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* これらの著者は同等に貢献しました
我々は、ステップバイステップの手順および必要な器具の説明など、ネズミspinotrapezius筋における新規動脈結紮モデルを示しています。我々は、手術や生体共焦点顕微鏡を用いた血管網の再構築と機能的な血管拡張に関連する関連するアウトカムの測定について説明します。
ネズミspinotrapeziusはT3からL4まで延びて薄く、表面的な骨格支持筋であり、背側皮膚切開で簡単にアクセスできます。そのユニークな解剖学的構造は、虚血性損傷とその後の血管リモデリングの調査のためspinotrapeziusが便利になります。ここでは、私たちの研究チームが開発し、1月3日以前に出版されたネズミspinotrapezius筋における動脈結紮モデルを示しています。そのようなBalb / cマウスなどの特定の脆弱なマウス系統については、この結紮手術は確実に骨格筋虚血を作成し、血行再建を刺激する治療法を調査するためのプラットフォームとして機能します。評価の方法はまた、生体内および共焦点顕微鏡の使用を含む、実証されています。 spinotrapeziusはよく、そのアクセシビリティ(浅背解剖学)との相対的な薄さ(60〜200ミクロン)のためにこのようなイメージング研究に適しています。 spinotrapezius筋肉は容易に顔途中でマウントすることができ組織学的切片なし全筋肉の微小血管網のイメージング。我々は、機能的な血管拡張の手順を次のメトリックを取得する生体顕微鏡を使用することを記載し、具体的には、筋収縮の結果としてarterilar直径の増加。我々はまた、研究や共焦点顕微鏡を使用することを免疫染色に必要な前駆体、組織を採取し、固定するための手順を示しています。
慢性虚血の動物モデルは、末梢動脈疾患、冠動脈疾患、脳血管疾患などの虚血性疾患の病態生理を研究するための貴重なツールです。げっ歯類では、人間のように、動脈閉塞は動脈形成と血管新生を含む、血管網の構造的な改造につながる。健康で若い患者では、この改造は、虚血誘発傷害から組織を救出するために十分なことができますが、糖尿病などの併存疾患が深刻な改造と回復を脅かす可能性があります。血管リモデリングイベントのメカニズムを理解することは、これらの内因性血管再生プロセスを刺激する治療法を開発するために不可欠です。
現時点では、後肢の大腿動脈結紮または切除が4,5小動物の慢性虚血誘発性血管リモデリングを研究するための標準的な技術である。の直径は、接続性、および反応性の解析ライゲートした大腿動脈の血管網の下流を構成する微小血管は、しかし、筋肉の厚さに起因することは困難である。この安定背肉1における横送り動脈の一方的なライゲーション:我々は、マウスspinotrapezius筋における動脈結紮モデルを開発した。比較的薄いspinotrapezius(60〜200μm)は全組織にわたる血管リモデリングイベントの詳細な検査を可能にする、単一セルの解像度を持つネットワーク全体のトポロジを評価するための専用の顔の免疫染色に適している。 spinotrapeziusも表面的でアクセス可能であり、したがって、その血管は容易に血管反応性に改造や動脈結紮の影響の効率的な特性のために、生体内顕微鏡によって観察されています。
本稿では、詳細に記述し、マウスspinotrapezius動脈結紮モデルを示しています。 vivoおよびex vivoで 、私の中で両方の評価は、次の手術thodsは虚血状態6、全体の筋肉の微小血管網の免疫蛍光イメージングの下で損なわれることが示されている機能的な血管拡張の測定を含む、記載されている。また、モデルの有用性を実証するための2つの別々のパイロット試験の結果が含まれています。まず、C57BL / 6マウス( 図2B)における血管蛇行の統計的に有意な増加を誘導するために動脈結紮モデルを利用した。細動脈の血行における動脈形成時のねじれが大きくなる。担保動脈の欠如( 例えば BALB / C)に起因する虚血に対してより脆弱である他のマウス系統では、毛細管動脈血は10を観察される。毛細管動脈血が増加直径およびα-平滑筋アクチン反応の開発により検出される。第二に、筋肉の機能的電気刺激はspinotrapeziの端末動脈に血管拡張につながる私達( 図3B)。
1。 Spinotrapeziusフィード動脈結紮手術
マウスの回復が誘導から時間内に収まるようマウス株と株価時*線量変数は、それに応じて調整してください。
2。 in situで Spinotrapezius生体顕微鏡、
3。 Spinotrapeziusティッシュハーベストおよび固定
ライゲーションを受けるspinotrapezius筋肉を供給する主要な動脈の外科ビューは、関心のある領域を示すラベルと、 図1に示されている。一週間後にライゲーションライゲーション動脈から直接下流に位置する筋肉の収穫と免疫領域の例共焦点画像を図2Aに示されています。平滑筋細胞(赤色)を発現している平滑筋α-アクチンを含む拡大された担保の細動脈は結紮後に蛇行特性を表示します。ライゲートした筋肉内の血管経路の長さとコードの距離(すなわち、同じ容器のパスの端点上に延びる線)との比として報告血管蛇行は、(右)(; n = 8の図2B)非連結反対側の筋肉への相対的な強化されてい図3は、終末細動脈血管拡張機能が生体顕微鏡を用いて測定されたパイロット·スタディの結果を示しています。予想されるように、細動脈のディ ameterが大幅に電気刺激によって誘発される筋収縮後に増加します。
図1。反映spinotrapezius筋肉と送り動脈の手術野。フィード動脈はA0で示される2つの場所で連結する。これらの合字間や血流の閉塞後、動脈が示さサイトでは、Dが概説し、spinotrapezius筋肉に、AがCで概説腹脂肪、動脈からの遷移のターゲットセグメントを示した部位に離断されている矢印Bの流れの方向は破線の矢印Eで示されていると
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図2。蛇行のパイロットスタディのためspinotrapezius筋微小血管ネットワークの共焦点画像。()を回収し、全マウントの筋肉は平滑筋α-アクチンについて免疫染色し、共焦点顕微鏡を用いて画像化した。視野がライゲーションされた細動脈後1週間ライゲーションの直接下流に位置する筋肉の領域を示している。 。曲がりくねった血管た(p = 0.035; 1スチューデントのt検定)(B)のパイロットスタディの結果が大幅に増加を示してライゲーションの結果として筋肉に明白であるに血管経路の長さによって測定された蛇行はライゲート筋肉で毛細血管によって示される反対側の対照と比較して、C57BL / 6マウス(n = 8)での裁判のための臍帯距離比。
ふぃぎゅRE 3。 in vivoでの spinotrapezius細動脈の機能的血管拡張の生体顕微鏡イメージング、。()安静時spinotrapeziusターミナル動脈の代表的な顕微鏡写真(左)と、直ちに8 Hzの筋収縮(右)の中止に続く。安静時(b)端子細動脈径( 8.5±0.5μmで、左)と直後(11±1μmで、真ん中)が有意に細動脈径(増加した筋収縮の90秒は、p = 0.032; 1尾)は、BALB / cマウスのt-検定ペアリング(N = 6)。変化率は(右)を示した。
ここに提示されたマウスspinotrapezius結紮モデルは動脈閉塞から生じることを機能的および構造的適応を研究するために効果的な小さな動物モデルである。このモデルは、広く使われている後肢虚血モデル4に相補的である、という点では高い空間分解能で無傷の微小血管のネットワークの全体の筋肉のビューを提供します。この筋肉がちょうど背部の皮膚の下に配置されているのでまた、それは生体顕微鏡でシリアルイメージングへ、そして灌流又は薄膜2を介して注入局所薬物送達へのアクセスが可能です。これらの機能は、それ動脈閉塞後の血管リモデリングと血管拡張機能における新規治療標的の影響を研究する中で魅力的な小さな動物モデルを確認します。
いくつかの主要なdにより後肢結紮モデルで得られたデータにspinotrapezius結紮モデルで得られたデータを比較する際にその注意を払って使用するようにしてくださいifferences。まず、spinotrapezius筋肉は筋肉を安定しており、彼らは機能とファイバ型分布の面で、脚の筋肉とは異なります。私たちのグループは、以前spinotrapezius筋における動脈結紮として後肢モデル1,8における大腿動脈結紮後に後足で観察された低酸素状態に比べて、よく発達した側副動脈網を有する株で小さいか無視できる低酸素状態を作成することを実証しています- 10。我々はまた、C57BL / 6マウスに比べてspinotrapezius結紮モデルは毛細血管担保と既存細動脈コネクション3の拡大によりC57BL / 6改造によってBalb / cマウスのネットワーク改造で、Balb / cマウスの異なるリフォーム応答を生成することが示されている。これらの観察および後肢結紮モデルで作られたものとの間に興味深い平行があり、ここで、Balb / cマウスをC57BL / 6マウス9,11,12に比べライゲーション後の長期灌流回復を体験</>(商標)。我々はまだspinotrapezius結紮モデルにおいて、これらの予測変数をテストしていないものの、組織虚血、マウスの13歳性別14、病気15の存在の他のモデルでも、動脈閉塞症に対する組織の反応に影響を与える。
第二に、spinotrapeziusモデルで連結されている動脈のサイズは大腿動脈よりも実質的に小さいため、ライゲーションはspinotrapeziusで、循環器ツリーの下位レベルで、 すなわち 、さらに下流にある小さな組織の体積に影響を与える後肢3と比較。この介入にそれぞれの生理学的反応( 例えば、血管リモデリング)を比較するとき、したがって、これら2つのモデルでライゲーションの場所における解剖学的な違いを考慮する必要があります。
第三に、spinotrapeziusの薄さは、酸素が隣国から組織のunperfused部分に到達することを許すことができる3上述のように後肢モデルで組み合わさ虚血および低酸素症に比べて組織。第四に、ライゲーションのspinotrapezius下流の部分への流れの回復は後肢ライゲーションよりも高速です。 spinotrapezius結紮モデルはユニークな慢性的なモデルであり、虚血再灌流障害の一過性動脈閉塞やモデルの他のモデルと混同してはいけません。我々は、これらの条件の種類に対応するため、このモデルを適応させることが可能に考慮するが、これは、本明細書で提示された仕事の範囲の外にあります。最後に、私たちは若いとマウスそれ以外の場合は健康や高い心拍数5のような固有の生理的な限界のために利用する場合は特に直接、ヒトでの虚血性疾患の臨床症状には、このモデルでは前臨床観察を関連を警戒。それにもかかわらず、我々は、ライゲーションに組織応答の基本的なメカニズムを明らかにし、潜在的に識別するための貴重なツールとして、この新しいモデルを考えるを用いたin vivoの設定でrapeutic目標。
spinotrapeziusフィード動脈結紮手続において提供される手術のノートに加えて、(解剖学ノート(6A)、静脈(図9a)から動脈を区別する、および単一のリガチャ(11a)の使用)からプロシージャの利点のいくつかの他の側面議論。
まず、背脂肪パッドボーダー(または経皮視覚化が不可能な場合は肩甲骨に尾数mm)上で行われ、最初の切開は、理想的には外科医が快適である限り小さくし、必要に応じて手順の間に展開されます。この慣行は、外科医のために便利である切開を閉じるために必要な縫合を最小限に手続き時間を短縮し、リカバリ中にも動物への刺激が少ないです。筋肉が拡張されたフィールドで見つけることが容易になることができるので、別の方法として、より大きな皮膚切開は、外科医の好みに応じて適切であるかもしれません。この場合には、切開月背骨に向かって折りたたみ可能にするために内側オープンフェースで馬蹄形の恩恵を受ける。皮膚切開を行うと表面の血管が損傷して出血を引き起こしている場合、セカンダリ皮膚の層を通って延びているが、滅菌ガーゼで軽く圧力を適用し、止血のための時間を提供します。
また、ノートのは、必要最小限の力で組織を処理するために重要であり、可能な限り近い筋の外側縁へと離れて、意図虚血領域からピンセットで保持します。この習慣は動脈結紮によって誘発血管リモデリング応答を混乱かもしれない追加の炎症媒介組織反応につながる可能性挫滅を回避するのに役立ちます。
結論として、我々は細動脈の結紮に血管や組織の応答を調べるための外科的モデルとしてマウスspinotrapezius筋肉の使用を実証している。このモデルは、(たとえば、血管の変化の生体内評価に適しています例えば、機能的血管拡張)、および血管の変化の ex vivo での評価(例えば、血管網の免疫蛍光イメージングと定量)について。両方の前臨床および臨床研究では、細動脈の閉塞(ヒトではマウスやアテローム性動脈硬化プラークのライゲーションなどを通じて)への個々の反応は、自分の年齢に依存していることが実証されている疾患の有無( 例えば糖尿病)閉塞動脈の直径、個々の遺伝子構造、及び11月15日組織の代謝要求。などここで提示されるものとマウスモデルでは、これらの複雑な関係に捜査を容易に株特異的解剖学的および遺伝的差異および疾患特異的な表現型の研究を利用する。
著者らは、彼らが競合する金融利害関係はありません宣言。
我々は彼のトラック "空港ラウンジ"、 "壁紙"、および "イブニングメロドラマ(出現順に)を含め、関連するビデオで彼のクリエイティブコモンズライセンスされた音楽の使用のためにケビン·マクラウドを認める。"我々はまた、手術ビデオで彼らの支援のためNdubisi OkekeとフレデリックTorstrickを承認したいと思います。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
名前 | 会社 | カタログ番号 | 注釈 |
アイリスはさみ | FST | 14090から09 | タイプ:ツール |
サイズ7鉗子 | FST | 11271から30 | タイプ:ツール |
サイズ5鉗子 | FST | 11251から20 | タイプ:ツール |
春のはさみ | Roboz | RS5671 | タイプ:ツール |
マイクロプローブ | FST | 10140から03 | タイプ:ツール ストレートプローブで置換されてもよい |
ニードルホルダー | FST | 12500から12 | タイプ:ツール |
誘導室 | DistのJD医療。株式会社 | IC-1086 | タイプ:道具 |
アイジェル | Dechra | NDC 17033-211-38 | タイプ:試薬 |
熱パッド | FST | 21060から01 | タイプ:道具 |
直腸温度プローブ | FST | 21060から01 | タイプ:道具 |
刺激電極 | FHC | UEWSGCSE0N1M | タイプ:道具 |
Artisanのポリマークレイ | Polyform | N / A | タイプ:道具 |
PowerLabデータ収録システム | ADInstruments | MLの845 | タイプ:道具 |
刺激アイソレータ | ADInstruments | FE 180 | タイプ:道具 |
LabChart | ADInstruments | ML S060 / 7 | 種別:ソフトウェア |
反射光蛍光顕微鏡 | オリンポス | BFXM | タイプ:道具 |
高MW蛍光デキストラン | シグマ | FD250S-100MG | タイプ:試薬 |
ビデオキャリパー | コロラドビデオ | 308 | タイプ:道具 |
自動血管分析(AVA) | Microvision社メディカル | 種別:ソフトウェア | |
抗αSMA共役フルオロフォア | シグマ | 1A4-Cy3を | タイプ:試薬 クローン、1:100 |
蛍光顕微鏡 | オリンポス | BFXM | タイプ:道具 |
高分子蛍光デキストラン | シグマ | FD250S-100MG | タイプ:試薬 |
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