Periadventitial Terapötik Uygulama ile Sıçan Karotis Arter Basınç Kontrollü Segmental Balon Yaralanması

Sıçan şahdamar balonu yaralanması, aterosklerotik damarlarda kan akışını geri kazanmak için yapılan klinik anjiyoplasti prosedürünü taklit eder. Bu model, arteriyel duvarı dağıtarak ve endotel hücrelerinin intimal tabakasını indirgeyerek arteriyel yaralanma yanıtını indükler, sonuçta yeniden şekillendirmeye ve intimal hiperplastik yanıta neden olur.

Kardiyovasküler hastalık, kısmen ateroskleroz nedeniyle dünya çapında önde gelen ölüm ve sakatlık nedeni olmaya devam etmektedir. Aterosklerotik plak arterlerdeki ışıklı yüzey alanını daraltır, böylece organlara ve distal dokulara yeterli kan akışını azaltır. Klinik olarak stentli veya stentsiz balon anjiyoplasti gibi revaskülarizasyon işlemleri kan akışını geri getirmeyi amaçlamaktadır. Bu işlemler plak yükünü azaltarak kan akışını yeniden kursa da damar duvarına zarar verir ve bu da arteriyel iyileşme yanıtını başlatır. Uzun süreli iyileşme yanıtı arteriyel restenoza veya yeniden daralmaya neden olur ve sonuçta bu revaskülarizasyon prosedürlerinin uzun vadeli başarısını sınırlar. Bu nedenle, preklinik hayvan modelleri, restenoza yol eden patofizyolojik mekanizmaları analiz etmek için ayrılmaz bir bütün olandır ve yeni terapötik stratejileri test etme fırsatı sağlar. Murine modelleri büyük hayvan modellerine göre daha ucuz ve kullanımı daha kolaydır. Balon veya tel yaralanması, murine modellerinde yaygın olarak kabul edilen iki yaralanma yöntemidir. Özellikle balon yaralanma modelleri klinik anjiyoplasti prosedürünü taklit eder ve arterde restenoz gelişimi için yeterli hasara neden olur. Burada modifiye edilmiş, basınç kontrollü sıçan şahdamar balonu yaralanma modelinin gerçekleştirilmesi ve histolojik olarak analiz edilmesi için cerrahi detayları açıklıyoruz. Ek olarak, bu protokol, neointimal hiperplaziyi inhibe etmek için terapötiklerin lokal periadventitial uygulamasının nasıl kullanılabileceğini vurgulamaktadır. Son olarak, arteriyel hasarın üç boyutlu olarak görüntülenmesi ve görselleştirilmesi için yeni bir yaklaşım olarak ışık tabakası floresan mikroskopisini sunuyoruz.

Kardiyovasküler hastalık (CVD) dünya çapında önde gelen ölüm nedeni olmaya devam etmektedir¹. Ateroskleroz, CVD'ye bağlı morbidite ve mortalitenin çoğunun altında gelen nedendir. Ateroskleroz, arterlerin içindeki plağın birikmesidir, bu da daralmış bir lümenle sonuçlanır, organlara ve distal dokulara uygun kan perfüzyonunu engeller². Şiddetli ateroskleroz tedavisi için klinik müdahaleler arasında stentli veya stentsiz balon anjiyoplasti saydır. Bu müdahale, bir balon kateterinin plak bölgesine ilerletmeyi ve plak arteriyel duvara sıkıştırmak için balonu şişirmeyi, ışık alanını genişletmeyi içerir. Bu prosedür artere zarar verir, ancak arteriyel yaralanma yanıtını başlatır³. Bu yaralanma yanıtının uzun süreli aktivasyonu, neointimal hiperplazi ve damar remodelingine sekonder arteriyel restenoza veya yeniden daralmaya yol açar. Anjiyoplasti sırasında intimal tabaka, hemen trombosit alımına ve lokal inflamasyona yol açan endotel hücrelerinden indirilir. Lokal sinyalizasyon, vasküler düz kas hücrelerinde (VSMC) ve maceracı fibroblastlarda fenotipik değişikliklere neden olur. Bu, VSMC ve fibroblastların lümene doğru göç etmesine ve çoğalmasına yol açar ve neointimal hiperplazi^{4,5 .5'e}yol açar. Dolaşımdaki progenitör hücreler ve bağışıklık hücreleri de restenozun genel hacmine katkıda bulunur⁶. Uygulanabilir olduğunda, ilaçlı stentler (DES) restenozun inhibe etmek için mevcut standarttır⁷. DES arteriyel yeniden endotelyalizasyonu inhibe eder, ancak böylece geç stent trombozu ile sonuçlanabilecek pro-trombotik bir ortam yaratır⁸. Bu nedenle, hayvan modelleri hem restenozun patofizyolojisini anlamak hem de revaskülarizasyon prosedürlerinin etkinliğini uzatmak için daha iyi terapötik stratejiler geliştirmek için ayrılmaz bir bütündür.

Bu patolojiyi incelemek için birkaç büyük ve küçük hayvan modeli⁹ kullanılmaktadır. Bunlar arasında bir atardamarın ışıklı tarafının balon yaralanması^3,10 veya tel yaralanması^11' in yanı sıra arter çevresinde kısmi ligasyon¹² veya manşet yerleşimi¹³ bulunur. Balon ve tel yaralanması, arterin endotel tabakasını denude eder ve anjiyoplastiden sonra klinik olarak meydana gelenleri taklit eder. Özellikle balon yaralanması modelleri klinik ortamdakine (yani balon kateter) benzer aletler kullanır. Balon yaralanması en iyi sıçan modellerinde gerçekleştirilir, çünkü sıçan arterleri piyasada bulunan balon kateterleri için uygun bir boyuttur. Burada, sıçan şahdamar balonu yaralanmasının iyi kurulmuş, değiştirilmiş bir versiyonu olan basınç kontrollü segmental arteriyel yaralanmayı tarif ediyoruz. Bu basınç kontrollü yaklaşım klinik anjiyoplasti prosedürünü yakından taklit eder ve yaralanmadan iki hafta sonra tekrarlanabilir neointimal hiperplazi oluşumuna izin verir^14,15. Ek olarak, bu basınç kontrollü arteriyel yaralanma, ameliyattan 2 hafta sonra tam endotel tabakası restorasyonu ile sonuçlanır¹⁶. Bu, endotel katmanının hiçbir zaman tam kapsama alanına dönmediği Clowes tarafından tanımlanan orijinal balon yaralanması modeline doğrudan zıttır³.

Ameliyattan sonra terapötikler çeşitli yaklaşımlarla yaralı artere uygulanabilir veya bu artere yönlendirilebilir. Burada açıklanan yöntem, Pluronik jel çözeltiye gömülü küçük bir molekülün periadventitial uygulamasını kullanır. Özellikle, neointimal hiperplazi oluşumunu inhibe etmek için yaralanmadan hemen sonra artere% 25 Pluronic-F127 jelinde 100 μM cinnamik aldehit çözeltisi uyguluyoruz¹⁵. Pluronic-F127, ilaçları kontrollü bir şekilde yerel olarak teslim edebilen toksik olmayan, termo-geri dönüşümlü bir jeldir¹⁷. Bu arada, arteriyel yaralanma lokaldir, bu nedenle yerel yönetim hedef dışı etkileri en aza indirirken aktif bir prensibi test etmeyi sağlar. Bununla birlikte, bu yöntemi kullanarak bir terapötikin etkili bir şekilde verilmesi, kullanılan küçük molekülün veya biyolojiklerin kimyasına bağlı olacaktır.

Burada açıklanan tüm yöntemler Chapel Hill'deki Kuzey Carolina Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır.

1. Ameliyat öncesi prosedürler

1. Cerrahi aletleri sterilize edin. Ameliyattan önce tüm cerrahi aletleri otoklavlayın. Aynı gün birden fazla ameliyat yapıyorsanız, ameliyatlar arasındaki aletleri kuru boncuk sterilizatörü kullanarak sterilize edin.
2. % 25 Pluronic-127 jelinde terapötik hazırlayın (steril damıtılmış suda seyreltilir).
3. Altöre bir 2F Fogarty balon kateteri kurun ve kateterin balon ucını tuzlu su çözeltisi ile dolu 1 mL şırınna yerleştirin.
4. Sıçanı% 5 izofluran içeren bir odaya yerleştirerek anesteziye neden olabilir.
   1. Sıçanı odadan çıkarın ve sıçanın ağırlığını kaydedin. Ventral boyun bölgesinde kürk tıraş etmek için saç kesme makinesi kullanın.
   2. Anestezinin indüksiyonunu sağlamak için sıçanı% 5 izofluran ile odaya geri yerleştirin.
5. Sıçan supine'i cerrahi bir platforma yerleştirin, yüzü burun konisine yerleştirin, böylece sıçan yüzü cerraha doğru olacaktır.
   1. İnhalasyon anestezisini %1,5 izoflurane düşürün. Anestezinin derinliğini dört ayak üzerinde bir ayak parmağı sıkıştırma refleksi ile doğrulayın.
   2. Dört ayağını da cerrahi platforma bantla.
6. Isı lambasını aç.
7. Hava yolu salgılarını azaltmak için Atropin (0.01 mg/kg) deri altından enjekte edin.
8. Profilaktik ağrı yönetimi için carprofen (5 mg/kg) deri altından enjekte edin. Antienflamatuar ilaçlar deney için kabul edilemezse, 3.2.2 ve 3.2.3 adımlarına bakın.
9. Ameliyat sırasında korneaların kurumasını önlemek için steril pamuklu çubuk kullanarak her iki göze de yağlayıcı göz merhemi uygulayın.
10. Kesi bölgesini sterilize etmek için tıraşlı bölgenin merkezinden Betadine'i takip eden% 70 etil alkol arasında değişen dairesel bir hareketle boynu üç kez sürün.
11. %0.25 bupivacaine ile kesi hattı s.c.
12. Steril cerrahi aletleri ve malzemeleri kullanmadan önce steril cerrahi eldivenleri takin.
13. Tüm otoklavlı cerrahi aletleri steril bir cerrahi levhaya koyun.
14. Steril 7-0 Prolene dikişin üç bağımsız 1 inç telini kesin.
15. Pamuklu çubukları ve gazlı bezi cerrahi tabakaya yerleştirin.
16. Sıçanı sadece sterilize edilmiş boyun bölgesini açığa çıkaran steril bir cerrahi tabaka ile örtün.
17. Burun konisinin bir kısmını açığa çıkaran ek bir küçük açıklığı tabaka halinde kesin. Burası yaralanma sırasında balon kateterini bantlama yeri olacaktır.

2. Operatif prosedürler

1. Tüm cerrahi işlem sırasında, solunum hızını izleyerek anestezi derinliğini değerlendirin (oran tutarlı olmalı ve normal kabul edilmelidir) ve her 15 dakikada bir ayak parmağı çimdikleyerek. Solunum hızı artarsa veya ayak parmağı sıkışmasına bir yanıt varsa, cerrahi manipülasyonu duraklatın ve izofluranları% 2,5'e kadar artırın.
2. Ortak şahdamarını (CCA) açığa çıkar.
   1. Sıçanın çene kemikleri arasında yüzeysel, düz, boyuna bir yaka kesisi yapın. Kesi yaklaşık 1,5-2 cm uzunluğunda olacaktır.
   2. Kas tabakası açığa olana kadar cildin altındaki bağ dokusundan bir kesi yapın. Kas dokusuna erişmek için cildin altındaki tükürük bezlerini yerinden sökün.
   3. Kas tabakası ile bağ dokusu arasına kapalı makas sokarak ve cildi yukarı doğru çekerken makası hafifçe açarak bağ dokusunu kastan kesin olarak ayırın.
3. İki yüzeysel kaslara dik çalışan üçüncü bir kas (omohyoid) gözlenene kadar, iki görünür kası (sternohyoid ve sternomastoid) trakeanın sol tarafı boyunca uzunlamasına parçalara ayrılın.
4. Bu dik kası (omohyoid) nefes borusunun üzerinde çalışan boyuna kastan (sternohyoid) ayıran bir pencere oluşturmak için önseçim kullanın. Nefes borusuna künt travmayı önlemek için bu ayrımı nazikçe gerçekleştirin.
5. Dik kasın altındaki asalara ulaşın ve iki uzunlamasına kası ayırmak ve CCA'yı ortaya çıkarmak için kesin.
6. CCA'yı parçalara ayrıştırın.
   1. İç karotis arter (ICA) ve dış karotis arter (ECA) açığa çıkana kadar CCA'yı çatallanmanın yakınında parçalara ayırın.
   2. ECA'dan dallanan üstün tiroid arterini (STA) parçalara ayırın.
   3. Önceden kesilmiş Prolene dikişlerini kullanarak STA ve ECA'yı kendi çatallanmalarının yakınında birleşin. Dikişin çoğunu düğümün bir tarafına bırakın ve her dikişi kavisli bir hemostatla tutun.
   4. ICA'nın etrafında diseksiyon yapmayı bitirin, ICA'nın altındaki ve etrafındaki tokalara ulaşın ve distal kontrol elde etmek için ezilmeyen bir vasküler kelepçe kullanın. Oksipital arteri ICA ile birlikte kenetleyin.
   5. CCA proksimalini çatallamaya ayırarak vagus sinirinin CCA'dan ayrılmasını sağlayın.
   6. CCA'nın altında ve çevresinde tokalara ulaşın ve proksimal kontrol elde etmek için ezilmeyen bir vasküler kelepçe kullanın. Çatallanmadan en az 5 mm uzakta kelepçe yerleştirin.
7. Balon yaralanması gerçekleştirin.
   1. ECA ve üstün dal arasındaki çatallanmayı ortaya çıkarmak için her bir liglenmiş arter dalını tutan kavisli hemostatları manevra.
   2. Çatallanmadaki dokuyu hafifçe parçalara ayırın ve ardından mikrodiseksiyon makası kullanarak ECA ile üst dal arasında arteriotomi kesisi yapın.
   3. Tüm kanı CCA'dan dışarı itmek ve arteriotomi bölgesini temizlemek için pamuklu çubuk kullanın.
   4. Şişirilmemiş balon kateterini arteriotomiden geçirin ve balonun proksimal ucu çatallanmayı geçene kadar CCA'ya ilerleyin.
   5. Burun konisine bant kateteri, böylece balon şişirme sırasında arterden kaymaz.
   6. Balonu yavaşça 5 basınç atmosferine şişirin ve arteriyel yaralanmaya neden olmak için CCA'da 5 dakika bekletin. Basıncın 5 dakika boyunca sabit kaldığından emin olun.
   7. 5 dakika sonra balonu söndür ve arteriyotomi yoluyla CCA'dan hafifçe çıkarın.
   8. CCA'daki kelepçeyi hafifçe sıkarak CCA'yı yıkayın. Kelepçeyi çıkarmayın.
   9. ECA proksimalini arteriotomiye bağlayın ve ardından CCA'dan ICA'ya kan akışını geri yüklemek için kelepçeleri CCA ve ICA'dan çıkarın. Arteriotomi çevresinde gözle görülür kanama olmadığından ve CCA'nın nabzının atmasını sağlayın.
8. Yaralı CCA boyunca periadventitially tek başına terapötik veya Pluronic jel araç 100 μL uygulayın. Yaralı arterin eşit şekilde kaplanmasını sağlamak için CCA'nın sol tarafına 50 μL ve ardından CCA'nın sağ tarafına 50 μL uygulayarak bunu yapın.
9. Yara bölgesini kapatın.
   1. Fazla Prolene dikişlerini kesin.
   2. Yarayı bağ dokusu boyunca 4-0 veya 6-0 vicryl katmanlarını keserek kapatın.
   3. Cilt boyunca 4-0 naylon dikiş çalıştırarak yarayı kapatmayı bitirin.

3. Ameliyat sonrası prosedürler

1. Sıçanı tek başına bir ısıtma lambasının altındaki kafesin yarısı ile temiz bir kafese yerleştirin ve sıçan sternal reumbency'yi korumak için yeterli bilinci geri kazanana kadar izleyin. Sıçanı, orijinal kafeslerine geri aktarmadan önce hayvan tamamen uyanık ve hareketli olana kadar ayrı bir kafeste tutun.
2. Sıçanı önümüzdeki üç gün boyunca günlük olarak izleyin ve sonra ötanaziye kadar haftada üç kez izleyin. İzofluran aşırı doz kullanarak ötenazi ve ardından aşağıda açıklandığı gibi bilateral torakotomi.
   1. Ameliyat sonrası ağrı seviyelerini belirlemek için Araştırmada Hayvanların Değiştirilmesi ve Azaltılması için Ulusal Merkezi (NC3Rs) grimace ölçeğini kullanın. Herhangi bir hayvan ağrı yaşıyor gibi görünüyorsa veya herhangi bir nörolojik uzlaşma geliştiriyorsa, derhal fedakarlık edin.
   2. Karprofen almayan hayvanlar için, ameliyat sonrası 48 saat boyunca ameliyattan 24 saat önce içme sularında asetaminofen 6 mg / mL verin. Asetaminofen, en az antienflamatuar etki ile analjezi sağlar.
   3. Alternatif olarak, buprenorfin veya buprenorfin genişletilmiş salınımı gibi en az antienflamatuar etkiye sahip diğer analjezi stratejileri kullanılabilir. Kurumunuzdaki veteriner ekibine danışın.

4. Doku hasadı ve görüntüleme

1. Ameliyattan iki hafta sonra, sıçanı aşırı dozda anestezi ile ötenazi (%5 izofluran). Alternatif olarak, arteriyel yaralanma yanıtının çeşitli yönlerini analiz etmek için sıçanları daha erken bir zamanda ötenazi.
   1. Solunum durduktan sonra bilateral torakotomi ötanazinin ikincil bir yöntemi olarak gerçekleştirilir.
2. Karından yanal bir kesi yapın ve sonra torasik boşluğu açığa çıkararak diyafram ve kaburgalardan yukarı doğru kesin.
3. Atardamarları perfuse ve sabitleyin.
   1. Sol ventrikülden yerçekimsel perfüzyon fiksasyon sistemine bağlı 18 G kanül yerleştirin. Perfüzyon sisteminin yüksekliğini tezgah tepesine göre işaretleyerek sıçanlar arasındaki eşdeğer basıncı koruyun (120 cm yükseklik, 91 ± 3 mmHg'ye eşdeğer).
   2. Kavisli bir hemostat kullanarak damarı ventrikül ile birlikte kenetleyin.
   3. Sağ kulakçıkta bir kesim yapın, vasküler devreyi açarak PBS ile perfüzyona başlayın ve ardından% 2-4 paraformaldehit (her biri yaklaşık 250 mL).
   4. Kurban günü veya en fazla kurbandan önceki gece PBS'de seyreltilmiş paraformaldehit hazırlayın. Kurban gününde hazırlanıyorsanız, perfüzyona başlamadan önce paraformaldehitin oda sıcaklığına soğuduğunu sağlayın. Paraformaldehiti 4 °C'de saklayın.
4. Fiksasyondan sonra, sol ve sağ şahdamarlarını çıkarın ve% 2-4 paraformaldehitte 2 saat boyunca 4 °C'de saklayın.
5. Arterleri% 30 sakkaroza aktarın ve gece boyunca 4 ° C'de saklayın.
6. 16-24 saat sonra, arterleri optimum kesme sıcaklığı (OCT) bileşiğine gömün ve OCT gömülü arter bloklarını dondurun.
   1. OCT'deki arterleri 10 dakika boyunca oda sıcaklığında koşullandır. Arteri, atardamar çatallanmasının karşı karşıya olduğu kriyomoldun tarafını işaretleyerek, OCT ile doldurulmuş kriyomold düzlemine paralel yerleştirin. Sıvı nitrojende çıtlatma.
   2. Dondurulmuş blokları -80 °C'de uzun süreli depolayın.
7. Kriyostat kullanarak bölüm dondurulmuş bloklar.
   1. Slayt başına altı adet 5 μm kalınlığında arteriyel kesit toplayın, slayt 1 çatallanmadan başlar.
   2. Hiperplazi artık görünmeyene kadar bölüm donmuş bloklar (yaklaşık 100 slayt).
8. Hematoksilin ve eozin (H&E) leke slaytları¹⁸
   1. Çatallanmadan başlayarak tüm arter boyunca her on slayttan birini boyayarak yaralanma bölgesini bulun (örneğin, slaytlar 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ve 100).
   2. Tepe tıkanıklığı olan slaydı bulmak için yaralanma bölgesinin etrafındaki ek slaytları lekeleyin (örneğin, slaytlar 20, 30 ve 40 görünür hiperplaziye sahipti, böylece 15, 25, 35 ve 45'i lekeler).
   3. Sıçan başına toplam 3-10 slayt için en yüksek tıkanıklık kaydırağından önce ve sonra (örneğin, slayt 35'te bulunan tepe tıkanıklığı, ardından slayt 25, 45, vb.) önce ve sonra en yüksek tıkanıklık ve eşitlikçi slaytlarla slaydı lekeleyin ve ölçün.
9. Işık tabakası floresan mikroskopi görüntüleme için, 4.4 adımda fiksasyondan sonra arterleri gece boyunca 4 °C'de saklayın.
   1. 3 gün boyunca seyrelticide (pH 7.4) tavşan anti-CD31 birincil antikorunun 1:500 seyreltilmesi ile prob arteri. Daha sonra 2^günboyunca anti-tavşan Alexa Fluor 647 ikincil antikor 1:500 seyreltme ile arter karşıt.
   2. iDISCO+²⁰kullanarak atardamarı temizleyin.
   3. Bir ışık tabakası floresan mikroskobu kullanarak arteri görüntüleyin²¹. Görüntüleri yazılım kullanarak işle (örneğin, İmaris)¹⁹.
10. Neointimal hiperplaziyi ölçün. Mümkünse kör bir şekilde nicelik gerçekleştirin.
    1. Yukarıda belirlenen 3-10 slaytın her birinde bir arterin intima, iç elastik lamina (IEL) ve dış elastik lamina (EEL) çevresini izlemek için ImageJ yazılımını kullanın (adım 4.8.3).
    2. ImageJ'de izlenen her bölgenin alanını ölçün ve bu değerleri dışa aktarın. İntima izi lümen alanını, IEL izi IEL alanını ve EEL izi EEL alanını verir.
    3. Sıçan şahdamar başına ortalama yaralanma (% oklüzyon, intima:media (I:M) oranı, neointimal hiperplazi) elde etmek için 3-10 slayttan elde edilen değerlerin ortalamasını alın.
       Neointimal Hiperplazi = IEL alanı - Lümen alanı
       
       

Şekil 1'de bu ameliyatı yapmak için kullanılan tüm malzemeler ve cerrahi aletler gösterdir. İki haftalık yaralı arteriyel kesitlerin hematoksilin ve eozin (H&E) lekelenmesi neointimal hiperplazinin net bir şekilde görselleştirilmesini sağlar. Şekil 2 sağlıklı, yaralı ve tedavi edilmiş bir arterin H&E lekeli arteriyel kesitlerinin temsili görüntülerini göstermektedir. Şekil 2 ayrıca, yaygın olarak kullanılan bir görüntü işleme yazılımı olan ImageJ kullanılarak yaralı bir arterde neointimal hiperplazi seviyesinin nasıl ölçülebilir olduğunu özetlemektedir. Bu yaklaşım kullanılarak, neointima'nın çevresinin yanı sıra iç ve dış elastik lamina ilgili alanları ölçmek için izlenir. Tarif ettiğimiz basınç kontrollü segmental yaralanma yöntemi, standart sapması 0,29 (2 farklı cerrah ve n=11 sıçan) ile 0,80'lik bir intima-medya oranı ile sonuçlanır. Pluronic CA periadventitial uygulama ile tedavi, daha önce gösterdiğimiz gibi neointimal hiperplazi inhibisyonu ile sonuçlanır (yüzde oklüzyonda% 61 azalma)¹⁵.

Şekil 3, ECA ve STA'nın çatallanması sırasında optimal bir arteriotomi oluşturmak için bir illüstrasyon sağlar. Son olarak, Şekil 4, ışık tabakası floresan mikroskopisinin arter uzunluğu boyunca yaralanma bölgesinin tamamını görselleştirmek için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir. Cd31 boyama endotel hücrelerini görselleştirmek için intimal tabaka sabit arterler üzerinde yapılabilir. Arterler daha sonra% 1 agarose içine gömülebilir ve numunenin kırılma indeksini homojenize etmek için iDISCO+ yöntemi kullanılarak temizlenebilir²⁰. Daha sonra arterler bir ışık tabakası floresan mikroskobunda görüntülenebilir ve görüntüler I:M oranını ölçmek için yazılım kullanılarak işlenebilir. Bu yaklaşımı kullanarak, H&E sonuçlarına uygun olan 0,86'lik bir I:M oranı elde ettik.

Tablo 1. Hiperplazi analizi için yaygın olarak kullanılan arteriyel kesit sayısı.

Şekil 1. Cerrahi aletler ve aletler. Görüntünün sol üst köşesinden başlayarak saat yönünde sırayla: (A) Pamuklu çubuklar; (B) Betadin çözeltisi; (C) Gazlı Bez; (D) % 70 etil alkol çözeltisi; (E) İğneli 1cc şırıngalar; (F) Atropin; (G) Retraktörler; burada kullanılan bükülmüş ataşlar; (H) Rimadyl; (I) Mikro serrefin kelepçesi uygulanan kümesler; (J) İğne tutucu; (K) 4-0 naylon dikiş; (L) 4-0 vicryl dikiş; (M) Steril perdeler; (N) Mayonez makası; (O) Standart kümesler; (P) İnce kavisli önkseçimler; (Q) Mikrodispeksiyon makası; (R) Mikro serrefin kelepçeleri; (S) İnce makas; (T) T-pinleri; (U) Kavisli hemostatlar; (V) Yaklaşık 1 inç'e kesilmiş üç 7-0 Prolene dikiş; (W) 100 μL% 25 pluronic-127 jel; (X) Yağlama göz merhem; (Y) Steril salin çözeltisinde 2 Fransız balon embolektomi kateteri; (Z) Düğme. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2. Hematoksilin ve Eosin (H&E) lekeleme ve sıçan şahdamar kesitlerinin analizi. (A) Sağlıklı, yaralanmamış sağ şahdamarının kesiti. IEL = İç Elastik Lamina, EEL = Dış Elastik Lamina. (B) Pluronic-F127 aracı ile tedavi edilen iki haftalık yaralı sol şah damarının kesit. (C) 100 μM cinnamik aldehit ile tedavi edilen iki haftalık yaralı sol şah damarının kesiti. Ölçek çubuğu = 100 μm. (D) Yaralanmayı ölçmek için donmuş arterlerin kesit şeması. Slayt 1 bifurkasyondan başlar ve slayt başına 5 μm genişliğinde altı arteriyel bölüm alınır. Yaralanma genellikle bu slayt öncesinde meydana geldiğinden, bölümleme genellikle 70'i kaydırmaya devam eder. (E) Pluronic araç (B) ile tedavi edilen yaralı sol şahdamarının kesitleri. En içteki siyah çizgi neointima'yı izler ve aydınlık alanı tanımlamaz. Orta sarı çizgi, iç elastik lamina veya tunica intima alanını tanımlamaz. Dış mavi çizgi, dış elastik lamina veya tunica adventitia alanını tanımlamaz. Ölçek çubuğu = 100 μm. (F)(E)'den elde edilen ölçümlere dayanarak yüzde damar tıkanıklığını ve intima:media (I:M) oranını ölçmek için kullanılan hesaplamalar. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3. Arteriotomi yaratımı. Uygun bir arteriotomi oluşturmak ve yanlış bir sistemden kaçınmak için adımların illüstrasyonu. CCA = Common Karotid Arter, ECA = Dış Karotis Arter, ICA = İç Karotis Arter, OA = Oksipital Arter, STA = Superior Tiroid Arteri. ECA ve STA dalları arasındaki çatallanmayı izole edin. Bu çatallanmayı, bölge arteriyel duvarın incelmesini gösteren daha parlak bir renge dönüşene kadar parçalara ayırın ve ardından mikrodiseksiyon makası kullanarak bir arteriotomi oluşturun. Balon yerleştirilmesine yardımcı olmak için ince tokmaklar kullanarak arteriyotomiyi kaldırın. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4. Arteriyel yaralanmayı görselleştirmek için ışık tabakası floresan mikroskopisi. Aşağıda temsili bir enine kesit ile 14 haftalık bir Sprague Dawley sıçanının ortak şahdamarının uzunluğu boyunca boyuna kesitler. Arterler CD31 ile boyanır ve AF647 ile karşıttır. (A) Sağlıklı, yaralanmamış sağ şahdamarının kesitleri. Beyaz = CD31, Yeşil = Elastik Lamina, L = Lümen, Ölçek çubuğu = 200-500 μm. (B) Pluronic-F127 aracı ile tedavi edilen yaralı, sol şahdamarının kesitleri. Ok uçları neointimal hiperplazi bölgelerini gösterir. (C) Yaralanmamış ve yaralı şahdamarının medyaya (I:M) intima oranı, her grup için tam değere dikkat çekerek (n=1). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Sıçan şahdamar balon yaralanması en yaygın kullanılan ve çalışılan restenoz hayvan modellerinden biridir. Hem orijinal balon yaralanma modeli³ hem de modifiye basınç kontrollü segmental yaralanma varyasyonu^10, insanlarda da meydana gelen arteriyel yaralanma yanıtının birçok yönünü bilgilendirmiş olup, birkaç sınırlama fibrin bakımından zengin trombüsin nadiren gelişmesi ve lokal iltihabın hiperkolletemik tavşan veya porsin modelleri^9,22gibi diğer yaralanma modellerine kıyasla minimum olmasıdır. Sıçanlar ayrıca arteriyel yaralanma yanıtının farklı yönlerini ölçmek ve analiz etmek için farklı zaman noktalarında feda edilebilir. Örneğin, daha önceki zaman noktaları, hücre çoğalması, vasküler düz kas hücrelerinin fenotipik anahtarı ve erken immün yanıt gibi yaralanmaya erken yanıtın yönlerini incelemek için kullanılabilir. Daha önce lökosit infiltrasyon ve hücre çoğalmasının 3 gün ile 1 hafta arasında maksimal olduğunu gösterdik¹⁶. Ara zaman noktaları, yeniden endotelizasyon oranını değerlendirmek için kullanılabilir. İki haftalık zaman noktası, neointimal hiperplaziyi ölçmek için önerilen en erken zaman noktasıdır, çünkü arter bu noktada çoğunlukla yeniden endotelize edilir¹⁶. Bu modelin çevrilmesi için önemli bir sınırlama, yaralanmanın sağlıklı bir arterde yapılmasıdır, oysa bu prosedür aterosklerotik hastalığı olan hastalarda ortaya çıkar. Bu sınırlama kısmen mevcut sıçan ateroskleroz modellerinin önceki eksikliği nedeniyle^{vardır 23,24}. Bununla birlikte, gen düzenleme teknolojilerindeki gelişmeler güvenilir aterosklerotik sıçan modellerinin geliştirilmesine izin verdi²⁴Restenoz patofizyolojisini çalışmada yeni içgörüler sağlayabilir.

Karşılaştırmalı olarak, erkek sıçanlar dişi sıçanlardan daha sağlam bir yaralanma verir, bu da tipik olarak östrojenin koruyucu etkisi nedeniyle daha az neointimal hiperplazi geliştirir²⁵. Bununla birlikte, tanımlanan model kadınlarda arteriyel iyileşmeyi incelemek için hala uygundur. 12-16 hafta yaşlanan erkek sıçanlar, 300-400 g arasında en sağlam ve tekrarlanabilir neointimal oluşumu verir. 12 haftadan küçük sıçanlar kullanılabilir; bununla birlikte, bu genç sıçanların atardamarları, 2F balonunun sıçan suşuna bağlı olarak artere kolayca giremeyeceği kadar küçük olabilir. Balon arteriotomiye kolayca sığmadığı ve zorlanırsa atardamarı gerçekten yırtabileceğinden, 200 gramın altındaki sıçanlar bu modelle çalıştırılmamalıdır. Ek olarak, 16 haftadan büyük sıçanların kullanılması neointimal oluşumda değişken bir yanıt verebilir. Bu yaralanma modelini gerçekleştirmek için çeşitli sıçan suşları kullanılabilir, Sprague Dawley sıçanları literatür boyunca en sık kullanılan²⁶. Ameliyata başlamak için öncelikle çene kemiklerine etki ederek ve orta çizgiyi bulmak için fare burnunu kullanarak boyundaki kesi bölgesinin uygun hizalamasını ve yönünü alın. İlk kesiden sonra, birbirine paralel çalışan iki boyuna kas (sternohyoid ve sternomastoid) görselleşene kadar dokuyu parçalara ayırın. Boyun kasını (masseter) operasyon penceresinin alt sınırı olarak başa doğru kullanın. Vücuda doğru koşan paralel kasları, bu ikisine dik çalışan bir kas görselleşene kadar birbirinden ayırın. Dik kasın kesilmesi, iki paralel kasın kolayca geri çekilmesini ve şahdamarını açığa çıkarmasını sağlayacaktır. Anatomi her hayvandan biraz değişebileceğinden, konumlarıyla birlikte, ICA'nın üzerine dayanan küçük bir arteriyel dal olabilir. Bu küçük dal ICA ile birlikte sıkıştırılabilir; ancak, bu küçük dal sıkıştırılmadığında, prosedürün gerçekleştirilmesiyle ilgili herhangi bir sorun olmamalıdır. Ayrıca, herhangi bir sıkma ve dikiş gerçekleşmeden önce vagus sinirini hem ICA hem de CCA'dan ayırdığınızdan emin olun. Nazik olmak ve bu noktada sinir hasarından kaçınmak önemlidir. Hayvan, metal kelepçe ile temas eden vagus sinirinin bir yanıtı olabilecek bir kelepçe koyduktan sonra seğirirse; kıskacı yeniden düzenlenmeyi düşünün.

Muhtemelen tüm prosedürün en zor adımı arteriotomi yapmaktır. Bunun nedeni, 'yanlış' bir arteriotomi yapmanın mümkün olmasıdır ve bu 'yanlış' arteriotomy'den bir balon yerleştirmek, balonun atardamarın içinde değil, atardamarın üzerinde çalışmasına neden olacaktır. Bu gerçekleşirse, CCA'daki çatallanmaya daha yakın yeni bir arteriotomi yapmak olası bir çözümdür, ancak balon artere zorlandıysa, ameliyat kurtarılamayabilir. 'Yanlış' arteriotomiyi önlemek için (Şekil 3), ECA ve STA çatallamadaki macerasal tabakayı, görünüm yakındaki bölgelere göre önemli ölçüde daha kırmızı olana kadar ince önktüsler kullanarak parçalara ayırın ve atardamarın bu kısmı çıkıntılı gibi görünür. Daha sonra, mikro makası kullanarak arteriyotomiyi oluşturun, makasın bir çatallanmadaki temizlenmiş alana hızlı bir şekilde sokup sonra keserek. Arteriyotomiyi yaptıktan sonra, atardamarın açıklığını kaldırmak ve balonu lümene itmek için ince tokmakları kullanın. Balon arteriotomy'den CCA'ya kolayca kaymalıdır. Sıçan konumlandırmasına bağlı olarak, balon kateterini CCA'ya yönlendirirken CCA'nın dışına doğru hafifçe yukarı çekmek için ince tokalar kullanarak balonu CCA'ya yönlendirmek yararlı olabilir. Balon CCA'ya yerleştirildikten sonra kateteri aşağı bantla, böylece balon şişirilirken arterden çıkmaz.

Terapötik periadventitial uygulama sadece yaralanma yerinde lokal ve yönlendirilmiş ilaç teslimatına izin verir. Bu yaklaşım, oral, intraperitoneal veya intravenöz yönetimler tarafından sistemsel olarak sunulan bir şeye kıyasla potansiyel hedef dışı etkileri ve dosing sınırlamalarını sınırlar. Pluronic-F127 termo-ters çevrilebilir, yani soğuk sıcaklıkta sıvı ve oda sıcaklığında jeller. Bu, terapötik pluronik jellerden önce sıvı bir çözeltide kolayca hazırlanmasını sağlarken, jel yaralanmadan hemen sonra artere eşit olarak uygulanabilir. CCA'nın üst kısmına tüm yaralanma bölgesini etkili bir şekilde kapsayacak şekilde kolayca erişilebilirken, CCA'nın alt kısmını kaplamak için CCA hafifçe kaldırılmalıdır. Bununla birlikte, araştırmacıların tedavi edilen hayvanlar arasındaki potansiyel değişkenliği hesaba katmak için çalışmaya uygun şekilde güç vermelerini sağlamaları gerekir. Çalışmaya uygun şekilde güç sağlamak için beklenen etki boyutunun ve sonucun standart sapmasının bir tahminine sahip olmak önemlidir. Periadventitial doğum yönteminin sınırlandırılması, perkütan bir işlem olarak gerçekleştirilen anjiyoplasti sırasında hastanın atardamarı maruz kalmadığı için klinik olarak ilgili bir yaklaşım olmamasıdır. Bununla birlikte, periadventitial uygulama, yaralanma bölgesine lokal olarak teslim edilen moleküllerin ve biyolojiklerin ön testine izin verir^{15,27,28,29,30}.

Neointimal hiperplaziyi ölçmenin mevcut standart yöntemi, H&E lekeli slaytların morfometrik analizine dayanmaktadır. Yaralı şahdamarı fiziksel olarak 5 μm dilimler halinde slaytlara bölünür. Bu slaytlar daha sonra H&E kullanılarak lekelenir ve görüntüler hafif bir mikroskop kullanılarak alınır. ImageJ yazılımı daha sonra intima, iç lamina ve dış lamina ile sınırlandırılmış alanları ve çevreleri ölçmek için kullanılır. Hiperplazi^19'unölçülmesi için 10 slayt kullanarak artan hassasiyet bildirmiş olsak da, literatürde kaç slaytın ölçülmesi konusunda bir fikir birliği yoktur, bildirilen metodoloji 3 ila 10 eşit aralıklı bölümler (Tablo 1)^31,32,33^,34, 35^,36. Bu metodoloji (Aralık: 0.54-1.51) kullanılarak standart sapması 0.29 (n=11) olan 0.8 I:M oranı beklenebilir. Biz ve diğerleri daha önce ışık tabakası floresan mikroskopisi (LSFM) arteriyel yaralanmayı görselleştirmek için yeni bir yaklaşım sağladığını bildirdik^19,37. LSFM, x, y ve z düzleminde tüm şahdamarının görüntülenmesini sağlar. LSFM, optik dilimlemenin analiz için arteriyel kesitler oluşturmasına izin verir ve geleneksel histolojik yaklaşımlardan daha kesin hiperplazi tahminleri (varyasyon katsayısı: LSFM tarafından% 28 ve histoloji tarafından%^{41) verir 19,37}. Şekil 4'tegörüldüğü gibi LSFM tarafından elde edilen I:M oranı (0,86, n=1) klasik histolojik analiz ile elde ettiğimiz sonuçlarla karşılaştırılabilir (0,8 ± 0,29).

Sonuç olarak, basınç kontrollü segmental yaralanma, klinik revaskülarizasyon işlemlerinden sonra ortaya çıkan arteriyel yaralanma yanıtını yeniden düzenler ve restenozun patofizyolojisini incelemek için ideal bir model haline getirir. Periadventitial ilaç uygulaması, lokal ilaç teslimatının terapötik etkinliğini test etmek için yararlı bir kavram kanıtı doğum yöntemidir ve hedeflenen sistemik ilaç dağıtım yaklaşımlarının geliştirilmesini bilgilendirebilir.

Yazarlar bu makalenin yayımlanması ile ilgili herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan eder.

N.E.B., Ulusal Çevre Sağlığı Bilimleri Enstitüsü 'nden (5T32ES007126-35, 2018) bir eğitim hibesi ve Amerikan Kalp Derneği doktora öncesi bursu (20PRE35120321) ile desteklendi. E.S.M.B., UNC Klinik ve Çeviri Bilimi Ödülü-K12 Bursiyerleri Programı (KL2TR002490, 2018) ve Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü (K01HL145354) tarafından kısmen desteklenen bir KL2 bursiyeriydi. Yazarlar, UNC Mikroskopi Hizmetleri Laboratuvarı'ndan Dr. Pablo Ariel'e LSFM'ye yardımcı olduğu için teşekkür ediyor. Mikroskopi Hizmetleri Laboratuvarı'nda Işık Sac Floresan Mikroskopisi yapıldı. Patoloji ve Laboratuvar Tıbbı Anabilim Dalı Olan Mikroskopi Hizmetleri Laboratuvarı, kısmen UNC Lineberger Kapsamlı Kanser Merkezi'ne P30 CA016086 Kanser Merkezi Çekirdek Destek Hibesi ile desteklenmektedir.