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

Författarna tackar Viktoria Skude, Alexander Schlund och Felix Hörner för den utmärkta tekniska supporten.

OBS: Alla försök utfördes enligt EG:s riktlinje (EG 2010/63/EU och har godkänts genom den lokala tyska lagstiftningen (35–9185.81/G[1]239/18). Tio manliga ApoE-/- möss med C57BL/6J bakgrund, väger 29,6-38,0 g, var inhyst på en 12 h ljus / mörk cykel och matas en västerländsk diet (1,25% kolesterol och 21% fett) och vatten ad libitum i 12 veckor från 8 veckors ålder. HLI utfördes på 20 veckor gamla möss enligt beskrivningen nedan.
1. Induktion av HLI i ApoE<su...

Denna studie rapporterar en modifierad, förenklad och kirurgiskt effektiv metod för att upprätta en HLI-modell i ApoE-/- möss som använder dubbel ligatur i de proximala och distala regionerna i FA genom ett 3-4 mm snitt utan några nödvändiga laboratorieuppgraderingar. Huvudegenskapen för denna metod är snittets mindre storlek jämfört med tidigare rapporterade studier som beskriver mus HLI-modeller8,9,10<su...

Det finns ett ouppfyllt behov av prekliniska djurmodeller för forskning inom kärlsjukdomar som perifer artärsjukdom (PAD). Trots den avancerade utvecklingen inom diagnos och behandling fanns det mer än 200 miljoner patienter med PAD 20181, och deras antal ökar ständigt. Även om flera nya terapeutiska metoder2,3,4,5,6,7 har beskrivits, framgångsrik översättning av dessa terapeutiska modaliteter till klinisk tillämpning är fortfarande en skrämmande uppgift. Därför krävs tillförlitliga och relevanta in vivo-experimentella modeller som simulerar tillståndet för sjukdomen hos människa för att undersöka den potentiella mekanismen och effektiviteten hos dessa nya terapeutiska metoder för att behandla PAD6,7.
Hyperlipidemi och ateroskleros (AS) är de viktigaste riskfaktorerna för utvecklingen av PAD. ApoE-/- möss (på en fettrik diet) visar onormal fettmetabolism och hyperlipidemi och utvecklar därefter aterosklerotiska plack som gör ApoE-/- möss som det bästa valet för att simulera den kliniskt relevanta PAD. Prekliniska HLI djurmodeller genereras genom dubbel ligatur av lårbensartären (DLFA), som är den mest använda metoden i laboratorier över hela världen8,9,10,11,12,13,14,15 för att simulera akut-på-kronisk ischemi. Detta tillvägagångssätt kräver dock vanligtvis ett relativt stort och invasivt snitt. Dessutom leder det oundvikligen till att djuren (särskilt möss) lider av ökad smärtskada och inflammation, vilket också påverkar de efterföljande experimentella resultaten5,6,16,17. Detta dokument beskriver en akut-på-kronisk HLI modell i APOE-/- möss med hjälp av ett mycket litet snitt.

<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

Syftet med denna studie är att införa och utvärdera ett modifierat kirurgiskt tillvägagångssätt för att inducera akut ischemi hos möss som kan implementeras i de flesta djurlaboratorier. I motsats till den konventionella metoden för dubbel ligatur av femorala gatan (DLFA), gjordes ett mindre snitt på rätt inguinallymfknutor regionen att exponera proximal femorala gatan (FA) att utföra DLFA. Sedan, med hjälp av en 7-0 suture, drogs snittet till knä regionen för att avslöja distala FA. Magnetic resonance imaging (MRI) på bilaterala bakben användes för att upptäcka FA ocklusion efter operationen. Vid 0, 1, 3, 5 och 7 dagar efter operationen bedömdes funktionell återhämtning av bakbenen visuellt och graderades med tarlovskalan. Histologic utvärdering utfördes efter avlivning av djuren 7 dagar efter DLFA. Förfarandena utfördes framgångsrikt på höger ben i tio ApoE-/- möss, och inga möss dog under efterföljande observation. Snittstorlekarna i alla 10 möss var mindre än 5 mm (4,2 ± 0,63 mm). MRI resultat visade att FA blodflödet i den skandinaviska sidan var tydligt blockerad. Tarlov skala resultaten visade att hind lem funktion minskade avsevärt efter förfarandet och långsamt återhämtade sig under de följande 7 dagarna. Histologic utvärdering visade en betydande inflammatoriska svar på den skandinaviska sidan och minskad microvascular densitet i skandinaviska bakbenet. Sammanfattningsvis introducerar denna studie en modifierad teknik med hjälp av ett miniatyrsnitt för att utföra hind limb ischemi (HLI) med DLFA.

Egenskaper hos ApoE-/- möss DLFA operationer utfördes framgångsrikt på 10 möss för att fastställa HLI-modellen, och ingen av mössen dog efter förfarandet. För att följa förändringar i kroppsvikt vägdes möss före DLFA-proceduren (Pre-DLFA) och 7 dagar efter DLFA-operationen (Post-DLFA). Pre-DLFA vikter varierade från 29,6 till 38,0 g (medelvärdet 34,74 ± 2,47 g), och vikterna efter DLFA varierade från 26,5 till 34,1 g (medelvärdet 30,77...

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

Denna artikel visar en effektiv kirurgisk strategi för att upprätta akut ischemi hos möss med ett litet snitt. Detta tillvägagångssätt kan tillämpas av de flesta forskargrupper utan laboratorieuppgraderingar.

En modifierad kirurgisk modell av hind limb Ischemia i ApoE-/- Möss som använder ett miniatyrsnitt

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 ...

Det vi introducerade idag är en förenklad modifierad och kirurgiskt effektiv metod, för att etablera bakben Ischemia i ApoE möss. Denna metod kan implementeras i alla djuranläggningar. Den största fördelen med synovialmetod är en låg invasivitet, med ett snitt på mindre än fem millimeter.Metoden har en lärande hof. Vi rekommenderar därför att vi övar på mikrokirurgiska modeller innan vi arbetar med djuren, som kommer att ingå i den slutliga analysen. Metoden kommer att demonstreras av Kaixuan Yan, en läkare i medicin och studenten från mitt labb.Börja med att förbereda nödvändig utrustning och verktyg för operationen. Efter att ha administrerat anestesin till musen, applicera den salvan på ögonen för att förhindra torrhet. Placera sedan musen på en värmeplatta för att hålla kärnkroppstemperaturen vid cirka 37 grader Celsius.Använd en bomullspinne och hårborttagningskräm, ta försiktigt bort håret från bakbenets hud på höger sida. Lägg musen i ryggläge på värmeplattan under ett dissekerande mikroskop. Använd alkohol för att desinficera huden och torka med bomullen bort från växtsidan av snittet.Med hjälp av spetsiga tångar och kirurgiska saxar gör ett snitt ungefär tre till fyra millimeter i mitten av inguinallymfknutor regionen. Ta försiktigt bort den subkutana fettvävnaden med hjälp av fina spetsiga tångar för att exponera proximal femorala neurovaskulära bunten. Använd en bomullspinne fuktad med saltlösning, flytta försiktigt lårartären bort från lårbensnerven och lårbensvenen.Använd sedan spetsen av en 7,0 sutur, genomborra försiktigt membranet i lårbensslidan. Passera sedan till 7-0 absorberbara suturer genom den proximala femorala artären och gör dubbla knutar med hjälp av fjädrarnas sax. Därefter transect femorala gatan mellan de två banden.Passera den 6-0 absorberbara suturen genom snittets nedre kant och dra försiktigt snittet till området på höger sida av knäet i bakbenet för att exponera den distala femorala artären. Flytta försiktigt den subkutana vävnaden åt sidan för att exponera neurovaskulära bunten. Dissekera lårbensartären från lårbensvenen och lårbensnerven och använd bomull för att skydda nerven.Använd sedan spetsen av en 7,0 sutur, genomborra membranet i lårbensslidan. Passera två 7-0 absorberbara suturer genom den distala femorala artären och gör dubbla knutar med vårsaxen för att transect lårartären mellan två band. Efteråt sy snittet med 6-0 absorberbara suturer.Placera musen på en värmeplatta i en ren bur och fortsätt att övervaka dess vitala parametrar tills återhämtningen. Bestäm framgången för dubbel ligatur av femorala gatan eller DLFA nästa dag via MRI. Före DLFA-proceduren varierade mössens vikter från 29,6 till 38,0 gram.Sju dagar efter DLFA kirurgi varierade vikterna från 26,5 till 34,1 gram, betydligt lägre än pre-DLFA vikter. Proximal och distala regioner i rätt FA visade ingen perfusion. Tarlovskalans resultat minskade avsevärt en dag efter operationen.Även om de långsamt ökade under de följande dagarna, var de fortfarande lägre än baslinjen fram till dag sju. Tassarna i de skandinaviska bakbenen i sju möss kunde inte sträcka sig naturligt jämfört med den kontralaterala sidan. Dessutom uppvisade fyra av mössen liten missfärgning av tassarna jämfört med den kontralaterala sidan.H&E färgning av rätt GM muskeln visade myofibrer som uppvisade oregelbundna skandinaviska nekros, där prolifererande satellitceller hade ersatt necrotic myofibers och distribuerades i en massa eller med en regelbunden spridning. Myofibers uppvisar inflammatorisk infiltration av multinucleated makrofager hade förlorat sina normala morfologiska egenskaper, med mycket få regenererade myofibers närvarande. Tvärgående delar av dessa regenererade myofibers var runda.Cytoplasma var färgade röda och en liten kärna eller flera kärnor var belägna i mitten. Denna typ av inflammatoriska mönster observerades dock inte i den vänstra GM. CD31 antikropp färgning utförs för att observera microvascular densitet, anges att skandinaviska bakben uppvisade betydligt mer mikrovaskulära densitet än den icke skandinaviska sidan. Det viktigaste är dissekering av lårbensartären.Operatören måste ha erfarenhet av mikrokirurgiska tekniker, samt vara bekant med mus baklimb anatomi. I princip kan denna metod också användas för att studera Ischemia-reperfusion skada i benet. Därmed kan artären täppas till med en mjuk kärlklämma innan reperfusionen tillåts.

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

Förhindra spridning av malaria och denguefeber att använda genetiskt modifierade myggor

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 

Murina Modell i bakdelen Ischemi

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

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

En Anoxia-svält modell för ischemi / reperfusion i<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

MikroRNA Expression Profiler av Human iPS-celler, pigmentepitelet härledas från iPS, och Fetal pigmentepitelet

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

Validering av en musmodell för att Disrupt LINC Anläggningar i en cell-specifik Manner

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

Masspektrometri analys för att identifiera Ubiquitylation av EYFP-märkt CENP-A (EYFP-CENP-A)

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

Utveckling av en cellkokulturmodell för att efterlikna hjärt ischemi / reperfusion in vitro

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

Svansvenens transsektionsblödningsmodell i helt sövda hemofili A-möss

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

Generation av Hook Ischemia-Reperfusion Modell med hjälp av ett tre dagars utvecklande kycklingembryon

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