Questo studio è stato sostenuto in parte dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), progetto GZ PI 771/1-1; SFB 656 &quot;Cardiovascular Imaging Molecolare&quot;, Münster, Germania (progetti C6, Z2, B3 e PM3); UE NoE &quot;Diagnostica Imaging Molecolare-DIMI &quot;(WP 11.1 e 11.2). Lo studio è stato finanziato in parte dalla British Heart Foundation, Regno Unito.

1. Preparare il modificatore di sollecitazione di taglio (bracciale) <ol><li> Il modificatore sforzo di taglio è composto da due metà longitudinale di un cilindro con un lume a forma di cono. I mezzi gusci sono realizzati in materiale termoplastico polyetherketone prodotta da un processo di fusione di plastica. Gli elementi di ghisa sono inviati, pur collegato al corridore. Quindi, i mezzi gusci devono essere tagliati prima dell&#39;uso. Ogni utilizzo contiene semigusci di dimensioni diverse che vanno dai 150 micron - 300 micron (più basso diametro interno alla fine a valle). </li><li> La preparazione della cuffia deve essere eseguita al microscopio chirurgico. </li><li> Tenere la conchiglia della cuffia con una pinza schietto e delicatamente tagliati fuori dal cast, utilizzando un bisturi affilato. Questa procedura porterà alla metà precursori guscio che devono essere successivamente trattati. </li><li> Posizionare il precursore conchiglia su una piastra anche i non scivoloso; fissarlo con una pinza smussato e tagliare esattamente lungo l&#39;incisione preformato in modo da remOve l&#39;estremità chiusa. Questo darà la conchiglia bracciale pronto per l&#39;uso. </li><li> Controllare il semigusci sotto il microscopio e rimuovere delicatamente eventuali bordi non taglienti. Il lume conica interna è essenziale per indurre diverse qualità di sforzo di taglio all&#39;interno, a monte ea valle della cuffia impiantato. Una scanalatura sulla superficie esterna dei mezzi gusci perpendicolari al lume interno funge da guida per il filo che si attacca infine il semigusci insieme per formare il bracciale funzionale. </li><li> Conservare i mezzi gusci bracciale, classificate in base alla dimensione, in etanolo al 70%. </li></ol> 2. Impiantare il bracciale intorno all&#39;arteria carotide destra <ol><li> Topi knockout per ApoE dovrebbe essere circa 10 settimane di età e con un peso di almeno 20 grammi. Se lo sviluppo della placca deve essere studiata sotto dieta colesterolo alto, a partire da una dieta di tipo occidentale, 4 settimane prima dell&#39;impianto bracciale è raccomandato. </li><li> L&#39;intera procedura chirurgica dovrebbeessere effettuata a titolo di almeno semi-sterile condizioni: indossare un camice chirurgico, maschera e berretto e guanti sterili. Sterilizzare gli strumenti per 30 secondi in uno sterilizzatore strumento tallone e disporle su un foglio sterile opaco. Attenzione! Strumenti devono raffreddare prima dell&#39;uso! </li><li> Posizionare il mouse in una camera piena di induzione dell&#39;anestesia 3% isofluorano finché non è completamente anestetizzata. Verificare profondità dell&#39;anestesia con risposta a pizzico piedi. In alternativa, l&#39;anestesia può essere eseguita con intraperitoneale (ip) l&#39;inserimento di ketamina (80 mg / kg) e xilazina (10 mg / kg) o anestetici alternativi approvato dal IACUC. Per l&#39;iniezione ip, tenere il mouse in posizione supina e iniettare l&#39;anestetico nel quadrante inferiore sinistro dell&#39;addome. </li><li> Posizionare il mouse su un piatto riscaldato chirurgico, in posizione supina. Al fine di prevenire gli occhi di funzionamento a secco inumidire con collirio (es. Bepanthen lozione occhi e naso). Diffondere il anteriori e posteriori zampe e nastro giù alla piastra. Se si esegue l&#39;anestesia isoflurano, il flusso di gas narcotici (2% isoflurano) deve essere fornita attraverso una maschera di piccolo roditore. </li><li> Togliere i capelli tra la mandibola e lo sterno da uno agente applicando depilatorie (ad esempio Pilca Med) o utilizzando una multa rasoio elettrico (ad esempio Wella Contura). Rasatura deve essere effettuata con cautela per evitare di irritare la pelle. Se si utilizza un agente di depilatori, dare 1-2 minuti per penetrare i capelli, in seguito, strofinare delicatamente fino a che tutti i capelli e agente depilatorie viene rimosso. </li><li> Sono pronto precedentemente preparato conchiglie polsino metà di diverse dimensioni (due di ogni dimensione) e un 2,5 cm-lungo pezzo di 6-0 sutura di seta per l&#39;interconnessione dei mezzi gusci nel sito di occlusione della carotide. </li><li> Disinfettare il campo operatorio con la quantità liberale di Betadine. Usa affilato piccole forbici per aprire la pelle e la fascia alla base del collo da un 4-5mm incisione mediale a partire dalla parte superiore dello sterno (manubrio). </li><li> Espandere l&#39;apertura, shift la ghiandola parotide destra da parte e inserire un diffusore chirurgico. Poi, senza mezzi termini sezionare il largo, appena lasciato della trachea (dal punto di vista chirurghi), in cui il muscolo sternomastoideus destra attraversa il muscolo giusto omoioideo, finché non si è in grado di identificare il pulsante carotide comune destra. </li><li> Utilizzando pinze ad angolo o curva molto fine (ad esempio Dumont # 5 / 45), sezionare l&#39;arteria carotide comune destra delicatamente rimuovendo il tessuto connettivo circostante. Separare la carotide dal nervo vago - il bianco, oggetto filante eseguendo direttamente lungo la carotide - come questo passaggio è necessario per esporre completamente il recipiente. Fate attenzione a non danneggiare il nervo vago, né un ramo di sinistra della vena giugulare interna, che è anche in stretta connessione con la carotide. </li><li> Per scegliere la taglia giusta bracciale, confrontare il diametro della carotide interna esposta con il diametro dei mezzi gusci bracciale: La più grande larghezza del lume polsini dovrebbe soddisfare il diametro esterno della carotide. </li&gt; <li> Ora, con cura mettere la punta della pinza sotto la carotide, aprire la pinza, il pezzo di filo di sutura in seta 6-0 sotto la carotide e formare un anello. Tra il ciclo e la carotide mettere un mezzo guscio bracciale sotto la carotide. La parte del più grande restringimento deve essere a valle. </li><li> Posizionare la seconda conchiglia bracciale all&#39;interno del ciclo in cima alla carotide. </li><li> Delicatamente stringere l&#39;anello di sutura con pinze sutura e il nodo del filo. In questo modo il taglio modificatore funzionamento dello stress è formato. Per il montaggio preciso del bracciale è essenziale che la sutura è in esecuzione esattamente nel solco preformati sulla superficie esterna della cuffia. </li><li> Spostare la ghiandola parotide destra torna nella sua posizione originale, approssimativa e chiudere la pelle usando una piccola quantità di sutura 6-0 prolene o, in alternativa, è possibile utilizzare clip ferita. </li><li> Iniettare una singola dose di 5 mg / kg Carprofen (ad esempio Rimadyl) per via sottocutanea per fornire trattamento profilattico dolore e luogoil mouse in una camera di riscaldamento fino a quando non recupera. Normalmente, questo richiede 30-60 minuti quando si usa l&#39;anestesia ketamina / xylazina. Quando si utilizza l&#39;anestesia per inalazione isoflurano il periodo di recupero è sostanzialmente più breve (10-20 minuti). </li><li> Nella nostra esperienza, gli animali riacquistare la normale attività atone entro le prime 24 ore dopo l&#39;impianto della cuffia con l&#39;intervento viene eseguito da un chirurgo esperto. Tuttavia, se l&#39;animale sembra essere in difficoltà anche un giorno post-operatorio, ripetere il trattamento analgesico e consultarsi con il personale veterinario. </li></ol> 3. Espianto il bracciale e le arterie carotidi <ol><li> Per l&#39;analisi istologica delle arterie carotidi devono essere raccolti al termine del periodo di osservazione. Prima di iniziare espianto, l&#39;animale deve essere ucciso secondo le linee guida IACUC. </li><li> Se il bracciale conchiglie metà sono destinate ad essere riutilizzate, rimuovere con cura tutti i frammenti di tessuto e la sutura di collegamento dagli elementi plastici, dissecting dalle arterie carotidi, lavare e conservare i mezzi gusci in soluzione alcolica 70%. Si deve tenere presente che il bracciale sia incorporato nel tessuto connettivo aderenze dopo diverse settimane di impianto e che si deve sezionare il bracciale con cautela per non danneggiare le pareti dei vasi. </li><li> In alternativa, il bracciale può essere espiantati e integrato con l&#39;arteria carotidea. Il materiale plastico della cuffia è resistente alle soluzioni di fissaggio normale e solventi utilizzati per paraffina. Inoltre, i campioni incorporato può essere tagliati con un microtomo normale dotato di lame normali. </li></ol> 4. Rappresentante Risultati Il bracciale deve essere posizionato sempre in giro una delle due arterie carotidi comuni di un animale (Fig. 1A, 1B) - il lato controlaterale funge da controllo. Sull&#39;immagine che presenta i due semigusci della cuffia (Fig. 1B), la forma conica del lume interno è visibile. Questa forma conica è essenziale per establishing le tre regioni con le dinamiche di flusso distinte. Tipico pattern sforzo di taglio indotto dal cast in base a misurazioni Doppler 11 e la velocità di flusso corrispondente in base a contrasto di fase della velocità RM 12 sono riportati nella Figura 2. Quando il bracciale viene impiantato nei topi knockout ApoE alimentati con una dieta di tipo occidentale, il flusso alterato dinamiche provocare sollecitazioni di taglio indotto deposizione della placca aterosclerotica (Fig. 3): A monte della conica laminare a bassa tensione di taglio costrizione porta allo sviluppo massiccio di placche aterosclerotiche di una più fenotipo vulnerabili, caratterizzate da nuclei lipidi vicino al lume centrale coperta solo da un sottile cappuccio fibroso (Fig. 3A1). Il lume conica interna del bracciale porta ad un aumento della velocità di flusso. Quasi nessuna deposizione della placca si osserva in questo settore. Direttamente a valle del sito del collo di bottiglia l&#39;immediato ampliamento dei risultati arteria in una zona di vortici e oscillatorio floparametri w, che causa lo sviluppo della placca meno estesa di un fenotipo più stabile (core lipidico vale a dire meno che sono localizzate più vicino alla media). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3308/3308fig1.jpg" /> Figura 1 Il modificatore sforzo di taglio - il montaggio e il posizionamento (A) Schema del bracciale impiantato:.. Il bracciale è posizionato intorno al diritto carotide comune (RCCA) - il lato controlaterale (LCCA = sinistra arteria carotide comune) serve come controllo . (B) in vivo RMN angiografia in un mouse: Nella proiezione di massima intensità di un tempo tridimensionale di volo angiografia RM conica la costrizione indotta dal cast (freccia bianca) è visibile (per dettagli vedere 12). (H = testa, F = piedi, R = destra, L = sinistra). Nell&#39;angolo in alto a destra una visione macroscopica del lume interno e la superficie esterna dei mezzi gusci bracciale è dato. Una volta assemblato, due mezzi gusci formare un cilindro conica che modificala dinamica dei flussi all&#39;interno della nave in un modo definito. Per garantire la giusta misura, un solco sulla superficie esterna della cuffia (freccia gialla) funge da guida per la sutura di collegamento. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3308/3308fig2.jpg" /> Figura 2. Regioni di dinamiche diverse portate e sforzo di taglio. Impianto delle dinamiche bracciale flusso altera e lo stress in seguito al taglio nella arteria carotide ristretto in maniera definita. Nell&#39;illustrazione schema superiore le proprietà di flusso differenti sono indicati i valori locali e approssimativi per sforzo di taglio sono date (sulla base di misurazioni Doppler 11). Di seguito, velocità di flusso corrispondente per un singolo animale misurata con la risonanza magnetica a monte della cuffia impiantati vengono visualizzate in una T1 pesate trasversali MRI-immagine del collo (di imaging a contrasto di fase della velocità, per maggiori dettagli vedi 12). Figura 3. Sforzo di taglio indotto lo sviluppo della placca in topi knockout per ApoE. Nell&#39;angolo in alto a sinistra mostra la vista macroscopico sul collo aperto ed esposto arterie carotidee di topo knockout ApoE con alto contenuto di grassi (di tipo occidentale) dieta 8 settimane dopo l&#39;impianto di un sforzo di taglio modificatore di tutto il diritto carotide comune (RCCA). La regione bianco opaco della nave (*) a monte della cuffia corrisponde a un sito di ampia deposizione della placca aterosclerotica. La freccia gialla indica il filo che unisce le due metà della cuffia. Al contrario, non ci sono segni di deposizione della placca a sinistra dell&#39;arteria coronaria comune (LCCA). (A) - (C) Rappresentante HE colorate sezioni del diritto arteria carotide comune di un topo knockout ApoE sotto dieta di tipo occidentale 8 settimane dopo l&#39;impianto della cuffia. La figura schematica dà i piani corrispondenti (linee tratteggiate) where le sezioni sono situate. (A) a monte della aterosclerosi bracciale porta alla deposizione della placca di massa. Core lipidico di grandi dimensioni (frecce rosse), che in parte si trovano vicino al lume centrale (particolare A1) caratterizzano il carattere vulnerabile di queste placche. (B) sul piano del collo di bottiglia bracciale quasi nessuno sviluppo della placca è ovvio, mentre direttamente a valle della cuffia (C) il flusso oscillatorio porta a placche moderato sviluppo di un tipo più stabile (cioè nuclei di lipidi meno o no). (C1, C2 = semigusci della cuffia, P = placche, asterisco = nave lumen)

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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. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atherosclerosis-prone+hemodynamics+differentially+regulates+endothelial+and+smooth+muscle+cell+phenotypes+and+promotes+pro-inflammatory+priming.">Atherosclerosis-prone hemodynamics differentially regulates endothelial and smooth muscle cell phenotypes and promotes pro-inflammatory priming.</a> Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 293, C1824-C1833 (2007).</li><li>Zheng, J., Abendschein, D. R., Okamoto, R. J., Yang, D., McCommis, K. S., Misselwitz, B., Gropler, R. J., Tang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI-based+biomechanical+imaging:+initial+study+on+early+plaque+progression+and+vessel+remodeling.">MRI-based biomechanical imaging: initial study on early plaque progression and vessel remodeling.</a> Magn. Reson. Imaging. 27, 1309-1318 (2009).</li><li>Stone, P. H., Coskun, A. U., Kinlay, S., Clark, M. E., Sonka, M., Wahle, A., Ilegbusi, O. J., Yeghiazarians, Y., Popma, J. J., Orav, J., Kuntz, R. E., Feldman, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+endothelial+shear+stress+on+the+progression+of+coronary+artery+disease,+vascular+remodeling,+and+in-stent+restenosis+in+humans:+in+vivo+6-month+follow-up+study.">Effect of endothelial shear stress on the progression of coronary artery disease, vascular remodeling, and in-stent restenosis in humans: in vivo 6-month follow-up study.</a> Circulation. 108, 438-444 (2003).</li><li>Pedersen, E. M., Oyre, S., Agerbaek, M., Kristensen, I. B., Ringgaard, S., Boesiger, P., Paaske, W. 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>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Al fine di minimizzare variazione di sperimentazione si consiglia di lavorare con gli animali di quasi la stessa età e con la storia stessa dieta. Un&#39;indagine recentemente pubblicato dimostra che il modificatore sforzo di taglio applicato nei topi tipo selvatico potrebbe essere un buon modello per lo studio della disfunzione endoteliale e l&#39;inizio risposte infiammatorie indotta dal flusso alterato le dinamiche 13. Tuttavia, per l&#39;inchiesta della placca aterosclerotica modelli iperlipidemici svilu...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome </td><td> Azienda </td><td> Commenti </td></tr><tr><td> Lo stress modificatore di taglio (polyetherketone) </td><td> Promolding BV <a href="http://promolding.nl">http://promolding.nl</a> </td><td> I calchi sono inviati, pur collegato al corridore. Così, i singoli elementi devono essere tagliati prima dell&#39;uso. </td></tr></tbody></table>

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

E &#39;ampiamente accettato che le alterazioni vascolari in shear stress innescare l&#39;espressione dei geni infiammatori nelle cellule endoteliali e, quindi, indurre l&#39;aterosclerosi (recensione in 1 e 2). Il ruolo dello stress di taglio è stata ampiamente studiata in vitro indagare l&#39;influenza della dinamica dei flussi su una coltura di cellule endoteliali 1,3,4 e in vivo in animali più grandi e gli esseri umani 1,5,6,7,8. Tuttavia, altamente riproducibile modelli animali di piccole permettendo un&#39;indagine sistematica dell&#39;influenza della sollecitazione di taglio sullo sviluppo della placca sono rari. Recentemente, Nam et al. 9 ha introdotto un modello di topo in cui la legatura dei rami dell&#39;arteria carotide crea una regione di bassa portata e oscillatorio. Anche se questo modello le cause della disfunzione endoteliale e la rapida formazione di lesioni aterosclerotiche nei topi iperlipidemici, non si può escludere che la risposta infiammatoria è osservata, almeno in parte, una conseguenza of endoteliale e / o danni nave a causa di legatura. Al fine di evitare tali limitazioni, un bracciale sforzo di taglio modificando è stato sviluppato sulla base della dinamica dei fluidi calcolato, la cui forma di cono lume interno è stata scelta per creare regioni definite a bassa, stress e oscillatorio di taglio all&#39;interno dell&#39;arteria carotide comune 10. Applicando questo modello in apolipoproteina E (ApoE) topi knockout nutriti con una dieta ricca di colesterolo di tipo occidentale, lesioni vascolari sviluppare a monte ea valle del bracciale. Il loro fenotipo è correlato con le dinamiche del flusso regionale 11 come conferma in vivo imaging a risonanza magnetica (MRI) 12: sforzo di taglio basso e laminare a monte della cuffia provoca la formazione di placche estesa di un fenotipo più vulnerabile, mentre a valle oscillatorio sforzo di taglio di il bracciale induce lesioni aterosclerotiche stabili 11. Nelle regioni di elevato stress di taglio e flusso laminare ad alta all&#39;interno del bracciale,di solito non vengono osservati placche aterosclerotiche. In conclusione, il taglio allo stress modificando procedura bracciale è un approccio chirurgico affidabile per la produzione di lesioni aterosclerotiche fenotipicamente diversi ApoE topi con deficit.

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

Il bracciale costrizione presentate in questo articolo è stato progettato per indurre l&#39;aterosclerosi nel topo arteria carotide comune. Grazie alla forma conica del suo lume interno del bracciale impiantato genera regioni ben definite della bassa, la tensione alta e oscillatorio taglio innescare lo sviluppo di lesioni aterosclerotiche dei diversi fenotipi infiammatori.

Impianto di un bracciale carotidea per innescare Shear-stress aterosclerosi indotta in topi

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 Views.  Westfälische Wilhelms-University Münster. Il bracciale costrizione presentate in questo articolo è stato progettato per indurre l'aterosclerosi nel topo arteria carotide comune. Grazie alla forma conica del suo lume interno del bracciale impiantato genera regioni ben definite della bassa, la tensione alta e oscillatorio taglio innescare lo sviluppo di lesioni aterosclerotiche dei diversi fenotipi infiammatori.

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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 modello di Disturbed flusso indotta aterosclerosi carotidea in Arteria mouse da legatura parziale e un semplice metodo di isolamento dell&#39;RNA da Endotelio carotidea

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

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Medicina

In vivo Near Infrared Fluorescence (NIRF) Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading to an accumulation of lipid-laden intra-luminal plaque, smooth muscle cell proliferation and progressive narrowing of the vessel lumen. The formation of such vulnerable plaques prone to rupture underlies the majority of cases of acute myocardial infarction. The complex molecular and cellular inflammatory cascade is orchestrated by the recruitment of T lymphocytes and macrophages and their paracrine effects on endothelial and smooth muscle cells.1
Molecular imaging in atherosclerosis has evolved into an important clinical and research tool that allows in vivo visualization of inflammation and other biological processes. Several recent examples demonstrate the ability to detect high-risk plaques in patients, and assess the effects of pharmacotherapeutics in atherosclerosis.4 While a number of molecular imaging approaches (in particular MRI and PET) can image biological aspects of large vessels such as the carotid arteries, scant options exist for imaging of coronary arteries.2 The advent of high-resolution optical imaging strategies, in particular near-infrared fluorescence (NIRF), coupled with activatable fluorescent probes, have enhanced sensitivity and led to the development of new intravascular strategies to improve biological imaging of human coronary atherosclerosis.
Near infrared fluorescence (NIRF) molecular imaging utilizes excitation light with a defined band width (650-900 nm) as a source of photons that, when delivered to an optical contrast agent or fluorescent probe, emits fluorescence in the NIR window that can be detected using an appropriate emission filter and a high sensitivity charge-coupled camera. As opposed to visible light, NIR light penetrates deeply into tissue, is markedly less attenuated by endogenous photon absorbers such as hemoglobin, lipid and water, and enables high target-to-background ratios due to reduced autofluorescence in the NIR window. Imaging within the NIR 'window' can substantially improve the potential for in vivo imaging.2,5
Inflammatory cysteine proteases have been well studied using activatable NIRF probes10, and play important roles in atherogenesis. Via degradation of the extracellular matrix, cysteine proteases contribute importantly to the progression and complications of atherosclerosis8. In particular, the cysteine protease, cathepsin B, is highly expressed and colocalizes with macrophages in experimental murine, rabbit, and human atheromata.3,6,7 In addition, cathepsin B activity in plaques can be sensed in vivo utilizing a previously described 1-D intravascular near-infrared fluorescence technology6, in conjunction with an injectable nanosensor agent that consists of a poly-lysine polymer backbone derivatized with multiple NIR fluorochromes (VM110/Prosense750, ex/em 750/780nm, VisEn Medical, Woburn, MA) that results in strong intramolecular quenching at baseline.10 Following targeted enzymatic cleavage by cysteine proteases such as cathepsin B (known to colocalize with plaque macrophages), the fluorochromes separate, resulting in substantial amplification of the NIRF signal. Intravascular detection of NIR fluorescence signal by the utilized novel 2D intravascular NIRF catheter now enables high-resolution, geometrically accurate in vivo detection of cathepsin B activity in inflamed plaque.
In vivo molecular imaging of atherosclerosis using catheter-based 2D NIRF imaging, as opposed to a prior 1-D spectroscopic approach,6 is a novel and promising tool that utilizes augmented protease activity in macrophage-rich plaque to detect vascular inflammation.11,12 The following research protocol describes the use of an intravascular 2-dimensional NIRF catheter to image and characterize plaque structure utilizing key aspects of plaque biology. It is a translatable platform that when integrated with existing clinical imaging technologies including angiography and intravascular ultrasound (IVUS), offers a unique and novel integrated multimodal molecular imaging technique that distinguishes inflammatory atheromata, and allows detection of intravascular NIRF signals in human-sized coronary arteries.

In vivo Near Infrared Fluorescence NIRF Intravascular Molecular Imaging of Inflammatory Plaque, a Multimodal Approach to Imaging of Atherosclerosis

We detail a new near-infrared fluorescence (NIRF) catheter for 2-dimensional intravascular molecular imaging of plaque biology in vivo. The NIRF catheter can visualize key biological processes such as inflammation by reporting on the presence of plaque-avid activatable and targeted NIR fluorochromes. The catheter utilizes clinical engineering and power requirements and is targeted for application in human coronary arteries. The following research study describes a multimodal imaging strategy that utilizes a novel in vivo intravascular NIRF catheter to image and quantify inflammatory plaque in proteolytically active inflamed rabbit atheromata.

In vivo Near Infrared fluorescenza (NIRF) intravascolare Imaging Molecolare della placca infiammatoria, un approccio multimodale per Imaging di aterosclerosi

The vascular response to injury is a well-orchestrated inflammatory response triggered by the accumulation of macrophages within the vessel wall leading ...

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 modello murino di impianto di stent a livello dell&#39;arteria carotidea per lo Studio della restenosi

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;

Resezione del nervo tibiale - Un modello standardizzato per Denervation indotta scheletrico atrofia muscolare nei topi

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.

Indurre miointimale Iperplasia Versus aterosclerosi nei topi: Introduzione di due modelli validi

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.

Infusi carotide di farmacocinetica e di farmacodinamica Analisi dei taxani nei topi

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.

Attivazione reattiva Gliosi<em&gt; In Vivo</em&gt; Da un Forebrain Stab Injury

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.

Approccio chirurgico per occlusione dell&#39;arteria cerebrale media e riperfusione indotta ictus nei topi

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.

Induzione di aterosclerosi accelerata nei topi: il modello "Wire-Injury"

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

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.

Trombosi dell'arteria carotica canini cloruro ferrico-indotta: Un grande modello animale di danno vascolare

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