A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
نقدم بروتوكول لدراسة التفاعلات البطانية-خلية حوطية الإنسان في الماوس باستخدام الاختلاف من هلام مصفوفة المكونات الأوعية الدموية الفحص.
Angiogenesis is the process by which new blood vessels are formed from existing vessels. New vessel growth requires coordinated endothelial cell proliferation, migration, and alignment to form tubular structures followed by recruitment of pericytes to provide mural support and facilitate vessel maturation. Current in vitro cell culture approaches cannot fully reproduce the complex biological environment where endothelial cells and pericytes interact to produce functional vessels. We present a novel application of the in vivo matrix gel plug assay to study endothelial-pericyte interactions and formation of functional blood vessels using severe combined immune deficiency mutation (SCID) mice. Briefly, matrix gel is mixed with a solution containing endothelial cells with or without pericytes followed by injection into the back of anesthetized SCID mice. After 14 days, the matrix gel plugs are removed, fixed and sectioned for histological analysis. The length, number, size and extent of pericyte coverage of mature vessels (defined by the presence of red blood cells in the lumen) can be quantified and compared between experimental groups using commercial statistical platforms. Beyond its use as an angiogenesis assay, this matrix gel plug assay can be used to conduct genetic studies and as a platform for drug discovery. In conclusion, this protocol will allow researchers to complement available in vitro assays for the study of endothelial-pericyte interactions and their relevance to either systemic or pulmonary angiogenesis.
الأوعية الدموية هي العملية التي من خلالها يتم تشكيل أوعية دموية جديدة من شبكة الأوعية الدموية الموجودة من قبل (1) وهو محور البحوث الجارية في العديد من مجالات تتراوح من التطور الطبيعي للمرض. وتنطوي هذه العملية الديناميكية انتشار وهجرة الخلايا البطانية (ECS) وتوظيف pericytes لبناء أنبوب الأوعية الدموية التي يتم توجيهها نحو الموقع الذي يحتاج الأكسجين والمواد الغذائية تسليم 2. لدراسة هذه العملية تتطلب الفحص الديناميكي على قدم المساواة، والأهم من واحد يمكن أن ألخص طبيعة ثلاثية الأبعاد من تشكيل الأنبوب. في المختبر وتم وضع المقايسات مصفوفة 3D لتلبية هذه الحاجة، وقد عملت بشكل جيد السماح للباحثين لتحديد الخطوات المنفصلة في المكان والزمان الذي الأوعية الدموية يحدث 3، 4، 5، 6. ومع ذلك، فإن هذه في المختبر 3D نماذج مصفوفة تقتصر على دراسة السفن غير perfused لد بالتالي تفتقر إلى العناصر الأساسية ذات الصلة في عملية تكوين الأوعية الدموية (على سبيل المثال، وتعميم النمو والعوامل المثبطة والتوتر غير طبيعي / القوات عبر السرير الوعائي) وتفشل في محاكاة بيئة معقدة موجودة في الأنسجة الحية. لمعالجة هذا القيد، وقد وضعت عدة في الجسم الحي المقايسات الأوعية الدموية 7، بما في ذلك جل مصفوفة المكونات الفحص التي ستكون محور تقريرنا 8 و 9.
فحص مصفوفة هلام المكونات هو في الجسم الحي الأوعية الدموية فحص الراسخة التي تناشد الباحثين، حيث أنه يوفر منصة قوية لاختبار أدوار الخلايا والمواد المختلفة في الأوعية الدموية. هلام مصفوفة هو متاح تجاريا حل الغشاء القاعدي الذي يفرز من Engelbreth-هولم-سرب (الصحة والسلامة) خط الخلية الماوس ساركوما أن يتصلب إلى مادة هلامية عند 37 درجة مئوية. هلام مصفوفة يمكن أن تكون مختلطة مع خلايا و / أو المواد، مثل عوامل النمو، وإنجيالمديرية تحت الجلد في الماوس. وسوف المضيف ECS تغزو المكونات أكثر من 14 يوما، تشكيل شبكة الأوعية الدموية، وتصبح مع perfused دم العائل. حتى الآن، وقد ركزت المقايسات المكونات هلام مصفوفة حصرا على دراسة السلوك الخلايا البطانية خلال الأوعية الدموية، ولكن، لعلمنا انه لم يتم يبذل أي جهد لتحديد ما إذا كان هذا الاختبار يمكن استخدام الخلايا البطانية للمشاركة في الثقافة وpericytes لدراسة كيفية تفاعل هذين النوعين من الخلايا اثنين خلال الأوعية الدموية. على وجه التحديد، فهم العلاقة بين ECS وpericytes هو قيمة لدراسة الأمراض حيث فقدان الأوعية الدموية هي مرضية، بما في ذلك نقص التروية الدموية الدقيقة وأمراض الأوعية الدموية الطرفية 10، 11، 12.
هنا، نحن تصف البروتوكول الذي يدخل pericytes المستمدة من الإنسان إلى خليط جل مصفوفة جنبا إلى جنب مع ECS البشري وعامل نمو الخلايا الليفية (bFGF). هذا الخليط ويمكن بعد ذلك يتم حقن تحت الجلد طن ظهر من الفئران SCID للسماح تشكيل، خلية حوطية المغلفة، والسفن الهجينة تعمل بكامل طاقتها. يصف بروتوكول لدينا كيفية إعداد سدادات هلام مصفوفة تحتوي على ECS الإنسان إما مع أو بدون pericytes الإنسان، والتنسيب في الفئران SCID وكيفية تحليل المقاطع النسيجية بالنسبة لنهايات الأوعية الدموية الحرجة.
أخلاقيات الإعلان: إجراءات التي تجرى على الحيوانات وافق عليها رعاية الحيوان واللجنة المؤسسية استخدم في جامعة ستانفورد كلية الطب.
ملاحظة: الحيوانات تحت التخدير مع 3٪ الأيزوفلورين المرذاذ والعرض 3٪ من غاز O 2. استخدام مرهم التعليم والتدريب المهني في العيون قد تساعد على منع جفاف بينما تحت التخدير.
1. خلية التحضير
2. مصفوفة تحضير هلام
3. مزيج مصفوفة هلام مع خلايا
4. إعداد ماوس
5. مصفوفة جل حقن
6. مصفوفة جل التوصيل العزلة: 14 أيام بعد الحقن
7. البارافين عملية مصفوفة جل التوصيل
8. أقسام وصمة عار مع الهيماتوكسيلين ويوزين وصمة عار (H & E) 13
9. وصمة عار الشرائح أخرى للالشعيرات الدموية الإنسان وPericytes
10. تحديد شعري كثافة والهيكل 14
وترد ممثل H & E ومناعي تلطيخ أقسام المكونات هلام مصفوفة في الشكل 2. أقسام من المفوضية الأوروبية المقابس فقط عرض بعض السفن التي في الغالب لا مع perfused الدم (الشكل 2 أعلى اليسار، السهام السوداء) في حين المقابس تحتوي على كل ECS وpericytes عرض ا?...
وقد ثبت المصفوفة هلام المكونات الاختبار لتكون وسيلة مريحة وقوية لتقييم تنظيم الجينات في الأوعية الدموية، والمركبات عائية وantiangiogenic في الجسم الحي، ولتكملة في المختبر الاختبارات. هنا، نحن تصف بالتفصيل رواية هلام مصفوفة المكونات فحص من الأوعية الدموية البشر...
No competing financial interests enclosed.
Dr. K. Yuan was supported by an American Heart Association Scientist Development Grant (15SDG25710448) and the Pulmonary Hypertension Association Proof of Concept Award (SPO121940). Dr. V. de Jesus Perez was supported by a career development award from the Robert Wood Johnson Foundation, an NIH K08 HL105884-01 award, a Pulmonary Hypertension Association Award, a Biomedical Research Award from the American Lung Association and a Translational Research and Applied Medicine award from Stanford University.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
PBS (Phosphate buffered saline) | Corning | 21-031-CV | |
0.25% Trypsin/0.53 mM EDTA | Corning | 25-053-CI | |
Endothelial Cell Media (ECM) kit | Sciencell | 1001 | includes media, EC growth supplement, and penicillin/streptomycin, each supplied at the appropriate volume for easy mixing |
Pericyte Media (PM) kit | Sciencell | 1201 | includes media, Pericyte growth supplement, and penicillin/streptomycin, each supplied at the appropriate volume for easy mixing |
primary human pulmonary microvascular endothelial cells | Pulmonary Hypertension Breakthrough Initiative | this cell type is also available commercially. Cells used at passage 1-4 | |
primary human pulmonary pericytes | Pulmonary Hypertension Breakthrough Initiative | this cell type is not available commercially, but brain paricytes are. Cells used at passage 1-4 | |
bFGF (basic Fibroblast Growth Factor) | Peprotech | 100-18B | stock solution is 50 μg/ml in 0.1% BSA in PBS, aliquots at 50 μl and stored at -20 degrees |
Matrigel Basement Membrane Matrix | BD | 356237 | |
28 G 1 cc Insluin Syringe | BD | 329410 | |
SCID (Severe Combined Immune Deficiency) mice | The Jackson Laboratory | 5557 | NOD.SCID IL2R gamma knockout strain is the best strain; 4-6 weeks of age |
1.5 ml microcentrifuge tubes, sterile | Thermo Fisher Scientific | 05-408-129 | |
15 ml screw top tubes, sterile | BD Biosciences | 352096 | |
PAP pen | Life Technologies | 8899 | |
hemocytometer | ThermoFisher Scientific | 02-671-6 | |
Nair hair removal cream | Walmart | ||
anti-human CD31 primary antibody | LifeSpan Biosciences | LS-B4737 | working solution is 1:50 |
anti-human Smooth Muscle actin CY3 primary fluorescent antibody | Sigma | C6198 | working solution is 1:300 |
goat anti-rabbit secondary antibody; 488/green | ThermoFisher Scientific | A-11008 | working solution is 1:250 |
Prolong Gold DAPI solution | Cell Signaling | 8961S | |
microscope slides | VWR | 48300-047 | |
no. 1.5 cover slips | Thermo Fisher Scientific | 12-544-D | |
citrate buffer 10x | Millipore | 21545 | |
extra fine surgical scissors | Fine Science Tools | 14084-08 | |
Formalin (paraformaldehyde) | Thermo Fisher Scientific | 245-685 | |
Tissue cassettes | Simport | M492-12 | |
goat serum | Dako | X0907 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved