Количествено определяне на атеросклероза при мишки протокол (преведено на френски)
Обобщение
Миши модели на атеросклероза са полезни инструменти за изследване на патогенните пътища на молекулярно ниво, но изискват стандартизирана количествена оценка на развитието на лезиите. Този протокол описва оптимизиран метод за определяне размера на лезията в основните артериални съдове, включително аортния корен, аортната дъга и брахиоцефалната артерия.
Резюме
Сърдечно-съдовите заболявания са водещата причина за смърт в световен мащаб. Основната причина в повечето случаи е атеросклерозата, която отчасти е хронично възпалително заболяване. Експерименталните проучвания върху атеросклерозата изясниха ролята на холестерола и възпалението в болестния процес. Това доведе до успешни клинични изпитвания с фармацевтични агенти, които намаляват клиничните прояви на атеросклероза. Внимателните и добре контролирани експерименти на миши модели на болестта могат допълнително да изяснят патогенезата на заболяването, което не е напълно изяснено. Стандартизираният анализ на лезиите е важен за намаляване на експерименталната вариабилност и увеличаване на възпроизводимостта. Определянето на размера на лезията в аортния корен, аортната дъга и брахиоцефалната артерия са често срещани крайни точки при експериментална атеросклероза. Този протокол предоставя техническо описание за оценка на атеросклероза на всички тези места в една мишка. Протоколът е особено полезен, когато материалът е ограничен, както често се случва, когато се характеризират генетично модифицирани животни.
Въведение
Сърдечно-съдовите заболявания са водещата причина за смърт в световен мащаб, като при исхемична болест на сърцето и инсулт се падат всяка четвърта смърт 1. Повечето случаи са причинени от атеросклероза, заболяване, характеризиращо се с бавно натрупване на натоварени с липиди плаки с признаци на хронично възпаление в големите и средните артерии 2. Болестта обикновено остава незабелязана в продължение на няколко десетилетия, докато разкъсването или ерозията на плаката не причини артериална тромбоза, което води до исхемично увреждане на тъканите.
Нормалната артерия се състои от интимен слой с лошо разпределени ендотелни клетки и гладкомускулни клетки, медиен слой с гладкомускулни клетки и еластични ламели и заобикалящ адвентициален слой с хлабава съединителна тъкан 3. Интимното задържане на LDL компенсира развитието на атеросклероза 4. Натрупването и модификацията на липопротеини води до агрегиране и захващане в артериалната интима 5. Възпалителен отговор се предизвиква от уловените и модифицирани липопротеини 6. Ендотелните клетки започват да експресират адхезионни молекули, като VCAM-1 на места в артериалното дърво с бурен кръвен поток, което води до набиране на циркулиращи моноцити и други левкоцити. 8 .
Атеросклерозата е изследвана при модели на мишки с нарастваща честота от средата на 80-те години на миналия век. C57BL/6 е най-често използваният инбреден миши щам за тези изследвания и се използва като генетичен фон за повечето случаи. Генетично модифицирани щамове 9. Този щам е създаден през 20-те години 10 и неговият геном е публикуван през 2002 г. 11. Експериментите с модели на мишки имат няколко предимства: колониите се размножават бързо, жилището спестява място и инбридингът намалява експерименталната вариабилност. Моделът също така позволява генетични манипулации, като целенасочени генни делеции и вмъкване на трансгени. Това доведе до ново патофизиологично разбиране на заболяването и до нови терапевтични цели 12 .
Дивите мишки тип C57BL/6 са естествено устойчиви на атеросклероза. Те имат по-голямата част от холестерола, циркулиращ в HDL, и сложни атеросклеротични лезии не се образуват дори когато се хранят с диета с високо съдържание на мазнини и холестерол 13. Следователно хиперхолестеролемични мишки, като Apoe -/- на фона c57BL/6, се използват като експериментални модели на атеросклероза 14, 15. Липсата на ApoE нарушава чернодробното усвояване на останалите липопротеини и сериозно нарушава липидния метаболизъм. При мишки Apoe -/- циркулиращият холестерол е предимно в VLDL частици и мишките развиват сложни атеросклеротични плаки при редовна диета на чау.
Ldlr -/- мишките имитират развитието на атеросклероза, наблюдавано при хора с фамилна хиперхолестеролемия 16. Ldlr -/- мишките се нуждаят от диета от западен тип, за да развият атеросклероза 17. Западната диета имитира приема на храна от хора и обикновено съдържа 0,15% холестерол. LDL рецепторът разпознава apoB100 и ApoE и медиира доставката на LDL частици чрез ендоцитоза. LDL рецепторите са от основно значение за изчистването на LDL от кръвообращението в черния дроб, докато експресията на LDL рецептор в хематопоетичните клетки не оказва влияние върху този процес. Това отваря възможността за трансплантация на Ldlr костен мозък -/клетки при Ldlr хиперхолестеролемия -/- реципиенти и оценка на развитието на атеросклероза. Химерите на костния мозък са широко използвани за изследване на участието на хемопоетични клетки в експериментална атеросклероза. Трансплантацията на костен мозък обаче може да повлияе на размера и състава на атеросклеротичните плаки, което прави тълкуването на резултатите неясно.
Разработени са различни варианти на мишки Apoe -/и Ldlr -/- с други генетични изменения за изследване на специфични болестни процеси 18. Пример са човешки APOB100-трансгенни Ldlr -/- (HuBL) мишки, които носят пълния човешки APOB100 ген 19, 20. Тези мишки развиват висок холестерол и атеросклероза при редовна диета на чау. Разработването на сложни атеросклеротични плаки обаче отнема най-малко шест месеца и по-кратки експериментални протоколи обикновено използват диетата Western 21. Голяма част от плазмения холестерол циркулира в LDL частици, което дава на мишките HuBL дислипидемичен липопротеинов профил. По-човешки от Apoe -/- и Ldlr -/- мишки HuBL мишките също позволяват изследвания на човешки апоВ като автоантиген 22 .