מחקר זה נתמך על ידי המכון הלאומי ללב, ריאות ודם (NHLBI) של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) תחת 1R01HL149404-01A1 (BL), ופרס שירות המחקר הלאומי על שם רות ל. קירששטיין T32 HL 007936 למרכז המחקר הקרדיווסקולרי של אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון (JB). האיורים נוצרו או נערכו באמצעות Biorender.com. הניתוח הסטטיסטי בוצע באמצעות תוכנת GraphPad Prism 10.

הערכת התפתחות מפרצת אבי העורקים בעכברים לאחר טיפול באלסטאז

<ol>
	<li>Kent, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+practice.+Abdominal+aortic+aneurysms.">Clinical practice. Abdominal aortic aneurysms.</a> New Engl J Med. 371 (22), 2101-2208 (2014).</li><li>Wanhainen, 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=European+Society+for+Vascular+Surgery+Guidelines+on+the+management+of+aorto-iliac+abdominal+aortic+aneurysms.">European Society for Vascular Surgery Guidelines on the management of aorto-iliac abdominal aortic aneurysms.</a> Eur J Vasc Endocasc Surg. 57 (1), 8-93 (2019).</li><li>Shimizu, K., Mitchell, R. N., Libby, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammation+and+cellular+immune+responses+in+abdominal+aortic+aneurysms.">Inflammation and cellular immune responses in abdominal aortic aneurysms.</a> Arterioscler Thromb Vasc Biol. 26 (5), 987-994 (2006).</li><li>Shen, Y. H., 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=Aortic+aneurysms+and+dissections+series.">Aortic aneurysms and dissections series.</a> ArteriosclerThromb Vasc Biol. 40 (3), e37-e46 (2020).</li><li>Stanley, J. C., Veith, F., Wakefield, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+Therapy+in+Vascular+and+Endovascular+Surgery+E-Book.">Current Therapy in Vascular and Endovascular Surgery E-Book.</a> Elsevier Health Sciences. , (2014).</li><li>Morgan, 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=Identifying+novel+mechanisms+of+abdominal+aortic+aneurysm+via+unbiased+proteomics+and+systems+biology.">Identifying novel mechanisms of abdominal aortic aneurysm via unbiased proteomics and systems biology.</a> Front Cardiovasc Med. 9, 889994 (2022).</li><li>Yin, L., Kent, E. W., Wang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+murine+models+of+ruptured+abdominal+aortic+aneurysm.">Progress in murine models of ruptured abdominal aortic aneurysm.</a> Front Cardiovasc Med. 9, 950018 (2022).</li><li>Lu, 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=A+novel+chronic+advanced+stage+abdominal+aortic+aneurysm+murine+model.">A novel chronic advanced stage abdominal aortic aneurysm murine model.</a> J Vasc Surg. 66 (1), 232-242 (2017).</li><li>Berman, A. 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=Experimental+aortic+aneurysm+severity+and+growth+depend+on+topical+elastase+concentration+and+lysyl+oxidase+inhibition.">Experimental aortic aneurysm severity and growth depend on topical elastase concentration and lysyl oxidase inhibition.</a> Sci Rep. 12 (1), 99 (2022).</li><li>Deaths, percent of total deaths, and death rates for the 15 leading causes of death in 5-year age groups, by race, and sex. Centers for Disease Control and Prevention Available from: <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/nchs/nvss/mortality/lcwk1.htm">https://www.cdc.gov/nchs/nvss/mortality/lcwk1.htm</a> (2015)</li><li>Dansey, K. 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=Epidemiology+of+endovascular+and+open+repair+for+abdominal+aortic+aneurysms+in+the+United+States+from+2004+to+2015+and+implications+for+screening.">Epidemiology of endovascular and open repair for abdominal aortic aneurysms in the United States from 2004 to 2015 and implications for screening.</a> J Vasc Surg. 74 (2), 414-424 (2021).</li><li>Daugherty, A., Cassis, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+of+abdominal+aortic+aneurysms.">Mouse models of abdominal aortic aneurysms.</a> Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (3), 429-434 (2004).</li><li>Busch, 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=Translating+mouse+models+of+abdominal+aortic+aneurysm+to+the+translational+needs+of+vascular+surgery.">Translating mouse models of abdominal aortic aneurysm to the translational needs of vascular surgery.</a> JVS Vasc Sci. 2, 219-234 (2021).</li><li>Anidjar, 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=Elastase-induced+experimental+aneurysms+in+rats.">Elastase-induced experimental aneurysms in rats.</a> Circulation. 82 (3), 973-981 (1990).</li><li>Bhamidipati, C. 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=Development+of+a+novel+murine+model+of+aortic+aneurysms+using+peri-adventitial+elastase.">Development of a novel murine model of aortic aneurysms using peri-adventitial elastase.</a> Surgery. 152 (2), 238-246 (2012).</li><li>Xue, C., Zhao, G., Zhao, Y., Chen, Y. E., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+abdominal+aortic+aneurysm+model+induced+by+perivascular+application+of+elastase.">Mouse abdominal aortic aneurysm model induced by perivascular application of elastase.</a> J Vis Exp. (180), e63608 (2022).</li></ol>

למחברי כתב היד הזה אין ניגודי עניינים להצהיר.

הבנת הפתופיזיולוגיה המורכבת של AAA היא קריטית לשיפור הניהול של מחלת מפרצת אבי העורקים. בעוד אסטרטגיות חדשות יותר מפותחות באופן פעיל כדי לשפר את התוצאות הניתוחיות, AAAs עדיין נפוצים בחברה המזדקנת שלנו וקרע מפרצת נשאר גורם המוות המוביל בארצות הברית10. לכן, הצרכים הבלתי מסופקים באסטרטגיות זיהוי, מניעה וטיפול AAA מצדיקים מחקר מפרצת יסודי נוסף11.
מודלים של בעלי חיים המשחזרים באופן מדויק ויעיל את התכונות וההתנהגויות של AAAs אנושיים חיוניים למחקרים מכניסטיים של פתופיזיולוגיה של מפרצת ולזיהוי מטרות טיפוליות פוטנציאליות. בעוד שהמודלים הנוכחיים של בעלי חיים יכולים לחקות את ההיבטים העיקריים של השינויים המפרצתיים המתרחשים במחלות אנושיות, אין מודל יחיד המייצג באופן מלא את המורכבות האמיתית של AAA אנושיים. נכון לעכשיו, עכברים הם המין המקובל ביותר עבור מודלים AAA בעלי חיים. חוקרים צריכים לשקול את נקודות החוזק והחולשה השונות של כל מודל מורין עבור מחקר המפרצת הספציפי שלהם, כגון אלה שתוארו במומחיות בסקירות על ידי Daugherty et al. ו Busch et al.12,13.
השימוש באלסטאז להשראת AAA במכרסמים תואר לראשונה על ידי Anidjar et al. בשנת 199014. ערבוב אבי העורקים עם אלסטאז לבלב חזירי באמצעות משאבת מזרק יוצר התרחבות ראשונית בערך בין 50% ל -70%, והקטעים המורחבים מדגימים לטובה תכונות פתולוגיות דומות של AAA אנושי, כגון ניוון מדיאלי ודלקת אדוונטיאלית. מודל הזילוח הקלאסי, לעומת זאת, הוא ללא ספק מודל המפרצת המאתגר ביותר מבחינה טכנית, והמפרצות הנוצרות בדרך כלל בשבוע השני מתחילות להיפתר בהדרגה לאחר מכן. Bhamidipati et al. בשנת 2012 הוכיחו אז כי יישום אדוונטיטיאלי של אלסטאז יכול גם לגרום בהצלחה למפרצות דומות הניתנות לשחזור יותר בגודל15. מודל אלסטאז אקטואלי, מודל אלסטאז הרבה פחות מאתגר, אומץ באופן נרחב בחקר המפרצת. מתודולוגיה נוספת ויתרונות של מודל האלסטאז האקטואלי נדונים במאמר השיטות של שו ועמיתיו16.
מודל האלסטאז/BAPN של מורין AAA פותח על ידי לו ועמיתיו בשנת 20178. החדרת 0.2% BAPN למי שתייה שיפרה רבות מהביקורות של מודל האלסטאז המקומי הקלאסי, וכעת מייצרת מפרצות שמתרחבות ללא הרף עד כדי קרע AAA. במחקר שלהם משנת 2017, הם הדגימו כי עכברים בקבוצה שטופלה באלסטאז/BAPN היו בעלי שיעורי היווצרות AAA גבוהים משמעותית בהשוואה לקבוצת האלסטאז (93% לעומת 65%, P < 0.01), שהיו גם AAA בשלב מתקדם יותר. במהלך תקופת מחקר של 100 ימים, AAAs בקבוצת האלסטאז/BAPN המשיכו להתרחב לקוטר בסיס של >800% ויצרו פקקת תוך לומינלית (53.8%), ו-46.2% נקרעו באופן ספונטני לפני סוף הניסוי. מודל זה אפשר לחוקרים לחקור גורמים שעשויים להשפיע על התקדמות המפרצת ויציבותה לאורך זמן.
ברמן ועמיתיו המשיכו לחקור את מודל האלסטאז/BAPN על ידי שינוי הריכוז של אלסטאז מקומי, משך המחקר, עיתוי מתן BAPN וההשפעה של מין בעלי חיים9. טיפול עם 5 מיקרוליטר של אלסטאז מרוכז יותר (5 מ"ג / מ"ל או 10 מ"ג / מ"ל) יצר מפרצות גדולות יותר מ 2.5 מ"ג / מ"ל במשך 56 ימים. השכיחות של היווצרות פקקת תוך לומינלית הייתה תלויה גם בריכוז האלסטאז, שהתרחש ב-28.6% מהעכברים שטופלו ב-5 מ"ג/מ"ל, וב-62.5% מהעכברים שטופלו ב-10 מ"ג/מ"ל. הם גם הדגימו שמודל האלסטאז/BAPN יכול לגרום למפרצת בנקבות עכברים. למרות שרק נקבות עכברים מעטות נחקרו (n=5), הם מצאו שהמפרצות בנקבות היו מועדות יותר לקרע (2 מתוך 5 עכברים) והיו גדולות משמעותית מנקבות AAA זכרים לאחר 56 ימים.
במאמר זה, אנו שואפים לספק שיטה להתמודד עם אחת המגבלות הגדולות ביותר של מודלים כירורגיים, והיא השונות בהליך הכירורגי. ללא הסכמה ברורה על מידת הדיסקציה ואזור אבי העורקים המטופל באלסטאז, התוצאות של מודל זה עשויות להשתנות באופן דרמטי בין בעלי חיים, חוקרים ומוסדות. ראינו שינויים אנטומיים רבים בין עכברים, כולל מספר וגודל העורקים והוורידים המותניים, ומיקום ה- IMA, המראה של וריד הגונדל השמאלי, בין היתר, אשר יכול להיות מגביל כאשר מנסים לטפל רק בחלק או קטע ספציפי של אבי העורקים האינפרא כלייתי. כאן, אנו מראים כי ניתוח מקיף של כל אורכו של אבי העורקים האינפרא כלייתי מעורק הכליה השמאלי בסמיכות לביפורקציה של אבי העורקים מסייע לספק דרגות ניתנות לשחזור של חשיפה לאבי העורקים למרות הבדלים אנטומיים תוך הגדלת ההצלחה של השראת מפרצת ומתן גבולות ברורים למפעיל. בנוסף, הגודל והמיקום הקדמי יותר של IVC נוטה לכסות את רוב אבי העורקים, אשר יכול להשפיע על כמות אבי העורקים מטופל אם לא מבודד IVC. אמנם יש צורך להסיר את החיתולית הרטרופריטונאלית כדי לחשוף את אבי העורקים, אך חשוב לא לנתח באופן מלא את רקמת החיבור של האדוונטיה מאבי העורקים ולחשוף אף אחת משכבות המדיה, מכיוון שבדרך כלל התוצאה היא קרע במהלך תקופת הדגירה האלסטאזית בת 5 הדקות. זה יכול לשמש כבקרה פנימית נוספת למידת הדיסקציה עם מודל זה, אך יכול להיות עקומת למידה מתסכלת בעת אימוץ מודל זה. בנוסף, המפעילים ילמדו אזורים בסיכון גבוה יותר (איור 4) שיכולים להיפצע בקלות במהלך הניתוח ולהוביל לדימום בלתי נשלט.
אמנם חשוב כי השלבים הפרוצדורליים של מודל זה הם עקביים, משך המחקר ואת העיתוי של אולטרה סאונד מרווח יכול להשתנות בהתאם למטרה של המחקר. התרחבות אבי העורקים מתחילה מיד עם יישום אלסטאז, אך מחקרים המשתמשים במודל זה בדרך כלל עוקבים אחר עכברים במשך 28 ימים לאחר ניתוח7, כמו בניסוי לדוגמה זה. הארכת משך המחקר צריכה להיחשב כאשר לומדים AAA מתקדם, צמיחה לטווח ארוך, היווצרות פקקת intraluminal, או קרע.
אמצעים פריאופרטיביים נוספים, כגון שמירה על טמפרטורת הגוף של בעלי החיים ומצב ההידרציה, יכולים לסייע בשיפור הישרדות בעלי החיים בהליך פולשני זה. השימוש בכרית חימום במהלך הניתוח והנחתו בכלוב התאוששות חם יכול לסייע במניעת היפותרמיה. יש לחמם מלח לפני שהוא משמש להשקיית חלל הבטן. בולוס נוזל תת עורי מיד לאחר הניתוח יכול להסביר אובדן נוזלים בלתי מורגש במהלך הניתוח, ולעזור לבעל החיים לשמור על הידרציה מספקת בשלב ההחלמה המיידי. עם טיפול זהיר ברקמות וגישה שיטתית עקבית, מודל האלסטאז/BAPN יכול להתבצע על ידי מפעיל מנוסה בין 30 דקות ל -45 דקות לעכבר ולייצר AAA אמין עם סיבוכים פריאופרטיביים נמוכים מאוד.
התוצאות שלנו מראות כי השילוב של BAPN בנוסף לדיסקציה היקפית של אבי העורקים האינפרא-כלייתי לפני יישום האלסטאז מייצר AAA גדול המתרחב ללא הרף, עם קטרים גדולים יותר ושכיחות קרע בפרקי זמן קצרים יותר. בניסוי זה, AAAs הושרו בהצלחה בכל העכברים הזכרים (6 מתוך 6) והנקבות (6 מתוך 6) שטופלו באלסטאז פעיל. חשיפה לאלסטאז במשך 5 דקות הביאה לעלייה מיידית בקוטר אבי העורקים בכ-30-40%, מה שעוזר לאשר יישום אלסטאז מוצלח ועקבי בקרב קבוצות הטיפול. בדומה לברמן ועמיתיו, הראינו כי מודל זה יכול לגרום ל-AAAs בנקבות עכברים, שגם להן יש תגובת קרע גדולה יותר מאשר לזכרים. מחצית מנקבות העכברים (3 מתוך 6) נקרעו תוך 28 יום, בהשוואה ל-0 מתוך 6 מהזכרים, אולם נקבות העכברים שוקלות פחות מהזכרים. עכברים זכרים הראו עלייה בקוטר AAA ב -257% בהשוואה ל -4% מקבוצת הביקורת הזכרית, בעוד שהנקבות ששרדו הראו עלייה בקוטר 417%, בהשוואה ל -16% מהנקבות בביקורת. קוטר אבי העורקים לא היה שונה באופן משמעותי בין העכברים הזכרים והנקבות ששרדו לאחר 28 ימים בשל מספר הקרעים הגבוה יותר בקבוצת הנקבות. אנו משערים שעכברי הדמה מציגים קוטר קטן יותר של אבי העורקים בסוף המחקר מכיוון שאבי העורקים נוטה להתרחב מעט במהלך הדיסקציה הראשונית ולאחר מכן, יוצר רקמת צלקת תוך 28 יום.
למודל האלסטאז/BAPN יש מגבלות מסוימות. דיסקציה היקפית של אבי העורקים דורשת מיומנויות כירורגיות עדינות אך מסייעת לשפר את יכולת השכפול ואת מידת השראת המפרצת. בדומה למודל האלסטאז המקומי, קיים גם אפקט אצווה בפעילות אנזים האלסטאז, ולכן חשוב להשתמש באותו בקבוק אלסטאז לכל בעלי החיים בניסוי נתון. בעוד שהשכיחות של פקקת תוך לומינלית AAA וקרע עולה עם הזמן וחומרת המפרצת, אלה אינם מובטחים ואינם ניתנים לחיזוי מלא במודל זה.
לסיכום, מודל האלסטאז/BAPN מייצר AAAs אינפרא-כלייתיים גדולים ואמיתיים הן בעכברים זכרים והן בנקבות, אשר מתרחבים בהדרגה עם הזמן, יוצרים פקקת תוך לומינלית ומסוגלים להיקרע. נקודות חוזק אלה של מודל מורין זה מסייעות לשחזר טוב יותר חלק מההתנהגויות והמאפיינים של מפרצות בבני אדם. למרות שקשה מבחינה טכנית, דיסקציה זהירה ויסודית של אבי העורקים יכולה להגביר את תגובת המפרצת. כיום, שיטת אלסטאז/BAPN היא מודל מתקדם לחקר מפרצות באבי העורקים הבטני.

מפרצת מוגדרת כהתרחבות פתולוגית של כלי דם הגדול מ-50% מקוטר כלי הדם הבריא1. למרות שמפרצת אבי העורקים הבטני (AAA) היא מצב שכיח באוכלוסייה המזדקנת, עם שכיחות של כ ->5% מהגברים > גיל 65, אין אסטרטגיות טיפוליות מכוונות לטיפול ב- AAA1. הניהול הנוכחי של AAA מוגבל להפחתת גורמי סיכון ותיקון כירורגי עם ניתוח פתוח או אנדוסקולרי המבוסס על קוטר אבי העורקים או קצב גדילה2. הסכנה הגדולה ביותר של AAA היא קרע במפרצת, שהוא קטלני אם אינו מטופל, ותיקון במצב חירום זה יכול לשאת סיכוני תמותה של למעלה מ -90%1.
הפתופיזיולוגיה של AAA היא מסובכת, רב-גורמית, ולא מובנת במלואה3. תכונות של AAA אנושי כוללות התרחבות מפרצת אמיתית של דופן אבי העורקים עם חדירה של תאים דלקתיים, נוכחות של פקקת intraluminal, והתרחבות מתקדמת שמובילה בסופו של דבר קרע 3,4. בנוסף, AAAs קשורים לגיל מתקדם, יש דומיננטיות מין זכר:נקבה 9: 1, ומתרחשים לרוב באבי העורקים האינפרא כלייתי5. מידול כל התכונות וההתנהגויות של AAAs אנושיים בבעלי חיים נותר אתגר מתמשך6.
מידול AAA הנוכחי מתבצע בעיקר בעכברים, ומפרצות מושרות בדרך כלל באחת משלוש שיטות - על ידי עירוי אנגיוטנסין II (AngII) באמצעות משאבה אוסמוטית מושתלת תת עורית, ועל ידי יישום ישיר של סידן כלורי (CaCl2) או אלסטאז לאבי העורקים7. בשיטה השנייה, אלסטאז לבלב חזירי (PPE) מוחל על קטע של אבי העורקים האינפרא כלייתי וגורם לפירוק אנזימטי של סיבי אלסטין בתוך הלמלה האלסטית של מדיה טוניקה. נזק מבני זה גורם להיחלשות דופן אבי העורקים ולהרחבת המפרצת כלפי חוץ. השימוש באלסטאז מקומי בלבד, לעומת זאת, מייצר מפרצות אינפרא כלייתיות קטנות יחסית, שאינן מצליחות לגדול או להיקרע בהדרגה לאורך זמן. לאחרונה, Lu et al. שיפרו מודל זה על ידי מתן β-aminopropionitrile (BAPN), מעכב בלתי הפיך של ליזיל אוקסידאז, לעכברים שלהם שטופלו באלסטאז8. על ידי מניעת קישור צולב של סיבי אלסטין וקולגן, תוספת BAPN גורמת לאבי העורקים פגום אלסטאז להתרחב בהדרגה עד כדי קרע. למודל האלסטאז/BAPN יש גם שיעור היארעות גבוה יותר של AAA מאשר למודל האלסטאז המקומי, והמפרצות המיוצרות גם גדולות יותר ומכילות פקקת אינטרלומינלית8.
במודל אלסטאז/BAPN, מידת הדיסקציה הכירורגית והחשיפה של אבי העורקים לאלסטאז יכולה להשפיע על ההצלחה והשכפול של מודל זה. בכתב יד זה, אנו מתארים כי מתן משותף של מי שתייה BAPN ויישום אלסטאז מקומי על אבי העורקים לאחר בידוד היקפי של כל המקטע האינפרא-כלייתי של אבי העורקים משפר את יכולת השכפול, מסביר הבדלים אנטומיים בין בעלי חיים, ומביא לשיעור השראת AAA גבוה יותר, גודל מפרצת ושכיחות קרע. במאמר זה נתאר גישה סטנדרטית לגרימת מפרצת מתקדמת באבי העורקים הבטני בעכברים באמצעות שילוב של מים עם אלסטאז מקומי ומים בתוספת BAPN.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.5 L induction chamber</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>SOMNO-0530XXS</td>
			<td>anesthesia induction chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9% sodicum chloride injection, USP, 20 mL</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>NDC 0409-4888-03</td>
			<td>normal saline</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 mL syringe Luer-Lok Tip with BD PrecisionGlide Needle 22 G x 3/4</td>
			<td>BD</td>
			<td>REF 309569</td>
			<td>syringe, 22 G needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Aminopropionitrile Fumarate</td>
			<td>TCI</td>
			<td>A0796</td>
			<td>BAPN</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Aminopropionitrile Fumarate salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A3134-25G</td>
			<td>BAPN</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avant Delux gauze sponges, 2&#34; x 2&#34; 4-Ply</td>
			<td>Medline</td>
			<td>NON26224</td>
			<td>gauze sponges</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balding clipper</td>
			<td>Whal Clipper Corporation</td>
			<td>8110</td>
			<td>hair clippers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>betadine surgical scrub (povidone-iodine, 7.5%)</td>
			<td>Avrio</td>
			<td>NCD 67618-154-16</td>
			<td>betadine surgical scrub</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>blunt forceps</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-5130</td>
			<td>blunt forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine ER-lab</td>
			<td>ZooPharm</td>
			<td>BERLAB0.5</td>
			<td>buprenorphine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>carprofen</td>
			<td>Norbrook</td>
			<td>NDC 55529-131-11</td>
			<td>carprofen</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CASTROVIEJO 5.75&#34; straight with lock</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-6412</td>
			<td>Castroviejo needle driver</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton tipped wood applicators, 6&#34;</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>No. 4302</td>
			<td>cotton tipped wood applicators</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DESMARRES 5.5&#39; rectractor&#160;</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-6672</td>
			<td>skin rectractor&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>digital caliper, 0-150 mm</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>501601</td>
			<td>digital caliper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS (1x)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>14190-144</td>
			<td>DPBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elastase from porcine pancrease Type I</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E1250-10MG</td>
			<td>elastase &#62;4.0 units/mg protein</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 200 proof</td>
			<td>Decon Labs, Inc</td>
			<td>2701</td>
			<td>ethanol diluted to 70%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>eye lube</td>
			<td>Optixcare</td>
			<td>14716</td>
			<td>eye lube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Germinator 500 dry sterilizer</td>
			<td>CellPoint Scientific, Inc</td>
			<td>5-1450</td>
			<td>dry bead sterilizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heat therapy mat</td>
			<td>Adroit Medical Systems</td>
			<td>V016</td>
			<td>heat therapy mat</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>heat therapy pump</td>
			<td>Adroit Medical Systems</td>
			<td>HTP-1500</td>
			<td>heat therapy pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isoflurane, USP</td>
			<td>Akorn Animal Health</td>
			<td>NCD 59399-106-01</td>
			<td>isoflurane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-10 pipette</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>LTS 0.5-10 uL</td>
			<td>pipette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low profile anesthesia mask, small</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>SOMNO-0801</td>
			<td>anesthesia nose cone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micro dissector scissors</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-5619</td>
			<td>micro dissector scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>S9i</td>
			<td>microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nii-LED high intensity LED illuminatorLED exertnal light</td>
			<td>Nikon Instruments, Inc</td>
			<td>83359 NII-LED</td>
			<td>external dissection light</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nylon 5-0 monofilament, black non-absorbable suture</td>
			<td>Oasis</td>
			<td>MV-661-V</td>
			<td>5-0 nylon suture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyisoprene surgical gloves, GAMMEX Non-Latex PI Micro, size 7.5</td>
			<td>Ansell</td>
			<td>20685975</td>
			<td>non-latex surgical gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reflex 7 mm stainless steel wound clips</td>
			<td>CellPoint Scientific, Inc</td>
			<td>203-1000</td>
			<td>wound clips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scale</td>
			<td>Ohaus</td>
			<td>Compass CR2200</td>
			<td>scale</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnofFlo Accessory Kit</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>10-8000-71</td>
			<td>tubing for electronic vaporizer&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoFlo electronic vaporizer</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>SF2992</td>
			<td>low-flow electronic vaporizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoPath Flow Diverter</td>
			<td>Kent Scientific Corporation</td>
			<td>SP1016</td>
			<td>flow diverter for electronic vaporizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS/45 sharp forceps</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-4941</td>
			<td>sharp forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical scissors</td>
			<td>ROBOZ</td>
			<td>RS-6010SC</td>
			<td>surgical scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vessel forceps</td>
			<td>Dumont</td>
			<td>VES 0.35</td>
			<td>vessel forceps</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

advanced abdominal aortic aneurysm modeling in mice by combination of topical elastase and oral &#223;-aminopropionitrile

מודל האלסטאז מורין המקומי של מפרצת אבי העורקים הבטני (AAA) משופר בשילוב עם מי שתייה בתוספת ß-aminopropionitrile (BAPN) כדי לייצר באופן אמין מפרצת אינפרא כלייתית אמיתית עם התנהגויות המחקות AAA אנושי. יישום מקומי של אלסטאז על האדוונטטיה של אבי העורקים האינפרא-כלייתי גורם נזק מבני לשכבות האלסטיות של דופן אבי העורקים ומתחיל התרחבות מפרצת. מתן משותף של BAPN, מעכב ליזיל אוקסידאז, מקדם ניוון מתמשך של דופן על ידי הפחתת קולגן ואלסטין קרוסלינקינג. שילוב זה גורם ל- AAAs גדולים המתרחבים בהדרגה, יוצרים פקקת תוך לומינלית ומסוגלים להיקרע. זיקוק טכניקות כירורגיות, כגון בידוד היקפי של כל קטע אבי העורקים האינפרא-כלייתי כולו, יכול לסייע בסטנדרטיזציה של ההליך ליישום עקבי ויסודי של אלסטאז לבלב חזירי למרות אופרטורים שונים ושינויים אנטומיים בין עכברים. לכן, מודל האלסטאז/BAPN הוא גישה מעודנת לגרימת AAA כירורגית בעכברים, אשר עשויה לשחזר טוב יותר מפרצות אנושיות ולספק הזדמנויות נוספות לחקר צמיחת מפרצת וסיכון לקרע.

An aneurysm is defined as a pathologic dilation of a blood vessel greater than 50% of the healthy vessel diameter1. Despite abdominal aortic aneurysms (AAA) being a commonly encountered condition in the aging population, with an incidence of roughly &#62;5% of males &#62; 65 years of age, there are no directed therapeutic strategies for treating AAA1. Current management of AAA is limited to risk factor reduction and surgical repair with either open or endovascular surgery based on aortic diameter or growth rate2. The greatest danger of AAA is aneurysm rupture, which is fatal if untreated, and repair in this emergent setting can carry mortality risks upwards of 90%1.
The pathophysiology of AAA is complicated, multifactorial, and not fully understood3. Features of human AAA include true aneurysmal dilation of the aortic wall with an infiltration of inflammatory cells, the presence of intraluminal thrombus, and progressive dilation that leads to eventual rupture3,4. Additionally, AAAs are associated with advanced age, have a 9:1 male:female sex predominance, and most commonly occur in the infrarenal aorta5. Modeling all features and behaviors of human AAAs in animals remains an ongoing challenge6.
Current AAA modeling is primarily conducted in mice, and aneurysms are commonly induced using one of three methods-by angiotensin II (AngII) infusion via a subcutaneously implanted osmotic pump, and by direct application of calcium chloride (CaCl2) or elastase to the aorta7. In the latter method, porcine pancreatic elastase (PPE) is applied to a segment of the infrarenal aorta and causes enzymatic degradation of elastin fibers within the elastic lamella of the tunica media. This structural damage results in the weakening of the aortic wall and outward aneurysmal dilation. The use of topical elastase alone, however, produces relatively small infrarenal aneurysms, which fail to progressively enlarge or rupture over time. More recently, Lu et al. improved upon this model by additionally administering &#946;-aminopropionitrile (BAPN), an irreversible inhibitor of lysyl oxidase, to their elastase-treated mice8. By preventing the crosslinking of elastin and collagen fibers, BAPN supplementation causes elastase-damaged aortas to progressively dilate to the point of rupture. The elastase/BAPN model additionally has a higher incidence rate of AAA than the topical elastase model, and the aneurysms produced are also larger and contain intraluminal thrombus8.
In the elastase/BAPN model, the degree of surgical dissection and exposure of the aorta to elastase can impact the success and replicability of this model. In this manuscript, we describe that co-administration of BAPN drinking water and topical elastase application to the aorta following circumferential isolation of the entire infrarenal aortic segment improves replicability, accounts for anatomical differences between animals, and results in a greater AAA induction rate, aneurysm sizes and rupture incidence. In this article, we will describe a standardized approach to reliably inducing advanced abdominal aortic aneurysms in mice using a combination of topical elastase- and BAPN-supplemented water.

מחבר זרקור: מודל משופר של Murine AAA המשתמש באלסטאז כדי לחקות מפרצות אנושיות

מידול מפרצת אבי העורקים הבטני מתקדם בעכברים על ידי שילוב של אלסטאז מקומי ו-ß-aminopropionitrile פומי

Our research aims to understand the pathophysiology of abdominal aortic aneurysm. In particular, we like to know in the molecular term how aneurysm ruptures. We believe by modeling aortic aneurysm in mice, males and females, will help us to develop a new treatment for this highly lethal disease that urgently needs pharmacological treatment.The pathophysiology of abdominal aortic aneurysm is multifactorial and complex, which makes animal modeling difficult. The elastase/BAPN model, however, reliably produces aneurysms in mice, which model many of the features and characteristics of the human disease. Combining BAPN drinking water with topical elastase surgery can produce large true infrarenal aneurysms, which form intraluminal thrombus, progressively dilate, and eventually rupture.This allows researchers the opportunity to study features like rupture risk and aneurysm growth.

במחקר זה נעשה שימוש בעכברי C57BL/6J זכרים ונקבות בגילאי 22-24 שבועות. אבי העורקים האינפרא-כלייתי טופלו ב-5 מיקרוליטר אנזים אלסטאז (6.9 מ"ג חלבון/מ"ל, 6 יחידות למ"ג חלבון) או באלסטאז מפורק במשך 5 דקות. עכברים זכרים שטופלו באלסטאז הדגימו עלייה של 43.4% בקוטר אבי העורקים לאחר חשיפה של 5 דקות לאלסטאז בהשוואה לקוטר אבי העורקים הבסיסי שלא טופל, בעוד שאבי העורקים הנקבי שטופל עלה ב-33.6% (P = 0.0342). בקוטר אבי העורקים של שמס לא חל שינוי יחסי בחשיפה של 5 דקות לאלסטאז מפורק (זכרים 0.5%; נקבות 2.8%-). לא היו מקרי מוות הקשורים לניתוח בקרב 12 העכברים שטופלו ו-6 עכברי דמה. נתוני המחקר בן 28 הימים מוצגים בטבלה 1. מבין נקבות העכברים שטופלו, 3 מתוך 6 מתו מקרע AAA; אחד ביום ה-20 שלאחר הניתוח ושניים ביום ה-25 (איור 6). לא היו קרעים AAA בקרב גברים שטופלו. AAAs (המוגדרים כעלייה >50% מקוטר אבי העורקים הבסיסי או מוות מקרע AAA) הושרו בהצלחה בכל העכברים שטופלו (12 מתוך 12). לאחר 28 ימים, קוטר AAA הממוצע של זכרים שטופלו היה 2.86 ± 0.31 מ"מ, עם שינוי ממוצע באחוזים של 257 ± 54%, בעוד שקוטר AAA של נקבות העכברים ששרדו ששרדו היה 3.60 ± 1.87 מ"מ, עם שינוי ממוצע באחוזים של 417 ± 286% (תרשים 7). עכברי דאם לא הראו שינוי יחסי בקוטר אבי העורקים.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66812/66812fig06.jpg"> איור 6: הישרדות של עכברי B6 זכרים ונקבות במהלך מודל אלסטאז/BAPN של AAA במשך 28 יום. (A) קרע AAA התרחש ב-3 מתוך 6 נקבות העכברים שטופלו (עכבר אחד לאחר 20 יום, ולאחר מכן שני עכברים לאחר 25 יום) בעוד שלא היו קרעים בקרב 6 העכברים הזכרים שטופלו לאחר 28 יום. (B) תמונות מייצגות בנקרופסי של נקבת עכבר שמתה מקרע AAA. קרע AAA מודגם על ידי שטף דם רטרופריטוניאלי גדול (משמאל) ונוכחות של AAA אינפרא כלייתי עם פגם בקיר (מימין). קיצורים: BAPN = ß-aminopropionitrile; AAA = מפרצת אבי העורקים הבטני. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66812/66812fig06large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66812/66812fig07.jpg"> איור 7: קטרים מרביים של אבי העורקים האלסטאז/BAPN ועכברי B6 זכרים ונקבות דמה לאחר 28 ימים. (A) עכברים שטופלו מציגים קטרים אינפרא-כלייתיים גדולים משמעותית לאחר 28 ימים בהשוואה לשמס. (B) השילוב של אלסטאז ו-BAPN מייצר בהצלחה AAAs אינפרא-כלייתיים גדולים הן בעכברי B6 זכרים והן בנקבות. קיצורים: BAPN = ß-aminopropionitrile; AAA = מפרצת אבי העורקים הבטני. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66812/66812fig07large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="3"></td>
			<td>86 זכר שאם</td>
			<td>86 נקבה Sham</td>
			<td>86 זכר Elastase/8APN</td>
			<td>86 נקבה Elastase/8APN</td>
		</tr><tr><td colspan="3">מספר עכברים</td>
			<td>3</td>
			<td>3</td>
			<td>6</td>
			<td>6</td>
		</tr><tr><td colspan="3">גיל (שבועות)</td>
			<td>35.9 ± 0.0</td>
			<td>36.5 ± 0.7</td>
			<td>37.1 ± 0.2</td>
			<td>37.3 ± 0.2</td>
		</tr><tr><td colspan="3">משקל (g; בניתוח)</td>
			<td>58.4 ± 2.5</td>
			<td>38.1 ± 1.2</td>
			<td>52.8 ± 1.7*</td>
			<td>38.1 ± 0.8</td>
		</tr><tr><td colspan="3">קוטר אבי העורקים לפני הטיפול (mm)</td>
			<td>0.89 ± 0.02</td>
			<td>0.75 ± 0.04</td>
			<td>0.81 ± 0.07</td>
			<td>0.73 ± 0.09</td>
		</tr><tr><td colspan="3">קוטר אבי העורקים לאחר הטיפול (mm)</td>
			<td>0.90 ± 0.03</td>
			<td>0.73 ± 0.01</td>
			<td>1.15 ± 0.03**</td>
			<td>0.98 ± 0.12**</td>
		</tr><tr><td colspan="3">אחוז שינוי לאחר 5 דקות טיפול (%)</td>
			<td>0.8 ± 4.4</td>
			<td>-2.8 ± 5.3</td>
			<td>43.4 ± 10.2***</td>
			<td>54.1 ± 4.5***</td>
		</tr><tr><td colspan="3">היארעות AAA (%)</td>
			<td>0 / 3</td>
			<td>0 / 3</td>
			<td>6 / 6</td>
			<td>6 / 6</td>
		</tr><tr><td colspan="3">AAA נקרע ב-28 ימים</td>
			<td>0 / 3</td>
			<td>0 / 3</td>
			<td>0 / 6</td>
			<td>3 / 6</td>
		</tr><tr><td colspan="3">הישרדות עד 28 ימים</td>
			<td>3 / 3</td>
			<td>3 / 3</td>
			<td>6 / 6</td>
			<td>3 / 6</td>
		</tr><tr><td colspan="3">קוטר אבי העורקים המקסימלי ב 28 ימים (מ"מ)</td>
			<td>0.85 ± 0.01</td>
			<td>0.64 ± 0.01</td>
			<td>2.86 ± 0.31*</td>
			<td>3.60 ± 1.87**</td>
		</tr><tr><td colspan="3">אחוז שינוי קוטר אבי העורקים לאחר 28 ימים (%)</td>
			<td>-4 ± 2</td>
			<td>-16 ± 2</td>
			<td>257 ± 54*</td>
			<td>417 ± 286**</td>
		</tr></tbody></table>טבלה 1: תוצאות מודל 28 יום של מודל אלסטאז/BAPN מורין של AAA. הנתונים הם ממוצעים ± SD. *P<0.05, **P<0.005, ***P<0.0001 בהשוואה לביזוי של אותו המין באמצעות מבחן חד כיווני של ANOVA Fischer. קיצורים: BAPN = ß-aminopropionitrile; AAA = מפרצת אבי העורקים הבטני.

פרוטוקול זה מתאר גישה כירורגית שיטתית למידול מפרצות מתקדמות באבי העורקים הבטני בעכברים על ידי שילוב של יישום אלסטאז ישירות על אבי העורקים האינפרא-כלייתי ומתן ß-aminopropionitrile דרך מי שתייה.

The topical elastase murine model of abdominal aortic aneurysm (AAA) is enhanced when combined with &#223;-aminopropionitrile (BAPN)-supplemented drinking ...

advanced-abdominal-aortic-aneurysm-modeling-mice-combination-topical

Research

JoVE Journal

Biology

Advanced Abdominal Aortic Aneurysm Modeling in Mice by Combination of Topical Elastase and Oral &#223;-aminopropionitrile

595 Views.  University of Wisconsin-Madison School of Medicine and Public Health. Our research aims to understand the pathophysiology of abdominal aortic aneurysm. In particular, we like to know in the molecular term how aneurysm ruptures. We believe by modeling aortic aneurysm in mice, males and females, will help us to develop a new treatment for this highly lethal disease that urgently needs pharmacological treatment.The pathophysiology of abdominal aortic aneurysm is multifactorial and complex, which makes animal modeling difficult. The elastase/BAPN model, howe...