Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Мы демонстрируем новые модели артериальной перевязки в мышиных spinotrapezius мышц, в том числе шаг за шагом процедуры и описание необходимых приборов. Мы описываем операции и соответствующие результаты измерений, связанные с ремоделирования сосудов сеть сосудов и функциональной использованием прижизненной и конфокальной микроскопии.
Мышиный spinotrapezius представляет собой тонкую, поверхностных скелетных мышц поддержки, которая простирается от T3 до L4 и легко доступны через спинной разрез кожи. Его уникальная анатомия делает spinotrapezius полезны для изучения ишемических повреждений и последующий реконструкции микрососудистых. Здесь мы покажем, артериол модели лигирования в мышиной spinotrapezius мышцу, которая была разработана наша исследовательская группа и ранее опубликованные 1-3. Для некоторых уязвимых линий мышей, таких как Balb / с мышью, эта операция перевязки надежно создает ишемии скелетной мышцы и служит платформой для исследования методов лечения, которые стимулируют реваскуляризации. Методы оценки также показали, в том числе использование прижизненной и конфокальной микроскопии. Spinotrapezius хорошо подходит для таких исследований изображений благодаря своей доступности (поверхностные спинной анатомии) и относительная тонкость (60-200 мкм). Spinotrapezius мышц может быть установлен в фас, облегчаявизуализации цельномышечных микрососудистых сетей без гистологических срезов. Мы описываем использование прижизненной микроскопии приобрести метрики после процедуры функциональных сосудов, а именно, увеличение диаметра arterilar в результате сокращения мышц. Мы также продемонстрируем процедуры для сбора и фиксации тканей, необходимым предшественником иммунной исследования и использования конфокальной микроскопии.
Животные модели хронической ишемии являются ценными инструментами для изучения патофизиологии ишемических заболеваний, таких как заболевания периферических артерий, ишемической болезнью сердца, и сосудов головного мозга. У грызунов, как и у людей, артериальная окклюзия приводит к структурным ремоделирования сосудистой сети, в том числе arteriogenesis и ангиогенеза. В здоровых и молодых пациентов, эта реконструкция может быть достаточно, чтобы спасти ткани от ишемического повреждения, но сопутствующие заболевания, такие как диабет может привести к серьезному компромиссу реконструкции и восстановления. Понимание механизмов, лежащих в основе сердечно-сосудистых событий ремоделирования имеет важное значение для разработки методов лечения, которые стимулируют эти эндогенные процессы реваскуляризации.
В настоящее время перевязки бедренной артерии или резекции задних конечностей является стандартным методом для изучения хронического ишемического ремоделирования сосудов у мелких животных 4,5. Анализ диаметра, связь и реакционная способностьмикрососудов, которые составляют сосудистые вниз по течению сети лигированную бедренной артерии трудно, однако, из-за толщины мышц. Мы разработали модель артериол перевязки в мышцах мышей spinotrapezius: односторонние перевязки артерии боковой подачи в этом стабилизирующее спинных мышц 1. Относительно тонкие spinotrapezius (60-200 мкм) поддается фас иммуноокрашивания для оценки всей топологии сети с одноклеточными разрешение, позволяющее подробного изучения сердечно-сосудистых событий ремоделирования по всей ткани. Spinotrapezius также поверхностные и доступной, и, следовательно, его сосуды легко наблюдаемых прижизненной микроскопии, для эффективных характеристик воздействия реконструкции и артериол перевязки на сосудистую реактивность.
В этом отчете мы подробно описать и продемонстрировать мыши spinotrapezius артериол перевязки модели. Как в естественных условиях и экс естественных меняthods оценки после операции описаны, в том числе измерение функциональное расширение кровеносных сосудов, которое было показано, что нарушения при ишемическом условия 6 и иммунофлуоресцентного изображений цельномышечных сети капилляров. Мы также включают в себя результаты двух отдельных пилотных исследований, чтобы продемонстрировать полезность модели. Во-первых, мы использовали артериальную модель перевязки, чтобы вызвать статистически значимое увеличение извилистости судна в C57BL / 6 (рис. 2В). Извилистость увеличивается во время arteriogenesis В залогов артериол. В других линий мышей, которые являются более уязвимыми к ишемии из-за отсутствия залога артериол (например, Balb / с), капиллярный артериализации наблюдается 10. Капиллярная артериализации обнаруживается повышенный диаметр и развитие α-гладкой реактивности актин. Во-вторых, функциональной электрической стимуляции мышц приводит к вазодилатации в терминале артериол spinotrapeziнами (рис. 3В).
1. Spinotrapezius поток артерии Лигирование хирургии
* Доза переменной при деформации мыши и акции, настроить соответствующим образом, мышь восстановления в течение часа с индукцией.
2. Spinotrapezius Прижизненная микроскопия, на месте
3. Spinotrapezius Harvest тканей и фиксация
Хирургические вид на главную артерию кормления spinotrapezius мышц, которые претерпевает перевязки показано на рисунке 1, с этикетками с указанием областей интереса. Например конфокальной образом собирают и иммуноокрашиванию область мышца, расположенная непосредственно ниже по течению от лигировали артерии через неделю после перевязки показано на рисунке 2А. Расширенное артериол обеспечения содержащих гладкие мышцы альфа-актин выражения гладкомышечных клеток (красные) отличаются характерным извилистости после перевязки. Судно извитость, сообщил, как отношение длины судна пути и шнур расстоянии (т. е. линии, проходящей над теми же концами пути судна), в лигированную мышцы (справа) повышается по отношению к unligated противоположной мышцы (рис. 2Б, п = 8) На рис. 3 представлены результаты экспериментального исследования, в котором терминал артериол функциональное расширение кровеносных сосудов измеряли с помощью прижизненной микроскопии. Как и ожидалось, артериол ди ameter значительно увеличивается после электрической стимуляции вызванных мышечных сокращений.
Рисунок 1. Хирургическое поле отраженных spinotrapezius мышц и корма артерии. Подачи артерию перевязывают в двух местах, указанных на A0. Между этими лигатуры и после обструкции кровотока, артерия перерезана на сайте указано А. целевого сегмента артерии переходы от брюшной жировой ткани, изложенные C, в spinotrapezius мышцы, изложенные D, на сайте указано со стрелкой B. Направление потока указано пунктирными стрелками E.
ghres.jpg "/>
Рисунок 2. Конфокальная образ spinotrapezius сеть капилляров мышц для экспериментального исследования извилистость. (A) Заготовление и весь монтаж мышцы иммуноокрашиванию для гладких мышцах альфа-актин и отображаемого с помощью конфокальной микроскопии. Поле зрения показана область мышца, расположенная непосредственно за лигированную артериол 1 перевязки сообщению недели. Извилистый суда очевидна в мышцах в результате перевязки (B) Результаты пилотного исследования показывают, значительно увеличилось (р = 0,035, Т-тест 1 хвостами Стьюдента). Извилистости выставлены на микрососудов в лигированную мышцы, как измеряется судно длиной пути к Шнур расстояние соотношение суд над C57BL / 6 (N = 8) по сравнению с контралатеральной управления.
FIGURE 3. Прижизненные изображения микроскопии функциональных вазодилатации артериол в spinotrapezius, в естественных условиях. (A) представитель микрофотографии spinotrapezius артериол терминала в покое (слева) и сразу же после прекращения 8 Гц сокращения мышц (справа). (B) Терминал артериолы диаметром в покое ( 8,5 ± 0,5 мкм, слева) и сразу после (11 ± 1 мкм, средний) 90 секунд мышечных сокращений, которые значительно увеличили диаметр артериол (р = 0,032; 1-хвост парного критерия Стьюдента) в Balb / C мышей (n = 6). Процентное изменение указал (справа).
Мышиный перевязки spinotrapezius модель, представленная здесь, является эффективным маленькая модель животных для изучения функциональной и структурной адаптации, которые в результате артериальной окклюзии. Эта модель является дополнением к широко используемым ишемии задних конечностей модель 4, в том, что она обеспечивает цельномышечных вид нетронутой микрососудистых сетей с высоким пространственным разрешением. Кроме того, поскольку эта мышца находится непосредственно под кожей спины, она доступна для последовательных изображений с прижизненной микроскопии, а также для локальной доставки наркотиков через superfusion или тонкой имплантации Фильм 2. Эти особенности делают его привлекательным маленькая модель животного, в котором для изучения влияния новых терапевтических целей на ремоделирования сосудов и функциональной вазодилатации после артериальной окклюзии.
Обратите внимание, что осторожностью следует применять при сравнении данных, полученных в spinotrapezius модели лигирования с данными, полученными в задней конечности модели перевязки за счет нескольких ключевых гifferences. Во-первых, spinotrapezius мышцы стабилизирующие мышцы, и они отличаются от мышц ног с точки зрения функций и распределение волокон типа. Наша группа ранее показала, что артериол перевязки в spinotrapezius мышц создает меньше или незначительной гипоксии в штаммах с хорошо развитой обеспечения артериол сети, по сравнению с гипоксией наблюдается в задней лапы после перевязки бедренной артерии в задней конечности модель 1,8 - 10. Мы также показали, что spinotrapezius модели перевязки производит различную реакцию ремоделирования BALB / C мышей по сравнению с C57BL / 6, с BALB / C мышей сетей ремоделирования капиллярного обеспеченности и C57BL / 6 ремоделирования по расширению существующих артериол соединения 3. Существует интересная параллель между этими наблюдениями и те, сделанные в задней конечности модели перевязки, где BALB / C мышей испытывать длительное восстановление перфузии после перевязки по сравнению с C57BL / 6, 9,11,12 </ SUP>. В других моделях ишемии тканей, мыши возрасте 13 лет гендерные 14 и наличие болезни 15 также повлиять ответы тканей к окклюзии артериол, хотя мы еще не проверили эти предикторы в spinotrapezius модели перевязки.
Во-вторых, размер артерия, которая лигируют в spinotrapezius модели существенно меньше, чем в бедренную артерию, и, следовательно, влияет на перевязки меньшего объема ткани, которая ниже по течению, то есть на более низком уровне сердечно-сосудистой дерево, в spinotrapezius по сравнению с задних конечностей 3. Таким образом, анатомическое различие в расположении перевязки в этих двух моделей следует учитывать при сравнении соответствующих физиологических реакций (например, ремоделирования сосудов) к этому вмешательству.
В-третьих, тонкость spinotrapezius может позволить кислороду достигать unperfused часть ткани из соседнихткани, по сравнению с комбинированной ишемии и гипоксии в задней конечности модель, как отмечалось выше 3. В-четвертых, восстановление потока в части spinotrapezius вниз по течению от перевязки быстрее, чем в задних конечностей труб. Spinotrapezius модели перевязки является уникальным хронических модели и не следует путать с другими моделями переходного артериальной окклюзии или модели ишемии реперфузии травмы. Мы считаем возможным, чтобы адаптировать эту модель, чтобы удовлетворить эти типы условий, но это выходит за рамки работы, представленные в настоящем документе. Наконец, мы предостерегаем от непосредственно связанные доклинических наблюдений в этой модели клинических проявлений ишемической болезни у людей, особенно при использовании молодых и здоровых мышей и из-за присущей физиологических пределах, такие как частота сердечных сокращений выше 5. Тем не менее, мы рассматриваем эту новую модель в качестве ценного инструмента для выявления основных механизмов тканей ответы на перевязки и выявление потенциальныхrapeutic цели в настройки в естественных условиях.
В дополнение к хирургическому отмечает, предусмотренных в spinotrapezius подачи перевязки артерии процедуры (анатомические записка (6а), отличающие артерии от вен (9а), а также использование одной лигатуры (11а)), несколько других аспектов процедуры выгоду от обсуждение.
Первый, начальный разрез, сделанный на спинной жир границы площадки (или несколько мм каудально по отношению к лопатке, если трансдермальный визуализации невозможен) идеально сделано как малые, как хирург комфортно, и расширил во время процедуры, если это необходимо. Эта практика сводит к минимуму наложения швов требуется, чтобы закрыть разрез, что удобно для хирурга, сокращает время процедуры, а также является менее раздражающим для животных во время восстановления. Кроме того, большой разрез кожи может быть целесообразным в соответствии с предпочтениями хирурга, так как мышца может быть легче найти с расширенным полем. В этом случае разрез можетвыгоду от форму подковы с медиальной открытым лицом, чтобы складывать по направлению к позвоночнику. При принятии разрез кожи и проходящей через вторичные слои кожи, если надводное судно повреждено и вызывает кровотечение, применяются светового давления стерильной марлей и дать время для гемостаза.
Также отметим, важно, чтобы справиться с тканью с минимально необходимым силу, и, по возможности держать щипцами ближе к боковой границе мышцы и от предполагаемой зоне ишемии. Эта практика помогает избежать давки травмы, которая может привести к дополнительным воспалительных опосредованной ткани ответов, которые могут запутать сосудистых реакций реконструкция вызванные артериальной труб.
В заключение, мы продемонстрировали использование мышиных spinotrapezius мышцы в хирургическом модель для изучения сосудистых и тканевых ответов на артериол труб. Эта модель подходит для прижизненной оценки сосудистых изменений (дляНапример, функциональное расширение кровеносных сосудов), и для бывших оценки естественных сосудистых изменений (например, иммунофлуоресцентного визуализации и количественной сосудистой сети). Оба доклинические и клинические исследования показали, что реакция человека на артериол препятствие (например, с помощью перевязки у мышей или атеросклеротические бляшки в организме человека) зависит от их возраста наличии или отсутствии заболевания (например, сахарный диабет), диаметр препятствия артерии , генетической структуре личности, и метаболический спроса тканей 11-15. Мышиной модели, такие, как тот, представленные здесь, воспользоваться исследователь штамм-специфических анатомических и генетических различий и конкретных заболеваний фенотипы, что облегчает расследование этих сложных отношениях.
Авторы заявляют, что они не имеют конкурирующие финансовые интересы.
Мы признаем, Кевин Маклауд для использования его творческого достояния лицензионной музыки в соответствующем видео, включая (в порядке появления) его треки "Аэропорт Lounge", "Обои" и "Вечер Мелодрама". Мы также хотели бы отметить Ndubisi Okeke и Фредерик Torstrick за их помощь в операции видео.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Имя | Компания | Номер в каталоге | Комментарии |
Iris ножницы | FST | 14090-09 | Тип: Инструмент |
Размер 7 щипцы | FST | 11271-30 | Тип: Инструмент |
Размер 5 щипцы | FST | 11251-20 | Тип: Инструмент |
Весна ножницы | Roboz | RS5671 | Тип: Инструмент |
Микрозонд | FST | 10140-03 | Тип: Инструмент Может быть замещены прямо зонд |
Иглодержатель | FST | 12500-12 | Тип: Инструмент |
Индукционная камеры | JD медицинской Dist. Co, Inc | IC-1086 | Тип: оборудование |
Гель для век | Dechra | NDC 17033-211-38 | Тип: Реагент |
Тепло площадки | FST | 21060-01 | Тип: оборудование |
Ректального датчика температуры | FST | 21060-01 | Тип: оборудование |
Стимулирующие электроды | FHC | UEWSGCSE0N1M | Тип: оборудование |
Ремесленника Полимерная глина | Полиформ | N / A | Тип: оборудование |
PowerLab системы сбора данных | ADInstruments | ML 845 | Тип: оборудование |
Стимул изолятор | ADInstruments | FE 180 | Тип: оборудование |
LabChart | ADInstruments | ML S060 / 7 | Тип: Программное обеспечение |
Отраженный свет флуоресцентной микроскопии | Олимп | BFXM | Тип: оборудование |
Высокая МВт флуоресцентные декстрана | Сигма | FD250S-100мг | Тип: Реагент |
Видео суппорты | Колорадо Видео | 308 | Тип: оборудование |
Автоматизированный анализ сосудистых (AVA) | Microvision Медицинский | Тип: Программное обеспечение | |
Anti-αSMA Конъюгированной флуорофор | Сигма | 1A4-Cy3 | Тип: Реагент Клональный, 1:100 |
Флуоресцентного микроскопа | Олимп | BFXM | Тип: оборудование |
С высокой молекулярной массой флуоресцентные декстрана | Сигма | FD250S-100мг | Тип: Реагент |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены