Verbeterde renale denervatie verminderde hypertensie geïnduceerd door angiotensine II-infusie
Summary
Hier presenteren we een protocol voor renale sympathische denervatie (RDN) bij muizen met hypertensie geïnduceerd door angiotensine II-infusie. De procedure is herhaalbaar, handig en maakt het mogelijk om de regulerende mechanismen van RDN op hypertensie en cardiale hypertrofie te bestuderen.
Abstract
De voordelen van renale sympathische denervatie (RDN) op de bloeddruk zijn de afgelopen jaren in een groot aantal klinische onderzoeken bewezen. Het regulerende mechanisme van RDN op hypertensie blijft echter ongrijpbaar. Het is dus essentieel om een eenvoudiger RDN-model bij muizen vast te stellen. In deze studie werden osmotische minipompen gevuld met Angiotensine II geïmplanteerd in 14 weken oude C57BL/6-muizen. Een week na de implantatie van de mini-osmotische pomp werd een gemodificeerde RDN-procedure uitgevoerd op bilaterale nierslagaders van de muizen met behulp van fenol. Leeftijdsseks-gematchte muizen kregen een zoutoplossing en dienden als schijngroep. De bloeddruk werd gemeten bij baseline en vervolgens elke week gedurende 21 dagen. Vervolgens werden nierslagader, abdominale aorta en hart verzameld voor histologisch onderzoek met behulp van H &E- en Masson-kleuring. In deze studie presenteren we een eenvoudig, praktisch, herhaalbaar en gestandaardiseerd RDN-model, dat hypertensie kan beheersen en cardiale hypertrofie kan verlichten. De techniek kan perifere renale sympathische zenuwen denerveren zonder schade aan de nierslagader. In vergelijking met eerdere modellen vergemakkelijkt de gemodificeerde RDN de studie van de pathobiologie en pathofysiologie van hypertensie.
Introduction
Hypertensie is een belangrijke chronische hart- en vaatziekten over de hele wereld. Ongecontroleerde hypertensie kan doelorganen beschadigen en bijdragen aan hartfalen, beroerte en chronische nierziekten 1,2,3. De prevalentie van hypertensie is tussen 1991 en 2007 in China gestegen van 20% naar 31%. Het aantal volwassenen met hypertensie in China zou kunnen verdubbelen na een recente herziening van de diagnostische criteria voor hypertensie (130/80 mmHg)4. Hypertensie kan door de geneeskunde worden gecontroleerd, maar ongeveer 20% van de patiënten is niet in staat om hun hypertensie onder controle te houden, zelfs wanneer ze ten minste drie antihypertensiva (waaronder één diureticum) krijgen in een maximaal getolereerde dosis, wat kan leiden tot de ontwikkeling van geneesmiddelresistente hypertensie5.
Renal sympathische denervatie (RDN) is bewezen een potentiële behandeling voor hypertensie te zijn. In 2009 rapporteerden Krum en collega’s voor het eerst een resistente hypertensiebehandeling met RDN. Het bleek dat percutane nierslagaderablatie effectief kan leiden tot aanhoudende bloeddrukverlaging bij patiënten6. Het falen van de Symplicity Hypertension 3 (HTN-3) studie belemmerde echter de toepassing van RDN7, waardoor RDN een controversiële therapie werd. Toch is het vooruitzicht van RDN nog niet uitgesloten. Recente klinische onderzoeken, waaronder RADIANCE-HTN SOLO, SPYRAL HTN-OFF MED/ON MED en SPYRAL HTN-OFF MED Pivotal hebben de werkzaamheid van RDN op hypertensie 8,9,10,11,12 bevestigd. Er moet dus meer gedetailleerd mechanistisch onderzoek worden uitgevoerd om de effecten van RDN te onderzoeken.
Het algemene doel van deze studie is om aan te tonen hoe RDN bij muizen kan worden aangepast om een eenvoudigere en stabielere operatie te produceren. Een groot aantal experimenten heeft verschillende benaderingen van RDN bestudeerd, zoals intravasculaire cryoablatie, extracorporale echografie en lokale toepassing van een chemische stof of neurotoxine in verschillende diermodellen 13,14,15,16,17. Het RDN-model gegenereerd met behulp van chemische ablatie met fenol is een goed ingeburgerd experimenteel model om de pathogenese van sympathische activering bij hypertensie te bestuderen. Dit model wordt gegenereerd door chemische corrosie van de renale sympathische zenuwen met 10% fenol/ethanol oplossing met behulp van een wattenstaafje18. Aan de ene kant remt de conventionele RDN mogelijk de renale sympathische activiteit, die vervolgens de reninesecretie en natriumreabsorptie vermindert en de renale bloedstroom verhoogt. Aan de andere kant onderdrukt het renine-angiotensine-aldosteronsysteem19. Daardoor heeft RDN een gunstig effect op hypertensie. Het door chemische ablatie gegenereerde RDN-model mist echter ablatiecriteria en ablatietijd en de details van de experimentele procedure zijn nog onduidelijk. Ook zijn er geen technische rapporten beschikbaar. In dit rapport beschrijven we een chirurgisch protocol voor het genereren van RDN-model met fenol met behulp van weegpapier bij angiotensine II (Ang II) geïnduceerde hypertensie bij C57BL/6-muizen. We wikkelen de nierslagader met weegpapier dat fenol bevat en verenigen de ablatietijd, wat helpt om een meer reproduceerbaar, betrouwbaar RDN-model vast te stellen. Dit experimentele model is gericht op het evalueren van het effect van RDN op hypertensie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Of RDN de bloeddruk zou kunnen verlagen, is controversieel geworden sinds de publicatie van het negatieve resultaat van de sympliciteit HTN-3-studie 7,25. De verschillende klinische onderzoeken en dierproeven hebben echter positieve en effectieve resultaten van RDN aangetoond bij hypertensieve mensen en dieren 9,10,11,12,13,14,15,16,17.…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (81770420), Science and Technology Commission of Shanghai Municipality (20140900600), Shanghai Key Laboratory of Clinical Geriatric Medicine (13dz2260700), Shanghai Municipal Key Clinical Specialty (shslczdzk02801) en Center of geriatric coronary artery disease, Huadong Hospital Affiliated to Fudan University.
Materials
| Angiotensin II | Sangon Biotech | CAS:4474-91-3 | To make a hypertensive animol model |
| Anti-Tyrosine Hydroxylase antibody | Abcam | ab137869 | To evaluate the expression of TH of renal nerves |
| Blood Pressure Analysis | Visitech Systems | BP-2000 | Measure the blood pressure of mice |
| Mini-osmotic pump | DURECT Corporation | CA 95014 | To fill with Angiotensin II |
| Norepinephrine ELISA Kit | Abcam | ab287789 | to measure renal norepinephrine levels |
| Phenol | Sangon Biotech | CAS:108-95-2 | Damage the renal sympathetic nerve |
| Weighing paper | Sangon Biotech | F512112 | To destroy renal nerve with weighing paper immersed with phenol; https://www.sangon.com/productDetail?productInfo.code=F512112. |
References
- Messerli, F. H., Rimoldi, S. F., Bangalore, S. The transition from hypertension to heart failure: Contemporary update. JACC Heart Failure. 5 (8), 543-551 (2017).
- Lackland, D. T., et al. Implications of recent clinical trials and hypertension guidelines on stroke and future cerebrovascular research. Stroke. 49 (3), 772-779 (2018).
- Rossignol, P., et al. The double challenge of resistant hypertension and chronic kidney disease. The Lancet. 386 (10003), 1588-1598 (2015).
- Du, X., Patel, A., Anderson, C. S., Dong, J., Ma, C. Epidemiology of cardiovascular disease in China and opportunities for improvement. JACC International. Journal of the American College of Cardiology. 73 (24), 3135-3147 (2019).
- Valenzuela, P. L., et al. Lifestyle interventions for the prevention and treatment of hypertension. Nature Review Cardiology. 18 (4), 251-275 (2021).
- Krum, H., et al. Catheter-based renal sympathetic denervation for resistant hypertension: a multicentre safety and proof-of-principle cohort study. The Lancet. 373 (9671), 1275-1281 (2009).
- Bhatt, D. L., et al. A controlled trial of renal denervation for resistant hypertension. The New England Journal of Medicine. 370 (15), 1393-1401 (2014).
- Kjeldsen, S. E., Narkiewicz, K., Burnier, M., Oparil, S. Renal denervation achieved by endovascular delivery of ultrasound in RADIANCE-HTN SOLO or by radiofrequency energy in SPYRAL HTN-OFF and SPYRAL-ON lowers blood pressure. Blood Press. 27 (4), 185-187 (2018).
- Böhm, M., et al. Efficacy of catheter-based renal denervation in the absence of antihypertensive medications (SPYRAL HTN-OFF MED Pivotal): a multicentre, randomised, sham-controlled trial. The Lancet. 395 (10234), 1444-1451 (2020).
- Azizi, M., et al. Endovascular ultrasound renal denervation to treat hypertension (RADIANCE-HTN SOLO): a multicentre, international, single-blind, randomised, sham-controlled trial. The Lancet. 391 (10137), 2335-2345 (2018).
- Kandzari, D. E., et al. Effect of renal denervation on blood pressure in the presence of antihypertensive drugs: 6-month efficacy and safety results from the SPYRAL HTN-ON MED proof-of-concept randomised trial. The Lancet. 391 (10137), 2346-2355 (2018).
- Townsend, R. R., et al. Catheter-based renal denervation in patients with uncontrolled hypertension in the absence of antihypertensive medications (SPYRAL HTN-OFF MED): a randomised, sham-controlled, proof-of-concept trial. The Lancet. 390 (10108), 2160-2170 (2017).
- Sun, X., et al. Renal denervation restrains the inflammatory response in myocardial ischemia-reperfusion injury. Basic Research in Cardiology. 115 (2), 15 (2020).
- Sharp, T. E., et al. Renal denervation prevents heart failure progression via inhibition of the renin-angiotensin system. Journal of the American College of Cardiology. 72 (21), 2609-2621 (2018).
- Wang, H., et al. Renal denervation attenuates progression of atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice independent of blood pressure lowering. Hypertension. 65 (4), 758-765 (2015).
- Chen, H., et al. Renal denervation mitigates atherosclerosis in ApoE-/- mice via the suppression of inflammation. American Journal of Translational Research. 12 (9), 5362-5380 (2020).
- Wang, Y., et al. Renal denervation promotes atherosclerosis in hypertensive apolipoprotein E-deficient mice infused with Angiotensin II. Frontiers in Physiology. 8, 215 (2017).
- Eriguchi, M., Tsuruya, K. Renal sympathetic denervation in rats. Methods in Molecular Biology. 1397, 45-52 (2016).
- Thukkani, A. K., Bhatt, D. L. Renal denervation therapy for hypertension. Circulation. 128 (20), 2251-2254 (2013).
- Zhang, Y. J., et al. NAD(+) administration decreases microvascular damage following cardiac ischemia/reperfusion by restoring autophagic flux. Basic Research in Cardiology. 115 (5), 57 (2020).
- Wang, M., et al. Long-term renal sympathetic denervation ameliorates renal fibrosis and delays the onset of hypertension in spontaneously hypertensive rats. American Journal of Translational Research. 10 (12), 4042-4053 (2018).
- Lu, H., et al. Subcutaneous Angiotensin II infusion using osmotic pumps induces aortic aneurysms in mice. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (103), e53191 (2015).
- Wilde, E., et al. Tail-cuff technique and its influence on central blood pressure in the mouse. Journal of the American Heart Association. 6 (6), 005204 (2017).
- Daugherty, A., Rateri, D., Hong, L., Balakrishnan, A. Measuring blood pressure in mice using volume pressure recording, a tail-cuff method. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (27), e1291 (2009).
- Esler, M. Illusions of truths in the Symplicity HTN-3 trial: generic design strengths but neuroscience failings. Journal of the American Society of Hypertension. 8 (8), 593-598 (2014).
- Han, W., et al. Low-dose sustained-release deoxycorticosterone acetate-induced hypertension in Bama miniature pigs for renal sympathetic nerve denervation. Journal of the American Society of Hypertension. 11 (5), 314-320 (2017).
- Han, W., et al. The safety of renal denervation as assessed by optical coherence tomography: pre- and post-procedure comparison with multi-electrode ablation catheter in animal experiment. Hellenic Journal of Cardiology. 61 (3), 190-196 (2020).
- Cai, X., et al. Noninvasive stereotactic radiotherapy for renal denervation in a swine model. Journal of the American College of Cardiology. 74 (13), 1697-1709 (2019).
