Name: a modified surgical model of hind limb ischemia in apoe-/- mice using a miniature incision
Uploaded: 2021-05-13T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Modified Surgical Model of Hind Limb Ischemia in ApoE-/- Mice using a Miniature Incision at JoVE.com

Auteurs bedanken Viktoria Skude, Alexander Schlund en Felix Hörner voor de uitstekende technische ondersteuning.

OPMERKING: Alle experimentele procedures zijn uitgevoerd volgens de EG-richtlijn EC 2010/63/EU en zijn goedgekeurd door de lokale Duitse wetgeving (35-9185.81/G[1]239/18). Tien mannelijke ApoE-/- muizen met de C57BL/6J achtergrond, met een gewicht van 29,6-38,0 g, werden gehuisvest op een 12 h licht/donker cyclus en kregen een westers dieet (1,25% cholesterol en 21% vet) en water ad libitum gedurende 12 weken vanaf de leeftijd van 8 weken. HLI werd uitgevoerd op 20 weken oude muizen zoals hieronder be...

Deze studie rapporteert een aangepaste, vereenvoudigde en chirurgisch efficiënte aanpak om een HLI-model vast te stellen in ApoE-/- muizen met behulp van dubbele ligatie in de proximale en distale regio's van de FA via een incisie van 3-4 mm zonder vereiste laboratoriumupgrades. Het belangrijkste kenmerk van deze methode is de kleinere omvang van de incisie in vergelijking met eerder gerapporteerde studies die HLI-modellen van muizenbeschrijven 8,9,<s...

Er is een onvervulde behoefte aan preklinische diermodellen voor onderzoek naar vaatziekten zoals perifere arterieziekte (PAD). Ondanks de geavanceerde ontwikkelingen in diagnose en behandeling, waren er in 2018 meer dan 200 miljoen patiënten met PAD1, en hun aantal neemt voortdurend toe. Hoewel verschillende nieuwe therapeutische benaderingen2,3,4,5,6,7 zijn beschreven, blijft een succesvolle vertaling van deze therapeutische modaliteiten in klinische toepassing een ontmoedigende taak. Daarom zijn betrouwbare en relevante in vivo experimentele modellen nodig die de menselijke ziektetoestand simuleren om het potentiële mechanisme en de efficiëntie van deze nieuwe therapeutische benaderingen voor de behandeling van PAD6,7te onderzoeken.
Hyperlipidemie en atherosclerose (AS) zijn de belangrijkste risicofactoren voor de ontwikkeling van PAD. ApoE-/- muizen (op een vetrijk dieet) vertonen abnormaal vetmetabolisme en hyperlipidemie en ontwikkelen vervolgens atherosclerotische plaques waardoor ApoE-/- muizen de beste keuze zijn om de klinisch relevante PAD te simuleren. Preklinische HLI-diermodellen worden gegenereerd door dubbele ligatie van de femorale slagader (DLFA), wat de meest gebruikte aanpak is in laboratoria over de hele wereld8,9,10,11,12,13,14,15 om acute-op-chronische ischemie te simuleren. Deze aanpak vereist echter meestal een relatief grote en invasieve incisie. Bovendien leidt het er onvermijdelijk toe dat de dieren (vooral muizen) lijden aan verhoogde pijnschade en ontsteking, wat ook de daaropvolgende experimentele resultaten beïnvloedt5,6,16,17. Dit artikel beschrijft een acuut-op-chronisch HLI-model in APOE-/- muizen met behulp van een zeer kleine incisie.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >10x Phosphate buffer saline</td>
			<td >Roth</td>
			<td >9143.1</td>
			<td >Used for haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >30% H2O2</td>
			<td >Roth</td>
			<td >9681.2</td>
			<td>Used for immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >6-0 absorbable sutures</td>
			<td>PROLENE</td>
			<td>8776H</td>
			<td>Used for stitching the skin</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >6-0 absroable suture</td>
			<td >PROLENE</td>
			<td >EP8706</td>
			<td>Used in Surgery</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >7-0 absorbable sutures</td>
			<td>PROLENE</td>
			<td >EH8021E</td>
			<td>Used for ligating the artery</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >7-0 absroable suture</td>
			<td >PROLENE</td>
			<td >EP8755</td>
			<td>Used in Surgery</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Acetic acid</td>
			<td >Roth</td>
			<td>6755.1</td>
			<td>Used for haematoxylin and eosin stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Albumin Fraktion V</td>
			<td >Roth</td>
			<td >8076.2</td>
			<td>Used for immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Autoclave</td>
			<td >Systec GmbH</td>
			<td >Systec VX-150</td>
			<td>Used for the sterilisation of the surgical instruments</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Axio vert A1 microscope</td>
			<td >Carl Zeiss</td>
			<td >ZEISS Axio Vert.A1</td>
			<td>Used for viewing and taking the pictures from haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bruker BioSpec 94/20 AVIII</td>
			<td >Bruker Biospin MRI GmbH</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Scan the femoral artery blockage</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Buprenovet Sine 0,3mg/ml</td>
			<td >Bayer AG</td>
			<td >2542 (WDT)</td>
			<td>Used in post operative pain-management. Dose - 0.1 mg/kg body weight every 8 hours for 48 h after operation</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >CD31 antibody</td>
			<td >Abcam</td>
			<td >ab28364</td>
			<td>Used for immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Eosin Y solution 0.5 % in water</td>
			<td >Roth</td>
			<td >X883.1</td>
			<td>Used for haematoxylin and eosin stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Epitope Retrieval Solution pH 6</td>
			<td >Leica Biosystems</td>
			<td >6046945</td>
			<td>Used for immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ethanol &#8805; 99,5 %</td>
			<td >Roth</td>
			<td >5054.1</td>
			<td>Used for haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fentanyl</td>
			<td>Cayman Chemical</td>
			<td >437-38-7</td>
			<td>Used for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fine point forceps</td>
			<td >Medixplus</td>
			<td >93-4505S</td>
			<td>Used for separating the artery from nerve and vein</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Glass bead sterilisator</td>
			<td >Simon Keller</td>
			<td >Type 250</td>
			<td>Used for sterilisation of the surgical instruments</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Graefe iris forceps curved</td>
			<td >VUBU</td>
			<td >VUBU-02-72207</td>
			<td>Used for blunt separation of skin and subcutaneous tissue</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hair Remover cream, Veet (with aloe vera)</td>
			<td >Reckitt Benckiser</td>
			<td >108972</td>
			<td>Remove hair from mice hind limbs</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Heating plate</td>
			<td >ST&#214;RK-TRONIC</td>
			<td >7042092</td>
			<td>Keep the satble temperature of mice</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hematoxylin</td>
			<td >Roth</td>
			<td >T865.2</td>
			<td>Used for haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Leica surgical microscope</td>
			<td >Leica</td>
			<td >M651</td>
			<td>Enlarge the field of view to facilitate the operation</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Liquid DAB+Substrate Chromogen System</td>
			<td >Dako</td>
			<td >K3468</td>
			<td>Used for immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Male ApoE-/- mice</td>
			<td >Charles River Laboratories</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Used for establish the Peripheral artery disease mice model</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Medetomidine</td>
			<td>Cayman Chemical</td>
			<td>128366-50-7</td>
			<td>Used for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Micro Needle Holder</td>
			<td >Black &#38; Black Surgical</td>
			<td >B3B-18-8</td>
			<td>Holding the needle</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Micro suture tying forceps</td>
			<td >Life Saver Surgical Industries</td>
			<td >PS-MSF-145</td>
			<td>Used to assist in knotting during surgery</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Microtome</td>
			<td >Biobase</td>
			<td >Bk-Mt268m</td>
			<td>Used for tissue sectioning</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Midazolam</td>
			<td>Ratiopharm</td>
			<td>44856.01.00</td>
			<td>Used for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >MR-compatible Small Animal Monitoring and Gating System Model 1025</td>
			<td>SA Instruments</td>
			<td>N/a</td>
			<td>monitoring vital signs of animal during MRI scan</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Octeniderm farblos</td>
			<td >Sch&#252;lke &#38; Mayr GmbH</td>
			<td >180212</td>
			<td>used for disinfection of the skin</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ointment for the eyes and nose</td>
			<td >Bayer AG</td>
			<td >1578675</td>
			<td>Keep the eyes wet under the anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Paraformaldehyde</td>
			<td >Roth</td>
			<td >0335.1</td>
			<td>Used for fixation of the tissue</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Pentobarbital</td>
			<td>Nembutal</td>
			<td >76-74-4</td>
			<td>Used for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Saline</td>
			<td>DeltaSelect</td>
			<td >1299.99.99</td>
			<td>Used for anesthesia</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Spring handle scissors with fine, sharp tips</td>
			<td >Black &#38; Black Surgical</td>
			<td >B66167</td>
			<td>Used for cutting the artery</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >SuperCut Scissors</td>
			<td >Black &#38; Black Surgical</td>
			<td >B55992</td>
			<td>Used for cutting the skin</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Triton X-100</td>
			<td >Roth</td>
			<td >9002-93-1</td>
			<td>Used for immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Western diet, 1.25% Cholesterol</td>
			<td >ssniff Spezialdi&#228;ten GmbH</td>
			<td >E15723-34</td>
			<td>Diet for the mice</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Xylene</td>
			<td >Roth</td>
			<td >4436.3</td>
			<td>Used for haematoxylin and eosin stain and immunohistochemistry stain</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a modified surgical model of hind limb ischemia in apoe-/- mice using a miniature incision

Het doel van deze studie is het introduceren en evalueren van een aangepaste chirurgische aanpak om acute ischemie bij muizen te induceren die in de meeste dierlaboratoria kan worden geïmplementeerd. In tegenstelling tot de conventionele benadering voor dubbele ligatie van de dijbeenslagader (DLFA), werd een kleinere incisie op het rechter inguinale gebied gemaakt om de proximale femorale slagader (FA) bloot te leggen om DLFA uit te voeren. Vervolgens werd de incisie met behulp van een 7-0 hechting naar het kniegebied gesleept om de distale FA bloot te leggen. Magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) op bilaterale achterpoten werd gebruikt om FA-occlusie na de operatie te detecteren. Op 0, 1, 3, 5 en 7 dagen na de operatie werd het functionele herstel van de achterpoten visueel beoordeeld en beoordeeld met behulp van de Tarlov-schaal. Histologische evaluatie werd uitgevoerd na het euthanaseren van de dieren 7 dagen na DLFA. De procedures werden met succes uitgevoerd op het rechterbeen bij tien ApoE-/- muizen, en geen muizen stierven tijdens de daaropvolgende observatie. De incisiegroottes bij alle 10 muizen waren minder dan 5 mm (4,2 ± 0,63 mm). MRI-resultaten toonden aan dat de FA-bloedstroom in de ischemische kant duidelijk geblokkeerd was. De resultaten van de Tarlov-schaal toonden aan dat de functie van de achterpoten na de procedure aanzienlijk afnam en langzaam herstelde in de volgende 7 dagen. Histologische evaluatie toonde een significante ontstekingsreactie aan de ischemische kant en verminderde microvasculaire dichtheid in de ischemische achterpoot. Concluderend introduceert deze studie een aangepaste techniek met behulp van een miniatuurincisie om ischemie van de achterpoten (HLI) uit te voeren met behulp van DLFA.

Kenmerken van ApoE-/- muizen DLFA-operaties werden met succes uitgevoerd op 10 muizen om het HLI-model vast te stellen, en geen van de muizen stierf na de procedure. Om veranderingen in lichaamsgewicht te volgen, werden muizen gewogen vóór de DLFA-procedure (Pre-DLFA) en 7 dagen na de DLFA-operatie (Post-DLFA). Pre-DLFA-gewichten varieerden van 29,6 tot 38,0 g (gemiddeld 34,74 ± 2,47 g) en post-DLFA-gewichten varieerden van 26,5 tot 34,1 g (gemiddeld 30...

Watch this Scientific Journal Video about A Modified Surgical Model of Hind Limb Ischemia in ApoE-/- Mice using a Miniature Incision at JoVE.com

A Modified Surgical Model of Hind Limb Ischemia in ApoE-/- Mice using a Miniature Incision

Dit artikel demonstreert een efficiënte chirurgische aanpak om acute ischemie vast te stellen bij muizen met een kleine incisie. Deze aanpak kan door de meeste onderzoeksgroepen worden toegepast zonder laboratoriumupgrades.

Een gewijzigd chirurgisch model van ischemie van de achterpoten in ApoE-/- Muizen met behulp van een miniatuurincisie

The purpose of this study is to introduce and evaluate a modified surgical approach to induce acute ischemia in mice that can be implemented in most ...

Wat we vandaag hebben geïntroduceerd, is een vereenvoudigde aangepaste en chirurgisch efficiënte methode om ischemie van de achterpoten bij ApoE-muizen vast te stellen. Deze methode kan in elke dierenfaciliteit worden geïmplementeerd. Het belangrijkste voordeel van de synoviale methode is een lage invasiviteit, met behulp van een incisie van minder dan vijf millimeter.De methode heeft een leerhof. We adviseren daarom om te oefenen met microchirurgische modellen voordat we aan de dieren werken, die in de uiteindelijke analyse zullen worden opgenomen. De methode zal worden gedemonstreerd door Kaixuan Yan, een arts in de geneeskunde en de student van mijn lab.Begin met het voorbereiden van de benodigde apparatuur en hulpmiddelen voor de operatie. Breng na het toedienen van de anesthesie aan de muis die zalf op de ogen aan om uitdroging te voorkomen. Plaats de muis vervolgens op een verwarmingskussen om de kerntemperatuur van het lichaam op ongeveer 37 graden Celsius te houden.Gebruik een wattenstaafje en ontharingscrème en verwijder voorzichtig het haar van de huid van de achterpoten aan de rechterkant. Leg de muis in rugligging op het verwarmingskussen onder een ontleedmicroscoop. Gebruik alcohol om de huid te desinfecteren en veeg met het katoen weg van de plantenkant van de incisie.Maak met behulp van de punttang en chirurgische schaar een incisie van ongeveer drie tot vier millimeter in het midden van het liesgebied. Verwijder voorzichtig het onderhuidse vetweefsel met behulp van een fijne puntige tang om de proximale femorale neurovasculaire bundel bloot te leggen. Gebruik een wattenstaafje bevochtigd met zoutoplossing en beweeg de dijbeenslagader voorzichtig weg van de heupzenuw en de dijbeenader.Gebruik vervolgens de punt van een 7.0 hechting en doorboort voorzichtig het membraan van de femurschede. Ga vervolgens naar 7-0 absorbeerbare hechtingen door de proximale dijbeenslagader en maak dubbele knopen met behulp van de verenschaar. Daarna transect de dijbeenslagader tussen de twee banden.Passeer de 6-0 absorbeerbare hechting door de onderrand van de incisie en sleep de incisie voorzichtig naar het gebied van de rechterkant van de knie van de achterpoot om de distale foetale slagader bloot te leggen. Beweeg het onderhuidse weefsel voorzichtig opzij om de neurovasculaire bundel bloot te leggen. Ontleed de dijbeenslagader van de dijbeenader en de heupzenuw en gebruik katoen om de zenuw te beschermen.Gebruik vervolgens de punt van een 7.0 hechting en doorboort het membraan van de dijbeenschede. Passeer twee 7-0 absorbeerbare hechtingen door de distale femorale slagader en maak dubbele knopen met behulp van de veerschaar om de dijbeenslagader tussen twee banden te transecteren. Hecht daarna de incisie met behulp van de 6-0 absorbeerbare hechtingen.Plaats de muis op een verwarmingskussen in een schone kooi en blijf de vitale parameters controleren tot het herstel. Bepaal het succes van dubbele ligatie van de femorale slagader of DLFA op de volgende dag via MRI. Vóór de DLFA-procedure varieerden de gewichten van muizen van 29,6 tot 38,0 gram.Zeven dagen na de DLFA-operatie varieerden de gewichten van 26,5 tot 34,1 gram, aanzienlijk lager dan de pre-DLFA-gewichten. De proximale en distale regio's van de rechter FA vertoonden geen perfusie. De resultaten van de Tarlov-schaal waren een dag na de operatie significant afgenomen.Hoewel ze de volgende dagen langzaam toenamen, waren ze nog steeds lager dan de uitgangswaarde tot dag zeven. De poten van de ischemische achterpoten bij zeven muizen waren niet in staat om op natuurlijke wijze uit te rekken in vergelijking met de contralaterale kant. Bovendien vertoonden vier van de muizen een lichte verkleuring van de poten in vergelijking met de contralaterale zijde.H&E-kleuring van de rechter GM-spier onthulde myofiberen die onregelmatige ischemische necrose vertoonden, waarbij prolifererende satellietcellen de necrotische myofiberen hadden vervangen en in een massa of met een regelmatige dispersie werden verdeeld. Myofiberen die inflammatoire infiltratie door multinucleaire macrofagen vertoonden, hadden hun normale morfologische kenmerken verloren, waarbij zeer weinig geregenereerde myofiberen aanwezig waren. Dwarsdoorsneden van deze geregenereerde myofiberen waren rond.Het cytoplasma was rood gekleurd en één kleine kern of meerdere kernen bevonden zich in het midden. Dit soort ontstekingspatroon werd echter niet waargenomen in de linker GM. CD31-antilichaamkleuring uitgevoerd om microvasculaire dichtheid te observeren, gaf aan dat ischemische achterpoten significant meer microvasculaire dichtheid vertoonden dan de niet-ischemische kant. Het belangrijkste is dissectie van de dijbeenslagader.De operator moet ervaring hebben met microchirurgische technieken en bekend zijn met de anatomie van de achterpoten van muizen. In principe zou deze methode ook gebruikt kunnen worden om Ischemia-reperfusieletsel in het been te bestuderen. Hierbij kan de slagader worden afgesloten met een zachte vaatklem voordat reperfusie wordt toegestaan.

Research

JoVE Journal

Biology

A Modified Surgical Model of Hind Limb Ischemia in ApoE-/- Mice using a Miniature Incision

Preventing the Spread of Malaria and Dengue Fever Using Genetically Modified Mosquitoes

Voorkomen van de verspreiding van malaria en knokkelkoorts Met behulp van genetisch gemodificeerde muggen

In this candid interview, Anthony A. James explains how mosquito genetics can be exploited to control malaria and dengue transmission.   Population ...

Murine Model of Hindlimb Ischemia 

Muizenmodel van achterbeen ischemie

In the United States, peripheral arterial disease (PAD) affects about 10 million individuals, and is also prevalent worldwide.  Medical therapies for ...

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Using Caenorhabditis elegans as a Model System to Study Protein Homeostasis in a Multicellular Organism

Gebruik<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; Als een modelsysteem voor de Protein Homeostase studeren in een meercellige

The folding and assembly of proteins is essential for protein function, the long-term health of the cell, and longevity of the organism. Historically, the ...

An Anoxia-starvation Model for Ischemia/Reperfusion in C. elegans

An Anoxia-starvation Model for Ischemia/Reperfusion in C. elegans

Een Anoxia-verhongering Model voor ischemie / reperfusie in<em&gt; C. elegans</em

Protocols for anoxia/starvation in the genetic model organism C. elegans simulate ischemia/reperfusion. Worms are separated from bacterial food and placed ...

MicroRNA Expression Profiles of Human iPS Cells, Retinal Pigment Epithelium Derived From iPS, and Fetal Retinal Pigment Epithelium

MicroRNA expressie profielen van de Mens iPS cellen, retinale pigment epitheel Derived From iPS en Foetale retinale pigment epitheel

The objective of this report is to describe the protocols for comparing the microRNA (miRNA) profiles of human induced-pluripotent stem (iPS) cells, ...

Validation of a Mouse Model to Disrupt LINC Complexes in a Cell-specific Manner

Validatie van een muismodel voor LINC Complexen verstoren in een cel-specifieke manier

Nuclear migration and anchorage within developing and adult tissues relies heavily upon large macromolecular protein assemblies called LInkers of the ...

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A (EYFP-CENP-A)

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A EYFP-CENP-A

Massaspectrometrieanalyse om alomtegenwoordigheid van EYFP-tagged CENP-A (EYFP-CENP-A) te identificeren

Studying the structure and the dynamics of kinetochores and centromeres is important in understanding chromosomal instability (CIN) and cancer ...

Development of a Cell Co-Culture Model to Mimic Cardiac Ischemia/Reperfusion In Vitro

Development of a Cell Co-Culture Model to Mimic Cardiac Ischemia/Reperfusion In Vitro

Ontwikkeling van een celcocultuurmodel om cardiale ischemie /reperfusie in vitro na te bootsen

Ischemic heart disease is the leading cause of death and disability worldwide. Reperfusion causes additional injury beyond ischemia. Endothelial cells ...

Tail Vein Transection Bleeding Model in Fully Anesthetized Hemophilia A Mice

Staartaderdoorsnede bloeden model bij volledig verdoofde hemofilie A muizen

Tail bleeding models are important tools in hemophilia research, specifically for the assessment of procoagulant effects. The tail vein transection (TVT) ...

Generation of Hook Ischemia-Reperfusion Model using a Three-Day Developing Chick Embryo

Generatie van Haak Ischemie-Reperfusie Model met behulp van een driedaagse ontwikkelende kuiken embryo

Ischemia and reperfusion (I/R) disorders, such as myocardial infarction, stroke, and peripheral vascular disease, are a few of the leading causes of ...