この調査は、米国国立衛生研究所(NIH)の国立心肺血液研究所(NHLBI)の1R01HL149404-01A1(BL)と、ウィスコンシン大学マディソン心臓血管研究センター(JB)のRuth L. Kirschstein National Research Service Award T32 HL 007936の支援を受けました。フィギュアは Biorender.com で作成または編集されました。統計解析は、GraphPad Prism 10ソフトウェアを使用して実行しました。

エラスターゼ治療後のマウスにおける大動脈瘤発症の評価

<ol>
	<li>Kent, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+practice.+Abdominal+aortic+aneurysms.">Clinical practice. Abdominal aortic aneurysms.</a> New Engl J Med. 371 (22), 2101-2208 (2014).</li><li>Wanhainen, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=European+Society+for+Vascular+Surgery+Guidelines+on+the+management+of+aorto-iliac+abdominal+aortic+aneurysms.">European Society for Vascular Surgery Guidelines on the management of aorto-iliac abdominal aortic aneurysms.</a> Eur J Vasc Endocasc Surg. 57 (1), 8-93 (2019).</li><li>Shimizu, K., Mitchell, R. N., Libby, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammation+and+cellular+immune+responses+in+abdominal+aortic+aneurysms.">Inflammation and cellular immune responses in abdominal aortic aneurysms.</a> Arterioscler Thromb Vasc Biol. 26 (5), 987-994 (2006).</li><li>Shen, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aortic+aneurysms+and+dissections+series.">Aortic aneurysms and dissections series.</a> ArteriosclerThromb Vasc Biol. 40 (3), e37-e46 (2020).</li><li>Stanley, J. C., Veith, F., Wakefield, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+Therapy+in+Vascular+and+Endovascular+Surgery+E-Book.">Current Therapy in Vascular and Endovascular Surgery E-Book.</a> Elsevier Health Sciences. , (2014).</li><li>Morgan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+novel+mechanisms+of+abdominal+aortic+aneurysm+via+unbiased+proteomics+and+systems+biology.">Identifying novel mechanisms of abdominal aortic aneurysm via unbiased proteomics and systems biology.</a> Front Cardiovasc Med. 9, 889994 (2022).</li><li>Yin, L., Kent, E. W., Wang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+murine+models+of+ruptured+abdominal+aortic+aneurysm.">Progress in murine models of ruptured abdominal aortic aneurysm.</a> Front Cardiovasc Med. 9, 950018 (2022).</li><li>Lu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+chronic+advanced+stage+abdominal+aortic+aneurysm+murine+model.">A novel chronic advanced stage abdominal aortic aneurysm murine model.</a> J Vasc Surg. 66 (1), 232-242 (2017).</li><li>Berman, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+aortic+aneurysm+severity+and+growth+depend+on+topical+elastase+concentration+and+lysyl+oxidase+inhibition.">Experimental aortic aneurysm severity and growth depend on topical elastase concentration and lysyl oxidase inhibition.</a> Sci Rep. 12 (1), 99 (2022).</li><li>Deaths, percent of total deaths, and death rates for the 15 leading causes of death in 5-year age groups, by race, and sex. Centers for Disease Control and Prevention Available from: <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/nchs/nvss/mortality/lcwk1.htm">https://www.cdc.gov/nchs/nvss/mortality/lcwk1.htm</a> (2015)</li><li>Dansey, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+endovascular+and+open+repair+for+abdominal+aortic+aneurysms+in+the+United+States+from+2004+to+2015+and+implications+for+screening.">Epidemiology of endovascular and open repair for abdominal aortic aneurysms in the United States from 2004 to 2015 and implications for screening.</a> J Vasc Surg. 74 (2), 414-424 (2021).</li><li>Daugherty, A., Cassis, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+of+abdominal+aortic+aneurysms.">Mouse models of abdominal aortic aneurysms.</a> Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (3), 429-434 (2004).</li><li>Busch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translating+mouse+models+of+abdominal+aortic+aneurysm+to+the+translational+needs+of+vascular+surgery.">Translating mouse models of abdominal aortic aneurysm to the translational needs of vascular surgery.</a> JVS Vasc Sci. 2, 219-234 (2021).</li><li>Anidjar, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastase-induced+experimental+aneurysms+in+rats.">Elastase-induced experimental aneurysms in rats.</a> Circulation. 82 (3), 973-981 (1990).</li><li>Bhamidipati, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+novel+murine+model+of+aortic+aneurysms+using+peri-adventitial+elastase.">Development of a novel murine model of aortic aneurysms using peri-adventitial elastase.</a> Surgery. 152 (2), 238-246 (2012).</li><li>Xue, C., Zhao, G., Zhao, Y., Chen, Y. E., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+abdominal+aortic+aneurysm+model+induced+by+perivascular+application+of+elastase.">Mouse abdominal aortic aneurysm model induced by perivascular application of elastase.</a> J Vis Exp. (180), e63608 (2022).</li></ol>

この原稿の著者は、宣言すべき利益相反はありません。

AAAの複雑な病態生理学を理解することは、大動脈瘤疾患の管理を改善するために重要です。手術結果を改善するための新しい戦略が積極的に開発されていますが、AAAは依然として高齢化社会で蔓延しており、動脈瘤の破裂は依然として米国の主要な死因です10。したがって、AAAの検出、予防、および治療戦略における満たされていないニーズは、さらなる基礎的な動脈瘤研究を正当化します11。
ヒトAAAの特徴と行動を正確かつ効率的に再現する動物モデルは、動脈瘤の病態生理学の機構研究や潜在的な治療標的の特定に不可欠です。現在の動物モデルは、ヒトの疾患で発生する動脈瘤の変化の主要な側面を模倣することができますが、ヒトAAAの真の複雑さを完全に表す単一のモデルはありません。現在、マウスは動物のAAAモデリングで最も広く受け入れられている種です。研究者は、DaughertyらやBuschらのレビューで専門的に説明されているような、特定の動脈瘤研究のために、各マウスモデルのさまざまな長所と短所を考慮する必要があります12,13。
げっ歯類にAAAを誘導するためのエラスターゼの使用は、1990年にAnidjarらによって最初に記載されました14。シリンジポンプを使用してブタ膵臓エラスターゼで大動脈を灌流すると、およそ50%から70%の初期拡張が生じ、拡張したセグメントは、内側変性や外膜炎症など、ヒトAAAの同様の病理学的特徴を良好に示します。しかし、従来の灌流モデルは、間違いなく最も技術的に困難な動脈瘤モデルであり、通常は2週目までに形成される動脈瘤は、その後徐々に解消し始めます。その後、2012年にBhamidipatiらは、エラスターゼの外来性適用も、サイズ15でより再現性の高い同様の動脈瘤を成功裏に誘導できることを実証しました。はるかに難易度の低いモデルである局所エラスターゼモデルは、動脈瘤研究で広く採用されました。局所エラスターゼモデルのその他の方法論と利点については、Xue らによる方法論文16 で説明されています。
マウスAAAのエラスターゼ/ BAPNモデルは、2017年にLuと同僚によって開発されました8。0.2% BAPN 飲料水の導入により、従来の局所エラスターゼ モデルの多くの批評が改善され、現在では AAA 破裂のポイントまで継続的に拡大する動脈瘤が生成されています。2017年の研究では、エラスターゼ/BAPN処理群のマウスは、より進行したAAA群であるエラスターゼ群と比較して、AAA形成率が有意に高いことを示しました(93%対65%、P < 0.01)。100日間の研究期間にわたって、エラスターゼ/ BAPNグループのAAAは、ベースライン直径>800%まで拡張し続け、管腔内血栓(53.8%)を形成し、実験が終了する前に46.2%が自然に破裂しました。このモデルにより、研究者は動脈瘤の進行と安定性に時間の経過とともに影響を与える可能性のある要因を調査することができました。
Bermanらは、局所エラスターゼの濃度、研究期間、BAPN投与のタイミング、および動物の性別の影響を変化させることにより、エラスターゼ/ BAPNモデルをさらに調査しました9。5 μLの高濃度エラスターゼ(5 mg / mLまたは10 mg / mL)による処理では、56日間で2.5 mg / mLよりも大きな動脈瘤が生成されました。.管腔内血栓形成の有病率は、5 mg / mLで処理されたマウスの28.6%、10 mg / mLで処理されたマウスの62.5%で発生したエラスターゼ濃度にも依存していました。.また、エラスターゼ/BAPNモデルが雌マウスに動脈瘤を誘発できることも示しました。研究された雌マウスはごくわずかでしたが(n = 5)、雌の動脈瘤は破裂しやすく(5匹中2匹)、56日目に雄のAAAよりも有意に大きかったことがわかりました。
この論文では、外科的モデリングの最大の制限の1つである外科的処置のバリエーションに対処する方法を提供することを目指しています。剥離の程度とエラスターゼで治療された大動脈の面積について明確なコンセンサスが得られない場合、このモデルの結果は動物、研究者、および施設間で劇的に異なる可能性があります。マウス間では、腰部動脈や静脈の数や大きさ、IMAの位置、左性腺静脈の離陸など、数多くの解剖学的変化が観察されており、これは腎下大動脈の一部または特定の部分のみを治療しようとする場合に制限される可能性があります。ここでは、左腎動脈から大動脈分岐部まで遠位に左腎動脈下大動脈の全長を円周方向に解剖すると、解剖学的な違いにもかかわらず、動脈瘤誘導の成功率を高め、オペレーターに明確な境界を提供しながら、再現性のある程度の大動脈曝露を提供するのに役立つことを示しています。さらに、IVCのサイズとより前方の位置は大動脈の大部分を覆う傾向があり、IVCから分離されていない場合、治療される大動脈の量に影響を与える可能性があります。大動脈を露出させるためには後腹膜筋膜を切除する必要がありますが、大動脈から外膜の結合組織を完全に解剖して培地層を露出させないことが重要です。これは、このモデルによる解剖の程度に対する追加の内部制御として機能する可能性がありますが、このモデルを採用する際にはイライラする学習曲線になる可能性があります。オペレーターはさらに、手術中に簡単に怪我をし、制御不能な出血につながる可能性のあるリスクの高い領域(図4)を学びます。
このモデルの手続き手順が一貫していることは重要ですが、研究の期間とインターバル超音波検査のタイミングは、研究の目的によって異なります。大動脈拡張はエラスターゼの適用ですぐに始まりますが、このモデルを使用した研究では、この例の実験のように、手術後28日間マウスを観察するのが一般的です7。進行したAAA、長期成長、管腔内血栓形成、または破裂を研究する際には、研究期間の延長を考慮する必要があります。
動物の体温や水分補給状態の維持など、周術期のさらなる対策は、この侵襲的な処置の動物の生存率を向上させるのに役立ちます。手術中や温かいリカバリーケージへの装着時に温熱パッドを使用すると、低体温症を防ぐことができます。生理食塩水は、腹腔の洗浄に使用する前に温める必要があります。手術直後の皮下輸液ボーラスは、手術中の感覚に欠ける体液の損失を説明することができ、動物が即時の回復段階で適切な水分補給を維持するのに役立ちます。慎重な組織の取り扱いと一貫した系統的なアプローチにより、エラスターゼ/BAPNモデルは、経験豊富なオペレーターがマウスあたり30分から45分で実施でき、周術期合併症が非常に少ないAAAを確実に生成できます。
私たちの結果は、エラスターゼの適用前に腎下大動脈の円周方向の解剖に加えてBAPNの組み合わせが、より大きな、継続的に拡大するAAAを生成し、より大きな直径とより短い期間で破裂の発生率を生成することを示しています。この実験では、活性型エラスターゼで処理したすべての雄(6匹中6匹)および雌(6匹中6匹)にAAAを成功裏に誘導しました。5分間のエラスターゼ曝露により、大動脈径が約30〜40%即座に増加し、治療グループ間でのエラスターゼの適用が成功し、一貫していることを確認するのに役立ちます。Bermanらと同様に、このモデルは雌マウスでAAAを誘導できることを示しました。これは、雌マウスも雄よりも大きな破裂応答を示します。雌マウスの半数(6匹中3匹)は28日以内に破裂したのに対し、雄は6匹中0匹でしたが、メスマウスの体重はオスよりも軽いです。雄マウスはAAA直径の増加を257%示したのに対し、雄の対照群は-4%であったのに対し、生き残った雌は417%の直径増加を示したのに対し、雌の対照群は-16%であった。大動脈径は、雌群の破裂数が多かったため、28日目に生存した雄と雌の治療マウスの間で有意差はありませんでした。偽マウスは、最初の解剖中に大動脈がわずかに拡張する傾向があり、その後 28 日までに瘢痕組織を形成する傾向があるため、研究の終わりまでに大動脈径が小さくなると推測しています。
エラスターゼ/BAPNモデルには一定の制限があります。大動脈の円周方向の解剖には、優れた外科的技術が必要ですが、再現性と動脈瘤誘導の程度を改善するのに役立ちます。局所エラスターゼモデルと同様に、エラスターゼ酵素活性にもバッチ効果があり、これは前述のように、特定の実験ですべての動物に同じエラスターゼのボトルを利用することが重要です。AAA管腔内血栓と破裂の発生率は時間とともに増加し、動脈瘤の重症度は増加しますが、これらは保証されておらず、このモデルでは完全に予測可能ではありません。
要約すると、エラスターゼ/BAPNモデルは、雄マウスと雌マウスの両方で大きな真の腎下AAAを産生し、時間の経過とともに徐々に拡大し、管腔内血栓を形成し、破裂する可能性があります。このマウスモデルのこれらの長所は、ヒトの動脈瘤の行動と特性の一部をより適切に再現するのに役立ちます。技術的には困難ですが、大動脈を慎重かつ徹底的に解剖することで、動脈瘤の反応を増強することができます。現在、エラスターゼ/BAPN 法は、腎下腹部大動脈瘤を研究するための高度なモデルです。

動脈瘤は、健康な血管の直径1の50%を超える血管の病理学的拡張として定義されます。腹部大動脈瘤 (AAA) は、65 歳以上の男性の約 >5% の発生率で、高齢化人口でよく遭遇する状態であるにもかかわらず、AAA1 を治療するための指向性>治療戦略はありません。AAAの現在の管理は、大動脈の直径または成長率に基づく開腹手術または血管内手術のいずれかによるリスク因子の減少と外科的修復に限定されています2。AAAの最大のリスクは動脈瘤の破裂であり、治療しないと致命的であり、この緊急の状況での修復は死亡リスクを90%以上もたらす可能性があります1。
AAAの病態生理学は複雑で、多因子性であり、完全には理解されていません3。ヒトAAAの特徴には、炎症細胞の浸潤を伴う大動脈壁の真の動脈瘤拡張、管腔内血栓の存在、および最終的な破裂につながる進行性拡張が含まれます3,4。さらに、AAAは高齢と関連しており、男性:女性の性別が9:1で優勢であり、最も一般的には腎下大動脈5に発生します。動物におけるヒトAAAのすべての特徴と行動をモデル化することは、依然として進行中の課題です6。
現在のAAAモデリングは主にマウスで行われており、動脈瘤は一般的に、皮下移植浸透圧ポンプを介したアンジオテンシンII(AngII)注入、および大動脈7への塩化カルシウム(CaCl2)またはエラスターゼの直接適用の3つの方法のいずれかを使用して誘発されます。後者の方法では、ブタの膵臓エラスターゼ (PPE) が腎下大動脈の一部に適用され、チュニカ媒体の弾性ラメラ内のエラスチン繊維の酵素分解を引き起こします。この構造的損傷は、大動脈壁の弱体化と外向きの動脈瘤拡張をもたらします。ただし、局所エラスターゼのみを使用すると、比較的小さな腎下動脈瘤が生成され、時間の経過とともに徐々に拡大または破裂することはありません。最近では、Luらは、リシルオキシダーゼの不可逆的な阻害剤であるβ-アミノプロピオニトリル(BAPN)をエラスターゼ処理マウスに追加で投与することにより、このモデルを改良しました8。エラスチン繊維とコラーゲン繊維の架橋を防ぐことにより、BAPNサプリメントはエラスターゼで損傷した大動脈を破裂するまで徐々に拡張させます。さらに、エラスターゼ/ BAPNモデルは、局所エラスターゼモデルよりもAAAの発生率が高く、生成される動脈瘤も大きく、管腔内血栓8を含んでいます。
エラスターゼ/BAPN モデルでは、外科的解剖の程度と大動脈のエラスターゼへの曝露が、このモデルの成功と再現性に影響を与える可能性があります。この原稿では、BAPN飲料水の同時投与と局所エラスターゼの同時投与 全腎下大動脈セグメントの円周方向分離後の大動脈への適用により、再現性が向上し、動物間の解剖学的違いが説明され、AAA誘導率、動脈瘤サイズ、および破裂発生率が増加することを説明しています。この記事では、局所エラスターゼとBAPNを添加した水の組み合わせを使用して、マウスの進行性腹部大動脈瘤を確実に誘導するための標準化されたアプローチについて説明します。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.5 L induction chamber</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>SOMNO-0530XXS</td>
			<td>anesthesia induction chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9% sodicum chloride injection, USP, 20 mL</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>NDC 0409-4888-03</td>
			<td>normal saline</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 mL syringe Luer-Lok Tip with BD PrecisionGlide Needle 22 G x 3/4</td>
			<td>BD</td>
			<td>REF 309569</td>
			<td>syringe, 22 G needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Aminopropionitrile Fumarate</td>
			<td>TCI</td>
			<td>A0796</td>
			<td>BAPN</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Aminopropionitrile Fumarate salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A3134-25G</td>
			<td>BAPN</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avant Delux gauze sponges, 2&#34; x 2&#34; 4-Ply</td>
			<td>Medline</td>
			<td>NON26224</td>
			<td>gauze sponges</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balding clipper</td>
			<td>Whal Clipper Corporation</td>
			<td>8110</td>
			<td>hair clippers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>betadine surgical scrub (povidone-iodine, 7.5%)</td>
			<td>Avrio</td>
			<td>NCD 67618-154-16</td>
			<td>betadine surgical scrub</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>blunt forceps</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-5130</td>
			<td>blunt forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine ER-lab</td>
			<td>ZooPharm</td>
			<td>BERLAB0.5</td>
			<td>buprenorphine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>carprofen</td>
			<td>Norbrook</td>
			<td>NDC 55529-131-11</td>
			<td>carprofen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CASTROVIEJO 5.75&#34; straight with lock</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-6412</td>
			<td>Castroviejo needle driver</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton tipped wood applicators, 6&#34;</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>No. 4302</td>
			<td>cotton tipped wood applicators</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DESMARRES 5.5&#39; rectractor&#160;</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-6672</td>
			<td>skin rectractor&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>digital caliper, 0-150 mm</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>501601</td>
			<td>digital caliper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS (1x)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14190-144</td>
			<td>DPBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elastase from porcine pancrease Type I</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E1250-10MG</td>
			<td>elastase &#62;4.0 units/mg protein</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 200 proof</td>
			<td>Decon Labs, Inc</td>
			<td>2701</td>
			<td>ethanol diluted to 70%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>eye lube</td>
			<td>Optixcare</td>
			<td>14716</td>
			<td>eye lube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Germinator 500 dry sterilizer</td>
			<td>CellPoint Scientific, Inc</td>
			<td>5-1450</td>
			<td>dry bead sterilizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heat therapy mat</td>
			<td>Adroit Medical Systems</td>
			<td>V016</td>
			<td>heat therapy mat</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heat therapy pump</td>
			<td>Adroit Medical Systems</td>
			<td>HTP-1500</td>
			<td>heat therapy pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isoflurane, USP</td>
			<td>Akorn Animal Health</td>
			<td>NCD 59399-106-01</td>
			<td>isoflurane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-10 pipette</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>LTS 0.5-10 uL</td>
			<td>pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low profile anesthesia mask, small</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>SOMNO-0801</td>
			<td>anesthesia nose cone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micro dissector scissors</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-5619</td>
			<td>micro dissector scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>S9i</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nii-LED high intensity LED illuminatorLED exertnal light</td>
			<td>Nikon Instruments, Inc</td>
			<td>83359 NII-LED</td>
			<td>external dissection light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nylon 5-0 monofilament, black non-absorbable suture</td>
			<td>Oasis</td>
			<td>MV-661-V</td>
			<td>5-0 nylon suture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyisoprene surgical gloves, GAMMEX Non-Latex PI Micro, size 7.5</td>
			<td>Ansell</td>
			<td>20685975</td>
			<td>non-latex surgical gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reflex 7 mm stainless steel wound clips</td>
			<td>CellPoint Scientific, Inc</td>
			<td>203-1000</td>
			<td>wound clips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scale</td>
			<td>Ohaus</td>
			<td>Compass CR2200</td>
			<td>scale</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnofFlo Accessory Kit</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>10-8000-71</td>
			<td>tubing for electronic vaporizer&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoFlo electronic vaporizer</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>SF2992</td>
			<td>low-flow electronic vaporizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoPath Flow Diverter</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>SP1016</td>
			<td>flow diverter for electronic vaporizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS/45 sharp forceps</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-4941</td>
			<td>sharp forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical scissors</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-6010SC</td>
			<td>surgical scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vessel forceps</td>
			<td>Dumont</td>
			<td>VES 0.35</td>
			<td>vessel forceps</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

advanced abdominal aortic aneurysm modeling in mice by combination of topical elastase and oral &#223;-aminopropionitrile

腹部大動脈瘤 (AAA) の局所エラスターゼ マウス モデルは、β-アミノプロピオニトリル (BAPN) を補給した飲料水と組み合わせると強化され、ヒトの AAA を模倣した行動で真の腎下動脈瘤を確実に生成します。エラスターゼを腎下大動脈の外膜に局所的に塗布すると、大動脈壁の弾性層に構造的損傷を引き起こし、動脈瘤の拡張を開始します。.リジルオキシダーゼ阻害剤であるBAPNを共投与すると、コラーゲンとエラスチンの架橋が減少することにより、持続的な壁の変性が促進されます。この組み合わせにより、大きなAAAが徐々に拡大し、管腔内血栓を形成し、破裂する可能性があります。腎下大動脈セグメント全体を円周方向に分離するなどの外科的技術を改良することは、マウス間で異なるオペレーターや解剖学的に異なるにもかかわらず、ブタ膵臓エラスターゼの一貫した徹底的な適用のための手順を標準化するのに役立ちます。したがって、エラスターゼ/BAPN モデルは、マウスで AAA を外科的に誘導するための洗練されたアプローチであり、ヒトの動脈瘤をよりよく再現し、動脈瘤の成長と破裂リスクを研究する追加の機会を提供する可能性があります。

An aneurysm is defined as a pathologic dilation of a blood vessel greater than 50% of the healthy vessel diameter1. Despite abdominal aortic aneurysms (AAA) being a commonly encountered condition in the aging population, with an incidence of roughly &#62;5% of males &#62; 65 years of age, there are no directed therapeutic strategies for treating AAA1. Current management of AAA is limited to risk factor reduction and surgical repair with either open or endovascular surgery based on aortic diameter or growth rate2. The greatest danger of AAA is aneurysm rupture, which is fatal if untreated, and repair in this emergent setting can carry mortality risks upwards of 90%1.
The pathophysiology of AAA is complicated, multifactorial, and not fully understood3. Features of human AAA include true aneurysmal dilation of the aortic wall with an infiltration of inflammatory cells, the presence of intraluminal thrombus, and progressive dilation that leads to eventual rupture3,4. Additionally, AAAs are associated with advanced age, have a 9:1 male:female sex predominance, and most commonly occur in the infrarenal aorta5. Modeling all features and behaviors of human AAAs in animals remains an ongoing challenge6.
Current AAA modeling is primarily conducted in mice, and aneurysms are commonly induced using one of three methods-by angiotensin II (AngII) infusion via a subcutaneously implanted osmotic pump, and by direct application of calcium chloride (CaCl2) or elastase to the aorta7. In the latter method, porcine pancreatic elastase (PPE) is applied to a segment of the infrarenal aorta and causes enzymatic degradation of elastin fibers within the elastic lamella of the tunica media. This structural damage results in the weakening of the aortic wall and outward aneurysmal dilation. The use of topical elastase alone, however, produces relatively small infrarenal aneurysms, which fail to progressively enlarge or rupture over time. More recently, Lu et al. improved upon this model by additionally administering &#946;-aminopropionitrile (BAPN), an irreversible inhibitor of lysyl oxidase, to their elastase-treated mice8. By preventing the crosslinking of elastin and collagen fibers, BAPN supplementation causes elastase-damaged aortas to progressively dilate to the point of rupture. The elastase/BAPN model additionally has a higher incidence rate of AAA than the topical elastase model, and the aneurysms produced are also larger and contain intraluminal thrombus8.
In the elastase/BAPN model, the degree of surgical dissection and exposure of the aorta to elastase can impact the success and replicability of this model. In this manuscript, we describe that co-administration of BAPN drinking water and topical elastase application to the aorta following circumferential isolation of the entire infrarenal aortic segment improves replicability, accounts for anatomical differences between animals, and results in a greater AAA induction rate, aneurysm sizes and rupture incidence. In this article, we will describe a standardized approach to reliably inducing advanced abdominal aortic aneurysms in mice using a combination of topical elastase- and BAPN-supplemented water.

著者スポットライト:エラスターゼを使用したヒト動脈瘤の模倣のための強化されたマウスAAAモデル

局所エラスターゼと経口β-アミノプロピオニトリルの組み合わせによるマウスにおける高度な腹部大動脈瘤モデリング

Our research aims to understand the pathophysiology of abdominal aortic aneurysm. In particular, we like to know in the molecular term how aneurysm ruptures. We believe by modeling aortic aneurysm in mice, males and females, will help us to develop a new treatment for this highly lethal disease that urgently needs pharmacological treatment.The pathophysiology of abdominal aortic aneurysm is multifactorial and complex, which makes animal modeling difficult. The elastase/BAPN model, however, reliably produces aneurysms in mice, which model many of the features and characteristics of the human disease. Combining BAPN drinking water with topical elastase surgery can produce large true infrarenal aneurysms, which form intraluminal thrombus, progressively dilate, and eventually rupture.This allows researchers the opportunity to study features like rupture risk and aneurysm growth.

この研究では、22〜24週齢の雄と雌のC57BL / 6Jマウスが使用されました。腎下心筋を5μLのエラスターゼ酵素(6.9 mgタンパク質/ mL、6ユニット/ mgタンパク質)または変性エラスターゼで5分間処理しました。.エラスターゼで治療された雄マウスは、治療されていないベースライン大動脈直径と比較して、エラスターゼへの5分間の曝露後に大動脈直径が43.4%増加したことを示しましたが、治療された雌の大動脈は33.6%増加しました(P = 0.0342)。.偽物の大動脈径は、変性エラスターゼへの5分間の曝露で比較的変化を示さなかった(男性0.5%;女性-2.8%)。治療を受けた12匹と偽マウス6匹の間で外科的に関連する死亡はなかった。28日間の試験のデータを 表1に示します。治療を受けた雌マウスのうち、6匹中3匹がAAA破裂で死亡しました。術後 20 日目に 1 つ、25 日目に 2 つ (図 6)。治療を受けた男性の間でAAA破裂はありませんでした。AAA(ベースライン大動脈径の>50%の増加またはAAA破裂による死亡と定義)は、治療されたすべてのマウス(12匹中12匹)で成功裏に誘導されました。28日後、治療を受けた雄の平均単四径は2.86 ± 0.31 mmで、平均変化率は257±54%でしたが、生存した治療を受けた雌マウスのAAA直径は3.60 ± 1.87 mmで、平均変化率は417±286%でした(図7)。偽マウスは、大動脈径に比較的変化を示さなかった。
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66812/66812fig06.jpg"> 図6:AAAの28日間エラスターゼ/ BAPNモデル中のB6マウスの雄と雌の生存。 (A)AAA破裂は、治療した雌マウス6匹中3匹(20日で1匹、25日で2匹)で発生しましたが、28日で6匹の雄マウスに破裂はありませんでした。(B)AAA破裂により死亡した雌マウスの剖検時の代表的な画像。AAA破裂は、大きな後腹膜血腫(左)と壁欠損のある腎下AAAの存在(右)によって示されます。略語:BAPN = ß-アミノプロピオニトリル;AAA = 腹部大動脈瘤。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66812/66812fig06large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66812/66812fig07.jpg"> 図7:28日目のエラスターゼ/BAPNマウスと偽の雄と雌のB6マウスの最大大動脈径 (A)治療したマウスは、偽マウスと比較して28日目で有意に大きな腎下径を示します。(B)エラスターゼとBAPNの組み合わせは、雄と雌の両方のB6マウスで大きな腎下AAAを成功裏に産生します。略語:BAPN = ß-アミノプロピオニトリル;AAA = 腹部大動脈瘤。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66812/66812fig07large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="3"></td>
			<td>86 男性 シャム</td>
			<td>86人の女性シャム</td>
			<td>86オスエラスターゼ/ 8APN</td>
			<td>86 メス エラスターゼ/8APN</td>
		</tr><tr><td colspan="3">マウスの数</td>
			<td>3</td>
			<td>3</td>
			<td>6</td>
			<td>6</td>
		</tr><tr><td colspan="3">年齢(週)</td>
			<td>22.3 ± 0.0</td>
			<td>22.7 ± 0.7</td>
			<td>23.1 ± 0.2</td>
			<td>23.2 ± 0.2</td>
		</tr><tr><td colspan="3">重量(g;手術時)</td>
			<td>36.3 ± 2.5</td>
			<td>23.7 ± 1.2</td>
			<td>32.8 ± 1.7*</td>
			<td>23.7 ± 0.8</td>
		</tr><tr><td colspan="3">治療前の大動脈径(mm)</td>
			<td>0.89±0.02</td>
			<td>0.75±0.04</td>
			<td>0.81±0.07</td>
			<td>0.73 ± 0.09</td>
		</tr><tr><td colspan="3">治療後の大動脈径(mm)</td>
			<td>0.90±0.03</td>
			<td>0.73 ± 0.01</td>
			<td>1.15 ± 0.03**</td>
			<td>0.98 ± 0.12**</td>
		</tr><tr><td colspan="3">5分治療後の変化率(%)</td>
			<td>0.5 ± 4.4</td>
			<td>-2.8 ± 5.3</td>
			<td>43.4 ± 10.2***</td>
			<td>33.6 ± 4.5***</td>
		</tr><tr><td colspan="3">AAA発生率(%)</td>
			<td>0 / 3</td>
			<td>0 / 3</td>
			<td>6 / 6</td>
			<td>6 / 6</td>
		</tr><tr><td colspan="3">AAAは28日で破裂します</td>
			<td>0 / 3</td>
			<td>0 / 3</td>
			<td>0 / 6</td>
			<td>3 / 6</td>
		</tr><tr><td colspan="3">28日までの生存期間</td>
			<td>3 / 3</td>
			<td>3 / 3</td>
			<td>6 / 6</td>
			<td>3 / 6</td>
		</tr><tr><td colspan="3">28日での最大大動脈径(mm)</td>
			<td>0.85±0.01</td>
			<td>0.64±0.01</td>
			<td>2.86 ± 0.31*</td>
			<td>3.60 ± 1.87**</td>
		</tr><tr><td colspan="3">28日での大動脈径の変化率(%)</td>
			<td>-4±2</td>
			<td>-16±2</td>
			<td>257±54*</td>
			<td>417 ± 286**</td>
		</tr></tbody></table>表1:AAAのエラスターゼ/ BAPNマウスモデルの28日間モデルの結果。. データは、SD±平均値です。*P<0.05、**P<0.005、***P<0.0001を、一元配置分散分析(ANOVA)による同性の偽と比較したものです。略語:BAPN = ß-アミノプロピオニトリル;AAA = 腹部大動脈瘤。

このプロトコルは、エラスターゼを腎下大動脈に直接適用し、飲料水を通じてβ-アミノプロピオニトリルを投与することの組み合わせにより、マウスの進行性腹部大動脈瘤をモデル化するための系統的な外科的アプローチを説明しています。

The topical elastase murine model of abdominal aortic aneurysm (AAA) is enhanced when combined with &#223;-aminopropionitrile (BAPN)-supplemented drinking ...

advanced-abdominal-aortic-aneurysm-modeling-mice-combination-topical

Research

JoVE Journal

Biology

Advanced Abdominal Aortic Aneurysm Modeling in Mice by Combination of Topical Elastase and Oral &#223;-aminopropionitrile

669 ビュー.  University of Wisconsin-Madison School of Medicine and Public Health. 私たちの研究は、腹部大動脈瘤の病態生理を理解することを目的としています。特に、動脈瘤がどのように破裂するかを分子用語で知りたいと考えています。マウス、オス、メスの大動脈瘤をモデル化することで、薬理学的治療が緊急に必要とされるこの致死性の高い疾患の新しい治療法を開発できると信じています。腹部大動脈瘤の病態...