浸透圧ポンプの皮下移植は、化合物の長期化と一貫性の配信のための便利なアプローチを提供します。このアプローチは、マウスの腹部および胸部大動脈瘤の両方を研究するために広く使用されています。
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.
大動脈瘤は破裂を予告し、通常の死につながる大動脈の恒久的な管腔の拡張を示します。この病気は、それぞれ、腹部大動脈瘤(AAAS)および胸部大動脈瘤(TAAに)と呼ばれている腹部や胸部大動脈領域の両方で発生します。分子機構と病態生理学的プロセスの不完全な理解に、大動脈瘤のいずれかのタイプの膨張や破裂を防ぐことができます何の実績のある薬物療法はありません。それは患者のサンプルを取得して、直接ヒトでの実験を行うことは困難であるので、AAASの定義のメカニズムに焦点を当てた研究はしばしば、動物モデルから推定されました。一般的に使用される動物モデルは、マウスへのアンジオテンシンII(AngIIの)の皮下注入です。このような大動脈内エラスターゼ灌流または開腹1,2を必要と塩化カルシウムの周囲大動脈アプリケーション、このメトとしてマウスでAAASを誘導するための他の外科的アプローチと比較すると、dは、体腔内への進入を必要とし、最小限の外科的専門知識3,4を必要としません。
AAASを誘導する浸透圧ポンプを介してのAngIIの皮下注入が最初に低密度リポタンパク質(LDL)受容体で報告された- / -マウスは、飽和脂肪に富む食事3を供給し、その後、アポEで- / -マウスは、通常の実験食4を供給しました。多くの最近の研究ではまたのAngIIは血中脂質が正常マウス5-7に AAASを誘導することを実証しました。注入のAngIIのアプローチは、AAASを誘導し、このモデルが人間AAASで観察された多くの機能を再現するため、分子機構と同様に(例えば、5-15)潜在的な治療戦略の開発を模索するために適用されています。例えば、喫煙、加齢、および男性の性別としてのヒトAAASのリスク要因もマウス16,17でのAngII誘発性AAASを増大させます。ヒトでのAAASと高コレステロール血症の関連は明確にする必要があります。しかし、ある有し高コレステロール血症がマウス18でのAngII誘発性AAASを増大することを一貫アン。マウスでのAngII誘発性AAASの病状は非常に不均一であり、深遠なマクロファージ浸潤、コラーゲン分解、血栓形成と解像度、および血管新生19-21によって特徴付けられます。ヒトでのAAASの最も一般的な腎臓下の大動脈の場所とは対照的に、マウスでのAngII誘発性AAASは副腎大動脈地域で発生します。 AngII誘発性AAASのもう一つの特徴は、ユビキタス貫血栓症につながる、貫中間休憩です。これは、ヒトでのAAASの病理学的開発はもっぱら起因する初期段階から動脈瘤組織の不足のために研究されていないため、経エラスチンの破壊はヒトで発生するかどうかは不明です。
マウスへのAngII注入はまた、主にヒトでのTAAのための最も一般的な領域である上行大動脈に制限されている胸部大動脈領域の深遠な拡大につながります<s> 19,22-26アップ。 AngIIの輸液中に誘導さのAngII誘発性AAAS、TAAのと同様に、ヒトのTAA 25の多くの機能を再現。しかし、のAngII誘発性AAASとは対照的に、のAngII誘発性TAAは高コレステロール血症に関連付けられていないと性差を持っていません。
マウスに皮下のAngII注入の全体的な目標は、病理学的特徴とAAASとTAAの分子メカニズムを研究することです。
AngIIの皮下に提供する浸透圧ポンプは、マウスにおける大動脈瘤を誘発するルーチン的なアプローチです。多くの研究室からのデータに基づいて、これはマウスでAAAS 3,4とのTAA 22〜26の両方を研究するための信頼性が高く、再現性のある方法であることを一貫発見がありました。したがって、このマウスモデルは、ヒト大動脈瘤のいくつかの機能を再現すると、これらの壊滅的な疾患に機械的な洞察を提供したモデルであると考えられます。
老化は、ヒトでのAAASの危険因子であるが、これは、マウスにおける体系のAngII誘導性のAAASために研究されていません。 48週間4,5,7 -しかし、それはのAngII誘発性AAASの発生率および重症度は8歳の時にマウスで類似しているが表示されます。 TAAの形成に見かけ年齢に関連した差を示さなかった24週22-26、 -現在、8歳の時、マウスでのAngII誘発性のTAAを報告する唯一のいくつかの研究があります。
雌マウスのAngII 4,28を注入した雄マウスよりAAASのはるかに低い発生率を持っています。それのAngII誘導性のAAASの発生率はそれぞれ30%未満、対50%以上である、normo – コレステロール血症マウスよりハイパーではるかに高いことも注目に値します。 AngIIの注入中正常なおよび高コレステロール血症のマウスの両方で – (30%、およそ10)さらに、大動脈破裂は頻繁にあります。このようなLDL受容体などの高コレステロール血症のマウスに千NG / kg /分の速度でのAngIIの輸液、 – / – マウスは、西洋食またはアポリポタンパク質(アポE)を供給 – / – マウスは、正常または西洋食を与え、AAAの最大効果を持っています開発3,4,29。この注入速度は、高コレステロール血症マウスで目的の遺伝子を操作することがAAASを低減することが期待されている研究のために最適です。高コレステロール血症のマウスでの操作がAAASを強化することが期待されている場合は、500 ngの/ kg /分または30以下の割合でのAngIIを注入することをお勧めします。 AAASとは対照的に、何のデモはありません男性の性別や高コレステロール血症とのAngII誘発性のTAA 25の間nstrated関連。目的の遺伝子の操作はのTAAを強化することが期待されている場合は、同様にAAASに、我々はAngIIの輸液1,000 NG / kg /分より低い注入速度をお勧めします。
これはAngIIの誘発性大動脈瘤の発生率および重症度は、個々のマウス間および研究の間で変動していることを知ることも重要です。マウスは、大動脈瘤を発症しない場合は、1の潜在的な可能性は、AngIIのが正常マウスに配信されていないかもしれないということです。 AngIIの高い注入速度の検証については、のような千NG / kg /分、血圧の測定は、非侵襲的なテール-カフ法31を使用する前に、とのAngII注入、中に推奨されます。千NG / kgの割合でのAngII注入/分、マウスにおける収縮期血圧を上昇させます。また、血漿レニン濃度のAngIIをrに負のフィードバックを有するためのAngII注入中または終了時に測定することができますENIN分泌。したがって、AngIIの輸液は、血漿レニン濃度の減少につながります。 AngIIを注入したマウスは明白な大動脈の病変、血圧の増加なし、および血漿レニン濃度の減少を全く持っていない場合には、移植された浸透圧のAngIIはミニポンプを介して効率的に配信されていないことを示します。我々は、研究から、このマウスを取り外すことをお勧めします。これは、いくつかのマウスは、増加した収縮期血圧にもかかわらず、大動脈瘤を発症し、血漿レニン濃度を減少させないことに注意することも重要です。これらのマウスは、研究に残っている必要があります。
要約すると、のAngII注入は、マウスにおいて、大動脈瘤を誘導するために浸透圧ポンプを用いて皮下移植することによって達成されます。この方法は、AAASとのTAAの両方を研究するために使用されている指定された持続時間のために定義されたレートで一定のAngIIを提供します。
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 |