皮内微小透析:ヒトにおける微小血管機能障害の新しいメカニズムを調査するためのアプローチ

要約

皮内微小透析は、健康と疾患における微小血管機能を調査するために使用される低侵襲技術です。この技術には、用量反応と局所加熱の両方のプロトコルを利用して、皮膚循環における血管拡張と血管収縮のメカニズムを調べることができます。

要約

皮膚血管系は、ヒトの微小血管機能を評価するために使用できるアクセス可能な組織です。皮内微小透析は、皮膚循環における血管平滑筋および内皮機能のメカニズムを調査するために使用される低侵襲技術です。この技術により、心血管疾患発症リスクの指標である一酸化窒素を介した血管拡張の減少によって指標化された微小血管内皮機能障害の病態生理の薬理学的解剖が可能になります。この技術では、皮膚の真皮層にマイクロ透析プローブを配置し、レーザードップラー流量測定プローブを備えた局所加熱ユニットをプローブの上に配置して、赤血球フラックスを測定します。局所的な皮膚温度を直接加熱してクランプまたは刺激し、薬理学的薬剤をプローブを通して灌流して細胞内シグナル伝達経路を刺激または阻害し、血管拡張または血管収縮を誘発したり、目的のメカニズム(補因子、抗酸化物質など)を調べたりします。皮膚血管コンダクタンスを定量化し、病態における内皮機能障害のメカニズムを明らかにすることができます。

概要

心血管疾患(CVD)は^{、米国における}主要な死因です1。高血圧(HTN)は、脳卒中、冠状動脈性心疾患、心不全の独立した危険因子であり、米国人口の~50%以上が罹患していると推定されています²。HTNは、独立したCVD(原発性HTN)として発症することもあれば、多発性嚢胞腎や内分泌障害などの別の疾患の結果として発症することもあります(続発性HTN)。HTNの病因は多岐にわたるため、HTNで観察される根本的なメカニズムと末端臓器の損傷の調査は複雑です。HTNに関連する末端臓器損傷の病態生理学に関する多様で新しい研究アプローチが必要です。

CVDの最も初期の病理学的徴候の1つは、一酸化窒素(NO)を介した血管拡張の障害を特徴とする内皮機能障害です^3,4,5。血流媒介性拡張は、CVDに関連する内皮機能障害を定量化するために使用される一般的なアプローチですが、微小血管床の内皮機能障害は、大きな導管動脈の内皮機能障害とは無関係であり、前兆である可能性があります^6,7,8

プロトコル

すべての手順は、参加者の募集前にペンシルベニア州立大学の治験審査委員会によって承認されます。

1. 設備のセットアップ

1. 局所加熱ユニットとレーザードップラー流量計をオンにします。
   注意: どちらも、製造元の指示に従って、データ収集の前に校正する必要があります。レーザードップラー流量計は、100 Hz(100サンプル/分)でサンプリングし、データ収集ソフトウェアで連続的に記録するデータ収集ハードウェアに接続する必要があります。他のデータ収集ハードウェアやソフトウェアも使用できますが、わかりやすくするために、残りの手順はPowerLabハードウェアとLabChartソフトウェアの機能を反映しています。
2. LabChartソフトウェアファイルを開きます。
   注:必要なデータ入力と継続的なデータ収集機能を備えた参照ファイルを事前に作成する必要があります。各マイクロダイアリシス部位に対応するレーザードップラーと局所ヒーターごとに1つのパネルが必要であり、パネルはデータ収集ハードウェアユニットの適切なチャンネル入力に対応している必要があります。

2. 微小透析ファイバーの配置

1. 前腕の腹側にある皮膚の大きな目に見える血管を特定し、それらを油性マーカーで示します(必要に応じて止血帯を利用して血管を視覚化します;色素沈着の濃い皮膚の血管を特定するには、触診への....

ディスカッション

皮内微小透析技術は、ヒト血管研究における汎用性の高いツールです。研究者は、プロトコルを変更して、その用途をさらに多様化することができます。たとえば、ACh用量反応プロトコルについて説明しますが、血管拡張のみではなく、血管収縮または血管運動緊張のメカニズムに関する他の調査では、ノルエピネフリンまたはニトロプルシドナトリウムの用量反応アプローチが利用されて?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 mL syringes	BD Syringes	302100
Acetlycholine	United States Pharmacopeia	1424511	Pilot data collected in our lab indicate drying acetylcholine increases variability of CVC response; do not dry, store in desiccator
Alcohol swabs	Mckesson	191089
Baby Bee Syringe Drive	Bioanalytical Systems, Incorporated	MD-1001	In this study the optional 3-syringe bracket (catalg number MD-1002) was utilized
CMA 30 Linear Microdialysis Probes	Harvard Apparatus	CMA8010460
Connex Spot Monitor	WelchAllyn	74CT-B	automated blood pressure monitor
Hive Syringe Pump Controller	Bioanalytical Systems, Incorporated	MD-1020	Controls up to 4 Baby Bee Syringe Drives
LabChart 8	AD Instruments		**PowerLab hardware and LabChart software must be compatible versions
Lactated Ringer's Solution	Avantor (VWR)	76313-478
Laser Doppler Blood FlowMeter	Moor Instruments	MoorVMS-LDF
Laser Doppler probe calibration kit	Moor Instruments	CAL
Laser Doppler VP12 probe	Moor Instruments	VP12
Linear Microdialysis Probes	Bioanalytical Systems, Inc.	MD-2000
NG-nitro-l-arginine methyl ester	Sigma Aldrich	483125-M	L-NAME
Povidone-iodine / betadine	Dynarex	1202
PowerLab C Data Acquisition Device	AD Instruments	PLC01	**
PowerLab C Instrument Interface	AD Instruments	PLCI1	**
Probe adhesive discs	Moor Instruments		attach local heating unit to skin
Skin Heater Controller	Moor Instruments	moorVMS-HEAT 1.3
Small heating probe	Moor Instruments	VHP2
Sterile drapes	Halyard	89731
Sterile gauze	Dukal Corporation	2085
Sterile surgical gloves	Esteem Cardinal Health	8856N	catalogue number followed by the initials of the glove size, then the letter "B" (e.g., 8856NMB for medium)
Surgical scissors	Cole-Parmer	UX-06287-26