Este estudio fue apoyado en parte por la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), el proyecto de GZ PI 771/1-1, SFB 656 &quot;Imagen Molecular Cardiovascular&quot;, Münster, Alemania (proyectos C6, Z2, B3, y PM3), la Unión Europea Red de Excelencia &quot;de diagnóstico Imagen Molecular-DIMI &quot;(WP 11.1 y 11.2). El estudio fue financiado en parte también por la Fundación Británica del Corazón, el Reino Unido.

1. La preparación del modificador de esfuerzo cortante (puño) <ol><li> El modificador de esfuerzo cortante consta de dos mitades longitudinales de un cilindro con una luz en forma de cono. Las conchas están hechas de media polyetherketone termoplásticas producidas por un procedimiento de fundición de plástico. Los elementos de fundición se envían al mismo tiempo conectado al corredor. Por lo tanto, las conchas de la mitad tienen que ser cortada antes de su uso. Cada elenco contiene conchas medio de diferentes tamaños que van desde 150 m - 300 m (menor diámetro interior en el extremo de aguas abajo). </li><li> La preparación del manguito debe realizarse bajo un microscopio quirúrgico. </li><li> Mantenga la concha del manguito con una pinza roma y suavemente separado del molde mediante el uso de un escalpelo afilado. Este procedimiento dará lugar a la mitad de los precursores de la cáscara que tienen que ser procesados. </li><li> Coloque el precursor de media concha en una placa aun no resbalosa, fijarla con unas pinzas romas y cortar con exactitud a lo largo de la incisión preformados con el fin de remove el extremo cerrado. Esto dará lugar a la capa media del manguito listo para su uso. </li><li> Control de las conchas medio bajo el microscopio y retire con cuidado los bordes afilados restantes. La luz interior cónica es esencial para la inducción de diferentes calidades de esfuerzo cortante en el interior, aguas arriba y aguas abajo del manguito implantado. Una ranura en la superficie exterior de las conchas media perpendicular a la luz interior sirve como guía para el hilo que finalmente se pega las conchas medio para formar la banda funcional. </li><li> Almacenar los proyectiles medio puño, clasificadas según su tamaño, en el 70% de etanol. </li></ol> 2. La implantación de la banda alrededor de la arteria carótida derecha <ol><li> Ratones ApoE nocaut debe estar alrededor de 10 semanas de edad y un peso de al menos 20 gramos. Si el desarrollo de la placa debe ser investigada bajo dieta alta en colesterol, a partir de una dieta de tipo occidental 4 semanas antes de la implantación del manguito es recomendada. </li><li> El procedimiento quirúrgico completo debese realice en al menos semi-estériles condiciones: Llevar una bata quirúrgica mascarilla y gorro y guantes estériles. Esterilizar los instrumentos durante 30 segundos en un esterilizador de instrumentos de bolas y colocarlas en una lámina opaca estéril. ¡Cuidado! Instrumentos que se enfríe antes de usar! </li><li> Coloque el ratón en una cámara llena de inducción de la anestesia con isoflurano con un 3% hasta que esté completamente anestesiado. Comprobar la profundidad de la anestesia con la respuesta a una pizca dedo del pie. Por otra parte, la anestesia puede ser realizada con intraperitoneal (ip) inyección de ketamina (80 mg / kg) y xilazina (10 mg / kg) o anestésicos alternativo aprobado por el IACUC. Para la inyección ip, mantenga pulsado el ratón en posición supina y se inyecta el anestésico en el cuadrante inferior izquierdo del abdomen. </li><li> Sitúa el ratón sobre una placa quirúrgica climatizada, en posición supina. Con el fin de evitar que los ojos de falta de agua los humedezca con colirio (por ejemplo, Bepanthen loción para los ojos y la nariz). Corre la delantera y traseras-las patas y la cinta hacia abajo a la placa. Si se realiza la anestesia con isoflurano, el flujo de gas narcótico (2% isoflurano) tiene que ser proporcionada a través de una máscara de roedores pequeños. </li><li> Eliminar el vello entre la mandíbula y el esternón por la aplicación de cualquiera de los agentes depilatorios (por ejemplo, Pilca Med) o mediante el uso de una multa máquina de afeitar eléctrica (por ejemplo, Wella Contura). De afeitar se debe realizar con precaución para evitar irritar la piel. Si se utiliza un agente depilatorio, darle 1-2 minutos para penetrar en el pelo, a partir de entonces, frote suavemente hasta que todo el pelo y el agente depilatorio es eliminado. </li><li> Han preparado previamente preparado mitades del manguito de diferentes tamaños (dos de cada tamaño) y de 2,5 cm de largo pedazo de sutura de seda 6-0 para la interconexión de las mitades en el sitio de la oclusión de la carótida. </li><li> Desinfectar el campo operatorio con generosa cantidad de Betadine. Use tijeras afiladas pequeña para abrir la piel y la fascia del cuello mediante una incisión medial 4 a 5 mm desde la parte superior del esternón (manubrio). </li><li> Ampliar la apertura, shift la glándula parótida derecha a un lado e inserte un separador quirúrgico. A continuación, sin rodeos diseccionar a lo profundo, a la izquierda de la tráquea (desde la vista de los cirujanos), donde el músculo sternomastoideus derecha cruza el músculo omohioideo derecha, hasta que son capaces de identificar la palpitante arteria carótida común derecha. </li><li> El uso de pinzas en ángulo o curvas muy finas (por ejemplo, Dumont n º 5 / 45), disección de la arteria carótida común derecha removiendo suavemente el tejido conectivo circundante. Separar la carótida del nervio vago - el objeto blanco y fibroso que corre directamente a lo largo de la carótida - ya que este paso es necesario para exponer completamente el recipiente. Tenga cuidado de no dañar el nervio vago, ni una rama de la vena yugular interna izquierda, que está también en estrecha relación con la carótida. </li><li> Con el fin de elegir el manguito de tamaño apropiado, comparar el diámetro de la arteria carótida expuesta con el diámetro interior de las conchas medio del manguito: La mayor anchura de la luz debe cumplir con los puños diámetro exterior de la carótida. </li&gt; <li> Ahora, con cuidado coloque la punta de la pinza en la carótida, abra las pinzas, hilo de la pieza de sutura de seda 6-0 en la carótida y la forma de un bucle. Entre el lazo y el lugar de la carótida una cáscara debajo de la media del manguito de la carótida. El lado de los más grandes reducción ha de ser posterior. </li><li> Coloque la cáscara del manguito de la segunda mitad dentro del bucle en la parte superior de la carótida. </li><li> Apriete suavemente el lazo de sutura con las pinzas de sutura y el nodo de la rosca. De esta manera el corte funcionamiento modificador de estrés se forma. Para el ajuste preciso de la banda, es esencial que la sutura se ejecuta exactamente en la ranura preformada en la superficie exterior del manguito. </li><li> Mueva la glándula parótida derecha de nuevo en su posición original, aproximadamente y cerca de la piel, ya sea usando una pequeña cantidad de sutura de prolene 6-0, o bien, puede utilizar los clips de heridas. </li><li> Inyectar una dosis única de 5 mg / kg de carprofeno (Rimadyl por ejemplo) por vía subcutánea para proporcionar el tratamiento del dolor profiláctico y el lugarel ratón en una cámara de calentamiento hasta que se recupere. Normalmente, esto toma 30-60 minutos cuando se utiliza anestesia ketamina / xilazina. Al usar la inhalación de isoflurano el período de recuperación es mucho más corta (10-20 min). </li><li> En nuestra experiencia, los animales recuperan la normalidad en la actividad sin tensión las primeras 24 horas después de la implantación del manguito con la intervención que se realiza por un cirujano experimentado. Sin embargo, si el animal parece estar en dificultades, incluso un día después de la cirugía, repetir el tratamiento analgésico y consulte con el personal veterinario. </li></ol> 3. Explante del manguito y las arterias carótidas <ol><li> Para el análisis histológico de las arterias carótidas que se cosecha al final del período de observación. Antes de comenzar la explantación, el animal tiene que ser sacrificado de acuerdo con las directrices IACUC. </li><li> Si los depósitos medio del manguito están destinados a la reutilización, retirar con cuidado los fragmentos de tejido y la sutura de conexión de los elementos plásticos, dissecting de las arterias carótidas, lavar y guardar las cáscaras de media en la solución de alcohol al 70%. Se debe tener en cuenta que la banda está integrada en las adherencias del tejido conjuntivo después de varias semanas de implantación y que hay que disecar el manguito con precaución para no dañar las paredes del recipiente. </li><li> Por otra parte, la banda puede ser explantados e integrados junto con la arteria carótida. El material plástico de la banda es resistente a las soluciones de fijación normal y disolventes utilizados para la inclusión en parafina. Además, las muestras incrustado se puede cortar con un microtomo normales equipados con cuchillas normales. </li></ol> 4. Resultados representante El manguito debe colocarse siempre en torno a una de las dos arterias carótidas comunes de un animal (Fig. 1A, 1B) - en el lado contralateral sirve como control. En la imagen de la presentación de las dos mitades del manguito (Fig. 1B) de la forma cónica de la luz interior es visible. Esta forma cónica es esencial para establishing las tres regiones con la dinámica de flujo diferentes. Los patrones típicos de esfuerzo cortante inducida por el elenco calcula a partir de las mediciones Doppler 11 y las velocidades de flujo correspondiente basado en la velocidad de imagen de contraste de fase MR 12 se presentan en la Figura 2. Cuando la banda se implanta en ratones ApoE alimentados con una dieta de tipo occidental el flujo alterado la dinámica de provocar tensión cortante inducida por la deposición placa aterosclerótica (Fig. 3): Aguas arriba de la constricción cónica de baja tensión de corte laminar conduce a un desarrollo masivo de las placas de ateroma de una más fenotipo vulnerable, caracterizado por núcleos de lípidos cerca de la luz central, cubierto sólo por una capa fibrosa fina (Fig. 3A1). La luz interior cónica del manguito conduce a un aumento en la velocidad del flujo. Casi no hay deposición de la placa se observa en esta área. Directamente aguas abajo del sitio del cuello de botella de la inmediata ampliación de los resultados de la arteria en un área de vórtices y oscilatorio flow parámetros, lo que provoca el desarrollo de la placa menos extendido de un fenotipo más estables (es decir, menos núcleos de lípidos que se localizan más cerca de los medios de comunicación). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3308/3308fig1.jpg" /> Figura 1 El modificador de esfuerzo cortante - montaje y colocación (A) Esquema de la banda implantados:.. La banda se coloca alrededor de la arteria carótida común derecha (RCCA) - en el lado contralateral (ACCV = arteria carótida común izquierda) sirve como control . (B) En vivo angiografía MRI en un ratón: En la proyección de máxima intensidad de una imagen tridimensional de tiempo de vuelo de angiografía por resonancia magnética de la constricción cónica inducida por el elenco (flecha blanca) es visible (para más detalles véase 12). (H = altura, F = pies, D = derecha, L = izquierda). En la esquina superior derecha una visión macroscópica de la luz interior y la superficie exterior de las conchas de medio puño se le da. Una vez montado, dos mitades forman un cilindro cónico que se modificala dinámica del flujo dentro del vaso de una manera definida. Para asegurar el ajuste correcto, un surco en la superficie exterior del manguito (flecha amarilla) sirve como una guía para la sutura de unión. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3308/3308fig2.jpg" /> Figura 2. Regiones de la dinámica de flujo diferente y el esfuerzo cortante. Implantación de la dinámica del flujo del manguito y el estrés altera posteriormente corte en la arteria carótida restringido de una manera definida. En la ilustración esquemática superior de las propiedades de flujo diferentes y se indican los valores locales aproximado de esfuerzo cortante se dan (en base a las mediciones Doppler 11). A continuación, correspondientes velocidades de flujo para un solo animal, medido por resonancia magnética aguas arriba de la banda implantados se muestran en una T1 transversal resonancia magnética, las imágenes del cuello (de contraste de fase imágenes de velocidad, para más detalles véase 12). Figura 3. Esfuerzo cortante inducida por el desarrollo de placas en ratones ApoE. En la esquina superior izquierda muestra el punto de vista macroscópico en el cuello abierto y expuesto las arterias carótidas de un ratón knockout ApoE en alto grado en grasas (tipo occidental) dieta 8 semanas después de la implantación de un esfuerzo cortante modificador de alrededor de la arteria carótida común (RCCA). La región de color blanco opaco de la embarcación (*) aguas arriba de la banda corresponde a un sitio de deposición extensa placa aterosclerótica. La flecha amarilla indica que el hilo que combina las dos mitades del manguito. Por el contrario, no hay signos de deposición de la placa en la arteria coronaria común (ACCV). (A) - (C) Representante manchó las secciones transversales de la arteria carótida común derecha de un ratón knockout ApoE en la dieta de tipo occidental 8 semanas después de la implantación de la banda. La ilustración esquemática ofrece los planos correspondientes (líneas punteadas) RCEste las secciones se encuentra. (A) antes de la aterosclerosis manguito conduce a la deposición de la placa masiva. Grandes núcleos de lípidos (flechas rojas), que en parte se encuentran cerca de la luz central (detalle A1) caracterizan el carácter vulnerable de estas placas. (B) En el plano del cuello de botella del manguito casi ningún desarrollo de la placa es evidente, mientras que directamente aguas abajo de la banda (C) flujo oscilatorio lleva a moderado desarrollo de la placa de un tipo más estable (es decir, menos o nada de los núcleos de los lípidos). (C1, C2 = conchas de la mitad de la banda, P = placas, asterisco = luz del vaso)

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	<li>Chiu, J. J., Chien, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+disturbed+flow+on+vascular+endothelium:+pathophysiological+basis+and+clinical+perspectives.">Effects of disturbed flow on vascular endothelium: pathophysiological basis and clinical perspectives.</a> Physiol. Rev. 91, 327-387 (2011).</li><li>Cunningham, K. S., Gotlieb, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+shear+stress+in+the+pathogenesis+of+atherosclerosis.">The role of shear stress in the pathogenesis of atherosclerosis.</a> Lab. Invest. 85, 9-23 (2005).</li><li>Ali, F., Zakkar, M., Karu, K., Lidington, E. A., Hamdulay, S. S., Boyle, J. J., Zloh, M., Bauer, A., Haskard, D. O., Evans, P. C., Mason, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+the+cytoprotective+enzyme+heme+oxygenase-1+by+statins+is+enhanced+in+vascular+endothelium+exposed+to+laminar+shear+stress+and+impaired+by+disturbed+flow.">Induction of the cytoprotective enzyme heme oxygenase-1 by statins is enhanced in vascular endothelium exposed to laminar shear stress and impaired by disturbed flow.</a> J. Biol. Chem. 284, 18882-18892 (2009).</li><li>Hastings, N. E., Simmers, M. B., McDonald, O. G., Wamhoff, B. R., Blackman, B. 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P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+early+atherosclerotic+lesions+in+the+human+abdominal+aorta+correlates+with+wall+shear+stresses+measured+in+vivo.">Distribution of early atherosclerotic lesions in the human abdominal aorta correlates with wall shear stresses measured in vivo.</a> Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 18, 328-333 (1999).</li><li>Buchanan, J. R., Kleinstreuer, C., Truskey, G. A., Lei, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relation+between+non-uniform+hemodynamics+and+sites+of+altered+permeability+and+lesion+growth+at+the+rabbit+aorto-celiac+junction.">Relation between non-uniform hemodynamics and sites of altered permeability and lesion growth at the rabbit aorto-celiac junction.</a> Atherosclerosis. 143, 27-40 (1999).</li><li>Nam, D., Ni, C. W., Rezvan, A., Suo, J., Budzyn, K., Llanos, A., Harrison, D., Giddens, D., Jo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partial+carotid+ligation+is+a+model+of+acutely+induced+disturbed+flow,+leading+to+rapid+endothelial+dysfunction+and+atherosclerosis.">Partial carotid ligation is a model of acutely induced disturbed flow, leading to rapid endothelial dysfunction and atherosclerosis.</a> Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 297, 1535-1543 (2009).</li><li>Cheng, C., van Haperen, R., de Waard, M., van Damme, L. C., Tempel, D., Hanemaaijer, L., van Cappellen, G. W., Bos, J., Slager, C. J., Duncker, D. J., van der Steen, A. F., de Crom, R., Krams, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear+stress+affects+the+intracellular+distribution+of+eNOS:+direct+demonstration+by+a+novel+in+vivo+technique.">Shear stress affects the intracellular distribution of eNOS: direct demonstration by a novel in vivo technique.</a> Blood. 106, 3691-3698 (2005).</li><li>Cheng, C., Tempel, D., van Haperen, R., van der Baan, A., Grosveld, F., Daemen, M. J., Krams, R., de Crom, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atherosclerotic+lesion+size+and+vulnerability+are+determined+by+patterns+of+fluid+shear+stress.">Atherosclerotic lesion size and vulnerability are determined by patterns of fluid shear stress.</a> Circulation. 113, 2744-2753 (2006).</li><li>van Bochove, G. S., Straathof, R., Krams, R., Nicolay, K., Strijkers, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI-determined+carotid+artery+flow+velocities+and+wall+shear+stress+in+a+mouse+model+of+vulnerable+and+stable+atherosclerotic+plaque.">MRI-determined carotid artery flow velocities and wall shear stress in a mouse model of vulnerable and stable atherosclerotic plaque.</a> MAGMA. 23, 77-84 (2010).</li><li>Cuhlmann, S., Van der Heiden, K., Saliba, D., Tremoleda, J. L., Khalil, M., Zakkar, M., Chaudhury, H., Luong, L. A., Mason, J. C., Udalova, I., Gsell, W., Jones, H., Haskard, D. O., Krams, R., Evans, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disturbed+Blood+Flow+Induces+RelA+Expression+via+c-Jun+N-Terminal+Kinase+1:+A+Novel+Mode+of+NF-{kappa}B+Regulation+That+Promotes+Arterial+Inflammation.">Disturbed Blood Flow Induces RelA Expression via c-Jun N-Terminal Kinase 1: A Novel Mode of NF-{kappa}B Regulation That Promotes Arterial Inflammation.</a> Circ. Res. 108, (2011).</li></ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Con el fin de minimizar la variación experimental se recomienda trabajar con animales de casi la misma edad y con la historia misma dieta. Una investigación recientemente publicado demuestra que el modificador de esfuerzo cortante aplicado en ratones de tipo salvaje podría ser un buen modelo para la investigación de la disfunción endotelial y principios de la respuesta inflamatoria inducida por la alteración de la dinámica de flujo 13. Sin embargo, para la investigación de la placa aterosclerótica de...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre </td><td> Empresa </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Modificador de esfuerzo cortante (polyetherketone) </td><td> Promolding BV <a href="http://promolding.nl">http://promolding.nl</a> </td><td> Los moldes son enviados al mismo tiempo conectado a los corredores. Por lo tanto, los elementos individuales tienen que ser cortada antes de su uso. </td></tr></tbody></table>

implantation of a carotid cuff for triggering shear-stress induced atherosclerosis in mice

Es ampliamente aceptado que las alteraciones en la tensión de cizallamiento vascular activar la expresión de genes inflamatorios en las células endoteliales y por lo tanto inducen la aterosclerosis (revisado en 1 y 2). El papel de la tensión de corte ha sido ampliamente estudiado in vitro la investigación de la influencia de la dinámica de flujo en las células endoteliales cultivadas 1,3,4 e in vivo en animales de mayor tamaño y los seres humanos 1,5,6,7,8. Sin embargo, los pequeños modelos animales altamente reproducible que permita una investigación sistemática de la influencia del esfuerzo cortante en el desarrollo de la placa son poco frecuentes. Recientemente, Nam et al. 9 introducen un modelo de ratón en el que la ligadura de las ramas de la arteria carótida crea una región de bajo flujo y oscilatorio. Aunque este modelo hace que la disfunción endotelial y la formación rápida de las lesiones ateroscleróticas en ratones hiperlipidémicos, no se puede excluir que la respuesta inflamatoria observada es, al menos en parte, una consecuencia of endoteliales y / o daño de los vasos debido a la ligadura. A fin de evitar estas limitaciones, un manguito de tensión de corte modificando ha sido desarrollado basándose en la dinámica de fluidos calculado, en forma de cono cuya luz interior fue seleccionado para crear regiones definidas de baja tensión, de corte alto y oscilante dentro de la arteria carótida común 10. Mediante la aplicación de este modelo en ratones knockout de apolipoproteína E (ApoE) alimentados con una dieta alta en colesterol de tipo occidental, las lesiones vasculares se producen aguas arriba y aguas abajo de la banda. Su fenotipo se correlaciona con la dinámica del flujo regional 11, confirmada por imágenes en vivo por resonancia magnética (MRI) 12: tensión de corte baja y laminar aguas arriba de la banda hace que la formación de placas extensas de un fenotipo más vulnerables, mientras que la oscilación descendente de la tensión de corte el manguito induce lesiones ateroscleróticas estables 11. En las regiones de alta tensión de corte y flujo laminar de alta dentro de la banda,por lo general no se observan las placas de ateroma. En conclusión, el esfuerzo de corte, modificando el procedimiento del manguito es un método fiable quirúrgica para producir las lesiones ateroscleróticas fenotípicamente diferentes en los ratones deficientes en ApoE.

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Implantation of a Carotid Cuff for Triggering Shear-stress Induced Atherosclerosis in Mice

El manguito de constricción se presenta en este artículo está diseñado para inducir a la aterosclerosis en la arteria carótida común murino. Debido a la forma cónica de su luz interior del manguito implantado genera regiones bien definidas de baja tensión, alta cizalla oscilatoria y activar el desarrollo de lesiones ateroscleróticas de los diferentes fenotipos inflamatorios.

Implantación de un manguito de la carótida para provocar esfuerzo cortante aterosclerosis inducida en ratones

It is widely accepted that alterations in vascular shear stress trigger the expression of inflammatory genes in endothelial cells and thereby induce ...

implantation-carotid-cuff-for-triggering-shear-stress-induced

Research

JoVE Journal

Medicine

20.0K vistas.  Westfälische Wilhelms-University Münster. El manguito de constricción se presenta en este artículo está diseñado para inducir a la aterosclerosis en la arteria carótida común murino. Debido a la forma cónica de su luz interior del manguito implantado genera regiones bien definidas de baja tensión, alta cizalla oscilatoria y activar el desarrollo de lesiones ateroscleróticas de los diferentes fenotipos inflamatorios.

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A Model of Disturbed Flow-Induced Atherosclerosis in Mouse Carotid Artery by Partial Ligation and a Simple Method of RNA Isolation from Carotid Endothelium

Despite the well-known close association, direct evidence linking disturbed flow to atherogenesis has been lacking. We have recently used a modified version of carotid partial ligation methods [1,2] to show that it acutely induces low and oscillatory flow conditions, two key characteristics of disturbed flow, in the mouse common carotid artery. Using this model, we have provided direct evidence that disturbed flow indeed leads to rapid and robust atherosclerosis development in Apolipoprotein E knockout mouse [3]. We also developed a method of endothelial RNA preparation with high purity from the mouse carotid intima [3]. Using this mouse model and method, we found that partial ligation causes endothelial dysfunction in a week, followed by robust and rapid atheroma formation in two weeks in a hyperlipidemic mouse model along with features of complex lesion formation such as intraplaque neovascularization by four weeks. This rapid in vivo model and the endothelial RNA preparation method could be used to determine molecular mechanisms underlying flow-dependent regulation of vascular biology and diseases. Also, it could be used to test various therapeutic interventions targeting endothelial dysfunction and atherosclerosis in considerably reduced study duration.

This describes a partial carotid ligation surgery, which causes disturbed flow conditions and subsequent atherosclerosis development (in two weeks) with intraplaque neo-vascularization (in four weeks) in the mouse common carotid artery. We also describe a novel method of RNA isolation from the carotid intima, providing high purity endothelial RNA.

Un modelo de Disturbed inducida por el flujo de Aterosclerosis en la arteria carótida del ratón por la ligadura parcial y un método sencillo para el aislamiento de ARN del endotelio carótida

Despite the well-known close association, direct evidence linking disturbed flow to atherogenesis has been lacking. We have recently used a modified ...

Investigación

Medicina

A Murine Model of Stent Implantation in the Carotid Artery for the Study of Restenosis

Despite the considerable progress made in the stent development in the last decades, cardiovascular diseases remain the main cause of death in western countries. Beside the benefits offered by the development of different drug-eluting stents, the coronary revascularization bears also the life-threatening risks of in-stent thrombosis and restenosis. Research on new therapeutic strategies is impaired by the lack of appropriate methods to study stent implantation and restenosis processes. Here, we describe a rapid and accessible procedure of stent implantation in mouse carotid artery, which offers the possibility to study in a convenient way the molecular mechanisms of vessel remodeling and the effects of different drug coatings.

A model of stent implantation in mouse carotid artery is described. Compared to other similar methods, this procedure is very rapid, simple and accessible, offering the possibility to study in a convenient way the vascular wall reaction to different drug-eluting stents and the molecular mechanisms of restenosis.

Un modelo murino de la implantación de un stent en la arteria carótida para el Estudio de la reestenosis

Despite  the considerable progress made in the stent development in the last decades,  cardiovascular diseases remain the main cause of death in western ...

Tibial Nerve Transection - A Standardized Model for Denervation-induced Skeletal Muscle Atrophy in Mice

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of denervation-induced skeletal muscle atrophy in rodents. Although originally developed and used extensively in the rat due to its larger size, the tibial nerve in mice is big enough that it can be easily manipulated with either crush or transection, leaving the peroneal and sural nerve branches of the sciatic nerve intact and thereby preserving their target muscles. Thus, this model offers the advantages of inducing less morbidity and impediment of ambulation than the sciatic nerve transection model and also allows investigators to study the physiologic, cellular and molecular biologic mechanisms regulating the process of muscle atrophy in genetically engineered mice. The tibial nerve supplies the gastrocnemius, soleus and plantaris muscles, so its transection permits the study of denervated skeletal muscle composed of fast twitch type II fibers and/or slow twitch type I fibers. Here we demonstrate the tibial nerve transection model in the C57Black6 mouse. We assess the atrophy of the gastrocnemius muscle, as a representative muscle, at 1, 2, and 4 weeks post-denervation by measuring muscle weights and fiber type specific cross-sectional area on paraffin-embedded histologic sections immunostained for fast twitch myosin.

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of skeletal muscle atrophy. The model surgical protocol is described and demonstrated in C57Black6 mice. &#160;

Transección del nervio tibial - Un modelo normalizado para la atrofia del músculo esquelético denervación inducida en ratones

The tibial nerve transection model is a well-tolerated, validated, and reproducible model of denervation-induced skeletal muscle atrophy in rodents. ...

Inducing Myointimal Hyperplasia Versus Atherosclerosis in Mice: An Introduction of Two Valid Models

Various in vivo laboratory rodent models for the induction of artery stenosis have been established to mimic diseases that include arterial plaque formation and stenosis, as observed for example in ischemic heart disease. Two highly reproducible mouse models&#160;&#8211;&#160;both resulting in artery stenosis but each underlying a different pathway of development&#160;&#8211; are introduced here. The models represent the two most common causes of artery stenosis; namely one mouse model for each myointimal hyperplasia, and atherosclerosis are shown. To induce myointimal hyperplasia, a balloon catheter injury of the abdominal aorta is performed. For the development of atherosclerotic plaque, the ApoE -/- mouse model in combination with western fatty diet is used. Different model-adapted options for the measurement and evaluation of the results are named and described in this manuscript. The introduction and comparison of these two models provides information for scientists to choose the appropriate artery stenosis model in accordance to the scientific question asked.

This video shows two models of intimal plaque development in murine arteries and emphasizes the differences in myointimal hyperplasia and atherosclerosis.

Inducir miointimal Hiperplasia Versus aterosclerosis en ratones: una introducción de dos modelos válidos

Various in vivo laboratory rodent models for the induction of artery stenosis have been established to mimic diseases that include arterial plaque ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Infusiones de la arteria carótida para farmacocinéticas y farmacodinámicas Análisis de taxanos en ratones

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Triggering Reactive Gliosis In Vivo by a Forebrain Stab Injury

Following injury to the CNS, astrocytes undergo a broad range of biochemical, morphological, and molecular changes collectively referred to as reactive astrogliosis. Reactive astrocytes exert both inflammatory and protective effects that inhibit and promote, respectively, neural repair. The mechanisms underlying the diverse functional properties of reactive astrogliosis are not well understood. Achieving a greater understanding of these mechanisms is critical to developing therapeutic strategies to treat the injured CNS. Here we demonstrate a method to trigger reactive astrogliosis in the adult mouse forebrain using a forebrain stab lesion. This lesion model is simple, reliable, and requires only a stereotaxic device and a scalpel blade to produce the injury. The use of stab lesions as an injury model in the forebrain is well established and amenable to studies addressing a broad range of neuropathological outcomes, such as neuronal degeneration, neuroinflammation, and disruptions in the blood brain barrier (BBB). Thus, the forebrain stab injury model serves as a powerful tool that can be applied for a broad range of studies on the CNS response to trauma.

Triggering Reactive Gliosis In Vivo by a Forebrain Stab Injury

This article describes a detailed protocol to produce a forebrain stab injury in adult mice. The stab injury induces severe reactive gliosis and glial scar formation which can be subsequently examined by standard immunohistochemistry methods.

Disparo reactiva Gliosis<em&gt; En Vivo</em&gt; Por un Prosencéfalo Lesiones Puñalada

Following injury to the CNS, astrocytes undergo a broad range of biochemical, morphological, and molecular changes collectively referred to as reactive ...

Surgical Approach for Middle Cerebral Artery Occlusion and Reperfusion Induced Stroke in Mice

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ischemic in origin and occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA). Currently the only Food and Drug Administration (FDA) approved drug for the treatment of this devastating disease is tissue plasminogen activator (tPA). However, tPA has a small therapeutic window for administration (3 - 6 hr), and is only effective in 4% of the patients who actually receive it. Current research focuses on understanding the pathophysiology of stroke in order to find potential therapeutic targets. Thus, reliable models are crucial, and the MCA occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) is deemed to be the most clinically relevant surgical model of ischemic stroke, and is fairly non-invasive and easily reproducible. Typically the MCAo model is used with rodents, especially with mice due to all the genetic variations available for this species. Here we describe (and present in the video) how to successfully perform the MCAo model (with reperfusion) in mice to generate reliable and reproducible data.

In order to understand the pathophysiology of stroke, it is important to use reliable models. This paper will describe one of the most frequently used stroke models in mice, termed the middle cerebral artery occlusion (MCAo) model (also termed the intraluminal filament or suture model) with reperfusion.

Técnica quirúrgica para la oclusión de la arteria cerebral media y la reperfusión del movimiento inducidos en ratones

Stroke is a leading cause of death worldwide and continues to be one of the major causes of long-term adult disabilities. About 87% of strokes are ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. Moreover, by rupture of the defective vascular wall, atherosclerosis induces occlusive thrombus formation, which represents the main cause of myocardial infarction or stroke and the most frequent cause of death. Despite the advances in the cardiovascular field, many questions remain unanswered, and additional basic research is essential to improve our understanding of the molecular mechanisms during atherosclerosis and its effects. Due to limited clinical studies, there is a need for representative animal models recreating atherosclerotic conditions such as neointima formation after stent implantation, balloon angioplasty, or endarterectomy. Since the mouse presents many advantages and is the most frequently used model for studying molecular processes, the current study proposes an invasive procedure of endothelial denudation, also known as the wire-injury model, which is representative of the human condition of neointima formation in arteries after revascularization procedures.

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The &quot;Wire-Injury&quot; Model

This study describes an invasive procedure for the induction of accelerated atherosclerosis in mice. In comparison to other methods using electric- or cryo-induced injury, mechanical-induced injury mimics the human condition of restenosis after revascularization therapies and is ideal for the study of the molecular mechanisms involved.

Inducción de la Aterosclerosis Acelerada en Ratones: El Modelo de "Lesiones por Alambre"

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...

Mouse Model for Pancreas Transplantation Using a Modified Cuff Technique

Mouse models have several advantages in transplantation research, including easy handling, a variety of genetically well-defined strains, and the availability of the widest range of molecular probes and reagents to perform in vivo as well as in vitro studies. Based on our experience with various murine transplantation models, we developed a heterotopic pancreas transplantation model in mice with the intent to analyze mechanisms underlying severe ischemia reperfusion injury-associated early graft damage. In contrast to previously described techniques using suture techniques, herein we describe a new procedure using a non-suture cuff technique. 
In recent years, we have performed more than 300 pancreas transplantations in mice with an overall success rate of &gt;90%, a success rate never described before in mouse pancreas transplantation. The backbone of this non-suture cuff technique for graft revascularization consists of two major steps: (I) pulling the recipient vessel over a polyethylene/polyamide cuff and fixing it with a circumferential ligature, and (II) placing the donor vessel over the everted recipient vessel and fixing it with a second circumferential ligature. The resultant continuity of the endothelial layer results in less thrombogenic lesions with high patency rates and, finally, high success rates.
In this model, arterial anastomosis is achieved by pulling the abdominal aorta of the donor graft over the everted common carotid artery of the recipient animal. Venous drainage of the graft is achieved by pulling the portal vein of the graft over the everted external jugular vein of the recipient. This manuscript provides details and crucial steps of the organ recovery and organ implantation procedures, which will allow researchers with microsurgical skills to perform the transplantation successfully in their laboratories.

Among abdominal solid organ transplantation, pancreatic grafts are prone to develop severe ischemia reperfusion injury-associated graft damage, leading eventually to early graft loss. This protocol describes a model of murine pancreas transplantation using a non-suture cuff technique, ideally suited for analyzing these early, deleterious damages.

Modelo murino de trasplante de páncreas mediante una técnica modificada del pun ¢ o

Mouse models have several advantages in transplantation research, including easy handling, a variety of genetically well-defined strains, and the ...

Ferric Chloride-induced Canine Carotid Artery Thrombosis: A Large Animal Model of Vascular Injury

Occlusive arterial thrombosis leading to cerebral ischemic stroke and myocardial infarction contributes to ~13 million deaths every year globally. Here, we have translated a vascular injury model from a small animal into a large animal (canine), with slight modifications that can be used for pre-clinical screening of prophylactic and thrombolytic agents. In addition to the surgical methods, the modified protocol describes the step-by-step methods to assess carotid artery canalization by angiography, detailed instructions to process both the brain and carotid artery for histological analysis to verify carotid canalization and cerebral hemorrhage, and specific parameters to complete an assessment of downstream thromboembolic events by utilizing magnetic resonance imaging (MRI). In addition, specific procedural changes from the previously well-established small animal model necessary to translate into a large animal (canine) vascular injury are discussed.

Here, we present the modifications necessary to a well characterized and commonly used small animal ferric chloride-induced (FeCl3) carotid artery injury model for use in a large animal vascular injury model. The resulting model can be utilized for pre-clinical trial assessment of both prophylactic and thrombolytic pharmacological and mechanical interventions.

Trombosis de la arteria carótida canina cloruro férrico-inducida: Un modelo Animal grande de lesión Vascular

Occlusive arterial thrombosis leading to cerebral ischemic stroke and myocardial infarction contributes to ~13 million deaths every year globally. Here, ...