Подкожной имплантации осмотического насоса обеспечивает удобный подход к длительной и последовательной доставки соединений. Этот подход широко используется для изучения как брюшной и грудной аорты аневризмы у мышей.
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.
Аневризмы аорты демонстрируют постоянное расширение просвета аорты, что предвещает разрыв и, как правило, приводит к смерти. Это заболевание возникает в обоих брюшной и грудной аорты регионов, которые называются в качестве аневризмы брюшной аорты (АБА) и грудных аневризм аорты (ТАА), соответственно. Из-за неполного понимания молекулярных механизмов и патофизиологических процессов, нет никакого доказанного медикаментозная терапия, которая может предотвратить расширение или разрыва любого типа аневризм аорты. Поскольку трудно получить образцы пациентов и проводить эксперименты на людях непосредственно, исследований, направленных на определение механизма АБА неоднократно экстраполированы из животных моделей. Широко используемая модель животное подкожной инфузии ангиотензина II из (AngII) мышам. По сравнению с другими хирургическими методами индукции AAAS у мышей, таких как внутри аорты эластазы перфузии или пери-аорты применения хлористого кальция, которые требуют лапаротомии 1,2, в этом метоd не требует вступления в полости тела и требует минимального хирургического опыта 3,4.
Подкожный настой AngII через осмотические насосы, чтобы побудить ААА была первоначально сообщалось в низкой плотности липопротеинов (LDL) рецептора – / – мышей кормили насыщенных жиров, обогащенной диете 3, а затем в ароЕ – / – мышей, получавших обычный лабораторный диеты 4. Многие недавние исследования также показали, что AngII вызывает AAAS в normolipidemic мышей 5-7. Подход вливая AngII была применена, чтобы побудить ААА и исследовать молекулярные механизмы, а также развитие потенциальных терапевтических стратегий (например, 5-15), так как эта модель повторяет многие черты, наблюдаемые в человека ААА. Например, факторы риска АБА человека, таких, как курение, старение и мужского пола также увеличить AngII-индуцированных AAAS у мышей 16,17. Ассоциация гиперхолестеринемии с АБА у человека требует уточнения. Тем не менее, он имеет бытьан последовательно, что гиперхолестеринемия увеличивает AngII-индуцированной AAAS у мышей 18. Патологии AngII-индуцированных ААА у мышей весьма гетерогенным и характеризуется глубокой инфильтрации макрофагов, деградация коллагена, тромботической формирования и разрешения, и неоваскуляризации 19-21. В отличие от наиболее распространенных инфраренальной аорты расположения ААА в людях, AngII-индуцированной Зенитных орудий у мышей происходят в надпочечников аорты регионе. Другой особенностью повсеместно AngII-индуцированной ААА является трансмуральный медиальной перерыв, приводит к трансмурального тромбоза. Пока неясно, происходит ли разрыв трансмурального эластина в организме человека, так как патологическое развитие АБА в организме человека не изучен исключительно из-за отсутствия аневризмы тканей из более ранних стадиях.
AngII инфузии мышам также приводит к глубокому расширению грудной аорты области, которые преимущественно ограничивается восходящей аорты, которая является наиболее распространенной областью для ТАА в организме человека <sдо 19,22-26>. Подобно AngII-индуцированных ААА, ТАА индуцированной во AngII инфузии также повторять много возможностей человеческого ТАА 25. Тем не менее, в отличие от AngII-индуцированных ААА, AngII-индуцированные ТАА не связаны с гиперхолестеринемией и не имеют гендерных различий.
Общая цель подкожной инфузии AngII в мышей для изучения патологических особенностей и молекулярных механизмов ААА и ТАА.
Осмотические насосы доставляющие AngII подкожно является рутинной подход к индукции аневризмы аорты у мышей. Основываясь на данных из многих лабораторий, было последовательные выводы, что это надежный и воспроизводимый метод для изучения как ААА 3,4 и ТАА 22-26 мышей. Таким образом, эта модель мыши считается модель, повторяет некоторые черты аневризм аорты человека и обеспечивает механистические идеи в этих страшных заболеваний.
В то время как старение является фактором риска для ААА в людях, он систематически не изучался для AngII-индуцированных ААА у мышей. Однако, похоже, частота и тяжесть AngII индуцированных ААА похожи на мышах в возрасте 8 – 48 недель 4,5,7. В настоящее время существует лишь несколько исследований отчетности AngII-индуцированных ТАА у мышей в возрасте 8 – 24 недель 22-26, которые не показывают явных возрастных различий на формирование ТАА.
Самок мышей имеют гораздо более низкий уровень, чем АБА самцов мышей придают с AngII 4,28. Стоит также отметить, что заболеваемость AngII-индуцированной ААА гораздо выше, чем в гипер- нормо-cholesterolemic мышей, что составляет более 50% в сравнении с менее чем 30%, соответственно. Кроме того, разрыв аорты часто (примерно 10 – 30%) и в нормо- и гиперхолестеринемии у мышей во время инфузии AngII. Инфузия AngII со скоростью 1000 нг / кг / мин в гиперхолестеринемией мышей, таких как LDL рецептора – / – мышей, получавших западный рацион или аполипопротеина (APOE) – / – мышей, получавших нормальный или западной диеты, имеет максимальные эффекты на AAA Развитие 3,4,29. Это скорость инфузии является оптимальным для исследования, в котором манипуляции ген интереса гиперхолестеринемии у мышей, как ожидается, уменьшить ААА. Если манипуляция в гиперхолестеринемии у мышей, как ожидается, увеличить ААА, рекомендуется, чтобы вселить AngII в размере 500 нг / кг / мин или ниже 30. В отличие от АБА, нет демонстрационныйnstrated связь между мужской пол или гиперхолестеринемии и AngII-индуцированной ТАА 25. Однако, как и ААА, если манипулирование интересующего гена, как ожидается, чтобы увеличить ТАА, мы рекомендуем более низкий, чем скорость инфузии 1 000 нг / кг / мин в течение AngII инфузии.
Важно также знать, что частота и тяжесть AngII индуцированных аневризм аорты варьироваться между отдельными мышей и между исследованиями. Если мышей не развиваются аневризмы аорты, один потенциальная возможность, что AngII может не было успешно доставлено в мышей. Для проверки высокой скоростью вливания AngII, таких как 1000 нг / кг / мин, измерение артериального давления рекомендуется до, и во время, AngII инфузии с помощью неинвазивного метода хвост манжеты 31. AngII инфузии со скоростью 1 000 нг из / кг / мин повышает систолическое артериальное давление у мышей. Кроме того, концентрации ренина в плазме может быть измерена в течение AngII вливания или при прекращении, так как AngII имеет отрицательную обратную связь на RЕнин секреции. Таким образом, AngII настой приводит к снижению концентрации в плазме крови ренина. Если мышь переплетаются с AngII не имеет явных патологий аорты, не увеличение артериального давления, и не уменьшение концентрации ренина плазмы, это будет означать, что AngII не был доставлен эффективно через имплантированный осмотический мини насоса. Мы рекомендуем удаления этого мышь из исследования. Важно также отметить, что некоторые мыши не развиваются аневризмы аорты, несмотря на давление систолическое увеличилось крови и снижение концентрации ренина в плазме. Эти мыши должны оставаться в исследовании.
Таким образом, AngII инфузии достигается с помощью осмотические насосы, чтобы вызвать аневризма аорты у мышей путем подкожной имплантации. Этот метод обеспечивает AngII постоянно на определенной скоростью для назначенных продолжительности, которые используются для изучения как АБА и ТАА.
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 |