akselerert aterosklerose: et metodisk perspektiv iliaca arterien ballong skaden

Summary

Dyr modeller av aterosklerose er avgjørende å forstå mekanismen og undersøke nyere tilnærminger for å forhindre plakk utvikling eller brudd, en ledende dødsårsaken i den industrialiserte verden. Denne protokollen bruker en kombinasjon av ballongen skader og kolesterol rik diett for å indusere aterosklerotisk plaketter i kanin iliaca arterie.

Abstract

Akutt koronarsyndrom skyldes koronar okklusjon følgende aterosklerotisk plakk utvikling og brudd er den ledende dødsårsaken i den industrialiserte verden. New Zealand hvit (NZW) kaniner er mye brukt som en dyr modell for studiet av aterosklerose. De utvikle spontan lesjoner når matet med atherogenic kosthold; Dette krever imidlertid lenge 4-8 måneder. For å ytterligere forbedre og akselerere atherogenesis, er en kombinasjon av atherogenic kosthold og mekanisk endothelial skader ofte ansatt. Presentert fremgangsmåten for inducing aterosklerotisk plaketter i kaniner bruker en ballong kateter for å forstyrre endotelet i venstre iliaca arterien NZW kaniner med atherogenic kosthold. Slike mekaniske skader forårsaket av ballongen kateter induserer en kjede av inflammatoriske reaksjoner initiere neointimal lipid akkumulering i en tid avhengig mote. Aterosklerotisk plakk etter ballong skade Vis neointimal fortykkelse med omfattende lipid infiltrasjon, høy glatt muskel celleinnholdet og tilstedeværelsen av macrophage avledet skum celler. Denne teknikken er enkelt, reproduserbare og produserer plakk kontrollert lengden innen iliaca arterien. Hele prosedyren fullføres innen 20-30 min. Prosedyren er trygg med lav dødelighet og tilbyr også høy suksess å skaffe betydelig intimal lesjoner. Prosedyren for ballong kateter indusert arteriell skade resultater i aterosklerose innen to uker. Denne modellen kan brukes for å undersøke sykdom patologi, diagnostic imaging og evaluere nye strategier.

Introduction

Ruptur av sårbare aterosklerotisk plaketter er en av de viktigste årsakene til dødsfall i industrialiserte land¹. Selv om forskning de siste tiårene har utfoldet flere molekylære og cellulære mekanismer involvert i plakk progresjon, fortsatte innsats er fortsatt nødvendig ikke bare å løse komplekse mekanismen av sykdomsprogresjon, men også å teste nye terapeutiske tilnærminger. Flere dyr modeller har blitt foreslått å studere til åreforkalkning. Genetisk manipulasjon, kolesterol fôring eller mekanisk endotelet skaden er standard strategier deles av de fleste dyr modeller av aterosklerose inkludert mus, kanin eller minipigs. Blant disse er NZW kanin følsom for kolesterol diett mens vanlig rotter og mus ikke betydelig absorberer kosttilskudd kolesterol^2,3,4. Kanin utvikle spontant aorta lesjoner rike i makrofager med noen fibrøs komponenten når matet med kolesterol rik diett^5,6. Men er lange forberedende tiden 4-8 måneder å indusere aterosklerotisk plaquesby fôring kolesterol diett alene^6,7 en stor ulempe for de fleste eksperimentelle innstillingene. I jakten for å indusere lesjoner på relativt kort tid, har en kombinasjon av høy kolesterol diett og ballong skade blitt utviklet av Baumgarter og Studer⁸. Det overordnede målet med denne teknikken er å indusere aterosklerotisk plaketter består av skum celler (lik fet strek i mennesker) i hypercholesterolemic kanin innen 2 uker. Nåværende teknikken beskriver fremgangsmåten for arterieveggen skade basert på Baumgarters metoden bruker en ballong kateter avanserte i iliaca arterien NZW hypercholesterolemic kaniner.

Sammen med en kolesterol rik diett, vil skade som følge av ballongen indusert de endothelialization føre til åreforkalkning. Boble skade akselererer dannelsen av aterosklerotisk lesjoner og produserer plakk av samme størrelse og distribusjon. Intimal jevning øker over en tidsperiode og intimal celle infiltrasjon starter innen få dager etter skade. Fet striper med betydelig makrofager begynner å vises etter 7-10 dager med ballong skade og representeres som Type II lesjon i henhold til klassifisering av American Heart Association. Boble skade i kanin utføres ofte i aorta å studere plakk komposisjon. Neointimal endotelet uttrykker høye nivåer av intercellulær adhesjon molekyl. Plaketter knyttes mediale disseksjon og adventitial endringer. Aterosklerotisk lesjoner består av lipider, voksende glatt muskelceller (SMCs), kollagen fibrene og inflammatoriske celler som samler under Spartments endotelet og er mest type II i naturen. Topologisk fordelingen av kanin plaketter var lik som rapportert i menneskelig aortas ^9,10 i prinsippet, aorta er større i størrelse i forhold til iliaca arteriene og ville produsere plakk i større lengde. Men er den store fordelen med arteria iliaca som stedet for aterosklerose i kaniner dens tilgjengelighet, likhet i muskel innhold til menneskelig koronar¹¹, uniform lesjon utvikling¹², høy tissue faktor aktivitet¹³ og konsekvent fartøyet dimensjon sammenlignes med menneskelig koronar tillater evaluering av kommersielt produserte enheter til morphometric og angiographic endepunkt. Invasive og ikke-invasive metoder har blitt undersøkt for å analysere plaketter i kanin iliaca arteriene i levende dyr. Tidligere rapporter beskriver bruken av magnetisk resonans imaging (MRI) med hjelp av en 2,35-tesla MR systemet ¹⁴ i tillegg, intravascular ultralyd (IVUS) eller optical coherence tomografi (OCT) katetre kan være passende brukes til bilde aterosklerotisk plaketter i kanin iliaca arteriene. Iliaca arterien er tilgjengelig for ultralyd imaging ved en høy oppløsning echography og aorta kan også utforskes med denne teknikken.

I det siste tiåret, har denne kanin modellen av ballongen skade bidratt til videre forstå mekanismer av plakk progresjon¹⁵og plakk regresjon¹⁶. I tillegg modellen er brukt til å studere påvirkning av romanen terapeutiske agenter som statiner, standard platehemmende agenter, antioksidant agenter^17,18 og narkotika-eluting stents som everolimus eller zotarolimus-eluting stent^19,20 på neointimal fortykkelse. Denne modellen har også blitt brukt til å undersøke intravascular imaging i nær-infrarøde fluorescens imaging kateter²¹.

Protocol

denne eksperimentelle protokollen er godkjent av den Cantonal veterinær kontor, Fribourg og den sveitsiske føderale veterinær kontor, Sveits (FR 2015/58). Merk: mannlige NZW kanin veier mellom 2.8 til 3.2 kg ble brukt. Dyrene var plassert under vanlige forhold (12 h lys og mørke syklus, ad lib vann og mat). Før ballong denudation, ble dyr acclimated for 1 uke der de ble matet med normal chow diett. Etter en uke med Akklimatisering, kaniner ble byttet til atherogenic diett bestående av …

Representative Results

Boble skade av arteria iliaca ble utført uten komplikasjoner (figur 1). Operativ totaltiden varierte fra 20 til 30 min for skader utført bare én iliaca arterien og 35-45 min for skader på begge arterier. Kaninen gjenopprettet i 1t etter ballong skader. Alle dyr dukket opp frisk uten betydelig vekttap. Fant ingen infeksjon, oedema eller arteriell trombose. Såret var normal foruten noen milde fibrose på webområdet Sutur. Etter 4-ukers atherogenic kosthol…

Discussion

Kanin iliaca arterien aterosklerose modellen er mye brukt i aterosklerose forskning. Med denne protokollen utviklet kaniner raskt mer alvorlig og avanserte plaketter sammenlignet med spontan lesjoner med bare kolesterol diett. Viktigere, gjenopprette dyr raskt fra kirurgi.

Den viktigste stimulus for atherogenesis er den mekanisk skaden forårsaket av ballongen kateter som skader endotelet og oppblåst fartøyet veggen²⁶. Denne prosedyren induserer ombygging svar preget …

Materials

New Zealand White rabbits	Charles River laboratories,France	Cre:KBL(NZW)
Cholesterol rich diet	Ssniff spezialdiäten	Ssniff EF K High Fat and Cholesterol
Glass bead sterilizer-Germinator 500	VWR, Leicestershire, UK	101326-488
Fogarty balloon embolectomy catheters, 2 French	Edwards Lifesciences, Switzerland	120602F	For single use only
Luer Lock Syringe	Becton, Dickinson and Company, USA	309628
Thermopad Type 226	Solis, Switzerland AG	397387
Buprenorphine- Temgesic	Reckitt Benckiser AG, Switzerland	7.68042E+12
Isoflurane	Piramal Critical Care, Inc, Bethlehem, PA 18017	2667-46-7
Anaesthesia machine-combi-vet Base Anesthesia System	Rothacher Medical GmbH, Switzerland	CV 30-301-A
Cardell touch veterinary vital signs monitor	Midmark, Ohio, USA	8013-001
Ophthalmic ointment-Humigel	Virbac, France
Animal hair clippers	Aesculap AG, Germany	GT420
Disinfectant-Betadine solution	MundipharmaMedicalCompany, Switzerland	14671-1203
Dumont #7 Forceps	FST Germany	11274-20
Medium and small microscissors	Medline International Switzerland Sàrl	UC4337
Microvascular clamps	FST, Germany	18051-28
Papaverine	ESCA chemicals, Switzerland	RE 356 803
Vein Pick	Harvard Apparatus, Cambridge, UK	72-4169	For single use only
Saline	Laboratorium Dr. G. Bichsel AG, , Switzerland	1330055
Polysorb 5-0 suture	Covidien AG, Switzerland	UL 202	Monofilament
Sulfadoxine and Trimethoprim-Trimethazol	Werner Stricker AG, Switzerland	Swissmedic Nr. 50'361
Antiseptic- Octenisept	Schülke & Mayr AG, Switzerland	GTIN: 4032651214068
Phosphate Buffered Saline	Roth	1058.1
Isobutanol-2-Methylbutane	Sigma-Aldrich, Switzerland	M32631-1L
Optimum Cutting Temperature compound-Tissue-Tek	VWR Chemicals, Belgium	25608-930
Cryostat	Leica, Glattbrugg, Switzerland	Leica CM1860 UV
Glass slide- Superfrost Plus	Thermo Scientific	4951PLUS4
Mayer's Haematoxylin	Sigma-Aldrich, Switzerland	MHS32-1L
Eosin 0.5% aq.	Sigma-Aldrich, Switzerland	HT110232-1L
Oil Red O	Sigma-Aldrich, Switzerland	O0625-25G
α-smooth muscle actin antibody	Abcam, UK.	ab7817
Macrophage Clone RAM11 antibody	DAKO, Switzerland	M063301
Hoechst	Abcam, UK.	ab145596
Goat polyclonal Secondary Antibody (Chromeo 546)	Abcam, UK.	ab60316
Alexa Fluor 488/547	Abcam, UK.
Glycergel Mounting Medium, Aqueous	DAKO, Switzerland	C056330
Hematoxylin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	H3136-25G
Ferric chloride for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	157740-100G
Iodine for Movat staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	207772-100G
Potassium iodide for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	60400-100G-F
Alcian blue for Movat staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	A5268-10G
Strong Ammonia for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	320145-500ML
Brilliant crocein MOO for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	210757-50G
Acid Fuchsin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	F8129-50G
Sodium Thiosulfate for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	72049-250G,
Phosphotungstic acid for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	79690-100G
Crocin for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	17304-5G
EUKITT for Movat pentachrome staining	Sigma-Aldrich, Switzerland	03989-100ML