엘라스타제의 혈관주위 적용에 의해 유도된 마우스 복부 대동맥류 모델
Summary
본 프로토콜은 마우스에서 적외선 복부 대동맥의 출현에 엘라스타제의 직접 적용을 통해 엘라스타아제 유도 AAA 모델에 대한 표준화된 수술 방법을 기술한다.
Abstract
복부 대동맥류 (AAA)는 주로 무증상이지만 AAA의 파열은 대개 치명적인 결과를 초래하기 때문에 잠재적으로 생명을 위협합니다. 현재, AAA의 몇 가지 뚜렷한 실험 모델이 있으며, 각각은 AAA의 발병기전에서 다른 측면을 강조합니다. 엘라스타아제-유도된 AAA 모델은 두 번째로 가장 많이 사용되는 설치류 AAA 모델이다. 이 모델은 돼지 췌장 엘라스타제 (PPE)를 대동맥의 적외선 세그먼트에 직접 주입하거나 적용하는 것을 포함합니다. 기술적 과제로 인해, 오늘날 대부분의 엘라스타아제-유도 AAA 모델은 PPE의 발광 내 주입이 아닌 외부 적용으로 수행된다. 엘라스타제의 침윤은 내측 층에서 탄성 라멜라의 분해를 일으켜 대동맥벽 완전성의 상실과 복부 대동맥의 후속 팽창을 초래합니다. 그러나, 엘라스타아제 유도 AAA 모델의 한 가지 단점은 수술이 수행되는 방법의 불가피한 변화이다. 구체적으로, 대동맥의 인프레레날 세그먼트를 분리하는 수술 기술, 대동맥 래핑 및 PPE 인큐베이션에 사용되는 물질, PPE의 효소 활성 및 PPE 적용의 시간 지속 기간은 모두 최종 AAA 형성 속도 및 동맥류 직경에 영향을 미치는 중요한 결정 요인이 될 수 있다. 특히, AAA에 대한 다른 연구에서 이러한 요인의 차이는 재현성 문제로 이어질 수 있습니다. 이 글에서는 마우스에서 내란성 복부 대동맥의 출현에 PPE를 직접 적용함으로써 엘라스타아제 유도 AAA 모델의 상세한 수술 과정을 설명한다. 이 절차에 따라, 수컷 및 암컷 마우스에서 약 80 %의 안정적인 AAA 형성률을 달성 할 수 있습니다. 엘라스타아제 유도 AAA 모델을 사용하는 AAA 연구의 일관성 및 재현성은 표준 수술 절차를 확립함으로써 상당히 향상될 수 있다.
Introduction
복부 대동맥류(AAA)는 혈관 직경1의 적어도 50% 증가를 갖는 복부 대동맥의 분절 확장으로 정의된다. AAA는 파열로 인해 개입 2,3,4에서도 사망률이 매우 높아질 수 있으므로 잠재적으로 치명적입니다. AAA는 미국에서 매년 약 13,000 명의 사망자를 담당하고 있으며, 이는 10번째 주요 사망 원인 1,5입니다.
AAA의 발병기전은 아직 완전히 이해되지 않았습니다 6,7,8. AAA의 분자 메카니즘을 조사하고 잠재적인 치료 표적을 시험하기 위해, 몇몇 실험적 AAA 모델이 9,10개 확립되었다. AAA의 설치류 모델은 엘라스타제, 염화칼슘, 안지오텐신 II 및 이종이식편 모델을 포함하며, 그 중 엘라스타제-유도된 AAA 모델은 두 번째로 가장 많이 사용되는 모델 10,11,12,13,14,15,16,17이다. 이 모델은 돼지 췌장 엘라스타제 (PPE)를 대동맥의 적외선 세그먼트에 직접 주입하거나 적용하는 것을 포함합니다. 대동맥의 내층으로의 엘라스타제의 침투는 탄성 라멜라의 분해와 염증 세포의 침윤을 일으켜 대동맥 완전성의 상실과 복부 대동맥 7,18의 후속 팽창을 초래합니다. 엘라스타제-유도된 AAA 모델은 1990년 래트를 사용하여 Anidjar et al.에 의해 처음 보고되었으며, 대동맥의 단리된 세그먼트가 엘라스타제17로 관류되었다. 2012년 후반에, PPE의 주위 모험적 적용을 이용한 수정된 모델이 Bhamidipati et al.19에 의해 보고되었다. 요즘 엘라스타아제 유발 AAA 모델에 대한 대부분의 수술은 Bhamidipati 그룹에서 영감을 얻었으며 PPE의 발광 내 관류가 아닌 외부 적용으로 수행됩니다. 외부 적용은 미세 수술 기술에 대한 요구 사항이 적지 만 AAA의 발생률은 상대적으로 낮고 크기는 발광 내 관류11,19보다 다소 작습니다.
AAA 연구에서 널리 사용되지만, 엘라스타아제-유도된 AAA 모델은 특정 한계를 갖는다. 이 모델의 한 가지주의 사항은 수술이 수행되는 방법의 필연적 인 변형이며, 이는 재현성 문제로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 대동맥의 내막 세그먼트가 어떻게 분리되는지, 그리고 세그먼트의 어느 부분이 다른 실험실들 사이에서 PPE 적용을 위해 선택되는지에 관한 외과 적 절차에서 차이가 존재할 수 있습니다. PPE의 효소 활성 및 PPE 인큐베이션의 시간 지속 기간도 달라질 수 있습니다. 그러나 이들은 모두 최종 AAA 형성 속도 및 동맥류 직경에 영향을 미치는 필수 결정 요인입니다. 이러한 중요한 결정 요인의 변화는이 모델을 사용하는 다른 그룹의 AAA 연구의 데이터 비교를 매우 어렵게 만듭니다. 따라서 표준화 된 외과 적 절차는 다양한 기관에서 비교 가능한 결과를 얻는 도구로 필요합니다.
이 글에서는 마우스에서 인프레레날 복부 대동맥의 출현에 PPE를 직접 적용함으로써 엘라스타아제 유도 AAA 모델에 대한 표준화된 수술 프로토콜을 설명한다. 이 모델을 사용하는 마우스에서 AAA의 성공적이고 견고한 생성에 필수적인 수술 재료 및 절차에 대한 세부 사항도 논의 될 것입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
엘라스타제-유도된 AAA 모델은 1990년17년에 래트를 사용하여 Anidjar et al.에 의해 처음 보고되었다. 지난 삼십 년 동안 다양한 수정 버전이 도입되었으며, 수술 기술19,20,21,22의 상당한 개선이 이루어졌습니다. 수백 개의 연구소는 AAA 연구12에서 두 번째로 가장 많이 사?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 동물 먹이와 번식에 도움을 주신 미시간 대학의 실험실 동물 의학 부서에 감사드립니다. 본 연구는 NIH RO1 HL138139, NIH RO1 HL153710 내지 J. Zhang, NIH RO1 HL109946, Y.E. Chen에게 RO1 HL134569, G. Zhao에게 미국 심장 협회 보조금 20POST35110064에 의해 지원된다.
Materials
| 6-0 non-absorbable monofilament suture | Pro Advantage | P420697 | |
| Carprofen | Zoetis Inc. | NDC: 54771-8507 | |
| Chow Diet | LabDiet | 3005659-220 | PicoLab 5L0D |
| Cotton Applicator | Dynarex | 4303 | |
| Cotton Pad | Rael | UPC: 810027130969 | |
| GraphPad Prism 8 | GraphPad Software Inc. | Version 8.4.3 | |
| Grarfe Forceps | Fine Science Tools | 11051-10 | |
| Halsted Mosquito Hemostats | Fine Science Tools | 13009-12 | |
| Ketamine | Par Pharmaceutical | NDC: 42023-0115-10 | |
| Nitrile gloves | Fisherbrand | 19-130-1597 | |
| Penicillin-Streptomycin | Thermo Fisher | 15140122 | |
| Porcine pancreatic elastase | Sigma-Aldrich | E1250-100MG | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14068-12 | |
| Sterile 0.9% saline solution | Baxter | 2B1324X | |
| Xylazine | Akorn | NDC: 59399-110-20 |
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