我们描述了一种用于诱导高脂血症和糖尿病家兔周围缺血的外科手术。这种手术作为患者外周动脉疾病的临床前模型。血管造影也被描述为一种手段, 以衡量引入缺血和灌注恢复的程度。
周围血管疾病是一个普遍的临床问题, 影响到世界各地的数百万病人。周围血管疾病的一个主要后果是缺血的发展。在严重的情况下, 患者可能会出现严重肢体缺血, 在这种情况下, 他们会经历持续的疼痛和截肢的风险增加。目前治疗外周缺血的方法包括旁路手术或经皮介入手术, 如血管成形术与支架置入术或子宫切除术, 以恢复血液流动。然而, 这些治疗方法往往无法持续发展的血管疾病或再狭窄, 或由于患者的整体健康不佳而禁忌症。治疗外周缺血的一种有希望的潜在方法是诱导治疗性的新生血管, 使患者能够发展出附带的血管。这种新形成的网络通过恢复受影响地区的灌注来缓解周围缺血。最常用的外周缺血前模型是利用通过股动脉结扎在健康家兔后肢缺血中的产生。然而, 在过去, 临床前研究的成功与外周缺血治疗的临床试验失败之间存在着严重的脱节。健康的动物通常有强大的血管再生, 以应对手术引起的缺血, 这与慢性周围缺血患者血管和再生的减少形成鲜明对比。在这里, 我们描述了一个优化的动物模型的周围缺血家兔, 包括高脂血症和糖尿病。与胆固醇饮食较高的模型相比, 这种模式减少了附带形成和血压恢复。因此, 该模型可以提供更好的相关性与人类患者的血管生成受损, 从常见的共同疾病伴随周围血管疾病。
外周动脉疾病 (PAD) 是一种常见的循环系统疾病, 在这种疾病中, 动脉粥样硬化斑块的形成会导致身体四肢血管变窄。最近动脉粥样硬化危险因素的增加, 包括糖尿病、肥胖和不活动, 导致血管疾病1的发病率不断上升。目前, 据估计, 12%-20% 的60岁以上的普通人群有外周动脉疾病2。外周动脉疾病的一个主要后果是外周缺血的发展, 最常见的是在下肢。在严重的情况下, 患者会出现严重的肢体缺血, 这种状态是由于缺乏血液流动而不断出现疼痛的状态。严重肢体缺血患者在确诊后一年内被截肢的可能性为50%。此外, 糖尿病患者外周动脉疾病的发病率较高, 在干预血运重建 3、4 后, 结果较差。目前治疗外周缺血的方法包括经皮治疗, 如子宫切除术和支架置入或手术旁路。然而, 对许多患者来说, 这些治疗只提供短期好处, 许多治疗对重大外科手术不够健康。在这项工作中, 我们描述了一个临床前动物模型, 用于测试针对周围血管疾病的新治疗方法, 该方法结合了在糖尿病疾病状态下通过手术结扎产生的兔子周围缺血。
对家兔后肢缺血模型已作为阻塞性血管疾病的生理模型, 是半个多世纪以来人类研究的前前兆。由于踝关节和小腿肌肉的肌肉组织发达, 兔子往往是研究外周缺血的首选物种, 而普通的大型动物模型是有蹄类动物 (有蹄的动物)。最近的一些评论讨论了这种模型和其他模型在人类周围血管疾病模型 7,8。在临床前对生长因子9、10、11、12、13、14、 15,16,17,18,19,20, 基因治疗21,22,23, 24,25,26,27,28,29, 30,31, 32, 33,34, 35,36,37,38,39,40,41, 42、43、44和干细胞45、46、47、48、49、50 ,51用于治疗四肢的新生血管。不幸的是, 这些成功的动物研究之后的临床试验并没有显示出对52 人的显著好处。
一个建议的解释, 这种转化失败的原因是, 在人类患者的周围缺血的条件是一个包括抗血管生成信号 53,54,55,56,57,58,59. 几项研究表明, 糖尿病和高血糖的血管生成信号通路存在缺陷。糖尿病和高脂血症导致硫酸肝素蛋白多糖的流失和切割硫酸肝素的酶的增加, 为具有生长因子的治疗血管生成/动脉生成提供了潜在的机制 60,61. 因此, 外周缺血模型的一个关键特征应包括治疗阻力的一个方面, 以便在人类患者疾病状况的背景下评估治疗方法。
在这项工作中, 我们描述了一个兔模型的周围缺血通过手术结扎的股动脉。模型中加入了糖尿病和高脂血症诱导的引线期。我们将这一模型与另一种采用高脂肪饮食的模型进行了比较, 该模型采用了不含糖尿病的高脂肪饮食, 并发现该模型与糖尿病和低脂血症水平较低的关系更有效地减少了血管生长。我们的模型结合了不同群体所使用的进步, 目的是提供实用和标准化的方法, 以在周围血管疾病研究中取得一致的结果。
我们提出了一个临床前模型, 以诱导后肢缺血的家兔与糖尿病和高脂血症。在许多研究中, 用于在家兔后肢缺血的技术存在歧义。在小鼠中, 后肢缺血的严重程度和恢复程度与结扎和诱导缺血的技术的位置密切相关。这项工作中提出的技术的意义在于, 它允许糖尿病动物在8周后不能完全恢复的持续诱导缺血。值得注意的是, 当动物被给予较高的胆固醇和脂肪饮食时, 它们能够恢复到接近肢体血压比基…
The authors have nothing to disclose.
作者感激地感谢通过国防部国会指导研究计划 (DOD CDMRP) 提供资金;W81XWH-16-1-0582) 至 ABB 和 RS。作者还承认通过美国心脏协会 (17IRG33410888) 提供资金, DOD CDMRP (W81XWH-16-1-0580) 和国家卫生研究院 (1R21EB023551-01; 1RE21EB024147-01A1; 1R01HL141761-01) 至 ABB。
0.9% Sodium Chloride | Henry Schein Medical | 1537468 / 1531434 | 250 mL bag / 1000 mL irrigation btl |
1 mL Syringe | VWR | BD309628 | |
10 mL Syringe | VWR | BD309695 | |
10% Formalin | Fisher-Scientific | 23-245684 | |
18G Needle | VWR | 89219-294 | |
20G Needle | VWR | 89219-340 | |
25G Needle | VWR | 89219-290 | |
27G Needle | VWR | 89219-288 | |
5 mL Syringe | VWR | BD309646 | |
5% Dextrose | Patterson Veterinary | 07-800-9689 | |
Acepromazine | Patterson Veterinary | VEDC207 | |
Alfaxalone | Patterson Veterinary | 07-891-6051 | |
Alginate | Sigma-Aldrich | PHR1471-1G | |
Alloxan Monohydrate | Sigma-Aldrich | A7413 | |
Angiography Equipment | Toshiba | Infinix-i | |
Angiography Injector | Medrad | ||
Anti-Mouse Ab Alexa 594 | Thermo Fisher Scientific | A-11032 | Secondary Antibody for IHC |
Anti-Rabbit Ab Alexa 488 | Thermo Fisher Scientific | A-11008 | Secondary Antibody for IHC |
a-SMA Antibody | Abcam | ab5694 | Primary Antibody for IHC |
Baytril | Bayer Animal Health | 724089904201 | Enrofloxacin |
Blood Chemistry Panel | IDEXX | 2616 | Rabbit Panel |
Blood Pressure Cuff | WelchAllyn | Flexiport Disposable BP Cuff-infant size 7 | |
Blood Pressure Monitor | Vmed Technology | Vmed Vet-Dop2 | |
Bupivacaine | Henry Schein Medical | 6023287 | |
Buprenorphine | Patterson Veterinary | 42023017905 | |
Buprenorphine SR | ZooPharm | ||
Calcium Sulfate | CB Minerals | Food and Pharmaceutical Grade USP and FCC | |
Chlorhexidine Scrub | Patterson Veterinary | 07-888-4598 | |
Chloroform | Fisher-Scientific | C298-4 | |
Cholesterol | Sigma-Aldrich | C8503 | |
DAPI | Thermo Fisher Scientific | 62248 | |
Ear Vein Catheter | Patterson Veterinary | SR-OX165 | Surflo IV catheters |
Endotracheal tube | Patterson Veterinary | Sheridan Brand, Depends on Rabbit Size | |
Glucometer | Amazon | B001A67WH2 | Accu-Chek Aviva |
Glucometer Test Strips | McKesson Medical-Surgical | 788222 | Accu-Chek Aviva Plus |
Guidewire | Boston Scientific | 39122-01 | |
Hair Clippers | Amazon | B000CQZI3Q | Oster #40 blade |
Heating Pad | Cincinnati Subzero | 273 | |
Heating Pad Pump | Gaymar | Gaymar T/Pump | |
Hemostat | Fine Science Tools | 13009-12 | Curved Mosquito Hemostat |
Heparin | Patterson Veterinary | ||
Insertion Tool | Merit Medical Systems | MAP550 | metal wire insertion tool |
Insulin | HPB Pharmacy | Novalin R & Novalin N | |
Insulin Syringes | McKesson Medical-Surgical | 942674 | |
Introducer | Cook Medical | G28954 | 3F Check Flo Performer Introducer |
Isoflurane | Henry Schein Medical | 1100734 | |
Ketamine | Patterson Veterinary | 856440301 | |
Lactated Ringers | McKesson Medical-Surgical | 186662 | |
Lidocaine | McKesson Medical-Surgical | 239936 | |
Lidocaine/Prilocaine cream | McKesson Medical-Surgical | 761240 | |
Ligaloop | V. Mueller | CH117 / CH116 | White Mini / Yellow Mini |
Mazola Corn Oil | Amazon | B0049IIVCI | |
Medrad Syringe | McKesson Medical-Surgical | 346920 | 150 mL |
Meloxicam | Patterson Veterinary | ||
Metal ball sutures | Ethicon-Johnson & Johnson | K891H | 4-0 silk C-1 30" |
Metzenbaum Scissors | Fine Science Tools | 14019-13 | |
Midazolam | Henry Schein Medical | 1215470 | |
Nitroglycerin | McKesson Medical-Surgical | 927528 | |
PECAM Antibody | Novus Biologicals | NB600-562 | Primary Antibody for IHC |
Perfusion Pump | Masterflex | ||
Pigtail Catheter | Merit Medical Systems | 1310-21-0053 | 3F pigtail |
Polydioxanone (PDS II) suture | McKesson Medical-Surgical | 129271 | 4-0 taper RB-1 (needle comes on suture) |
Polydioxanone (PDS II) suture | McKesson Medical-Surgical | 129031 | 4-0 reverse cutting FS-2 |
Polyglactin 910 (Vicryl) suture | Butler | 7233-41 | 3-0 taper RB-1 |
Polyglactin 910 (Vicryl) suture | McKesson | 104373 | 4-0 reverse cutting FS-2 |
Rabbit Chow (Alfalfa) | LabDiet | 5321 | |
Rabbit Restrainer | VWR | 10718-000 | |
Rib Cutters | V. Mueller | ||
Scalpel | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Scalpel Blade | Fine Science Tools | 10015-00 | #15 blade |
Silk Sutures | Ethicon-Johnson & Johnson | A183H | 4-0 silk ties 18" |
Stainless Steel Ball | McMaster-Carr | 1598K23 | 3-mm diameter |
Surgical Drapes | Gepco | 8204S | |
Syringe Pump | DRE Veterinary | Versaflow VF-300 | |
Visipaque contrast media | McKesson Medical-Surgical | 509055 | |
Weitlaner Retractor | Fine Science Tools | 17012-13 |