Name: high-resolution three-dimensional imaging of the footpad vasculature in a murine hindlimb gangrene model
Uploaded: 2022-03-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-Resolution Three-Dimensional Imaging of the Footpad Vasculature in a Murine Hindlimb Gangrene Model at JoVE.com

Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden [R01HL149452 ve VITA (NHLBl-CSB-HV-2017-01-JS)] Z-J L ve OC V'ye verilen hibelerle desteklenmiştir. Ayrıca, Miami Üniversitesi Tıp Fakültesi'ndeki Felç Tedavisi için Miami Projesi'nin Mikroskopi ve Görüntüleme Tesisi'ne, görüntü analiz ve işleme yazılımlarına erişim sağladığı için teşekkür ederiz.

Protokolde açıklanan tüm hayvan deneyleri, Miami Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır. Çalışma için 8-12 haftalık hem erkek hem de dişi FVB fareleri kullanıldı.
1. L-NAME çözeltisinin hazırlanması
<ol><li>Laminer bir davlumbazda steril koşullar altında, 50 mg/mL'lik bir çözelti oluşturmak için 1 g L-NAME tozunu ( Malzeme Tablosuna bakınız) 20 mL steril suyla çözerek bir L...

<ol>
	<li>Virani, S. 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=Heart+disease+and+stroke+statistics-2020+update:+A+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics-2020 update: A report from the American Heart Association.</a> Circulation. 141 (9), 139 (2020).</li><li>Duff, S., Mafilios, M. S., Bhounsule, P., Hasegawa, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+burden+of+critical+limb+ischemia:+A+review+of+recent+literature.">The burden of critical limb ischemia: A review of recent literature.</a> Vascular Health and Risk Management. 15, 187-208 (2019).</li><li>Mills, J. 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=The+society+for+vascular+surgery+lower+extremity+threatened+limb+classification+system:+Risk+stratification+based+on+Wound,+Ischemia,+and+foot+Infection+(WIfI).">The society for vascular surgery lower extremity threatened limb classification system: Risk stratification based on Wound, Ischemia, and foot Infection (WIfI).</a> Journal of Vascular Surgery. 59 (1), 220-234 (2014).</li><li>Conte, M. 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=Global+vascular+guidelines+on+the+management+of+chronic+limb-threatening+ischemia.">Global vascular guidelines on the management of chronic limb-threatening ischemia.</a> Journal of Vascular Surgery. 69 (6), (2019).</li><li>Yeager, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+of+hemodialysis+access+to+finger+gangrene+in+patients+with+end-stage+renal+disease.">Relationship of hemodialysis access to finger gangrene in patients with end-stage renal disease.</a> Journal of Vascular Surgery. 36 (2), 245-249 (2002).</li><li>Al Wahbi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autoamputation+of+diabetic+toe+with+dry+gangrene:+A+myth+or+a+fact.">Autoamputation of diabetic toe with dry gangrene: A myth or a fact.</a> Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity: Targets and Therapy. 11, 255-264 (2018).</li><li>Niiyama, H., Huang, N. F., Rollins, M. D., Cooke, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Murine+model+of+hindlimb+ischemia.">Murine model of hindlimb ischemia.</a> Journal of Visualized Experiments. (23), e1035 (2009).</li><li>Hellingman, A. 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=Variations+in+surgical+procedures+for+hind+limb+ischaemia+mouse+models+result+in+differences+in+collateral+formation.">Variations in surgical procedures for hind limb ischaemia mouse models result in differences in collateral formation.</a> European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 40 (6), 796-803 (2010).</li><li>Chalothorn, D., Clayton, J. A., Zhang, H., Pomp, D., Faber, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collateral+density,+remodeling,+and+VEGF-A+expression+differ+widely+between+mouse+strains.">Collateral density, remodeling, and VEGF-A expression differ widely between mouse strains.</a> Physiological Genomics. 30 (2), 179-191 (2007).</li><li>Dokun, A. O., 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+quantitative+trait+locus+(LSq-1)+on+mouse+chromosome+7+is+linked+to+the+absence+of+tissue+loss+after+surgical+hindlimb+ischemia.">A quantitative trait locus (LSq-1) on mouse chromosome 7 is linked to the absence of tissue loss after surgical hindlimb ischemia.</a> Circulation. 117 (9), 1207-1215 (2008).</li><li>Parikh, P. P., 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+Reliable+Mouse+Model+of+Hind+limb+Gangrene.">A Reliable Mouse Model of Hind limb Gangrene.</a> Annals of Vascular Surgery. 48, 222-232 (2018).</li><li>Kopincov&#225;, J., P&#250;zserov&#225;, A., Bern&#225;tov&#225;, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=L-NAME+in+the+cardiovascular+system+-+nitric+oxide+synthase+activator.">L-NAME in the cardiovascular system - nitric oxide synthase activator.</a> Pharmacological Reports. 64 (3), 511-520 (2012).</li><li>Soiza, R. L., Donaldson, A. I. C., Myint, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+chronic+peripheral+ischemia:+new+perspectives.">Pathophysiology of chronic peripheral ischemia: new perspectives.</a> Therapeutic Advances in Chronic Disease. 11, 1-15 (2020).</li><li>McDermott, M. 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=Skeletal+muscle+pathology+in+peripheral+artery+disease+a+brief+review.">Skeletal muscle pathology in peripheral artery disease a brief review.</a> Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 40 (11), 2577-2585 (2020).</li><li>Usui, 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=Pathogenic+role+of+oxidative+stress+in+vascular+angiotensin-converting+enzyme+activation+in+long-term+blockade+of+nitric+oxide+synthesis+in+rats.">Pathogenic role of oxidative stress in vascular angiotensin-converting enzyme activation in long-term blockade of nitric oxide synthesis in rats.</a> Hypertension. 34 (4), 546-551 (1999).</li><li>Aref, Z., de Vries, M. R., Quax, P. H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variations+in+surgical+procedures+for+inducing+hind+limb+ischemia+in+mice+and+the+impact+of+these+variations+on+neovascularization+assessment.">Variations in surgical procedures for inducing hind limb ischemia in mice and the impact of these variations on neovascularization assessment.</a> International Journal of Molecular Sciences. 20 (15), 1-14 (2019).</li><li>Li, Y., Song, Y., Zhao, L., Gaidosh, G., Laties, A. M., Wen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+labeling+and+visualization+of+blood+vessels+with+lipophilic+carbocyanine+dye+DiI.">Direct labeling and visualization of blood vessels with lipophilic carbocyanine dye DiI.</a> Nature Protocols. 3 (11), 1703-1708 (2008).</li><li>Honig, M. G., Hume, R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dil+and+DiO:+Versatile+fluorescent+dyes+for+neuronal+labelling+and+pathway+tracing.">Dil and DiO: Versatile fluorescent dyes for neuronal labelling and pathway tracing.</a> Trends in Neurosciences. 12 (9), 333-341 (1989).</li><li>Boden, J., 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=Whole-mount+imaging+of+the+mouse+hindlimb+vasculature+using+the+lipophilic+carbocyanine+dye+DiI.">Whole-mount imaging of the mouse hindlimb vasculature using the lipophilic carbocyanine dye DiI.</a> BioTechniques. 53 (1), 3-6 (2012).</li><li>Elfarnawany, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal+processing+methods+for+quantitative+power+doppler+microvascular+angiography.">Signal processing methods for quantitative power doppler microvascular angiography.</a> Electronic Thesis and Dissertation Repository. , 3106 (2015).</li><li>Matic, M., Matic, A., Djuran, V., Gajinov, Z., Prcic, S., Golusin, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+of+peripheral+arterial+disease+in+patients+with+chronic+venous+insufficiency.">Frequency of peripheral arterial disease in patients with chronic venous insufficiency.</a> Iranian Red Crescent Medical Journal. 18 (1), 1-6 (2016).</li><li>Ammermann, 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=Concomitant+chronic+venous+insufficiency+in+patients+with+peripheral+artery+disease:+Insights+from+MR+angiography.">Concomitant chronic venous insufficiency in patients with peripheral artery disease: Insights from MR angiography.</a> European Radiology. 30 (7), 3908-3914 (2020).</li><li>Yang, 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=Cellular+and+molecular+mechanism+regulating+blood+flow+recovery+in+acute+versus+gradual+femoral+artery+occlusion+are+distinct+in+the+mouse.">Cellular and molecular mechanism regulating blood flow recovery in acute versus gradual femoral artery occlusion are distinct in the mouse.</a> Journal of Vascular Surgery. 48 (6), 1546-1558 (2008).</li><li>Padgett, M. E., McCord, T. J., McClung, J. M., Kontos, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+acute+and+subacute+murine+hindlimb+ischemia.">Methods for acute and subacute murine hindlimb ischemia.</a> Journal of Visualized Experiments. (112), e54166 (2016).</li><li>Nowak-Sliwinska, P., 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=Consensus+guidelines+for+the+use+and+interpretation+of+angiogenesis+assays.">Consensus guidelines for the use and interpretation of angiogenesis assays.</a> Angiogenesis. 21 (3), 425-432 (2018).</li><li>Greco, 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=Repeatability,+reproducibility+and+standardisation+of+a+laser+doppler+imaging+technique+for+the+evaluation+of+normal+mouse+hindlimb+perfusion.">Repeatability, reproducibility and standardisation of a laser doppler imaging technique for the evaluation of normal mouse hindlimb perfusion.</a> Sensors. 13 (1), 500-515 (2013).</li><li>Kochi, T., 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=Characterization+of+the+arterial+anatomy+of+the+murine+hindlimb:+Functional+role+in+the+design+and+understanding+of+ischemia+models.">Characterization of the arterial anatomy of the murine hindlimb: Functional role in the design and understanding of ischemia models.</a> PLoS ONE. 8 (12), 84047 (2013).</li><li>Hlushchuk, R., Haberth&#252;r, D., Djonov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+microangioCT:+Advances+in+microvascular+imaging.">Ex vivo microangioCT: Advances in microvascular imaging.</a> Vascular Pharmacology. 112, 2-7 (2019).</li><li>Robertson, R. T., 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=Use+of+labeled+tomato+lectin+for+imaging+vasculature+structures.">Use of labeled tomato lectin for imaging vasculature structures.</a> Histochemistry and Cell Biology. 143 (2), 225-234 (2015).</li><li>Lee, J. J., 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=Systematic+interrogation+of+angiogenesis+in+the+ischemic+mouse+hind+limb:+Vulnerabilities+and+quality+assurance.">Systematic interrogation of angiogenesis in the ischemic mouse hind limb: Vulnerabilities and quality assurance.</a> Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 40, 2454-2467 (2020).</li></ol>

Fare arka bacak iskemisi, PAD ve CLTI'da neovaskülarizasyonu incelemek için en yaygın kullanılan preklinik model olsa da, kullanılan spesifik fare suşuna ve arteriyel bozulmanın yerine, sayısına ve yöntemine bağlı olarak iskemi şiddeti ve iyileşmesinde önemli farklılıklar vardır. Femoral arter ligasyonu ve L-NAME'in IP uygulamasının kombinasyonu, FVB farelerde arka bacak kangrenini güvenilir bir şekilde indükleyebilir11. Aynı tedavi, C57BL / 6 farelerde doku kaybı olmadan ...

Ateroskleroz nedeniyle ekstremitelere kan akışının azalması ile karakterize periferik arter hastalığı (PAD), Amerika Birleşik Devletleri'nde 6,5 milyon kişiyi ve dünya çapında 200 milyon insanı etkilemektedir1. PAD'li hastalar uzuv fonksiyonlarında ve yaşam kalitesinde azalma yaşarken, PAD'in en şiddetli formu olan CLTI'lı hastalar, 5 yıllık mortalite oranı %50'ye yaklaşarak amputasyon ve ölüm riski altındadır2. Klinik pratikte, ayak bileği-brakiyal indeksleri (ABI) <0.9 olan hastalarda PAD, ABI <0.4 olanlarda ise dinlenme ağrısı veya doku kaybı ile ilişkili CLTI3 olarak kabul edilir. Semptomlar benzer ABI'li hastalar arasında günlük aktiviteye, iskemiye karşı kas toleransına, anatomik varyasyonlara ve kollateral gelişimdeki farklılıklara bağlı olarak değişir4. Basamak ve ekstremite kangreni, CLTI ile sonuçlanan tüm vasküler tıkayıcı hastalıkların en şiddetli belirtisidir. Yumuşak dokuları mumyalayan bir kuru nekroz şeklidir. Aterosklerotik PAH'a ek olarak, diyabetli hastalarda, Buerger hastalığı ve Raynaud fenomeni gibi vaskülitlerde veya son dönem böbrek hastalığı ortamında kalsifilaksi hastalarında da gözlenebilir5,6.
PAD/CLTI'nın patogenezini incelemek ve potansiyel tedavilerin etkinliğini test etmek için çeşitli preklinik modeller geliştirilmiştir ve bunlardan en yaygın olanı fare arka bacak iskemisi olmaya devam etmektedir. Farelerde arka bacak iskemisinin indüklenmesi tipik olarak iliak veya femoral arterlerden kan akışının engellenmesiyle, sütür ligasyonu, elektrokoagülasyon veya istenen damarı daraltmanın diğer yollarıyla gerçekleştirilir7. Bu teknikler arka bacağa perfüzyonu büyük ölçüde azaltır ve uyluk ve baldır kaslarında neovaskülarizasyonu uyarır. Bununla birlikte, kısmen kollateral dağılımdaki anatomik farklılıklar nedeniyle iskemik hakarete duyarlılıkta murin suşuna bağlı temel farklılıklar vardır8,9. Örneğin, C57BL / 6 fareleri, arka bacak iskemisine nispeten dirençlidir, uzuv fonksiyonunun azaldığını gösterir, ancak genellikle ayak tabanında kangren kanıtı yoktur. Öte yandan, BALB / c fareleri, iskemiden kurtulmak için doğal olarak zayıf bir kapasiteye sahiptir ve tipik olarak tek başına femoral arter ligasyonunu takiben ayağın veya alt bacağın otomatik amputasyonunu geliştirir. İskemiye verilen bu şiddetli yanıt terapötik pencereyi daraltır ve ekstremite reperfüzyonu ve fonksiyonunun uzunlamasına değerlendirilmesini engelleyebilir. İlginçtir ki, murin kromozomu 7 üzerinde bulunan tek bir kantitatif özellik lokusundaki genetik farklılıklar, C57BL/6 ve BALB/c farelerinin doku nekrozuna ve ekstremite reperfüzyonuna karşı bu diferansiyel duyarlılıklarında rol oynamıştır10.
C57BL / 6 ve BALB / c suşları ile karşılaştırıldığında, FVB fareleri tek başına femoral arter ligasyonuna orta fakat tutarsız bir yanıt göstermektedir. Bazı hayvanlarda siyah iskemik tırnaklar veya mumyalanmış rakamlar şeklinde ayak tabanı kangreni gelişirken, diğerleri herhangi bir açık iskemi belirtisi yoktur11. Bir nitrik oksit sentaz (NOS) inhibitörü olan Nω-Nitro-L-arginin metil ester hidroklorürün (L-NAME)12 eşzamanlı uygulanması, telafi edici vazodilatatör mekanizmaları önler ve arka bacak dokusunda oksidatif stresi daha da arttırır. Femoral arter ligasyonu veya pıhtılaşma ile kombinasyon halinde, bu yaklaşım sürekli olarak FVB farelerde CLTI'nın atrofik değişikliklerine benzeyen ancak nadiren uzuv oto-amputasyonuna ilerleyen ayak yastığı doku kaybına neden olur11. Oksidatif stres, PAD/CLTI'nin ayırt edici özelliklerinden biridir ve endotel disfonksiyonu ve nitrik oksidin (NO)13,14 biyoyararlanımının azalması ile yayılır. NO, genellikle arteriyel ve kılcal kan akışı, trombosit yapışması ve agregasyonu ve lökosit alımı ve aktivasyonu üzerinde yararlı etkiler gösteren pluripotent bir moleküldür13. Azalmış NOS seviyelerinin, oksidatif stresi indükleyen ve aterosklerozun ilerlemesini hızlandıran anjiyotensin dönüştürücü enzimi aktive ettiği de gösterilmiştir15.
Bir arka bacak iskemisi modeli oluşturulduktan sonra, sonraki ekstremite reperfüzyonunun izlenmesi ve herhangi bir potansiyel tedavinin terapötik etkisinin de izlenmesi gerekir. Önerilen murin kangren modelinde, doku kaybının derecesi ilk önce ayağın brüt görünümünü değerlendirmek için Faber skoru kullanılarak ölçülebilir (0: normal, 1-5: skorun etkilenen tırnak sayısını temsil ettiği tırnak kaybı, 6-10: skorun etkilenen basamak sayısını temsil ettiği basamakların atrofisi, 11-12: kısmi ve tam ayak atrofisi, sırasıyla)9. Arka bacak perfüzyonunun kantitatif ölçümleri daha sonra tipik olarak, ilgilenilen bir bölgede (ROI) piksel düzeyinde perfüzyonu belirtmek için lazer ışığı ve kırmızı kan hücreleri arasındaki Doppler etkileşimlerine dayanan LDPI kullanılarak yapılır16. Bu teknik kantitatif, invaziv olmayan ve tekrarlanan ölçümler için ideal olsa da, arka bacak vaskülatürünün granüler anatomik detayını sağlamaz16. Mikro-bilgisayarlı tomografi (mikro-BT), manyetik rezonans anjiyografi (MRA) ve X-ışını mikroanjiyografisi gibi diğer görüntüleme yöntemleri ya maliyetli, sofistike enstrümantasyon gerektiren ya da teknik olarak zorlayıcı olduğu kanıtlanmıştır16. 2008 yılında, Li ve ark. retinadaki kan damarlarını lipofilik karbosiyanin boyası DiI17 ile etiketlemek için bir teknik tanımladılar. DiI, endotel hücrelerine dahil olur ve doğrudan difüzyon yoluyla, anjiyojenik filizler ve psödopodal süreçler gibi vasküler membran yapılarını boyar17,18. Endotel hücrelerine doğrudan verilmesi ve boyanın yüksek floresan doğası nedeniyle, bu prosedür kan damarlarının yoğun ve uzun süreli etiketlenmesini sağlar. 2012 yılında Boden ve ark., femoral arter ligasyonunu takiben hasat edilen uyluk adduktör kaslarının tam montajlı görüntülenmesi yoluyla DiI perfüzyon tekniğini murin arka bacak iskemi modeline uyarlamışlardır19.
Mevcut yöntem, arka bacak iskemisi ve gen veya hücre bazlı terapötiklere yanıt olarak neovaskülarizasyonu değerlendirmek için nispeten ucuz ve teknik olarak uygulanabilir bir yol sunmaktadır. Başka bir uyarlamada, bu protokol, ayak yastığı vaskülatürünü yüksek çözünürlükte ve 3D'de arka bacak kangreninin bir murin modelinde görüntülemek için DiI perfüzyonunun uygulanmasını açıklar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Binder clips (small)</td>
			<td>Office supply store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine (sustained-release)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butterfly needle (25 G with Luer-Lok)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10148-584</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal laser scanning microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>TCS SP5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DiI (1,1&#39;-Dioctadecyl-3,3,3&#39;,3&#39;-tetramethylindocarbocyanine perchlorate)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>D282</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrocautery device</td>
			<td>Gemini Cautery System</td>
			<td>5917</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol (100%)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89370-084</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiji (ImageJ) software</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>Used version 2.1.0. Free download, no license required.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Foam biopsy pads</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-038-221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formalin (neutral buffered, 10%)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89370-094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FVB mice</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>001800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G7528</td>
			<td>Used version 2.1.0.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl (1 M)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>13-1700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imaris software</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td></td>
			<td>Used version 9.6.0.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Pivetal</td>
			<td>NDC 46066-755-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-NAME (N&#969;-Nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N5751</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Doppler perfusion imager</td>
			<td>MoorLDI</td>
			<td>moorLDI2-HIR</td>
			<td>Used moorLDI V5 software.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope slides (25 x 75 x 1 mm)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>48311-703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2HPO4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S7907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S7653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S8282</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S8263</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles (27 G)</td>
			<td>BD</td>
			<td>305109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-iodine swabstick (10%)</td>
			<td>Medline</td>
			<td>MDS093901ZZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical instruments</td>
			<td>Roboz Surgical</td>
			<td></td>
			<td>Fine forceps, needle driver, spring scissors, and hemostat are recommended.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture (5-0 absorbable)</td>
			<td>DemeTECH</td>
			<td>G275017B0P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (10 mL)</td>
			<td>BD</td>
			<td>305482</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three-way stopcocks</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>19406-49</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vascular Analysis Plugin</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Free download, no license required. See reference: Elfarnawany (2015).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-resolution three-dimensional imaging of the footpad vasculature in a murine hindlimb gangrene model

Periferik arter hastalığı (PAH), aterosklerotik risk faktörlerine kronik maruziyet sonucu ortaya çıkan önemli bir morbidite nedenidir. En şiddetli formu olan kronik uzuvları tehdit eden iskemiden (CLTI) muzdarip hastalar, kronik ağrı, ağrısız sınırlı yürüme mesafesi ve iyileşmeyen yaralar dahil olmak üzere günlük yaşamda önemli bozukluklarla karşı karşıyadır. PAD'i incelemek için çeşitli hayvanlarda preklinik modeller geliştirilmiştir, ancak fare arka bacak iskemisi en yaygın kullanılanı olmaya devam etmektedir. Bu modellerde iskemik hakarete cevaben, kullanılan fare suşuna ve arteriyel bozulmanın yerine, sayısına ve araçlarına bağlı olarak önemli farklılıklar olabilir. Bu protokol, CLTI'nin doku kaybına benzeyen Friend Virus B (FVB) farelerinde ayak tabanı kangrenini güvenilir bir şekilde indüklemek için femoral arter ve ven elektrokoagülasyonunu nitrik oksit sentaz (NOS) inhibitörü uygulamasıyla birleştiren benzersiz bir yöntemi açıklamaktadır. Lazer Doppler perfüzyon görüntüleme (LDPI) gibi geleneksel reperfüzyon değerlendirme yöntemleri hala önerilmekle birlikte, vaskülatürü etiketlemek için lipofilik boya 1,1'-dioktadesil-3,3,3',3'-tetrametilindokarbosiyanin perkloratın (DiI) intrakardiyak perfüzyonu kullanılmaktadır. Daha sonraki tam montajlı konfokal lazer tarama mikroskopisi, arka bacak iskemi modellerinde reperfüzyonu değerlendirmenin geleneksel yollarını tamamlayan ayak yastığı vasküler ağlarının yüksek çözünürlüklü, üç boyutlu (3D) rekonstrüksiyonuna izin verir.

Bu protokol, duyarlı FVB farelerde bir nitrik oksit sentaz inhibitörü olan L-NAME uygulaması ile femoral arter ve ven pıhtılaşmasının bir kombinasyonunu kullanarak murin ayak pedinde iskemi ve doku kaybını indüklemek için güvenilir bir aracı detaylandırır. Şekil 1, murin arka ekstremite vaskülatürünün anatomisini detaylandırır ve lateral circumflex femoral artere (LCFA) sadece proksimal ve safenopopliteal bileşkeye proksimal olan femoral arter ve ven pıhtılaşması...

Watch this Scientific Journal Video about High-Resolution Three-Dimensional Imaging of the Footpad Vasculature in a Murine Hindlimb Gangrene Model at JoVE.com

High-Resolution Three-Dimensional Imaging of the Footpad Vasculature in a Murine Hindlimb Gangrene Model

Bu protokol, FVB farelerde arka bacak kangrenini indüklemek için femoral arter ve ven elektrokoagülasyonunu nitrik oksit sentaz inhibitörü uygulamasıyla birleştiren benzersiz, klinik olarak ilgili bir periferik arter hastalığı modelini tanımlamaktadır. İntrakardiyak DiI perfüzyonu daha sonra ayak yastığı vaskülatürünün yüksek çözünürlüklü, üç boyutlu görüntülenmesi için kullanılır.

Murin Arka Ekstremite Kangren Modelinde Footpad Vaskülatürünün Yüksek Çözünürlüklü Üç Boyutlu Görüntülenmesi

Peripheral arterial disease (PAD) is a significant cause of morbidity resulting from chronic exposure to atherosclerotic risk factors. Patients suffering ...

Bu protokol, kitle inhibitörü ve femoral arter pıhtılaşmasının uygulanmasını kullanarak bir fare ayak yastığı kangren modelinin nasıl oluşturulacağını sunmaktadır. DiI perfüzyonu daha sonra ayak pedi vaskülatürünün yüksek çözünürlüklü görselleştirilmesine izin verir. Bu model klinik olarak önemlidir ve klinik öncesi ilaç testi ve ekstremite iskemisini incelemek için kullanılabilir.Vaskülatürün yüksek çözünürlüklü görüntülenmesi, neovaskülarizasyonu değerlendirmek için teknik olarak kolay bir araç sunar. Bu ayak yastığı kangren modeli, periferik arter hastalığı ve kritik ekstremite iskemisinin klinik öncesi araştırmalarında önemli uygulamalara sahiptir. DiI perfüzyonu, hayvan modellerinde neovaskülarizasyonu incelemek için yararlı bir araçtır.Prosedürü gösteren, cerrahi asistandan Antoine Ribieras ve laboratuvarımdan bir araştırma görevlisi olan Yulexi Ortiz olacak. İlk olarak, kullanımdan hemen önce 10 mililitre çalışan seyreltici çözeltiye 200 mikrolitre DiI stok çözeltisi ekleyerek DiI çalışma çözeltisi yapın. İyice karıştırmak için elinizle sallayın.İki veya üç adet üç yönlü stopcock ve 25 gauge kelebek iğnesini seri olarak bağlayın. Dört mililitre PBS, 10 mililitre DiI çözeltisi ve 10 mililitre% 10 nötr tamponlu formalin içeren 10 mililitre şırıngalar hazırlayın. Şırıngayı formalin ile proksimal giriş portuna bağlayın ve havayı hattan temizlemek için çözeltiyi enjekte edin.Ardından bağlantı noktasını kapatmak için stopcock'u çevirin. Şırıngaları DiI ve ardından PBS ile sırasıyla orta ve distal giriş portlarına bağlayarak aynı prosedürü tekrarlayın. Ötanazi sonrası, hayvanı emici bir ped üzerinde sırtüstü pozisyonda yerleştirin ve aksillaları ve alt ekstremiteleri iğnelerle sabitleyin.Makas kullanarak, karın boşluğunu açmak için enine bir kesi yapın, ardından göğüs boşluğuna erişmek için sol ve sağ diyaframı açığa çıkarın ve bölün. Sternumun her iki tarafındaki göğüs duvarını alt kaburgalardan birinci veya ikinci kaburgalara kadar kesin. Sternumun alt ucunu tutmak için bir hemostat kullanın ve göğüs boşluğunu ortaya çıkarmak için hayvanın kafasına doğru yansıtın.Sağdan daha açık renkli görünen sol ventrikülü tanımlayın. Künt forseps ile kalbi yavaşça kavrayın ve kelebek iğnesini sol ventriküle yerleştirin. Doğru atriyumu delmek için makas veya 18 gauge iğne kullanın, böylece kan ve perfüzyon çözeltilerinin boşalması için kalbe geri dönmesine izin verin.Şırınganın portunu PBS ile açın ve vasküler sistemden kanı temizlemek için bir ila iki dakika boyunca dakikada bir ila iki mililitre hızında iki ila dört mililitreyi manuel olarak enjekte edin. Sağ atriyumdan kanamayı gözlemleyerek başarılı perfüzyon sağlayın. Enjeksiyondan sonra, PBS şırıngasının portunu kapatın.Şırınganın portunu DiI ile açın ve beş dakika boyunca dakikada bir ila iki mililitre oranında beş ila 10 mililitre enjekte edin. Enjeksiyondan sonra, DiI şırıngasının portunu kapatın ve fiksatif enjeksiyonundan önce boyanın dahil edilmesine izin vermek için iki dakika bekleyin. Şırınganın portunu formalin ile açın ve beş dakika boyunca dakikada bir ila iki mililitre oranında beş ila 10 mililitre enjekte edin.Enjeksiyondan sonra, iğneyi sol ventrikülden çıkarın. Ağır makas kullanarak, ayak bileğindeki tibianı yerinden çıkarın, sol ve sağ ayakları alt bacaklardan tamamen ayırın. Hasat edilen ayakları bir ila iki mililitre% 10 formalin çözeltisi içeren 12 kuyucuklu bir plakaya yerleştirin.Tabağı folyo ile sarın ve gece boyunca dört santigrat derecede saklayın. Ertesi gün, fiksatif çözeltiyi 12 kuyucuklu bir plakada kuyu başına bir ila iki mililitre PBS ile değiştirin. Ayağın plantar ve dorsal kısmında bir neşter ile uzunlamasına bir kesi yapın.Daha sonra dişli forseps ve küçük bir hemostat kullanarak, altta yatan yumuşak dokulara zarar vermeden, tüm cildi ayaktan ve basamaklardan dikkatlice çıkarın. Dokuları monte etmek için, ayakları her iki ucunda kendi üzerine katlanmış bir köpük biyopsi pedi ile iki cam mikroskop slaytı arasına ayrı ayrı yerleştirin. Cam slaytları her iki ucunda birbirine sıkıştırmak için iki küçük bağlayıcı klips kullanın.Alternatif olarak, ayak yastığını bir ila iki mililitre PBS içeren 12 kuyucuklu bir plakaya geri koyun. Folyo ile kapladıktan sonra, floresanı bir aya kadar korumak için dört santigrat derecede saklayın. Görüntüleme sistemini açın, edinme yazılımını başlatın ve görüntüleri yakalamak için düşük büyütme veya düşük sayısal diyafram açıklığı hedefi kullanın.Aşamayı etkinleştir iletişim kutusuna evet'i tıklatın. Yapılandırma sekmesinde 561 nanometre lazeri etkinleştirin. Ana ekranda, görünür düğmeye tıklayarak görünür bir ışın yolunu etkinleştirin.İlgili etkin onay kutusuna tıklayarak 570 ila 600 nanometre aralığına bir dedektör ayarlayın. Edinme sekmesinde kutucuk tarama simgesini seçin ve istediğiniz çözünürlüğü ayarlayın. Mikroskop aşamasında cam slaytlar arasında sıkıştırılmış kuru monte edilmiş doku örneğini konumlandırın ve dokuyu odaklayın.Örneğin bir köşesine gidin. Karo tarama menüsünün altında, konumu işaretle düğmesine tıklayın. Karşı köşeye gidin ve tarama sınırlarını ayarlayarak tekrar konum işaretle düğmesine tıklayın.Z yığınının derinliğini ayarlamak için, canlı düğmesine tıklayın. Numunenin ortasına gidin ve numunenin en altına gitmek için z ekseni düğmesini kullanın. Z-stack menüsünün altındaki edinme sekmesinde, başlat düğmesine tıklayın.Numunenin en üstüne ilerleyin ve bitiş düğmesine tıklayın. Z-adım boyutuna tıklayın ve istediğiniz değere ayarlayın. Ardından görüntü alımına başlamak için başlat'a tıklayın.Şekil, ameliyattan bir hafta sonra bu modelden beklenebilecek doku kaybındaki varyasyonu, her görüntünün sağ alt köşesine kaydedilen FABER skorlarıyla göstermektedir. Rekonstrüksiyon mikroskopisi görüntüleri, ameliyattan beş gün sonra bağlı arka bacağın ayak pedine ciddi şekilde azalmış perfüzyon ile karşılaştırıldığında, bağlanmamış kontrol ayak pedinde normal vasküler anatomiyi ortaya koymaktadır. Ameliyattan 20 gün sonra, ayak yastığına perfüzyon, bağlanmamış kontrol ölçüsünde olmasa da, önemli ölçüde iyileşmiştir.Videoda, yüzey işlemenin daha sonra animasyon işlevi kullanılarak oluşturulduğu gösterilmektedir. Perfüzyon tertibatındaki tüm hava kabarcıklarını yıkayın. Perfüzyon sırasında akciğerler genişler ve pembeye dönerse, iğne sağ ventriküle nüfuz etmiştir ve hafifçe geri çekilmelidir.Ekstremite dokuları, kas nekrozunu, doku rejenerasyonunu, damar yoğunluğunu ve progenitör hücrelerin ve diğer doku onarım hücrelerinin işe alınmasını değerlendirmek için immün boyama için kullanılabilir. Bu murin kangren modelinde DiI perfüzyon tekniği, gen ve hücre tedavileri çalışmalarında kullanılmıştır. Araştırma, kritik ekstremite iskemisi olan hastaların ekstremitelerinde perfüzyonu iyileştirmeyi amaçlamaktadır.

Research

JoVE Journal

Medicine

Human Neuroendocrine Tumor Cell Lines as a Three-Dimensional Model for the Study of Human Neuroendocrine Tumor Therapy

İnsan Nöroendokrin Tümör Terapi Çalışmaları Üç Boyutlu Model İnsan nöroendokrin tümör hücre hatlarında

Neuroendocrine tumors (NETs) are rare tumors, with an incidence of two per 100,&#x200A;000 individuals per year, and they account for 0.5% of all human ...

A Murine Model of Stent Implantation in the Carotid Artery for the Study of Restenosis

Restenoz Çalışmaları Karotis Arter Stent İmplantasyonu bir murin Modeli

Despite  the considerable progress made in the stent development in the last decades,  cardiovascular diseases remain the main cause of death in western ...

Three-dimensional Imaging of Nociceptive Intraepidermal Nerve Fibers in Human Skin Biopsies

İnsan Cilt Biyopsiler içinde Nosiseptif İntraepidermal Sinir Elyaf üç boyutlu görüntüleme

A punch biopsy of the skin is commonly used to quantify intraepidermal nerve fiber densities (IENFD) for the diagnosis of peripheral polyneuropathy 1,2. ...

Osmotic Drug Delivery to Ischemic Hindlimbs and Perfusion of Vasculature with Microfil for Micro-Computed Tomography Imaging

Mikro-Bilgisayarlı Tomografi Görüntüleme için Microfil ile İskemik arka ayaklarında ve damarları bir Perfüzyon için osmotik İlaç Taşıyıcı

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to ...

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional (3D) Model

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional 3D Model

Üç boyutlu (3D) Modeli Kullanılarak Meme Kanseri Hücre invazivliğinin Kantitasyonu

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the ...

Three-dimensional Co-culture Model for Tumor-stromal Interaction

Tümör-stromal Etkileşim için üç boyutlu Co-kültür Modeli

Cancer progression (initiation, growth, invasion and metastasis) occurs through interactions between malignant cells and the surrounding tumor stromal ...

Three-Dimensional (3D) Tumor Spheroid Invasion Assay

Three-Dimensional 3D Tumor Spheroid Invasion Assay

Üç boyutlu (3D) Tümör Sfero Yayılması deneyindeki

Invasion of surrounding normal tissues is generally considered to be a key hallmark of malignant (as opposed to benign) tumors. For some cancers in ...

Quantitative Visualization of Leukocyte Infiltrate in a Murine Model of Fulminant Myocarditis by Light Sheet Microscopy

Bir Fulminan Miyokardit Modelinde Işık Yeri Mikroskopisi İle Lökosit İnfiltrasyonunun Nicel Görselleştirilmesi

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently ...

Electrophysiological Assessment of Murine Atria with High-Resolution Optical Mapping

Yüksek çözünürlüklü optik eşleştirmenin fare Atria Elektrofizyolojik değerlendirme

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and ...

Assessing Therapeutic Angiogenesis in a Murine Model of Hindlimb Ischemia

Hindekstremite Iskemi bir Murine modelinde terapötik anjiyogenezi değerlendirilmesi

Critical limb ischemia (CLI) is a serious condition that entails a high risk of lower limb amputation. Despite revascularization being the gold-standard ...