삼투압을 이용하여 피하 안지오텐신 II 주입 쥐에서 유도 대동맥 동맥류 펌프
Summary
삼투 펌프의 피하 주입 화합물의 연장하고 일관된 전달을위한 편리한 방법을 제공합니다. 이러한 접근은 마우스에서 복부 및 흉부 대동맥 동맥류 모두 광범위하게 연구하기 위해 사용되었다.
Abstract
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.
Introduction
대동맥 동맥류는 죽음에 이르게 보통 파열을 예고하고 대동맥의 영구 내강 확장을 나타낸다. 이 질병은 각각 복부 대 동맥류 (AAAS) 및 흉부 대 동맥류 (TAAS)로 불린다 복부 및 흉부 대동맥 지역 모두에서 발생합니다. 때문에 분자 메커니즘 및 병태 생리 학적 과정의 불완전한 이해, 대 동맥류의 두 유형의 확장 또는 파열을 방지 할 수있는 입증 된 약물 치료가 없다. 이 환자의 샘플을 수집하고 AAAS의 메커니즘을 정의에 집중 직접 인간 연구를 실험을 수행하기 어렵 기 때문에 자주 동물 모델에서 외삽되었다. 일반적으로 사용되는 동물 모델 쥐에 안지오텐신 II (AngII)의 피하 주입입니다. 이러한 내 대동맥 엘라 스타 제 관류 또는 개복술 1, 2를 필요로 염화칼슘의 요정 대동맥 응용 프로그램이 운전 방식으로 마우스에 AAAS을 유도하기위한 다른 수술 방법에 비해D는 체강 내에 엔트리를 필요 최소한의 수술 3,4- 전문성을 요구하지 않는다.
AAAS을 유도하는 삼투 펌프를 통해 AngII의 피하 주입은 초기에 낮은 밀도 지단백 (LDL) 수용체에보고 – / – 마우스의 apoE 년 이후 포화 지방이 풍부한 다이어트 (3)를 공급하고, – / – 마우스는 일반 실험실 다이어트 (4)를 공급. 많은 최근의 연구는 또한 AngII가 normolipidemic 마우스 5-7 AAAS을 유도 것을 증명하고있다. 주입 AngII의 접근 방식은 AAAS을 유도하고이 모델은 인간의 AAAS에서 관찰 된 많은 기능을 되풀이되었습니다 때문에 분자 메커니즘뿐만 아니라 (예 : 5-15) 잠재적 인 치료 전략의 개발을 탐험하기 위해 적용되었습니다. 예를 들어, 흡연, 노화, 남성 성 인간 AAAS의 위험 요소는 마우스 (16, 17)에 AngII 유도 AAAS을 증가. 인간의 AAAS와 고 콜레스테롤 혈증의 협회는 설명이 필요합니다. 그러나, 보유 될일관된 엉 콜레스테롤 혈증 쥐 18 AAAS을 AngII가 유도 증대있다. 쥐 AngII 유도 AAAS의 병리는 매우 이질적인하고 깊은 식세포 침투, 콜라겐 저하, 혈전 형성과 해상도, 신생 혈관 19-21 특징이다. 인간의 AAAS의 가장 일반적인 infrarenal 대동맥 위치는 대조적으로, 생쥐에서 AAAS는 부신 대동맥 지역에서 발생 AngII은 유도. AngII 유도 AAAS의 또 다른 유비쿼터스 기능은 전층 혈전증으로 이어지는, 전층 중간 휴식 시간입니다. 그것은 인간의 AAAS의 병리학 적 개발이 독점적으로 인해 초기 단계에서 동맥류 조직의 부족으로 연구되지 않았기 때문에 전층 엘라스틴 파열 인간에 발생하는지 불분명하다.
쥐에 AngII 주입은 주로 가장 일반적인 영역은 인간 TAAS입니다 상행 대동맥으로 제한됩니다 흉부 대동맥 지역의 깊은 확장에 이르게 <s> 19,22-26입니다. AngII 유도 AAAS 마찬가지로, TAAS는 인간 TAAS (25)의 많은 기능을 요점을 되풀이 AngII 주입하는 동안 유도. 그러나 AngII 유도 AAAS 달리 AngII 유도 TAAS는 고 콜레스테롤 혈증과 연관되지 않으며, 성별 차이가 없다.
마우스에 피하 AngII 주입의 전반적인 목표는 병리학 적 특징과 AAAS 및 TAAS의 분자 메커니즘을 연구하는 것입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
AngII 피하을 제공 삼투 펌프는 쥐에서 대 동맥류를 유발하는 일상적인 방법입니다. 많은 실험실에서 데이터를 기반으로,이 AAAS 3,4와 마우스에 TAAS 22-26 모두를 연구하는 신뢰성과 재현성 방법이다 일관된 연구 결과가 있었다. 따라서,이 마우스 모델은 인간의 대동맥 동맥류의 몇 가지 기능이 되풀이되었습니다 이러한 파괴적인 질병에 기계적인 통찰력을 제공하는 모델로 간주됩니다.
노화는 인간 AAAS 위험 인자 인 반면, 체계적 생쥐 AngII 유도 AAAS 대한 연구되지 않았다. 48 주 4,5,7 – 그러나, 빈도와 AngII 유도 AAAS의 심각도는 8 세의 나이에 쥐 비슷 나타납니다. TAA 형성에 명백한 연령에 따른 차이를 보이지 않았다 (24) 주 22 ~ 26, – 현재, 8 세의 나이에 쥐 AngII 유도 TAAS를보고 몇 연구가있다.
여성 마우스는 AngII 4,28 주입 수컷 마우스에 비해 AAAS의 훨씬 낮은 발병률을 가지고있다. 그것은 AngII 유도 AAAS의 빈도는 각각 30 % 이하 대비 50 % 이상이다 normo-cholesterolemic 마우스, 하이퍼보다 훨씬 높다는 것을 주목할 가치가있다. AngII 주입하는 동안 모두 normo- 및 콜레스테롤 혈증 쥐 – (30 % 약 10) 또한, 대동맥 파열이 자주있다. 1000 NG / kg의 속도로 AngII의 주입 / 분은 LDL 수용체와 같은 콜레스테롤 혈증 마우스로 – / – 마우스는 서양 다이어트 또는 아포 지단백 (의 apoE)를 공급 – / – 마우스는 정상 또는 서양 음식을 공급, AAA에 최대 효과가있다 개발 3,4,29. 이 주입 속도는 혈증 마우스에서 관심 유전자를 조작이 AAAS을 감소 할 것으로 예상되는 연구에 최적이다. 콜레스테롤 혈증 마우스의 조작이 AAAS을 확대 할 것으로 예상되는 경우, 500 NG / ㎏ / 분 또는 30 이하의 속도로 AngII을 주입하는 것이 좋습니다. AAAS 대조적으로, 더 데모가 없다남성 성 또는 고 콜레스테롤 혈증과 AngII 유도 TAAS (25) 사이의 nstrated 협회. 관심의 유전자 조작이 TAAS을 확대 할 것으로 예상된다 경우, 유사 AAAS에, 우리는 AngII 주입 1,000 NG / ㎏ / 분보다 낮은 주입 속도를 권장합니다.
그것은 AngII 유도 동맥류의 빈도와 심각도 개별 생쥐들과 연구 사이에 차이가 아는 것도 중요하다. 쥐 대동맥 동맥류를 개발하지 않는 경우, 하나의 잠재적 인 가능성이 AngII가 성공적으로 마우스에 전달되지 수도 있다는 것입니다. AngII의 높은 주입 속도의 검증을 위해, 예컨대 1,000 NG / kg / 분, 혈압 측정은 비 침습적 꼬리 – 커프 방법 (31)을 사용하기에 앞서 및 AngII 주입 동안에 권장된다. 1,000 NG / kg의 속도로 주입 AngII / 분 마우스에서 수축기 혈압을 증가시킨다. 또한, 혈장 레닌 농도는 AngII는 R에 부정적인 의견을 가지고 있기 때문에 AngII 주입 중 또는 종료에 측정 할 수있다enin 분비. 따라서, AngII 주입 혈장 레닌 농도의 감소로 이어집니다. AngII 주입 마우스는 명백한 대동맥 병변, 혈압의 증가없이, 플라즈마 레닌 집중력을 저하가없는 경우에는 AngII가 이식 된 삼투압 미니 펌프를 통하여 효율적으로 전달되지 않았 음을 나타낼 것이다. 우리는이 연구에서이 마우스를 제거 추천 할 것입니다. 그것은 몇 가지 마우스가 증가 수축기 혈압에도 불구하고 대 동맥류를 개발하고 혈장 레닌 농도를 감소하지 않도록주의하는 것이 중요하다. 이 마우스는 연구에 남아 있어야한다.
요약하면, AngII 주입은 마우스에서 대 동맥류를 유도하는 삼투 펌프를 이용하여 피하 주입에 의해 달성된다. 이 방법은 AAAS과 TAAS 모두를 연구하는 데 사용되는 지정된 기간에 대한 정의 속도로 지속적으로 AngII을 제공합니다.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
Materials
| 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 |
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