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Dieser Artikel beschreibt ein einfaches Modell für die Stimulierung der Angiogenese im Rattengekröse. Das Modell stellt eine dramatische Steigerung der Kapillare sprießen, vaskulären Bereich und vaskuläre Dichte über einen relativ kurzen Zeit natürlich in einem Gewebe, das en face Visualisierung der gesamten mikrovaskulären Netzwerken bis auf die Ebene einzelner Zellen ermöglicht.
Microvacular Netzwerk Wachstum und Umbau sind kritische Aspekte der Wundheilung, Entzündung, diabetische Retinopathie, Tumorwachstum und anderen Krankheitszuständen 1, 2. Netzwerk-Wachstum wird im Allgemeinen Angiogenese, wie das Wachstum neuer Gefäße aus bereits bestehenden Gefäßen definiert zugeschrieben. Die angiogenen Prozess wird auch direkt an Arteriogenese verbunden, definiert als der Kapillare Erwerb einer perivaskuläre Zelle Beschichtung und Behälter Erweiterung. Unnötig zu sagen, ist die Angiogenese komplex und beinhaltet viele Spieler auf zellulärer und molekularer Ebene 3. Zu verstehen, wie ein mikrovaskulären Netzwerk wächst erfordert die Ermittlung der räumlichen und zeitlichen Dynamik entlang der Hierarchie eines Netzwerks über den zeitlichen Verlauf der Angiogenese. Diese Informationen sind kritisch für die Entwicklung von Therapien zu manipulieren Schiff Wachstum ausgerichtet.
Die Exteriorisation Modell in diesem Artikel beschrieben stellt ein einfaches, reproduzierbares Modell für stimuliertLating Angiogenese im Rattengekröse. Es wurde von Wundheilung Modelle der Rattengekröse 4-7 ausgebildet, und ist eine Alternative, um die Angiogenese im Mesenterium über ip Injektionen von pro-angiogenen Mittel 8, 9 zu stimulieren. Die Exteriorisation Modell ist attraktiv, weil es eine minimale chirurgische Eingriffe erfordern und für dramatische, reproduzierbare Erhöhung der Kapillare Sprossen, Gefäßbereich und Gefäßdichte innerhalb eines relativ kurzen zeitlichen Verlauf in einem Gewebe, das für die zweidimensionale Darstellung der gesamten mikrovaskulären Netzwerken ermöglicht bis zu einzelnen Zellebene. Das stimulierte das Wachstum spiegelt natürliche angiogene Antworten in physiologischer Umgebung ohne Störungen von ausländischen angiogenen Molekülen. Mit immunhistochemischen Methoden Kennzeichnung, ist dieses Modell als äußerst hilfreich erwiesen bei der Identifizierung neuer zellulärer Ereignisse an der Angiogenese beteiligt. Forscher können leicht korreliert die angiogenen Metriken während des Zeitverlaufs der Umbau mit der Zeit specific Dynamik, wie zum Beispiel zellulare phänotypischen Veränderungen oder zelluläre Wechselwirkungen 4, 5, 7, 10, 11.
1. Chirurgisches Vorgehen Set-Up Hinweise
2. Rattengekröse Exteriorisation Modell
3. Tissue Ernte und Fixierung
4. Tissue Immunmarkierung
PECAM Kolorimetrische Lableing
PECAM Fluorescent Labeling
5. Repräsentative Ergebnisse
Repräsentative Bilder Rattengekröse Gewebe immunhistochemisch für PECAM beschriftet sind in Abbildung 3 dargestellt. PECAM Kennzeichnung identifiziert alle Schiffstypen entlang der Hierarchie der Umbau mikrovaskuläre Netzwerke und können verwendet werden, um angiogenen Metriken zu bestimmten Zeitpunkten nach Stimulation zu quantifizieren. PECAM Kennzeichnung ermöglicht auch die Bestimmung von Arteriolen gegenüber Venolen. Zuführen Arteriolen typischerweise kleinere Durchmesser und länglichen Endothelzell-Morphologie im Vergleich zu paarenden Venolen (Abbildung 4). Kapillaren und Kapillare Sprossen können auf Basis ihrer Gefäßdurchmesser und die relative Position in einem Netzwerk identifiziert werden. Typische Merkmale der Umbau Netzwerke sind eine erhöhte Kapillar sprießen, Gefäßdichte, vaskularisierten Bereich und venulären tortuosITY. Quantifizierung verschiedener Metriken angiogenen identifiziert den zeitlichen Verlauf der das Wachstum des Netzwerks (5). Kapillar sprießen aus bereits bestehenden Gefäßen, Spitzen zwischen Tag 3 und Tag 5 und kehrt in den unstimulierten Niveau von Tag 10. Diese vorübergehenden Anstieg der Keimung wird durch Erhöhung der Gefäßdichte und vaskularisierten Bereich folgten. Als Beweis für die Neugestaltung von größeren Schiffen in diesem Modell ist die Zahl der Arteriolen und Venen Segmenten erhöht sich auch über den Zeitverlauf.
In unserem Labor ist dieses Modell verwendet, um zelluläre phänotypische Veränderungen bei bestimmten Zeitpunkt während dieser Umbauprozess 10, 11 zu identifizieren. Zum Beispiel identifiziert Klasse III β-Tubulin-Perizyten entlang angiogenetischen Gefäßen (Abbildung 6). In nicht stimulierten Geweben, ist der Klasse III β-Tubulin-Expression spezifischer Nerven. Im Gegensatz dazu auf dem Höhepunkt der Kapillare sprießen, wird der Klasse III β-Tubulin durch perivaskuläre Zellen exprimiert. Diese Artvon Ergebnis unterstreicht die Verwendung dieser einfachen und robusten angiogenen Modell, um neue Zelltypen im angiogenen Prozess beteiligt sind.
Abbildung 1. Bilder des Kunststoff-Bühne Pre-und Post-Modifikation. Die zuvor modifizierten Stufe ist ein 100 mm Petrischale. Modifikationen umfassen einen elliptischen Schnitt Loch in der Mitte und die anschließende Zugabe von Knetmasse oder Silikonkleber auf das Loch der Rand für die Schaffung einer erhöhten, glatte Oberfläche. Diese Oberfläche bietet eine innere Grenze, die Superfusion der exteriorisierten mesenterialen Fenstern erleichtert. Maßstabsbalken ist 1 cm.
Abbildung 2. Das Bild von exteriorisierten mesenterialen Region. Mesenteriale Fenster sind wie die dünne lichtdurchlässige Membranen zwischen den Arterien / Venen-Paare Fütterung der Dünndarm definiert. Während der ExteriorisationDauer ist die mesenterialen Bereich angelegt und in Kochsalzlösung eingetaucht in einem modifizierten Petrischale. Inerten gelben Modelliermasse bietet eine glatte Oberfläche für das Mesenterium, um durch die vorgestanzten Löcher gezogen werden. Maßstabsbalken ist 1 cm.
Abbildung 3. Repräsentative Bilder mesenterialen mikrovaskuläre Netzwerke von nicht stimulierten Gewebe und Gewebe bei 3 und 10 Tage nach der Entäußerung des Mesenteriums. PECAM Kennzeichnung identifiziert die Hierarchie der mikrovaskulären Netzwerken, einschließlich, Arteriolen (A), Venolen (V) und Kapillaren (C). Beitrag Stimulation, erscheint mikrovaskulären Netzwerken eine Zunahme der Kapillare sprießen (Pfeilspitzen) und Gefäßdichte. Maßstabsbalken ist 100 um.
Abbildung 4. Repräsentative Bilder Arteriole / Venole Paare innerhalb erwachsenen Ratte mesenterialen mikrovaskulären Netzwerks. In beiden Abbildungen können Arteriolen (A) von Venolen (V) basierend auf einem kleineren Durchmesser und relativ länglichen Endothelzell-Morphologie unterschieden werden. Scale-Bars sind 20 um.
Abbildung 5. Vertreter Quantifizierung der Angiogenese-Metriken über den zeitlichen Verlauf der mikrovaskulären Wachstum Beitrag Mesenterium Exteriorisation. A) Vascular Fläche pro Gewebebereich. B) Zahl der kapillaren Sprossen pro vaskulären Bereich. C) Gesamt vaskulären Länge pro vaskulären Bereich. * Steht für signifikanten Unterschied im Vergleich zu nicht stimulierten Gruppe. Statistische Vergleiche wurden mit einem One-Way ANOVA durch Dunn-Test gefolgt. (P <0,05). UN stellt unstimulierten.
Abbildung 6. Vertreter fluoreszierende Bilder von mesenterialen mikrovaskuläre Netzwerke von nicht stimulierten Gewebe und Gewebe bei 3 und 10Tag posten Exteriorisation des Mesenteriums. Immunfluoreszenz PECAM Kennzeichnung (rot) identifiziert Endothelzellen und Klasse III β-Tubulin-Kennzeichnung (grün) identifiziert Nerven (Pfeilspitzen) und perivaskulären Zellen (Pfeile). Perivaskulären Zellen transient hochreguliert Klasse III β-Tubulin während Kapillare sprießen. In unstimulierten mikrovaskulären Netzwerken ist Klasse III β-Tubulin-spezifischen Nerv und keine perivaskulären Zellen zu identifizieren. 3 Tage nach der Stimulation, Klasse III β-Tubulin-positiv markiert perivaskulären Zellen entlang Mikrogefäße. Am Tag 10, beginnt der Klasse III β-Tubulin-Expression auf den unstimulierten Szenario zurückkehren. Scale-Bar ist 50 um.
Abbildung 7. Bilder unterstützen die Machbarkeit der Tracking voretikettiert lokal applizierten Zellen während der mikrovaskulären Netzwerk Wachstum durch das Mesenterium Exteriorisation stimuliert. Die Zellen wurden über Mesenter superfundiertIC-Fenster während des 20-minütigen Zeitraum Exteriorisation. 1 Tag nach der Operation, DiI-markierten Zellen (rot) in der Brennebene Dame mit PECAM positiven Mikrogefäße (grün) beobachtet. A, B) Beispiele für DiI markiertem Knochenmarkszellen aufweist gerundet und Morphologien verlängert. In einigen Fällen (Pfeile)-Zellen wurden zusammen Mikrogefäße verlängert. C) Beispiel eines Clusters von DiI markiertem mesenchymalen Stammzellen in der Nähe der Spitze einer Kapillare sprießen (Pfeil). Scale-Bars sind 50 um (A), und 20 um (B, C).
Die Exteriorisation Modell wurde im Jahr 2006 gemeldet und wird von früheren mechanischen Verletzung Rattengekröse Modellen der Angiogenese 7.4 angepasst und führt zu ähnlichen Ergebnissen zu etablierten ip Injektion Modelle, die Nutzen aus der Rattengekröse 9. Die 20 Minuten Exteriorisation Zeit wurde experimentell bestimmt, um eine robuste angiogene Reaktion zu erzeugen. Während dieses Zeitraums konnte variiert werden, gestattet aber die für die lokale Anwendung von angiogenen Inhibitoren 4 für mechanistische Studien und direkte Anwendung von exogenen Zellen für die Zelllinie Studien. Machbarkeit der Zelle Einbau in Umbau mesenterialen Gewebe wird durch Voruntersuchungen in unserem Labor mit voretikettiert Knochenmarkszellen und mesenchymalen Stammzellen (Abbildung 7), und durch den Erfolg der Untersuchung des Schicksals der menschlichen Fettgewebe gewonnene Stromazellen Injektion IP 14 unterstützt . In unserem Labor haben wir dieses Modell verwendet, um Perizyten phen identifizierenotypic Veränderungen über den Zeitverlauf der angiogene Antwort 10 und die angiogene Potential bei pathologischen Bedingungen, wie Bluthochdruck 12 zu bewerten. Die angiogene Reaktion und Zell-Phänotyp bei diesem Modell Veränderungen verbunden sind, können auch in anderen Ratte mesenterica angiogenen Modelle einschließlich chronischer Hypoxie Exposition 10, 11 beobachtet werden.
Eine Begrenzung der Exteriorisation Modells ist, dass die genauen Mechanismen der Angiogenese auszulösen unbekannt sind. Veräußerlichung des Mesenteriums hat Mastzelldegranulation und erhöhte Histamin-Spiegel 6 in Verbindung gebracht worden, dennoch sind weitere Untersuchungen nötig, um mehr Einblick zu gewinnen. Die angiogenen Stimulus ist zweifellos multifaktorielle und produziert einen robusten Umbau Reaktion über die Hierarchie eines mikrovaskulären Netzwerk. Während die unbekannte Mechanismen eine große Kritik an diesem Modell zu bleiben, machen ihre Reproduzierbarkeit und Einfachheit sie attraktiv für die Identifizierung von zellulären Dynamik INVOLved in der Natur aus komplex Kapillare Keimenprozeß. Die Reproduzierbarkeit des Modells wird durch angiogenen vergleichbar Metriken über den zeitlichen Verlauf der mikrovaskulären Netzwerk Wachstum über mehrere Rattenstämmen (männliche Wistar und weiblichen Sprague-Dawley) in zuvor veröffentlichten Studien aus unserem Labor 10, 12 unterstützt. Da die Mehrheit der erwachsenen Ratte mesenterica Gewebe vaskularisiert sind, erlaubt das Modell auch für mehrere Gewebe für jedes Tier untersucht werden. Leider ist dieses Modell nicht für offensichtlich genetische Mausmodelle als Maus mesenterialen Fenster weniger nativen Vaskularisierung haben und nach unserer Erfahrung, häufig fehlt es beobachtbar Verzweigung Netzwerke. Zukünftige Anwendungen umfassen die Untersuchung von Schiff-Funktionalität während der Angiogenese mit intra-vital-Mikroskopie zu bestimmten Zeitpunkten und die Untersuchung der damit verbundenen zellulären Dynamik in Lymphangiogenese und Neurogenese beteiligt. Obwohl das Ausmaß der nativen Vaskularisierung pro mesenterialen Fenster scheint rou seinHinzu kommen rd proportional mit dem Alter haben wir beobachtet, Verzweigung mikrovaskulärer Netzwerke in männlichen Wistar-Ratten im Alter von 4-5 Wochen alt. Diese Beobachtungen legen nahe, dass das Modell auch konnte Exteriorisation angewandt, um die Unterschiede zwischen den Altersgruppen angiogenen zu vergleichen.
Wir haben nichts zu offenbaren.
Und der Tulane Hypertonie und Nieren Center of Excellence von NIH finanziert P20RR017659-08 (PI: Diese Arbeit wurde vom Board of Regents des Staates Louisiana LEQSF (2009-12)-RD-A-19 (WL Murfee PI) unterstützt : L. Gabriel Navar).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name | Firma | Katalog-Nummer | Zusätzliche Kommentare |
Drapieren | Cardinal Health | 4012 | 12 "x12" Bio-Shield Regelmäßige Sterilisationstücher |
Noyes Micro Scissor | Roboz Surgical Instrument | RS-5677 | Noyes Micro Dissecting Frühling Schere; Gerade, spitz-stumpfen Spitzen; 13mm Cutting Edge; 0,25 mm Strichstärke, 4 1/2 "Gesamtlänge |
Graefe Forcep | Roboz Surgical Instrument | RS-5135 | Micro Dissektionszangen; Serrated; leichten Kurve, 0,8 mm Strichstärke; 4 "Länge |
Graefe Forcep | Roboz Surgical Instrument | RS-5130 | Micro Dissektionszangen, gezahnt, gerade, 0,8 mm Strichstärke; 4 "Länge |
4-0 Naht | ETHICON | 699g | (1,5 metric) Ethilon Nylonnaht Schwarz Monofilament |
5-0 Naht | ETHICON | 8556 | (1,0 metric) PROLENE Polyprolene Suture Blau Monofilament |
7-0 Naht | ETHICON | 1647G | (0,5 metric) Ethilon Nylonnaht Schwarz Monofilament |
Castroviejo Micro Nadelhalter | Fine Science Tools | 12060-02 | Tipp Breite: 0,6 mm Einspannlänge: 5mm Länge: 9cm Gerade Spitze |
Castroviejo Nadelhalter | Fine Science Tools | 12565-14 | Tipp Form: Gerade Tipp Breite: 1.5mm Einspannlänge: 10mm Schere: Keine Anschluss: Ja Länge: 14cm Serrated: Ja |
Skalpellgriff | Roboz für chirurgische Instrumente | RS-9843 | Skalpellgriff, # 3, Massive, 4 "Länge |
Sterile chirurgische Klinge | Cincinnati Surgical | 0110 | Edelstahl, Größe 10 |
Petrischale | Fisher Scientific | 08-757-13 | Abgeschrägte Ridge, rutschfähigen |
Tabelle der spezifischen chirurgischen Materialien und Werkzeugen.
Name | Firma | Katalog-Nummer | Zusätzliche Kommentare |
Beuthanasia | Schering-Plough Animal Health Corp Union (bestellt MWI Veterinary Supply) | MWI #: 011.168 | Wirkstoff: pro 100ml, 390 mg Pentobarbital-Natrium, 50mg Phenytoinnatrium |
Ketamin | Fort Dodge Animal Health (bestellt MWI Veterinary Supply) | MWI #: 000.680 | Kateset 100 mg / ml |
Xylazin | LLOYD. Inc. (Bestellt MWI Veterinary Supply) | MWI #: 009.307 | Anased 100 mg / ml |
Saline | Hospira Inc. | 94 bis 217-JT | |
PBS | SIGMA | 011M8207 | |
Saponin | Sigma | BCBB4080 | |
PECAM (CD31) | BD Pharmingen | 553371 | |
Streptavidin-Cy3 | Jackson ImmunoResearch | 016-160-084 | |
BSA | Jackson ImmunoResearch | 096555 | |
Vectastain Elite ABC | Vector Laboratories | PK-6100 | |
Vector Red Nova | Vector Laboratories | SK-4800 | |
VectaMount | Vector Laboratories | H-500 |
Tabelle der spezifischen Reagenzien
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