Name: a doxorubicin-induced cardiomyopathy model in adult zebrafish
Uploaded: 2018-06-07T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Doxorubicin-induced Cardiomyopathy Model in Adult Zebrafish at JoVE.com

Este trabalho foi financiado em parte por uma concessão de desenvolvimento cientista da associação americana do coração (14SDG18160021 para YD), o US NIH R01 concede HL 81753 e HL 107304 para XX e a Fundação de Mayo para XX.

Todos os procedimentos descritos aqui foram realizados de acordo com o guia para o cuidado e o uso de animais de laboratório (academias nacionais imprensa. 2011), e foram aprovados pelo Comitê de uso e Mayo Clinic institucional Cuidado Animal.
1. adultos Zebrafish preparação
<ol><li>Configure o suficiente casais reprodutores cruzando tanques para adquirir pelo menos duas vezes como muitos como o peixe total necessário para a injeção de DOX. Se comparando peixes com diferentes origens ...

<ol>
	<li>Octavia, Y., 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=Doxorubicin-induced+cardiomyopathy:+from+molecular+mechanisms+to+therapeutic+strategies.">Doxorubicin-induced cardiomyopathy: from molecular mechanisms to therapeutic strategies.</a> J Mol Cell Cardiol. 52 (6), 1213-1225 (2012).</li><li>Singal, P. 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W., Shi, J., Li, Y. J., Wei, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiomyocyte+death+in+doxorubicin-induced+cardiotoxicity.">Cardiomyocyte death in doxorubicin-induced cardiotoxicity.</a> Arch Immunol Ther Exp (Warsz). 57 (6), 435-445 (2009).</li><li>Sawyer, D. 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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=Doxorubicin+cardiomyopathy+is+associated+with+a+decrease+in+calcium+release+channel+of+the+sarcoplasmic+reticulum+in+a+chronic+rabbit+model.">Doxorubicin cardiomyopathy is associated with a decrease in calcium release channel of the sarcoplasmic reticulum in a chronic rabbit model.</a> J Clin Invest. 91 (4), 1697-1705 (1993).</li><li>Mitry, M. A., Edwards, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxorubicin+induced+heart+failure:+Phenotype+and+molecular+mechanisms.">Doxorubicin induced heart failure: Phenotype and molecular mechanisms.</a> Int J Cardiol Heart Vasc. 10, 17-24 (2016).</li><li>Aminkeng, F., 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+coding+variant+in+RARG+confers+susceptibility+to+anthracycline-induced+cardiotoxicity+in+childhood+cancer.">A coding variant in RARG confers susceptibility to anthracycline-induced cardiotoxicity in childhood cancer.</a> Nat Genet. 47 (9), 1079-1084 (2015).</li><li>Deng, 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=Dystrophin-deficiency+increases+the+susceptibility+to+doxorubicin-induced+cardiotoxicity.">Dystrophin-deficiency increases the susceptibility to doxorubicin-induced cardiotoxicity.</a> Eur J Heart Fail. 9 (10), 986-994 (2007).</li><li>Leong, S. L., Chaiyakunapruk, N., Lee, S. 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F., Nesser, M. E., Thompson, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dexrazoxane+in+the+prevention+of+doxorubicin-induced+cardiotoxicity.">Dexrazoxane in the prevention of doxorubicin-induced cardiotoxicity.</a> Ann Pharmacother. 28 (9), 1063-1072 (1994).</li><li>Adams, J. W., 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=Enhanced+Galphaq+signaling:+a+common+pathway+mediates+cardiac+hypertrophy+and+apoptotic+heart+failure.">Enhanced Galphaq signaling: a common pathway mediates cardiac hypertrophy and apoptotic heart failure.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 95 (17), 10140-10145 (1998).</li><li>Bowles, N. E., Bowles, K. R., Towbin, J. 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M., Xu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+GATAD1-Associated+Dilated+Cardiomyopathy+in+Adult+Zebrafish.">Modeling GATAD1-Associated Dilated Cardiomyopathy in Adult Zebrafish.</a> J Cardiovasc Dev Dis. 3 (1), (2016).</li><li>Ding, Y., 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=Trapping+cardiac+recessive+mutants+via+expression-based+insertional+mutagenesis+screening.">Trapping cardiac recessive mutants via expression-based insertional mutagenesis screening.</a> Circ Res. 112 (4), 606-617 (2013).</li><li>Ding, Y., 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+modifier+screen+identifies+DNAJB6+as+a+cardiomyopathy+susceptibility+gene.">A modifier screen identifies DNAJB6 as a cardiomyopathy susceptibility gene.</a> JCI Insight. 2 (8), (2017).</li><li>Kinkel, M. D., Eames, S. C., Philipson, L. H., Prince, V. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraperitoneal+injection+into+adult+zebrafish.">Intraperitoneal injection into adult zebrafish.</a> J Vis Exp. (42), (2010).</li><li>Wang, L. W., 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=Standardized+echocardiographic+assessment+of+cardiac+function+in+normal+adult+zebrafish+and+heart+disease+models.">Standardized echocardiographic assessment of cardiac function in normal adult zebrafish and heart disease models.</a> Dis Model Mech. 10 (1), 63-76 (2017).</li><li>Desai, V. 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=Development+of+doxorubicin-induced+chronic+cardiotoxicity+in+the+B6C3F1+mouse+model.">Development of doxorubicin-induced chronic cardiotoxicity in the B6C3F1 mouse model.</a> Toxicol Appl Pharmacol. 266 (1), 109-121 (2013).</li><li>Zhu, W., Shou, W., Payne, R. M., Caldwell, R., Field, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mouse+model+for+juvenile+doxorubicin-induced+cardiac+dysfunction.">A mouse model for juvenile doxorubicin-induced cardiac dysfunction.</a> Pediatr Res. 64 (5), 488-494 (2008).</li><li>Chatterjee, K., Zhang, J., Honbo, N., Karliner, J. 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D., Sucov, H. M., Evans, R. M., Chien, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinoid-dependent+pathways+suppress+myocardial+cell+hypertrophy.">Retinoid-dependent pathways suppress myocardial cell hypertrophy.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 92 (16), 7391-7395 (1995).</li><li>Hershman, D. L., 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=Doxorubicin,+cardiac+risk+factors,+and+cardiac+toxicity+in+elderly+patients+with+diffuse+B-cell+non-Hodgkin's+lymphoma.">Doxorubicin, cardiac risk factors, and cardiac toxicity in elderly patients with diffuse B-cell non-Hodgkin's lymphoma.</a> J Clin Oncol. 26 (19), 3159-3165 (2008).</li><li>Silber, J. H., Barber, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxorubicin-induced+cardiotoxicity.">Doxorubicin-induced cardiotoxicity.</a> N Engl J Med. 333 (20), 1359-1360 (1995).</li><li>Von Hoff, D. 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=Risk+factors+for+doxorubicin-induced+congestive+heart+failure.">Risk factors for doxorubicin-induced congestive heart failure.</a> Ann Intern Med. 91 (5), 710-717 (1979).</li><li>Pugach, E. K., Li, P., White, R., Zon, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retro-orbital+injection+in+adult+zebrafish.">Retro-orbital injection in adult zebrafish.</a> J Vis Exp. 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Para modelar uma DIC progressiva, a dose de 20 mg/kg DOX foi determinada experimentalmente como a dose mais elevada que não causa morte de peixes significativo durante 1 wpi mas ainda resultados na morte de peixes e a redução da função cardíaca após 4 wpi (Figura 3 e Figura 4). Esta dose é comparável aos frequentemente usados em modelos de roedores DIC (15-25 mg/kg) e para a dose cumulativa de limite em humanos (550 mg/m2, que é equivalente...

Doxorrubicina (DOX), também chamada Adriamicina, foi desenvolvida como uma droga anti-neoplásicos desde a década de 1960,1,2. Agora é ainda ativamente utilizado como uma droga de quimioterápico importante para um amplo espectro de tumores. No entanto, aplicação clínica da DOX foi prejudicada por sua toxicidade dose-dependente, especialmente a cardiotoxicidade caracterizada por sintomas variáveis, variando de alterações eletrocardiográficas assintomáticas a pericardite e descompensada cardiomiopatia 1 , 2. até à data, pelo menos, três grandes hipóteses têm sido levantadas para explicar a DIC, incluindo registrados reativas de oxigênio (ROS) de espécies1,3,4,5, inibição da topoisomerase II-β ( TOP2β)6,7e modulação de cálcio intracelular release1,8,9. Acumular evidência também sugere predisposição genética como fator de risco importante para DIC10,11,12,13. Identidades de gene relacionado com estas predisposições DIC, no entanto, permanecem em grande parte desconhecidos. Dexrazoxane é o único agente adjuvante aprovado pelo Food and Drug Administration (FDA) para tratar o DIC, mas com aplicação limitada14,15,16, ressaltando a necessidade de identificar adicionais estratégias terapêuticas. Modelos animais de DIC, portanto, são explorados para estes fins. Devido à sua acessibilidade e simplicidade, mecanicistas estudos sobre modelos DIC potencialmente poderiam ter impactos mais amplos em outros tipos de cardiomiopatias: patogênese comum pode ser compartilhado entre cardiomiopatias de diferentes etiologias, especialmente à tarde estágios patológicos17,18,19,20.
Além de modelos de roedores de DIC, modelos DIC zebrafish com uma taxa de transferência foram desenvolvidos para facilitar a descoberta de novos fatores genéticos e terapêutica. Um modelo DIC embrionário foi estabelecido nos embriões de peixe-zebra transparente para a seleção de compostos terapêuticos21. Dado que as miocardiopatias são doenças de início adulto com uma patogênese progressiva, cardiomiopatia zebrafish adulto modelos têm sido desenvolvidos22,23,24,25,26. Geramos o primeiro modelo adquirido para cardiomiopatia resultante da anemia crônica24, seguido por DIC como o segundo modelo de cardiomiopatia adquirida no zebrafish adultos23. Nós achamos que a injeção de um único bolus de DOX em zebrafish adulto induz cardiotoxicidade que consiste de uma fase aguda, mais ou menos dentro de injeção de pós de 1 semana (wpi), seguida por uma fase crônica de cardiomiopatia de injeção após 6 meses. Enquanto haploinsuficiência do alvo da rapamicina mecanicista(mtor) melhora a cardiomiopatia na fase crônica, ele exagera peixe mortalidade na fase aguda, ressaltando o valor do modelo adulto DIC para discernir a fase dependente mecanismos de23. Mais demonstrámos que o modelo DIC adulto pode ser usado para salientar uma coleção de zebrafish insercional cardíaca (ZIC) mutantes que estão sendo gerados através de uma abordagem de mutagênese insercional baseados em transposon27. Uma tela piloto identificado 3 genes de cardiomiopatia conhecida bem como DnaJ (Hsp40) homólogo, subfamília B e membro 6b (dnajb6b) como novo DIC genes de suscetibilidade28. Portanto, a geração do modelo adulto DIC no zebrafish levou a uma nova metodologia que permite a identificação de modificadores genéticos para DIC, que complementa o estudo de associação de genoma-largo existente (GWAS) e locus traço quantitativos (QTL sistematicamente ) análise.
Durante a geração e implementação do modelo adulto zebrafish DIC, notamos variações significativas entre os diferentes pesquisadores e/ou mesmo entre diferentes injecções realizadas pelo mesmo investigador. A natureza longitudinal do modelo impõe desafios para registrar os resultados de diferentes investigadores e ao processo de solução de problemas sequencial. Para facilitar o uso desse método simples stress induzindo cardiomiopatia pela comunidade de pesquisa, descrevemos nosso protocolo detalhadamente, presentes dois tipos de injeção do IP e discutir considerações para reduzir as variações entre diferentes pesquisadores.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Crossing tank</td>
			<td>Aquaneering</td>
			<td>ZHCT100</td>
			<td>Fish breeding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td></td>
			<td>Maintaining embryo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 L medium tank</td>
			<td>Aquaneering</td>
			<td>ZT280</td>
			<td>Maintaining fish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paramecia</td>
			<td>Carolina</td>
			<td>131560</td>
			<td>Food for juvenile fish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Live hatched brine shrimp</td>
			<td>in house</td>
			<td></td>
			<td>Food for adult fish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Doxorubicin hydrochloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D1515-10MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 ml safe-lock tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>No. 022363204</td>
			<td>For drug storage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum foil paper</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>1213104</td>
			<td>For preventing light exposure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteinase K</td>
			<td>Roche</td>
			<td>No. 03115887001</td>
			<td>For dechorionating embryo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hank&#39;s balanced salt solution (HBBS)</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>14025076</td>
			<td>Vehicle for DOX</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mm petri dish</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>431741</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 &#956;L NanoFil micro-syringe</td>
			<td>WPI</td>
			<td>NANOFIL</td>
			<td>For injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>34 gauge needle&#160;</td>
			<td>WPI</td>
			<td>NF34BV-2</td>
			<td>For injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tricaine</td>
			<td>Argent</td>
			<td>MS-222</td>
			<td>Anesthetizing fish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well plate</td>
			<td>Costar</td>
			<td>3539</td>
			<td>For embryo drug treatment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer pipette</td>
			<td>Bel-art product</td>
			<td>F37898</td>
			<td>For transfering embryo</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a doxorubicin-induced cardiomyopathy model in adult zebrafish

O geneticamente acessível adulto peixe-zebra (Danio rerio) tem sido cada vez mais usado como um modelo de vertebrados para a compreensão de doenças humanas, tais como cardiomiopatia. Devido à sua conveniência e acessibilidade para manipulações genéticas de alta produtividade, a geração de modelos de cardiomiopatia adquirida, como o modelo de cardiomiopatia induzida por doxorrubicina (DIC) no zebrafish adulto, está abrindo as portas para novos caminhos de pesquisa, inclusive descobrindo modificadores de cardiomiopatia através de rastreamento genético para a frente. Diferente do modelo embrionário zebrafish DIC, tanto inicial aguda e posteriormente crônicas fases de cardiomiopatia podem ser determinadas no modelo adulto zebrafish DIC, permitindo o estudo dos mecanismos de sinalização dependente de palco e estratégias terapêuticas. No entanto, a variáveis resultados podem ser obtidos com o modelo atual, mesmo nas mãos de investigadores experientes. Para facilitar a futura implementação do modelo de DIC, apresentamos um protocolo detalhado sobre como gerar este modelo DIC no zebrafish adulto e descrever duas maneiras alternativas de injeção intraperitoneal (IP). Vamos voltar a discutir opções sobre como reduzir variações para obter resultados fiáveis e fornece sugestões sobre como interpretar adequadamente os resultados.

Aqui, apresentam-se dois métodos para executar a injeção de IP para modelo DIC no zebrafish adulto. Enquanto estiver usando o clássico, estabeleceu IP injeção método29, verificou-se que a solução DOX injetada (cor vermelha) às vezes pode escorrer para fora do local onde a agulha penetrou. A injeção de IP alternativa usa um local diferente para a penetração da agulha é de 3-4 mm longe o peritônio onde o DOX é liberado (figura 1A...

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A Doxorubicin-induced Cardiomyopathy Model in Adult Zebrafish

Um modelo de cardiomiopatia induzida por doxorrubicina no Zebrafish adulto

Um método para gerar um modelo de cardiomiopatia induzida pela doxorrubicina em adulto peixe-zebra (Danio rerio) é descrito aqui. Apresentam-se duas formas alternativas de injeção intraperitoneal e condições para reduzir as variações entre diferentes grupos experimentais são discutidas.

The genetically accessible adult zebrafish (Danio rerio) has been increasingly used as a vertebrate model for understanding human diseases such as ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Induction of Myocardial Infarction in Adult Zebrafish Using Cryoinjury

Indução de Infarto do Miocárdio em Zebrafish adultos usando Cryoinjury

The mammalian heart is incapable of significant regeneration following an acute injury such as myocardial infarction1. By contrast, urodele amphibians and ...

Medicina

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Avaliar as alterações teratogênicos em um modelo de Zebrafish de exposição fetal ao álcool

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

Triagem para Modificadores Melanoma usando um modelo de tumor Zebrafish autóctone

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

A Zebrafish Model of Diabetes Mellitus and Metabolic Memory

Um modelo Zebrafish de Diabetes Mellitus e Memória Metabólica

Diabetes mellitus currently affects 346 million individuals and this is projected to increase to 400 million by 2030. Evidence from both the laboratory ...

A Possible Zebrafish Model of Polycystic Kidney Disease: Knockdown of wnt5a Causes Cysts in Zebrafish Kidneys

A Possible Zebrafish Model of Polycystic Kidney Disease: Knockdown of wnt5a Causes Cysts in Zebrafish Kidneys

Um Modelo Possível Zebrafish da doença renal policística: Knockdown de<em&gt; Wnt5a</em&gt; Faz com cistos no peixe-zebra Rins

Polycystic kidney disease (PKD) is one of the most common causes of end-stage kidney disease, a devastating disease for which there is no cure. The ...

Studying Diabetes Through the Eyes of a Fish: Microdissection, Visualization, and Analysis of the Adult tg(fli:EGFP) Zebrafish Retinal Vasculature

Studying Diabetes Through the Eyes of a Fish: Microdissection, Visualization, and Analysis of the Adult tgfli:EGFP Zebrafish Retinal Vasculature

Estudando a Diabetes através dos olhos de um peixe: Microdissection, visualização e análise do tg(fli:EGFP) adulto vasculatura da retina de Zebrafish

Diabetic retinopathy is the leading cause of blindness among middle-aged adults. The rising prevalence of diabetes worldwide will make the prevention of ...

Tachycardia-Induced Cardiomyopathy As a Chronic Heart Failure Model in Swine

Cardiomiopatia induzida por taquicardia como um modelo de insuficiência cardíaca crônica em suínos

A stable and reliable model of chronic heart failure is required for many experiments to understand hemodynamics or to test effects of new treatment ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Medição de contratilidade isométrica da artéria mesentérica Mouse usando fio miografia

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Isolation of Atrial Myocytes from Adult Mice

Isolamento de miócitos atriais de camundongos adultos

The electrophysiological properties of atrial myocytes importantly affect overall cardiac function. Alterations in the underlying ionic currents ...

Murine Myocardial Infarction Model using Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery

Modelo de infarto do miocárdio murino usando ligadura permanente da artéria coronária descendente anterior esquerda

Myocardial infarction (MI) and acute coronary diseases are among the most prominent causes of death in population with western lifestyle. The murine ...