Experimental
și terapeutic
Medicament

• Ultimii doi ani
• Total

• Anul trecut 0
• Total

• Luna trecuta
• Anul trecut
• Total

• Lei Zhang
• Yan Zeng
• Ji Qi
• Yanxiao Xu
• Shaoqun Zhang
• Xin Zhou
• Ruiyue Ping
• Shijie Fu

Acest articol este menționat în:

Abstract

Introducere

Boala cardio-cerebrovasculară este o cauză majoră a mortalității la om și constituie o povară socioeconomică majoră. Conform anchetelor epidemiologice, incidența medie a accidentelor vasculare cerebrale acute cerebrale (BCS) este de 116/100.000, cu o rată a mortalității de 81/100.000 (1). Bolile cerebrovasculare ischemice reprezintă> 70% din toate bolile cerebrovasculare, iar incidența crește anual (2). În 2005, 5,7 milioane de pacienți au cedat la BCS, dintre care 87% locuiau în țări cu venituri mici (3). Organizația Mondială a Sănătății (OMS) prezice că numărul mortalității prin cardiovasculare va ajunge la 20,5 milioane anual până în 2020 (4).

Pe scurt, leziunile intime vasculare combinate cu niveluri crescute de lipide plasmatice duc în cele din urmă la formarea CAS, urmată de stenoză vasculară și ocluzie. În prezent, lipsa unui model CAS optim și eficient ne limitează capacitatea de a studia patogeneza și tratamentele sale potențiale; Prin urmare, este necesară cercetarea pentru a dezvolta un model CAS eficient, ușor de construit, care prezintă modificările patologice tipice observate în CAS și este adecvat pentru tratamentul de intervenție.

Pe baza teoriilor și obiectivelor menționate mai sus, puncția și zgârierea intimei arterei carotide combinate cu o dietă bogată în grăsimi au fost utilizate în prezentul studiu pentru a dezvolta un model CAS la maimuțele cynomolgus. Această metodă scurtează timpul necesar modelării și îmbunătățește calitatea modelului; în plus, acest model poate imita cu precizie procesul de formare a plăcii care are loc la om în condiții hiperlipidemice.

Materiale și metode

Declarație etică

Toate procedurile au fost aprobate de Comitetul de inspecție etică a experimentelor pe animale din Yunnan Yinmore Biological Technology Co., Ltd. (nr. YBT1602; Xishuangbanna, Yunnan, China).

Animale

Un total de 12 maimuțe cynomolgus masculine (vârsta, 4,0-5,0 ani; greutate, 6,0-7,0 kg) au fost crescute special și achiziționate de la Yunnan Yinmore Biological Technology Co., Ltd., care este o Asociație pentru evaluarea și acreditarea animalelor de laborator Centrul de cercetare a animalelor acreditat Care International (Jinghong City, China).

Maimuțele au fost găzduite la Centrul de creștere a animalelor de laborator din Yunnan Yinmore Biological Technology Co., Ltd. în cuști stabile. Pentru dormit, hrănire și odihnă, cuștile au măsurat 1,5 × 2 × 1,5 m. Condițiile de adăpostire au fost după cum urmează: 12 h ciclu lumină/întuneric la 22-24 ° C cu o umiditate relativă de 45-65%. Apa era disponibilă ad libitum prin sticle de apă. Maimuțele au fost mutate din cuști într-o sală de activități care măsoară 4 × 12,5 × 8 m timp de 6-8 ore pe zi.

Maimuțele au fost împărțite în mod aleatoriu în patru grupuri (n = 3): A, puncția și zgârierea arterelor carotide intimas + dietă bogată în grăsimi (500 g/zi); B, puncția și zgârierea arterelor carotide intimas + cu o dietă regulată (500 g/zi); C, dietă bogată în grăsimi (500 g/zi); și D, martor martor cu o dietă obișnuită (500 g/zi) (n = 3). Înainte de experiment, maimuțele au fost hrănite în mod adaptiv timp de 1 lună; indivizii din grupele A și C au fost hrăniți cu o dietă obișnuită (Yunnan yinmore Biotechnology Co., Ltd.), care conțin 100% hrană particulă obișnuită), maimuțele din grupele B și D au fost hrănite cu o dietă bogată în grăsimi (Yunnan yinmore Biotechnology Co ), Ltd.), conținând 2% colesterol, 10% untură de porc și 88% hrană de particule obișnuite).

Modelarea animalelor

În grupele A și B, modelul CAS a fost construit în artera carotidă stângă prin puncția și zgârierea intimei arterei carotide. Maimuțelor li s-a refuzat accesul la alimente și apă înainte de intervenția chirurgicală și au fost anesteziați cu 5 mg/kg Zoletil 50 (Virbac, Carros, Franța). Maimuțele au fost fixate în poziție dorsală, gâtul a fost ras și pielea a fost dezinfectată. O incizie longitudinală de 4 cm a fost făcută la 1 cm lateral de proeminența laringiană, urmată de separarea treptată a pielii și a țesuturilor subcutanate. În spațiul dintre mușchiul sternocleidomastoidian și proeminența laringiană, artera carotidă comună a fost izolată și fixată cu o sutură chirurgicală. Un ac de seringă de 5 ml (30 mm lungime, 0,6 mm diametru) a fost folosit pentru a străpunge artera și a zgâria în mod repetat pereții arteriali, având grijă să nu perforați artera (Fig. 1). Acul a fost retras și tifonul a fost aplicat la punctul de puncție, după care rana a fost spălată și suturată.

figura 1.

Modelul de maimuță cynomolgus al aterosclerozei carotide a fost construit prin puncția arterei carotide și zgârierea intimei. Săgeata albă indică punctul în care artera carotidă a fost străpunsă cu un ac.

Toate operațiile au fost finalizate de același grup de chirurgi. În ziua 3 postoperatorie, s-au administrat clorhidrat de levofloxacină și injecție cu clorură de sodiu (Jiangsu hausen Pharmaceutical Group Co., Ltd., Jiangsu, China; 8 mg/kg de două ori pe zi intravenos) pentru a preveni infecția și rana a fost atent observată; clorhidrat de tramadol (Shijiazhuang Pharmaceutical Group Co., Ltd, Hebei, China; 2 mg/kg, o dată pe zi intramuscular) a fost administrat pentru ameliorarea durerii.

După operație, maimuțele din grupa A au fost hrănite cu o dietă bogată în grăsimi (conținând 2% colesterol, 10% untură de porc și 88% furaje obișnuite granulate), în timp ce maimuțele din grupul B au fost hrănite cu o dietă obișnuită timp de 8 săptămâni. În această perioadă, s-a observat starea rănii, mâncarea și înghițirea. Mai mult, sângele a fost recoltat și nivelurile lipidelor plasmatice au fost măsurate în săptămânile 4, 6 și 8 postoperator. Ecografia Doppler color a fost efectuată în săptămâna 8 maimuțele au fost eutanasiate. Arterele carotide au fost recoltate pentru a efectua colorarea hematoxilinei și eozinei (H&E) și a evalua modificările patologice.

Examinarea nivelurilor de lipide plasmatice

Nivelurile lipidice plasmatice au fost măsurate în toate grupurile înainte de operație și la săptămânile 4, 6 și 8 postoperator. S-a colectat un total de 2-3 ml de sânge venos de post, serul a fost separat prin centrifugare (raza, 18 cm) la o viteză de 1.814,4 × g timp de 5 minute la temperatura camerei și stocat la -80 ° C. Nivelurile lipidice plasmatice au fost măsurate folosind un analizor biochimic automat (Selectra-E; ELITechGroup, Paris, Franța). Indicatorii măsurați au inclus trigliceridele (TG), colesterolul total (TC), colesterolul cu lipoproteine ​​cu densitate mică (LDL-C) și colesterolul cu lipoproteine ​​cu densitate mare (HDL-C).

Examen cu ultrasunete Doppler color carotidian

În săptămâna 8, toate maimuțele au fost anesteziate cu 5 mg/kg Zoletil și au fost plasate în decubit dorsal, cu brațele laterale și gâtul a fost complet expus. CAS a fost evaluat folosind un instrument de diagnosticare cu ultrasunete Doppler color (Philips Medical Systems BV, Eindhoven, Olanda). Scanarea a evaluat caracteristicile plăcilor CAS (plăci cu ecou redus, mixt și ridicat) și rata stenozei vasculare (aria secțiunii transversale a plăcii/aria secțiunii transversale a întregului vas × 100 ) (46).

Figura 2.

Nivelurile lipidice plasmatice din fiecare grup înainte de intervenție. Nu s-au observat diferențe semnificative statistic. TG, trigliceride; TC, colesterol total; HDL-C, colesterol lipoproteic de înaltă densitate; LDL-C, colesterol lipoproteic cu densitate mică.

Figura 3.

Figura 4.

Ecografie Doppler color a arterei carotide. Au fost obținute imagini cu (A) un transect de arteră și (B) cu o secțiune longitudinală. Săgețile albe indică formarea plăcii.

Observații histologice

În grupurile A și B, intima a fost evident rănită și îngroșată, cu îndepărtarea celulelor endoteliale (Fig. 5A-D). Cu toate acestea, în grupa A, plăcile de pe peretele vasului au fost acoperite cu țesut fibros, cu hiperplazie evidentă a celulelor de spumă lipidică sub intima (Fig. 5A și B). În grupurile C și D, peretele arterial a fost complet, iar intima a fost compusă dintr-un monostrat de celule endoteliale aderente la placa elastică (Fig. 5E-H). Stratul de celule endoteliale și-a menținut integritatea, iar diametrul lumenului a fost uniform.

Figura 5.

Colorarea hematoxilinei și a eozinei a relevat caracteristicile morfologice ale aterosclerozei carotide. (A) Transect și (B) secțiunea longitudinală a arterei carotide din grupul A. (C) Transect și (D) secțiunea longitudinală a arterei carotide din grupul B. (E) Transect și (F) secțiunea longitudinală a arterei carotide în grupa C. (G) Transect și (H) secțiunea longitudinală a arterei carotide din grupa D. Săgețile negre indică leziuni la zgârieturi pe intima carotidă. Săgețile albe indică localizarea plăcilor aterosclerotice. În grupurile C și D, peretele arterial a fost complet, stratul de celule endoteliale și-a menținut integritatea și diametrul lumenului a fost uniform.

Discuţie

Există anumite asocieri între formarea plăcii CAS, accident vascular cerebral cerebral și boli coronariene. Modificările patologice de bază observate în CAS includ depunerea intimă a lipidelor, fibroza focală intimă și formarea plăcii, care au ca rezultat întărirea peretelui vasului, stenoza luminală și modificări ischemice în organele corespunzătoare (6,10,48,49). Factorii de risc ai CAS includ în principal hiperlipidemie, hipertensiune, glicemie crescută (diabet), fumat și vârstă (50). CAS poate fi cauzat de o varietate de factori, incluzând tromboza, infiltrarea lipidelor, răspunsul la leziuni, stresul oxidativ, teoria formării celulelor stem, disfuncția imunitară, ipoteza homocisteinei și argininei și teoria reacției inflamatorii (12-14.51). Cu toate acestea, din cauza limitărilor asociate cu tehnologia medicală, complexitatea socială și de mediu, cercetătorii încă nu au elucidat pe deplin patogeneza CAS (52,53). Prin urmare, o metodă optimă de modelare optimă a CAS este crucială pentru studierea patogeniei și a tratamentului bolilor cardio-cerebrovasculare. Modelul trebuie să fie ușor de construit, trebuie să imite formarea plăcilor CAS la om în condiții hiperlipidemice și trebuie să fie adecvat pentru tratamentul intervențional.

În prezentul studiu, pe baza leziunii intimei arterei carotide, modificările lipidelor plasmatice au fost asociate cu CAS. Nivelurile de TG lipidice din grupele A și C au crescut în timp, indicând faptul că TG poate fi utilizat ca indicator specific al formării plăcii și al dezvoltării CAS. TC și HDL-C au crescut în săptămâna 4 și au rămas stabile în săptămânile 6 și 8, ceea ce sugerează că TC și HDL-C cresc în timpul etapelor timpurii ale dezvoltării CAS. Cu toate acestea, nivelurile LDL-C nu au fost asociate cu formarea CAS în prezentul studiu. Nivelurile TG, TC și HDL-C au fost mai mari în grupurile A și C comparativ cu grupul D; în plus, nu s-au observat modificări semnificative ale nivelurilor lipidelor plasmatice în grupele B și D în timp. Aceste rezultate sugerează că o dietă bogată în grăsimi poate favoriza creșterea nivelului de lipide din plasmă și accelera formarea plăcii.

În studiul de față, intima arterei carotide a fost rănită prin puncție și zgâriere cu un ac, ceea ce are ca rezultat aderarea trombocitelor și leucocitelor la hiperplazie intimă și intimă (54). Când leziunile intime au fost asociate cu o dietă bogată în grăsimi, s-a observat formarea plăcii CAS; totuși, puncția și zgârierea intimei singure sau o dietă bogată în grăsimi, nu au dus la formarea plăcilor CAS. În plus, modificările patologice observate în timpul dezvoltării CAS au fost similare cu cele raportate la om, incluzând degenerarea precoce a celulelor endoteliale, depunerea celulelor spumante, proliferarea endotelială, îngroșarea treptată a endoteliului, subțierea membranei, depunerea lipidelor, fibroasă plăci și formarea plăcilor ateromatoase (55.56). Ca atare, modelul de maimuță cynomolgus al CAS indus prin perforare și zgâriere combinat cu o dietă bogată în grăsimi a fost considerat a fi o metodă de modelare optimă, extrem de eficientă, simplă și fezabilă.

Mai multe detalii sunt cruciale pentru succesul modelului: i) Metoda de modelare trebuie să includă leziuni intime și o dietă bogată în grăsimi pentru a accelera formarea CAS; ii) zgârierea peretelui arterei trebuie efectuată cu precauție pentru a evita perforarea arterei; iii) diferențele în greutatea animalelor ar trebui să fie reduse la minimum; iv) ar trebui evitată anestezia profundă și, dacă este posibil, utilizată anestezia locală; c) separarea pielii și a țesuturilor conjunctive subcutanate trebuie efectuată cu precauție pentru a evita deteriorarea vaselor și a nervilor periferici, expunând în totalitate artera carotidă; vi) retragerea acului trebuie să fie urmată de hemostaza de opresiune a tifonului pentru a preveni hemoragia arterială; și vii) după intervenția chirurgicală, starea rănii, înghițirea și mâncarea trebuie monitorizate.

Metoda de modelare utilizată în prezentul studiu are mai multe avantaje. În primul rând, procedura este simplă și are o rată scăzută a mortalității animalelor. În al doilea rând, durata necesară pentru formarea CAS este scurtă și modelul este ușor de construit, precum și stabil și fiabil. În al treilea rând, este posibil să se evalueze dacă formarea CAS este asociată cu modificări ale nivelului lipidelor plasmatice. Utilizarea ultrasunetelor Doppler color pentru a vizualiza CAS permite evaluarea exactă a stenozei și a plăcii. În cele din urmă, modificările patologice asociate cu CAS sunt similare la maimuțe și oameni; ca atare, acest model poate fi potrivit pentru studierea patogeniei CAS și a posibilelor intervenții medicamentoase. Împreună, aceste avantaje fac acest model potrivit pentru studierea prevenirii și controlului CAS și pot fi aplicate pe scară mai largă ca metodă de modelare nouă.

Cu toate acestea, prezentul studiu are unele limitări. În primul rând, dimensiunea eșantionului a fost relativ mică. Datorită costului obținerii maimuțelor cynomolgus și a limitărilor de finanțare, doar 12 animale experimentale au fost utilizate ca subiecți de cercetare în prezentul studiu. Cu toate acestea, dimensiunea eșantionului a fost suficientă pentru cerințele de bază. În al doilea rând, numai colorarea H&E a fost efectuată pentru histopatologie, iar analizele histologice și Doppler nu au fost repetate. Între timp, imaginile cu mărire mare nu au fost capturate. În al treilea rând, arterele ar fi trebuit să fie fixate prin perfuzie pentru a evalua mai bine modificările zonei lumenului. În cele din urmă, datorită metodei de zgârieturi utilizate, a existat o oarecare variație a leziunilor și gradului ulterior de formare a plăcii între indivizi. Pentru a aborda limitările menționate mai sus, autorii își propun să îmbunătățească treptat natura științifică a acestui model pentru studii viitoare.

Mulțumiri

Autorii doresc să mulțumească Centrului de creștere a animalelor de laborator din Yunnan Yinmore Biological Technology Co., Ltd. (Yunnan, China)

Finanțarea

Prezentul studiu a fost susținut de Proiectul de Știință și Cercetare al Departamentului Educației din provincia Sichuan (subvenția nr. 17ZB0472) și Proiectul Știință și Tehnologie al Biroului de Știință și Tehnologie din Luzhou (subvenția nr. 2016-176-13).

Disponibilitatea datelor și a materialelor

Toate datele generate sau analizate în timpul acestui studiu sunt incluse în acest articol publicat.

Contribuțiile autorilor

LZ și SF au proiectat studiul și au scris manuscrisul; YZ, JQ și YX au efectuat experimentele și au obținut date; SZ a analizat și interpretat datele și a finalizat manuscrisul; XZ și RP au asistat la efectuarea experimentelor și analiza datelor, au procesat imaginile și au corectat manuscrisul.

Aprobarea eticii și consimțământul de participare

Toate procedurile au fost aprobate de Comitetul de inspecție etică a experimentelor pe animale din Yunnan Yinmore Biological Technology Co., Ltd. (nr. YBT1602).

Consimțământul pentru publicare

Interese concurente

Toți autorii declară că nu au interese concurente.

• Amitriptilina inhibă steatohepatita nealcoolică și ateroscleroza indusă de dieta bogată în grăsimi
• Modelul anorexic Isabelle Caro, care a cântărit 68 de kilograme, a murit la 28 de ani
• Modelul anorexic a murit pe dieta cu fructe
• Un model de șobolan „umanizat” de pre-diabet prin hrănirea cu diete bogate în grăsimi la șobolanii wistar înțărcați
• Cașexia cancerului ca model pentru tratamentul obezității SpringerLink