渗透泵皮下植入提供了延长的和一致的输送化合物的便利的方法。这种方法已被广泛用于研究在小鼠中既腹部和胸部主动脉瘤。
Osmotic pumps continuously deliver compounds at a constant rate into small animals. This article introduces a standard protocol used to induce aortic aneurysms via subcutaneous infusion of angiotensin II (AngII) from implanted osmotic pumps. This protocol includes calculation of AngII amount and dissolution, osmotic pump filling, implantation of osmotic pumps subcutaneously, observation after pump implantation, and harvest of aortas to visualize aortic aneurysms in mice. Subcutaneous infusion of AngII through osmotic pumps following this protocol is a reliable and reproducible technique to induce both abdominal and thoracic aortic aneurysms in mice. Infusion durations range from a few days to several months based on the purpose of the study. AngII 1,000 ng/kg/min is sufficient to provide maximal effects on abdominal aortic aneurysmal formation in male hypercholesterolemic mouse models such as apolipoprotein E deficient or low-density lipoprotein receptor deficient mice. Incidence of abdominal aortic aneurysms induced by AngII infusion via osmotic pumps is 5 – 10 times lower in female hypercholesterolemic mice and also lower in both genders of normocholesterolemic mice. In contrast, AngII-induced thoracic aortic aneurysms in mice are not hypercholesterolemia or gender-dependent. Importantly, multiple features of this mouse model recapitulate those of human aortic aneurysms.
主动脉瘤具有永久性管腔扩张,这预示着破裂,通常导致患者死亡的主动脉。这种疾病发生在两个腹部和胸部主动脉区域,这些区域被称为腹主动脉瘤(AAAS)和胸主动脉瘤(TAA)为例,分别。由于分子机制和病理生理过程不完全的理解,没有经过验证的药物治疗,可以防止扩张任一类型的主动脉瘤的或破裂。由于很难获得患者样品和在直接人类进行的实验中,研究重点是定义腹主动脉瘤的机制已被频繁外推从动物模型。常用的动物模型是皮下输液血管紧张素Ⅱ(血管紧张素Ⅱ)的入小鼠。相对于其他手术方法在小鼠,如主动脉内弹性蛋白酶灌注或氯化钙围主动脉的应用程序,需要剖腹探查1,2,这种实现方法具诱导腹主动脉瘤D不要求进入体腔,并且需要最小的手术专门知识3,4。
通过渗透泵皮下输注血管紧张素Ⅱ诱导腹主动脉瘤是最初报道在低密度脂蛋白(LDL)受体- / -小鼠中的apoE喂食饱和脂肪富集饮食3,并且随后- / -小鼠喂食正常实验室饮食4。最近的许多研究还表明,血管紧张素Ⅱ诱导腹主动脉瘤在血脂正常小鼠5-7。注入血管紧张素Ⅱ的方法已经应用于诱导腹主动脉瘤,并探讨的分子机制,以及潜在的治疗策略( 如 5-15)的发展,因为这一模式概括人类腹主动脉瘤观察到的许多功能。例如,人类的腹主动脉瘤如吸烟,老化,男性的危险因素也增加小鼠16,17血管紧张素Ⅱ致腹主动脉瘤。高胆固醇血症与腹主动脉瘤在人类中的关联需要澄清。但是,它有可连接一致,即高胆固醇血症增强血管紧张素Ⅱ诱导腹主动脉瘤小鼠18。血管紧张素Ⅱ诱导的腹主动脉瘤的小鼠的病理是高度异质,其特点是深刻巨噬细胞浸润,胶原降解,血栓形成和分辨率,和新血管形成19-21。在对比腹主动脉瘤在人体中的最常见的下腹主动脉位置,血管紧张素Ⅱ诱导的小鼠腹主动脉瘤发生在肾上主动脉区域。血管紧张素Ⅱ致腹主动脉瘤的另一个普遍存在的特点是透内侧突破,导致透血栓形成。目前还不清楚透弹性断裂是否发生在人类身上,因为美国科学促进会在人类病理发育尚未完全,由于缺乏来自早期阶段动脉瘤组织的研究。
血管紧张素Ⅱ输注到老鼠体内,也导致了胸主动脉区域的深刻扩张,即主要限制在升主动脉这是最常见的区域的TAA在人类<s向上> 19,22-26。类似的血管紧张素Ⅱ致腹主动脉瘤,肿瘤相关抗原中血管紧张素Ⅱ灌注诱导还概括人类的TAA 25的许多特征。然而,相对于血管紧张素Ⅱ诱导的腹主动脉瘤,血管紧张素Ⅱ诱导的TAA不与高胆固醇血症相关联,并且没有性别差异。
皮下输液血管紧张素Ⅱ的总体目标到小鼠是研究病理特征及腹主动脉瘤和肿瘤相关抗原的分子机制。
渗透泵输送皮下血管紧张素Ⅱ是一种常规的方式来诱导主动脉瘤小鼠。基于从许多实验室数据,已经出现了一致的发现,这是研究既腹主动脉瘤3,4-和22-26的TAA小鼠的可靠和可再现的方法。因此,这种小鼠模型被认为是一个模型,概括人类主动脉瘤的一些特性,并提供机械的见解这些破坏性的疾病。
虽然衰老是人类的危险因素腹主动脉瘤,它并没有被系统地研究了小鼠的血管紧张素Ⅱ致腹主动脉瘤。然而,似乎发生率和血管紧张素Ⅱ致腹主动脉瘤的严重性是在8岁小鼠相似- 48周4,5,7。目前,只有少数研究报告在小鼠血管紧张素Ⅱ诱导的TAA在8岁时- 24周22-26,并没有显示对TAA形成明显的年龄差异。
雌性小鼠有腹主动脉瘤低得多的发病率较注入血管紧张素Ⅱ4,28雄性小鼠。还值得一提的是,血管紧张素Ⅱ诱导的腹主动脉瘤的发病率在hyper-比量正常cholesterolemic小鼠,这是超过50%,而小于30%,分别为高得多。此外,主动脉破裂是常见的 – 在AngII的输液既normo-和高胆固醇血症小鼠中(约10 30%)。血管紧张素Ⅱ输液在1000纳克/千克/ min的速率为高胆固醇血症小鼠,如低密度脂蛋白受体 – / – 小鼠喂食西方饮食或载脂蛋白(载脂蛋白E) – / – 小鼠喂食正常或西方饮食,对AAA最大效应发展3,4,29。此输注速度是最佳的一项研究中,操纵在高胆固醇血症小鼠中的目的基因有望降低腹主动脉瘤。如果一个操作在高胆固醇血症小鼠中预计将增加腹主动脉瘤时,建议注入的AngII在500纳克/千克/分钟或更低的30的速率。在对比腹主动脉瘤,没有演示男性或高胆固醇血症和血管紧张素Ⅱ诱导的TAA 25之间nstrated关联。然而,类似于腹主动脉瘤中,如果预期操纵感兴趣的基因,以增加的TAA,我们建议1000纳克/千克/分钟的AngII的输液更低的输注速率。
同样重要的是要知道的血管紧张素Ⅱ诱导的主动脉瘤是发生率和严重性而变化个体小鼠中和研究之间。如果小鼠不发展主动脉瘤,一个潜在的可能性是可能的AngII尚未成功递送到小鼠中。为血管紧张素Ⅱ的高输注率的验证,如1000纳克/千克/分钟,测量血压,建议之前和期间,血管紧张素Ⅱ输注使用非侵入性的尾套法31。血管紧张素Ⅱ输注在1000纳克/千克/分钟的速度增加小鼠收缩压。此外,血浆肾素浓度可能会在血管紧张素Ⅱ输注或终止,因为血管紧张素Ⅱ对为r的负反馈来衡量ENIN分泌。因此,血管紧张素Ⅱ输注导致减少血浆肾素浓度。如果小鼠输注血管紧张素Ⅱ没有明显的主动脉病状,没有增加血压,并没有降低血浆肾素浓度,这将表明,血管紧张素Ⅱ尚未交付有效地通过植入渗透微泵。我们建议从研究中删除此鼠标。同样重要的是要注意,一些小鼠不发展尽管增加收缩压主动脉瘤和降低血浆肾素浓度。这些小鼠应保持在研究中。
总之,血管紧张素Ⅱ输注是通过皮下植入用渗透泵来诱导小鼠主动脉瘤实现。这种方法提供了血管紧张素Ⅱ不断地按照规定的速率为用来研究既腹主动脉瘤和肿瘤相关抗原指定的持续时间。
The authors have nothing to disclose.
The research work presented in this manuscript was supported by a grant (HL107319 to Alan Daugherty and HL107326 to Lisa A. Cassis) from the National Institutes of Health of the United States of America. The content in this manuscript is solely the responsibility of the authors and does not necessarily represent the official views of the National Institutes of Health. The publication of this manuscript was sponsored by DURECT Corporation.
Angiotensin II | Bachem | H-1705 | compound used to induce aortic aneurysms |
Alzet Osmotic Pumps | DURECT Corporation | Alzet Model 2004 | feasible for 28-day infusion in mice weighed > 20 g |
Saturated fat-enriched diet | Harlan Teklad | TD.88137 | 42% calories/calories to stimulate hypercholesterolemia in LDL receptor -/- mice |