Characteristics of arterial thrombus formation induced by FeCl3 in different concentration of FeCl3 and strains of mice

Abstract

Ferric chloride (FeCl3)로 유도한 혈전 모델은 혈전 연구에 가장 흔히 사용되고 있다. 그럼에도 불구하고 아직 해당 모델의 기전 및 특성들이 정확히 밝혀지지 않았다. 따라서 본 연구는 마우스에서의 이 모델에 대한 특성을 분석하고자 하였다. Institute of Cancer Research 마우스와 C57BL/6N 마우스에서 다양한 FeCl3 농도 (10%, 20%, 30%, 40%, and 50%, w/v) 에 따른 혈전 형성 및 안정성, 그리고 혈전 조성을 평가한 결과, FeCl3 농도가 높을 수록 두 마우스 종 모두에서 농도 의존적으로 혈전 생성이 가속화 되었으며, 혈전 크기와 안정성이 증가하였다. 또한, Institute of Cancer Research 마우스 종이 C57BL/6N 마우스 종에 비해 혈전 형성 속도와 안정성에서 FeCl3에 대한 더 높은 농도 의존성을 보였다. 혈전 조성을 평가한 결과, FeCl3 농도에 상관 없이 fibrin과 platelet이 높은 비중을 차지하였다. 반면, red blood cell (RBC)의 혈전 내 비중은 FeCl3 농도가 높을수록 증가하였으며 (p for trend <0.001), 혈관 폐색 시간과 역상관 관계를 나타내었다 (r = -0.65, p <0.001). Platelet과 fibrin은 혈전 내에서 고르게 분포 되어있던 반면, RBC는 FeCl3를 처리한 부위 근처에서 대부분 관찰되었다. Transmission electron microscopy를 통해 혈전을 관찰 한 결과, RBC들은 degranulated platelet으로 둘러 쌓여 있었다. 이러한 결과는 RBC의 platelet 활성화에 대한 역할을 제시한다. FeCl3로 유도한 혈전 모델에서, 다양한 FeCl3 농도에서 혈전은 농도 의존적으로 빠르고 크게 생성되지만, 안정적인 혈전 생성에는 높은 FeCl3농도가 필요하다. 마우스 종 또한 혈전 생성과 안정성에 영향을 미친다.

The ferric chloride (FeCl3)-induced thrombosis model is widely used for thrombosis research. However, it lacks standardization with uncertainty in the exact mechanism of thrombosis. This study aimed to characterize thrombus formation in a mouse model. We investigated thrombus formation and stability using various FeCl3 concentrations (10%, 20%, 30%, 40%, and 50%, w/v) in carotid arteries of the Institute of Cancer Research and C57BL/6N mice using the FeCl3-induced thrombosis model. We also investigated thrombus histopathology using immunohistochemistry and electron microscopy. Higher FeCl3 concentrations induced dose-dependent, faster, larger, and more stable thrombus formation in both strains of mice. However, the Institute of Cancer Research mice showed better dose-responses in thrombus formation and stability compared to the C57BL/6N mice. Thrombi were fibrin- and platelet-rich without significant changes across FeCl3 concentrations. However, the content of red blood cells (RBCs) increased with increasing FeCl3 concentrations (p for trend <0.001) and inversely correlated with time to occlusion (r = -0.65, p <0.001). While platelets and fibrin were evenly distributed over the thrombus, RBCs were predominantly located near the FeCl3 treatment area. Transmission electron microscopy showed that RBCs attached to and were surrounded by aggregates of degranulated platelets, suggesting their potential role in platelet activation. Faster and larger thrombus formation is induced in a dose-dependent manner by a wide range of FeCl3 concentrations, but the stable thrombus formation requires higher ferric chloride concentrations. Mouse strain affects thrombus formation and stability. RBCs and their interaction with platelets play a key role in the acceleration of FeCl3-induced thrombosis.