超声微泡递送靶向斑块内新生血管抑制APOE缺陷小鼠模型中的动脉粥样硬化斑块

Ultrasound Microbubble Delivery Targeting Intraplaque Neovascularization Inhibits Atherosclerotic Plaque in an APOE-deficient Mouse Model.

作者信息Hong Yuan, Haiqiang Hu, Jindong Sun, Mingjuan Shi, Huamin Yu, Cairong Li, Y U Sun, Zhijian Yang, Robert M Hoffman
PMID30150423
期刊In Vivo
发布时间2018-09
DOI10.21873/invivo.11342

实验完整度

包含体外微泡制备与表征、体内Apoe−/−小鼠动脉粥样硬化模型、UTMD治疗及组织学与免疫组化检测,但缺乏独立机制验证和长期随访。

主要模型

Apoe−/−小鼠动脉粥样硬化模型(高胆固醇饮食诱导) 野生型C57BL/6小鼠正常饮食对照 Targestar-SA微泡(超声造影剂)

重点核对

微泡与抗ICAM-1和恩度的偶联率(MBi 98.3%,MBie 63.5%) UTMD参数:1 MHz中心频率,声强2 W/cm²,占空比50%,治疗30 s,循环3次 微泡剂量:50 μl (1×10^8)每只小鼠,经眼眶后注射 恩度剂量:25 mg/kg,经眼眶后注射 治疗重复:48小时后以相同剂量和设置重复治疗

摘要

背景/目的:斑块内新生血管常与动脉粥样硬化中的斑块形成、发展和不稳定性以及临床症状相关。本研究旨在探讨一种通过超声靶向微泡递送(UTMD)靶向动脉粥样硬化APOE缺陷小鼠模型中斑块内新生血管来治疗动脉粥样硬化的新策略。材料与方法:通过给Apoe−/−小鼠喂食高胆固醇饮食诱导动脉粥样硬化小鼠模型,并通过苏木精-伊红染色和细胞间粘附分子1(ICAM-1)表达进行验证。通过将微泡与生物素化的ICAM1抗体(MBi)或同时与生物素化的抗ICAM1和血管生成抑制剂恩度(MBie)偶联来制备靶向微泡。通过落射荧光显微镜和流式细胞术分析靶向微泡。诱导动脉粥样硬化斑块的动物接受MBi或MBie后进行UTMD治疗。其他动物仅给予恩度治疗作为比较。治疗后进行动脉粥样硬化斑块的形态学评估。通过免疫组织化学分析检测血管生成标志物CD31的表达。结果:在APOE缺陷小鼠经30周高胆固醇饮食后,整个主动脉出现动脉粥样硬化斑块,并伴有显著的斑块内ICAM-1表达。微泡成功与抗ICAM-1和恩度偶联,偶联率分别为98.3%和63.5%。与模型对照相比,UTMD联合MBie显著减少动脉粥样硬化斑块面积(p<0.05)。与模型对照组相比,恩度和UTMD联合MBie治疗显著降低CD31表达(p<0.01)。与恩度和UTMD联合MBi组相比,UTMD联合MBie组对CD31表达的抑制作用显著更强(p<0.01)。结论:发现UTMD靶向斑块内新生血管可抑制动脉粥样硬化小鼠模型中的动脉粥样硬化斑块,表明微泡介导的超声技术在辅助药物递送治疗动脉粥样硬化方面具有潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
靶向斑块内新生血管的超声微泡递送能否抑制动脉粥样硬化斑块?
核心机制
UTMD介导的微泡靶向递送恩度,抑制斑块内新生血管(由CD31表达减少反映),从而减少动脉粥样硬化斑块面积。
主要证据
在Apoe−/−小鼠模型中,UTMD联合MBie治疗显著减少主动脉斑块面积(46.78±9.98% vs 68.99±19.62%,p<0.05),并显著降低CD31表达(p<0.01)。
研究意义
表明微泡介导的超声技术有望辅助药物递送治疗动脉粥样硬化。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动脉粥样硬化模型诱导与验证

建立并确认Apoe−/−小鼠动脉粥样硬化模型,验证斑块形成及ICAM-1表达。

Apoe−/−小鼠喂食高胆固醇饮食30周,通过大体观察、H&E染色和ICAM-1免疫组化验证斑块形成。

2

靶向微泡制备与表征

制备并验证偶联抗ICAM-1和恩度的靶向微泡。

使用Targestar-SA微泡,通过生物素-链霉亲和素偶联抗ICAM-1和恩度,通过荧光显微镜和流式细胞术表征偶联率和恩度结合量。

3

UTMD治疗动脉粥样硬化斑块

评估UTMD递送MBi或MBie对动脉粥样硬化斑块的影响。

将24只Apoe−/−小鼠分为4组:模型对照、恩度单药、MBi+UTMD、MBie+UTMD,进行治疗并重复一次。

4

斑块形态学评估与免疫组化

评估治疗后动脉粥样硬化斑块面积和新生血管标志物CD31的表达。

处死小鼠后,获取主动脉,测量斑块面积占比,并通过免疫组化检测CD31表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
Targestar-SA微泡Targeson Inc.--
生物素化ICAM-1抗体Abcam--
恩度Simcere Pharmaceutical--
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
落射荧光显微镜Olympus BX53--
流式细胞仪BD Accuri C6--
超声穿孔仪ArtisonSonitron
CD31抗体BD Biosciences--
辣根过氧化物酶偶联的抗兔IgG二抗Biosynthesis Biotechnology Co., Ltd.--
Image-Pro Plus 6.0图像分析软件Media Cybernetics--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型诱导
Apoe−/−小鼠性别、年龄、饮食配方及持续时间(30周)
阅读提示:Materials and Methods, Animal and atherosclerosis induction
微泡制备与表征
微泡类型、偶联物比例、孵育温度和时间、偶联率检测方法
阅读提示:Materials and Methods, Microbubble preparation
UTMD治疗
微泡剂量、恩度剂量、给药途径、UTMD参数(频率、强度、占空比、时间、循环次数)、治疗重复性
阅读提示:Materials and Methods, Treatment
斑块评估
主动脉取材范围、斑块面积测量方法、CD31免疫组化条件(抗体稀释、孵育时间)
阅读提示:Materials and Methods, Morphologic measurement and Histology and immunohistochemistry
统计分析
统计方法(t检验或ANOVA)、显著性水平(p<0.05)
阅读提示:Materials and Methods, Statistical analysis