Wir erkennen die Arbeit von Dr. Adlah Sukkar, MD bei der Unterstützung mit dem Gießen der Lunge. Diese Arbeit wurde von NHLBI, HL088005 finanziert.

Alle Protokolle an Ratten durchgeführt wurden von der Johns Hopkins University Animal Care und Use Committee und im Einklang mit NIH-Richtlinien zugelassen. Wenn möglich, sollte das Tier chirurgisch präpariert in einem Bereich getrennt von dem chirurgischen Gebiet zu Kontamination des chirurgischen Stelle zu minimieren. Ein. Anästhesie / Schmerztherapie <ol><li> Ort Ratte (Sprague Dawley männlichen Ratten, 125-150 g; Harlan, Indianapolis, IN) in einer Ansaugkammer mit 3% Isofluran infundiert. </li><li> Zeigen narkotisierten Ratte über Chirurgie Bord an Bugspitze und Ventilator mit 3% Isofluran Narkose. Verwenden Sie sterile Technik für alle Verfahren. Hängen Ratte sterile OP-Feld zu gewährleisten. </li></ol> 2. Intubation <ol><li> Immobilisieren Anhängsel in Rückenlage mit chirurgischen Band. </li><li> Entfernen Ratte aus Nasenkonus, erweitern Zunge mit gepolsterten Zange. </li><li> Verwenden Sie 14 gauge intracath mit abgestumpften Metall Stilett als Guide. Schieben hinter denNgue in Luftröhre. </li><li> Entfernen Metall Stilett verlassen weißem Kunststoff intracath in der Luftröhre. Sicherstellen, dass die Ratte atmet und die Luft wird durch das Rohr fließt. </li><li> Ersetzen Nasenkonus mit direktem Adapter Katheters verbinden Ratte zu Beatmungsgerät (90 Atemzüge / min; 8 ml / kg Atemzugvolumen; Nager Ventilator Modell 683, Harvard Apparatus, Holliston, Massachusetts). </li><li> Bewerben Puralube (Butler Schein, Dublin, OH) Veterinär-Salbe auf die Augen. </li></ol> 3. Thorakotomie <ol><li> Ort rat rechten Seite nach unten, immobilisieren Anhängsel mit chirurgischen Band. </li><li> Shave linken Brustkorb-Bereich. </li><li> Entfernen Sie überschüssiges Fell mit kleinen Vakuum. </li><li> Machen sterilen Bereich durch Abwischen mit Alkohol durch Povidon-Jod swabstick (Dynarex Corporation, Orangebur, NY) gefolgt. Wiederholen Sie diesen Vorgang zwei weitere Male (für insgesamt drei Peelings). </li><li> Machen Querinzision mit steriler Präparierscheren oder sterilen Skalpell in der Mitte des Feldes. </li><li> Blunt sezieren durch layers von Gewebe und Fett auf Rippen (letzte Schicht ist dünn Membran, die Rippen). </li><li> Graf Rippen 3 rd Interkostalraum bestimmen. </li><li> Mit einer sterilen 45 ° Graefe Pinzette machen stumpfen Schnitt zwischen 3. und 4 th Rippe. </li><li> Legen Sie Rippe Separatoren, ziehen Sie vorsichtig die Schaffung offener Hohlraum mit voller Visualisierung von Lunge, statt Klebeband auf Nähte offen zu halten. </li></ol> 4. Left Pulmonary Artery Ligation <ol><li> Mit 90 ° Graefe Pinzette bewegen linken Lunge wieder mit der rechten Hand. </li><li> Mit Dumont Muster # 5 gerade Pinzette greifen linken Lungenarterie und Atemwege mit der linken Hand. Linken Lungenarterie wird auf der Oberseite der Atemwege verlegen. Stellen Sie sicher, dass Pinzette direkt senkrecht auf den Tisch. Zusätzlich ist es am effektivsten, holen die linken Lungenarterie / linken Hauptbronchus am meisten distalen Position (am nächsten an Parenchym). Drücken Sie die Belüftung der linken Lunge beiseite mit dieser linken Hand manövrieren. </li><li> Verwenden DumontMuster Nr. 5 45 ° gebogenen Pinzette, um den linken Lungenarterie von den linken Hauptbronchus an ihrer natürlichen Grenzen trennen. Diese Trennlinie wird dünn und weiß zwischen den beiden einzelnen Strukturen. </li><li> Trennen Sie direkt unter Arterie ohne Umweg über das Schiff, sanft gleiten die Pinzettenspitzen zusammengehalten entlang der Trennung. </li><li> Weiter, bis die Spitzen der Pinzette sichtlich der linken Lungenarterie und die linke Hauptbronchus getrennt haben. Nur ein kleiner Punkt der Spitze muss vollständig durch sein. Wenn Blut auf der Spitze der Zange visualisiert werden, dann ist es nicht vollständig durch und Ligation nicht versucht werden. Sobald durch den Raum, wird die linke Pulmonalarterie auf der Kurve der Zange zu legen. In dieser Stellung halten. </li><li> Lösen Sie vorsichtig gerade stumpfen Pinzette Griff (links) und greifen Stück von einem Pre-Cut Naht (~ 2-3 Zoll, Polypropylen Nahtgröße 6-0; Myco Medical, Cary, NC). </li><li> Öffnen gebogenen Pinzette wiegte linken Lungenarterie und grab Naht. Ziehen Nahtmaterial durch den Raum zwischen der linken Lungenarterie und linken Hauptbronchus in einer Aufwärtsbewegung relativ zu der Kurve der Zange. </li><li> Binden Sie Verschließen der linken Lunge mit einem quadratischen Knoten, sorgfältig snip Rest des Fadens. </li><li> Schließen Rippen mit stumpfen Pinzette Rippe und Faden zweimal zu halten mit Polypropylen (blau Monofilament) Größe 4-0 an einem 19 mm, 3/8 Kreis umgekehrter Schneiden Nadel (Myco Medical, Cary, NC) in einer Gefäßklemme, man aufpassen, nicht Naht der Haut (nur Rippen). </li><li> Füllen Sie eine lockere Kreuzknoten, blasen die Lunge, am positiven endexspiratorischen Druck (PEEP; 2-5 cmH 2 O), hyperinflate Lungenkrebs dann sicher Knoten fest und eine weitere volle Knoten vor Schnippeln Rest des Fadens. Entfernen PEEP und visualisieren für 30 Sek., um sicherzustellen, dass die Lunge nicht zusammenfällt. Bewerben 5 Tropfen Bupivacain (APP Pharmaceuticals, Schaumbur, IL). </li><li> Schließen Haut, indem Gewebekleber auf Wunde und drücken Haut zusammen mit Back end Wattestäbchen. Geben Bupivacain (2,0 mg / kg subkutan) an der Stelle des Einschnitts anschließend alle 8 Stunden für 24 Stunden oder bis das Tier wieder in den normalen Aktivität. Da die subkutane Schicht in diesem Bereich sehr dünn ist, ist es nicht einfach auf eigenen vernähen. Wenn der Gewebekleber aufgetragen wird und die Haut wird zusammen schob es schließt auch die subkutane Schicht. </li><li> Schalten Sie Isofluran-Gas, aber weiterhin die Ratte für 1-2 min bei Raumluft bis freiwillige Bewegung kehrt zu lüften. Trennen Sie das Trachealtubus vom Beatmungsgerät und sicherzustellen, dass die Ratte spontan atmenden bevor Sie sie entfernen. </li><li> Wischen Sie Puralube von Augen mit Wattestäbchen und Monitor-Bewegung und Erholung. Inject Buprenorphinhydrochlorid (0,05 mg / kg intraperitoneal, Butler Schein, Dublin OH). Weiter Lieferung analgetische alle 12 Stunden für 48 Stunden nach der Operation. </li></ol> 5. Linke Halsschlagader Kanülierung Um die Größe der bronchialen perfus beurteilenIonen des ischämischen linken Lungenflügel an gewünschten Zeitpunkten nach linken Lungenarterie Ligation injizieren markierten Mikrokügelchen durch die linke Arteria Carotis in den Aortenbogen. Bereiten Ratten wie oben 1-2. <ol><li> Cut Mittellinie entlang Hals, stumpf sezieren Luftröhre und linke Halsschlagader (Mikrosphären an der Injektionsstelle) offenbaren. </li><li> Legen Katheter mit heparinisierter Kochsalzlösung, stumpfen Spitze PE20-Schlauch (Becton Dickinson, Sparks MD) in den Behälter verbunden zu 25 g Nadel, 4-Wege-Hahn, 1 ml Spritze gefüllt. </li><li> Ort Flasche Mikrokugeln (15 um hochrot Polystyrol fluoreszierenden Mikrokugeln, 1 x 10 6 Kügelchen / ml; Invitrogen, Eugene, OR) in Wasser Sonicator während 30 sek. </li><li> Entfernen Flasche, Wirbel und erarbeiten 0,5 ml (500.000 Mikrosphären) in eine 1 ml Hamilton Glasspritze (Hamilton Company, Reno, NV) durch eine 20 g Nadel. </li><li> Bringen Hamilton Spritze 4-Wege-Hahn und ziehen Mikrosphären mit Spritzenpumpe (Rate: 500 ul / min; Genie Plus, Kent Scientific, Torringtauf, CT). </li><li> Entfernen Hamilton-Spritze und Spülvorrichtung mit 1 ml Kochsalzlösung heparized bei 500 pl / min. </li><li> Führen voller Brust Thorakotomie und exsanguinate die Ratte durch Abtrennen der unteren Hohlvene. </li><li> Entfernen Sie die linke Lunge und anderen Geweben von Interesse. </li><li> Um Mikrosphären aus Gewebe extrahiert, nehmen die gesamte linke Lunge der Ratte nach Ausbluten und es in 2 M KOH (4-6 ml). In einem 55 ° C Wasserbad und lassen Sie über Nacht für Tissue Verdauung. Fügen Tween 80 (0,25%), um die Perlen zu waschen, Vortex (10 sec) und Zentrifuge (2.000 UpM, 20 ° C für 10 min). Entfernen Sie den Überstand, fügen 2-Ethoxyethylacetat (1 ml), Vortex und lassen Sie stehen für 1 Stunde. Vortex die Suspension und dann zentrifugiert (2000 rpm; (20 ° C für 10 min) Entfernen Sie die 2-Ethoxyethylacetat wässrige Schicht, die die Fluoreszenz in einer Küvette und messen unter Verwendung eines Hitachi F-2500 Fluoreszenz-Spektralphotometer (Anregung 612/emission 618. ; Digilab, Holliston, MA). </li></ol>

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R., Boustany, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Airway+vascular+reactivity+and+vascularisation+in+human+chronic+airway+disease.">Airway vascular reactivity and vascularisation in human chronic airway disease.</a> Pulm. Pharmacol. Ther. 22, 417-425 (2009).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Linken Lungenarterie Ligation in allen untersuchten Spezies führt zu robusten systemische Neovaskularisation des ischämischen Lunge. Wir haben die Details des chirurgischen Ansatz in einem Ratten-Modell dargestellt. Unsere Ergebnisse durch vaskuläre Gießen, Histopathologie produziert und in vivo-Markierung zeigen, dass Bronchialarterien proliferieren und die Lungenparenchym perfundieren. Somit können die Mechanismen der bronchialen Angiogenese in einem Tiermodell, das den menschlichen Zustand chronischer p...

Systemische Angiogenese in der Lunge ist gut erkannt. Bei Krankheitszuständen wie Asthma 2, interstitielle Lungenfibrose 3, Krebs 4 und chronischer pulmonaler Thromboembolie 5, die systemische Gefäßsystem in und rund um die Lunge proliferiert und dringt Lungenparenchym. Allerdings sind Tiermodelle diese differentielle Aktivierung der systemischen anstatt den Lungenkreislauf zu studieren wenige. Vielleicht ist die am besten reproduzierbare Modell systemische Neovaskularisierung in der Lunge des erwachsenen Säuger, was auftritt, nachdem Induzieren chronischer Ischämie Lungenarterie. Die Reaktion auf linken Lungenarterie Obstruktion beim Menschen 5-7, Hunde 8, 9 ist Schweinen, Schafen 10, 11 Meerschweinchen, Ratten 1, 12, 13, 14 und Mäusen die rasche Vermehrung der Arterie bronchiale sowie interkostalen Arterien. Die Mechanismen, die für die systemische neovascularisierung der Lunge nach pulmonalen Ischämie sind weitgehend unbekannt und wurden nicht umfassend untersucht. Der zeitliche Verlauf der bronchialen Angiogenese in der Ratte nach der linken Lungenarterie Obstruktion wurde sorgfältig in der Arbeit von histologischen Weibel 1 beschrieben. Erweiterung dieser Arbeit in der Ratte hat sich unser Labor auf beiden Wachstumsfaktoren wichtig in diesem Prozess sowie die physiologischen Ergebnis dieser Neovaskulatur in der Lunge konzentriert. Die Ergebnisse zeigen die CXC-Chemokin CINC-3 früh nach Ischämie und Behandlung von Ratten mit einem neutralisierenden Antikörper gegen CXCR2 erhöht ist, dämpft der Rezeptor für CINC-3, Angiogenese 13. Die neu eingerichtete bronchiale Vaskulatur 14 Tage nach dem Einsetzen der pulmonalen Ischämie wurde gezeigt, dass abnormale Protein mit erheblich erhöhter Permeabilität 15. Linken Lungenfunktion nicht normal war showing verringerte Diffusionskapazität und eine Abnahme Lungenvolumen 15. Obwohl die Neovaskulatur können contributed zum Erhalt von Lungengewebe bei chronischer pulmonaler Ischämie, erscheint es nicht normal zu sein und kann auf eine anhaltende Abnahme der Lungenfunktion bei. Vielleicht ist einer der merkwürdigsten Aspekte dieses Modells bezieht sich auf die räumliche Verteilung der proliferierenden Blutgefäße. Trotz der Freisetzung von Wachstumsfaktoren im Lungenparenchym durch Ischämie stammt das Neovaskulatur in relativ großen stromaufwärts Bronchialarterien. Die normale bronchiale Arterie entsteht so einem kleinen Zweig aus der Aorta und dringt in die Atemwege Baum am carina. So der Mechanismus, durch den Wachstumsfaktoren induzieren die Anfangsphase der Arteriogenese ist nicht klar. Wir schlagen vor, dass die Ratte mit einem Gefäßanatomie ähnlich wie beim Menschen, bietet eine einzigartige Gelegenheit, um die Mechanismen, die für die systemische Angiogenese während pulmonalen Ischämie zu studieren. Obwohl komplette Obstruktion der linken Lungenarterie ist ein seltenes Ereignis in der menschlichen Subjekte,erhöhte bronchiale Vaskularität scheint ähnlich bei Patienten induziert werden unabhängig von der Lage und Größe der Lungenarterie Behinderung 16. Somit stellen wir eine detaillierte Beschreibung der chirurgischen Ansatz zur linken Lungenarterie bei Ratten und ein Mittel, um die Größe der Angiogenese quantifizieren ligieren.

<table border="1"><tbody><tr><td> Reagenzien: </td><td> Firma </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Buprenorphinhydrochlorid, Puralube </td><td> Butler Schein </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Bupivacain </td><td> APP Pharmaceuticals </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Povidon-Iod swabstick </td><td> Dynarex Konzern </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Polypropylen Nahtgröße 6-0, 3/8 Kreis schneidender Nadelkörper </td><td> Myco Medical </td><td></td><td></td></tr><tr><td> PE20 Schlauch </td><td> Becton Dickinson </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 15 um Crimson Polystyrol Fluorospheres </td><td> Invitrogen </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 1 ml Hamilton Glasspritze </td><td> Hamilton Company </td><td> &lt;/ Td&gt; <td></td></tr><tr><td> Ausstattung: </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Genie Plus-Spritzenpumpe </td><td> Kent Scientific </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Fluoreszenz-Spektralphotometer </td><td> Digilab </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Rodent Ventilator Modell 683 </td><td> Harvard Apparatus </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Tabelle 1. Tabelle spezifische Reagenzien und Ausrüstung. </td></tr></tbody></table>

angiogenesis in the ischemic rat lung

Das adulte Lunge wird sowohl durch die systemischen Arterie bronchiale und der gesamten venösen Rückstrom Durchströmen der Lungenarterien perfundiert. In den meisten Lunge Pathologien, ist es umso kleiner systemische Gefäßsystem, die einen Bedarf an verbesserten Lungenperfusion reagiert und zeigt robuste Neovaskularisation. Pulmonalen vaskulären Ischämie durch Lungenarterie Obstruktion induziert wurde gezeigt, dass im schnellen systemischen arteriellen Angiogenese im Menschen sowie in mehreren Tiermodellen führen. Obwohl die histologische Beurteilung des zeitlichen Verlaufs der bronchialen Arterie Proliferation in Ratten wurde sorgfältig von Weibel 1 beschrieben, sind Mechanismen, die für diese organisierte Wachstum neuer Gefäße nicht klar. Wir bieten chirurgische Details zu induzieren linken Lungenarterie Ischämie bei der Ratte, die bronchiale Neovaskularisation führt. Quantifizierung des Ausmaßes der Angiogenese stellt eine zusätzliche Herausforderung aufgrund der Anwesenheit der zwei Gefäßbetten innerhalb der Lunge. Methodenum funktionelle Angiogenese von markierten Mikrokügelchen Injektionen zu bestimmen sind.

Vaskuläre Druckguss: Ergebnisse der Wirkungen der linken Lungenarterie Ischämie in der Ratte sind in Abbildung 1 dargestellt. Dargestellt ist ein Methacrylat Besetzung der Bronchien Gefäßsystem und das umfangreiche Vaskularität des linken Atemwege Baum 28 Tage nach lpal. Um dieses gegossenen erhalten, wurde die systemische Gefäßsystem mit einer Methacrylat-Gemisch (rot) injiziert, retrograd in der absteigenden Aorta und die Trachea kanüliert wurde injiziert und mit einem weißen Silizium basiere...

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Angiogenesis in the Ischemic Rat Lung

Die Lunge wird sowohl durch die systemische bronchiale Arterie und Lungenarterien perfundiert. In den meisten Lunge Pathologien, ist es umso kleiner systemische Gefäßsystem, die robust Neovaskularisierung zeigt. Einstellung der pulmonalen Blutfluss fördert regen bronchiale Angiogenese. Wir bieten chirurgische Details zu induzieren linken Lungenarterie Ischämie, die bronchiale Neovaskularisation fördert.

Angiogenese im ischämischen Rat Lung

The  adult lung is perfused by both the systemic bronchial artery and the entire  venous return flowing through the pulmonary arteries. In most lung ...

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15.5K Aufrufe.  Johns Hopkins University. Die Lunge wird sowohl durch die systemische bronchiale Arterie und Lungenarterien perfundiert. In den meisten Lunge Pathologien, ist es umso kleiner systemische Gefäßsystem, die robust Neovaskularisierung zeigt. Einstellung der pulmonalen Blutfluss fördert regen bronchiale Angiogenese. Wir bieten chirurgische Details zu induzieren linken Lungenarterie Ischämie, die bronchiale Neovaskularisation fördert.

Serie: Angiogenesis in the Ischemic Rat Lung

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

Multimodale Bildgebung von Angiogenese in einem Nude Rattenmodell der Brustkrebs Knochenmetastasen mittels Magnetresonanztomographie, volumetrische Computertomographie und Ultraschall

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Forschung

Medizin

Retinal Detachment Model in Rodents by Subretinal Injection of Sodium Hyaluronate

Subretinal injection of sodium hyaluronate is a widely accepted method of inducing retinal detachment (RD). However, the height and duration of RD or the occurrence of subretinal hemorrhage can affect photoreceptor cell death in the detached retina. Hence, it is advantageous to create reproducible RDs without subretinal hemorrhage for evaluating photoreceptor cell death. We modified a previously reported method to create bullous and persistent RDs in a reproducible location with rare occurrence of subretinal hemorrhage. The critical step of this modified method is the creation of a self-sealing scleral incision, which can prevent leakage of sodium hyaluronate after injection into the subretinal space. To make the self-sealing scleral incision, a scleral tunnel is created, followed by scleral penetration into the choroid with a 30 G needle. Although choroidal hemorrhage may occur during this step, astriction with a surgical spear reduces the rate of choroidal hemorrhage. This method allows a more reproducible and reliable model of photoreceptor death in diseases that involve RD such as rhegmatogenous RD, retinopathy of prematurity, diabetic retinopathy, central serous chorioretinopathy, and age-related macular degeneration (AMD).

Creating experimental retinal detachments with a reproducible and sustained height of detachment, and without subretinal hemorrhage, is important for studying the pathophysiology of photoreceptor cell loss in retinal disease and evaluating potential therapeutic interventions. Here, we report such a method in detail.

Modell Netzhautablösung in Nagetiere durch subretinale Injektion von Natriumhyaluronat

Subretinal injection of sodium hyaluronate is a widely accepted method of inducing retinal detachment (RD). However, the height and duration of RD or the ...

Implantation of Fibrin Gel on Mouse Lung to Study Lung-specific Angiogenesis

Recent significant advances in stem cell research and bioengineering techniques have made great progress in utilizing biomaterials to regenerate and repair damage in simple tissues in the orthopedic and periodontal fields. However, attempts to regenerate the structures and functions of more complex three-dimensional (3D) organs such as lungs have not been very successful because the biological processes of organ regeneration have not been well explored. It is becoming clear that angiogenesis, the formation of new blood vessels, plays key roles in organ regeneration. Newly formed vasculatures not only deliver oxygen, nutrients and various cell components that are required for organ regeneration but also provide instructive signals to the regenerating local tissues. Therefore, to successfully regenerate lungs in an adult, it is necessary to recapitulate the lung-specific microenvironments in which angiogenesis drives regeneration of local lung tissues. Although conventional in vivo angiogenesis assays, such as subcutaneous implantation of extracellular matrix (ECM)-rich hydrogels (e.g., fibrin or collagen gels or Matrigel - ECM protein mixture secreted by Engelbreth-Holm-Swarm mouse sarcoma cells), are extensively utilized to explore the general mechanisms of angiogenesis, lung-specific angiogenesis has not been well characterized because methods for orthotopic implantation of biomaterials in the lung have not been well established. The goal of this protocol is to introduce a unique method to implant fibrin gel on the lung surface of living adult mouse, allowing for the successful recapitulation of host lung-derived angiogenesis inside the gel. This approach enables researchers to explore the mechanisms by which the lung-specific microenvironment controls angiogenesis and alveolar regeneration in both normal and pathological conditions. Since implanted biomaterials release and supply physical and chemical signals to adjacent lung tissues, implantation of these biomaterials on diseased lung can potentially normalize the adjacent diseased tissues, enabling researchers to develop new therapeutic approaches for various types of lung diseases.

Recapitulation of the organ-specific microenvironment, which stimulates local angiogenesis, is indispensable for successful regeneration of damaged tissues. This report demonstrates a novel method to implant fibrin gels on the lung surface of living mouse in order to explore how the lung-specific microenvironment modulates angiogenesis and alveolar regeneration in adult mouse.

Die Implantation von Fibrin Gel auf Maus Lung Lung spezifischen Angiogenese Studieren

Recent significant advances in stem cell research and bioengineering techniques have made great progress in utilizing biomaterials to regenerate and ...

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed lung transplantation in humans to become more readily available by enabling the ability to assess organs and expand the donor pool. As this technology expands and improves, the ability to potentially evaluate and improve the quality of substandard lungs prior to transplant is a critical need. In order to more rigorously evaluate these approaches, a reproducible animal model needs to be established that would allow for testing of improved techniques and management of the donated lungs as well as to the lung-transplant recipient. In addition, an EVLP animal model of associated pathologies, e.g., ventilation induced lung injury (VILI), would provide a novel method to evaluate treatments for these pathologies. Here, we describe the development of a rat EVLP lung program and refinements to this method that allow for a reproducible model for future expansion. We also describe the application of this EVLP system to model VILI in rat lungs. The goal is to provide the research community with key information and &#8220;pearls of wisdom&#8221;/techniques that arose from trial and error and are critical to establishing an EVLP system that is robust and reproducible.

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed lung transplantation in humans to become more readily available by enabling the ability to assess organs and expand the donor pool. Here, we describe the development of a rat EVLP program and refinements that allow for a reproducible model for future expansion.

Methode Isolated<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lung Perfusion in einem Rattenmodell: Lehren aus Entwicklung einer Ratte EVLP Programm gelernt

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed ...

Rat Model of Photochemically-Induced Posterior Ischemic Optic Neuropathy

Posterior Ischemic optic neuropathy (PION) is a sight-devastating disease in clinical practice. However, its pathogenesis and natural history have&#160;remained poorly understood. Recently, we developed a reliable, reproducible animal model of PION and tested the treatment effect of some neurotrophic factors in this model1. The purpose of this video is to demonstrate our photochemically induced model of posterior ischemic optic neuropathy, and to evaluate its effects with retrograde labeling of retinal ganglion cells. Following surgical exposure of the posterior optic nerve, a photosensitizing dye, erythrosin B, is intravenously injected and a laser beam is focused onto the optic nerve surface. Photochemical interaction of erythrosin B and the laser during irradiation damages the vascular endothelium, prompting microvascular occlusion mediated by platelet thrombosis and edematous compression. The resulting ischemic injury yields a gradual but pronounced retinal ganglion cell dieback, owing to a loss of axonal input - a remote, injury-induced and clinically relevant outcome. Thus, this model provides a novel platform to study the pathophysiologic course of PION,&#160;and can be further optimized for testing therapeutic approaches for optic neuropathies as well as other CNS ischemic diseases.

The goal of this protocol is to photochemically induce ischemic injury to the posterior optic nerve in rat. This model is critical to studies of the pathophysiology of posterior ischemic optic neuropathy, and therapeutic approaches for this and other optic neuropathies, as well as of other CNS ischemic diseases.

Rattenmodell der photochemisch-induzierte Posterior ischämische Optikusneuropathie

Posterior Ischemic optic neuropathy (PION) is a sight-devastating disease in clinical practice. However, its pathogenesis and natural history ...

Rat Heterotopic Abdominal Heart/Single-lung Transplantation in a Volume-loaded Configuration

Herein, we describe a novel technique for heterotopic abdominal heart-lung transplantation (HAHLT) in rats. The configuration of the transplant graft involves anastomosis of donor inferior vena cava (IVC) to recipient IVC, and donor ascending aorta (Ao) to recipient abdominal Ao. The right upper and middle lung lobes are preserved and function as conduits for blood flow from right heart to left heart.
There are several advantages to using this technique, and it lends itself to a broad range of applications. Because the graft is transplanted in a configuration that allows for dyamic volume-loading, cardiac function may be directly assessed in vivo. The use of pressure-volume conductance catheters permits characterization of load-dependent and load-independent hemodynamic parameters. The graft may be converted to a loaded configuration by applying a clamp to the recipient&#8217;s infra-hepatic IVC. We describe modified surgical techniques for both donor and recipient operations, and an ideal myocardial protection strategy. Depending on the experimental aim, this model may be adapted for use in both acute and chronic studies of graft function, immunologic status, and variable ventricular loading conditions. The conducting airways to the transplanted lung are preserved, and allow for acute lung re-ventilation. This facilitates analysis of the effects of the mixed venous and arterial blood providing coronary perfusion to the graft.
A limitation of this model is its technical complexity. There is a significant learning curve for new operators, who should ideally be mentored in the technique. A surgical training background is advantageous for those wishing to apply this model. Despite its complexity, we aim to present the model in a clear and easily applicable format. Because of the physiologic similarity of this model to orthotopic transplantation, and its broad range of study applications, the effort invested in learning the technique is likely to be worthwhile.

We describe a novel technique for heterotopic abdominal heart-lung transplantation (HAHLT) in rats. The transplant configuration results in a partially loaded graft circulation, allowing direct functional assessment. This model may be employed for acute or chronic studies of function and immunologic status of the transplanted graft.

Rat Heterotope Abdominal Herz / Einzel-Lungen-Transplantation in einer Volume-Konfiguration geladen

Herein, we describe a novel technique for heterotopic abdominal heart-lung transplantation (HAHLT) in rats. The configuration of the transplant graft ...

Demonstration of the Rat Ischemic Skin Wound Model

The propensity for chronic wounds in humans increases with ageing, disease conditions such as diabetes and impaired cardiovascular function, and unrelieved pressure due to immobility. Animal models have been developed that attempt to mimic these conditions for the purpose of furthering our understanding of the complexity of chronic wounds. The model described herein is a rat ischemic skin flap model that permits a prolonged reduction of blood flow resulting in wounds that become ischemic and resemble a chronic wound phenotype (reduced vascularization, increased inflammation and delayed wound closure). It consists of a bipedicled dorsal flap with 2 ischemic wounds placed centrally and 2 non-ischemic wounds lateral to the flap as controls. A novel addition to this ischemic skin flap model is the placement of a silicone sheet beneath the flap that functions as a barrier and a splint to prevent revascularization and reduce contraction as the wounds heal. Despite the debate of using rats for wound healing studies due to their quite distinct anatomic and physiologic differences compared to humans (i.e., the presence of a panniculus carnosus muscle, short life-span, increased number of hair follicles, and their ability to heal infected wounds) the modifications employed in this model make it a valuable alternative to previously developed ischemic skin flap models.

The rat, due to its size, availability, and rather docile behavior, has been utilized as a research model for many years. The goal of this protocol is to utilize the rat as an ischemic skin wound healing model to provide valuable insight into the pathophysiology of chronic wounds.

Demonstration der Ratte ischämische Hautwunde Modell

The propensity for chronic wounds in humans increases with ageing, disease conditions such as diabetes and impaired cardiovascular function, and ...

In Vitro Model of Coronary Angiogenesis

Here, we describe an in vitro culture assay to study coronary angiogenesis. Coronary vessels feed the heart muscle and are of clinical importance. Defects in these vessels represent severe health risks such as in atherosclerosis, which can lead to myocardial infarctions and heart failures in patients. Consequently, coronary artery disease is one of the leading causes of death worldwide. Despite its clinical importance, relatively little progress has been made on how to regenerate damaged coronary arteries. Nevertheless, recent progress has been made in understanding the cellular origin and differentiation pathways of coronary vessel development. The advent of tools and technologies that allow researchers to fluorescently label progenitor cells, follow their fate, and visualize progenies in vivo have been instrumental in understanding coronary vessel development. In vivo studies are valuable, but have limitations in terms of speed, accessibility, and flexibility in experimental design. Alternatively, accurate in vitro models of coronary angiogenesis can circumvent these limitations and allow researchers to interrogate important biological questions with speed and flexibility. The lack of appropriate in vitro model systems may have hindered the progress in understanding the cellular and molecular mechanisms of coronary vessel growth. Here, we describe an in vitro culture system to grow coronary vessels from the sinus venosus (SV) and endocardium (Endo), the two progenitor tissues from which many of the coronary vessels arise. We also confirmed that the cultures accurately recapitulate some of the known in vivo mechanisms. For instance, we show that the angiogenic sprouts in culture from SV downregulate COUP-TFII expression similar to what is observed in vivo. In addition, we show that VEGF-A, a well-known angiogenic factor in vivo, robustly stimulates angiogenesis from both the SV and Endo cultures. Collectively, we have devised an accurate in vitro culture model to study coronary angiogenesis.

In vitro models of coronary angiogenesis can be utilized for the discovery of the cellular and molecular mechanisms of coronary angiogenesis. In vitro explant cultures of sinus venosus and endocardium tissues show robust growth in response to VEGF-A and display a similar pattern of COUP-TFII expression as in vivo.

In Vitro Modell der koronaren Angiogenese

Here, we describe an in vitro culture assay to study coronary angiogenesis. Coronary vessels feed the heart muscle and are of clinical importance. Defects ...

A Rat Lung Transplantation Model of Warm Ischemia/Reperfusion Injury: Optimizations to Improve Outcomes

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods for choosing appropriate cuff sizes for the pulmonary vein (PV), pulmonary artery (PA), or bronchus (Br) are varied, thus making the determination of proper cuff size during rat lung transplantation an exercise of trial and error. By standardizing the cuffing technique to use the smallest effective cuff appropriate for the size of the vessel or bronchus, one can make the transplantation procedure safer, faster, and more successful. Since diameters of the PV, PA, and Br are related to the body weight of the rat, we present a strategy to choosing an appropriate size using a weight-based guide. Since lung volume is also related to body weight, we recommend that this relationship should also be considered when choosing the proper volume of air for donor lung inflation during warm ischemia as well as for the proper volume of PBS to be instilled during bronchoalveolar lavage (BAL) fluid collection. We also describe methods for 4th intercostal space dissection, wound closure, and sample collection from both the native and transplanted lobes.

Here, we present optimizations to a rat lung transplantation model that serve to improve outcomes. We provide a size guide for cuffs based on body weight, a measurement strategy to ascertain the 4th intercostal space, and methods of wound closure and BAL (bronchoalveolar lavage) fluid and tissue collection.

Ein Ratten-Lungentransplantationsmodell für warme Ischämie/Reperfusionsschäden: Optimierungen zur Verbesserung der Ergebnisse

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods ...

<meta charset="utf8"></head><body>Echtzeit-Überwachung der zellulären Dynamik bei der Lungentransplantation von Mäusen

Intravital Two-Photon Microscopy of the Transplanted Mouse Lung

Complications after lung transplantation are largely related to the host immune system responding to the graft. Such immune responses are regulated by crosstalk between donor and recipient cells. A better understanding of these processes relies on the use of preclinical animal models and is aided by an ability to study intra-graft immune cell trafficking in real-time. Intravital two-photon microscopy can be used to image tissues and organs for depths up to several hundred microns with minimal photodamage, which affords a great advantage over single-photon confocal microscopy. Selective use of transgenic mice with promoter-specific fluorescent protein expression and/or adoptive transfer of fluorescent dye-labeled cells during intravital two-photon microscopy allows for the dynamic study of single cells within their physiologic environment. Our group has developed a technique to stabilize mouse lungs, which has enabled us to image cellular dynamics in na&#239;ve lungs and orthotopically transplanted pulmonary grafts. This technique allows for detailed assessment of cellular behavior within the vasculature and in the interstitium, as well as for examination of interactions between various cell populations. This procedure can be readily learned and adapted to study immune mechanisms that regulate inflammatory and tolerogenic responses after lung transplantation. It can also be expanded to the study of other pathogenic pulmonary conditions.

<meta charset="utf8"></head><body>Autor im Rampenlicht: Weiterentwicklung der Immunologie von Lungentransplantationen durch Intravitalbildgebung

Here, we present a protocol to intravitally image the transplanted mouse left lung using two-photon microscopy. This represents a valuable tool for studying cellular dynamics and interactions in real-time following murine lung transplantation.

Intravitale Zwei-Photonen-Mikroskopie der transplantierten Mauslunge

Complications after lung transplantation are largely related to the host immune system responding to the graft. Such immune responses are regulated by ...