Das beschriebene Projekt wurde von Preis Numbers R01 HL064761, R25 HL059868, 1SC1 HL099139 und P20 MD000175 Form National Institutes of Health unterstützt. Der Inhalt ist ausschließlich in der Verantwortung der Autoren und stellen nicht notwendigerweise die offizielle Meinung der National Institutes of Health.

1. Isolierung von Ratten mesenterialen kleinen Arterie <ol><li> Anesthetize Tier mit Isofluran in einer geschlossenen Kammer, und wischen Sie den Bauch mit Alkohol. </li><li> Führen Sie eine mid-line Laparotomie zu mesenterialen Bett aussetzen. </li><li> Mit einer Schere entfernen ca. 85 cm des Darms mit der Fütterung Gefäßsystem mit der A. mesenterica superior. Schneiden Sie das proximale Ende der Darmabschnitt in der Nähe des Pylorus und das distale Ende in der Nähe des ileo-coecal Kreuzung. Segmente des Darms von Ratten, die tief mit Isofluran und eingeschläfert durch offenen Brustkorb Herzpunktion isoliert sind. </li><li> Platziert herausgeschnitten Abschnitt in einer beschichteten Petrischale mit PSS und führen Sie die Dissektion der A. mesenterica bei Raumtemperatur. </li><li> Pin auf der proximalen Ende des Darms auf der rechten Seite und Stift heraus den Rest der intestineina Gegenuhrzeigersinn (ieproximal Ende auf der linken Fütterung Gefäßsystem auf der anderen Seite des Darms). </li><li> Dissect aus der Branche II und III Segmenten zusammen mit einem Stück des proximalen Segments. </li><li> Dissect aus der Vene und die Arterie zu isolieren (mit V-förmigen Verzweigung) und reinigen Sie sie durch das Entfernen der Fett-und Bindegewebe. Vermeiden Sie direkten Kontakt mit der Arterie, indem Sie vorsichtig mit einer Pinzette und Schneiden durch die Membran des Bindegewebes. </li></ol> 2. Montage des Schiffes <ol><li> Schneiden Sie zwei kurze Abschnitte (≈ 4 cm) von einem 40 um Wolfram-freien Edelstahl-Draht, und mit einer feinen Pinzette, stecken Sie ein in das Lumen des jeweiligen Arterie dabei nicht an das Endothel beschädigt. Verwenden Sie die Drahtspitze zum Lumen öffnen, wenn notwendig. Blut strömte aus dem Behälter ist ein gutes Zeichen das Lumen ist eröffnet. </li><li> Füllen Sie den Myographions Kammer mit physiologischer Kochsalzlösung (PSS; mM: 115 NaCl, 4,7 KCl, 1,4 MgSO 4 .7 H 2 O, 5 NaHCO 3, 1,2 K 2 HPO 4, 1,1 Na 2 HPO 4, 1,0 CaCl 2, 20 HEPES und 5 Glucose, pH 7,4) mit Ascorbinsäure (100 uM) bei 37 ° C und mit einer Pinzette vorsichtig übertragen threaded Gefäßsegment aus der Petrischale in die Kammer bei Raumtemperatur und übertragen Sie die herausgeschnittenen proximalen Gefäßabschnitt der Myographions Kammer und ziehen Sie den Ende entlang des Drahtes, um es in das Gefäß zu ernähren. Vermeiden Sie Strecken des Schiffes. </li><li> Sichern Sie das nahe Ende des Drahtes unter dem in der Nähe Befestigungsschraube auf der rechten Unterkiefer verbunden bis in den Mikrometerbereich gegen den Uhrzeigersinn. Fangen Sie das freie Ende des Drahtes mit einer Pinzette und sichern Sie es unter dem weit Befestigungsschraube auf der rechten Unterkiefer im Uhrzeigersinn. Stellen Sie sicher, dass das Schiff Segment entlang des Drahtes in die Lücke zwischen den Backen ist ohne jeden Kontakt mit dem Kiefer selbst entfernt. </li><li> Schrauben Sie die Kiefer auseinander und richten Sie den zweiten Draht parallel mit dem Schiff und setzen Sie sie in das Ende des Lumen. Vorsichtig den Draht durch das Lumen des Gefäßes Segment in einer Bewegung über die bereits montierte Kabel als Leitfaden. Halten Sie den Draht ca. 1 cm aus dem Behälter zu vermeiden, Stretching es während des Manövers, und berühren Sie das Endothel. </li><li> Schrauben Sie die Kiefer zusammen und gewährleisten, dass die zweite Montage Draht bewegt sich unterhalb des ersten auf der rechten Unterkiefer befestigt. </li><li> Sichern Sie das nahe Ende des zweiten Drahtes im Uhrzeigersinn unter dem in der Nähe Befestigungsschraube des linken Unterkiefers mit dem Wandler. </li><li> Sichern Sie das andere Ende des Drahtes unter die Befestigungsschraube auf der linken Backe, und ziehen Sie den Draht zu strecken. </li><li> Nach Montage abgeschlossen ist, setzen Sie den Motor in der &quot;Montage-Menü&quot; und starten Sie die Normalisierung des Schiffes. </li></ol> 3. Normalisierung Das Auto Dual Wire Myographions System-510A verfügt über eine automatische Normalisierung Funktion, die von der &quot;Normalisierung&quot; Menü beurteilt wird und ermöglicht das Schiff zu einem normalisierten Innenumfang nach einem standardisierten Verfahren werden nach dem Protokoll des Herstellers gestreckt nach Äquilibrierung für 30 min bei 37 ° C. Eine exponentielle Kurve wird dann an den Innenumfang Druckdaten ausgestattet. Das Verfahren legt die Lumendurchmesser (d 100), dass die Arterie würde in vivo gehabt haben, wenn entspannt und unter einem transmuralen Druck von 100 mmHg 1 Die Normalisierung Parameter für Ratten A. mesenterica sind wie folgt.: <ol><li> Ziel transmuralen Druck = 13,3 kPa (100 mm Hg). </li><li> Time = 60 sec, Dauer der einzelnen Schritte der Normalisierung. </li><li> IC 1 / IC 100 = 0,9 (IC 1 = normalisierte Innenumfang, IC 100 = Innenumfang entsprechende Soll-Druck. </li><li> Okular-Kalibrierung 2 * Δ (mm / Okular Division), 2-Delta ist für die Programmierung von Gründen. </li></ol> Messen Sie die Länge der montierten Mesenterialarterie unter dem Mikroskop Okular Lesungen, wenn die Haarlinien über die Nähe und Ferne Enden der montierten Behälter Segm sindENT. Kurz gesagt, ist die Länge der montierten Gefäßsegment bei maximaler Vergrößerung mit einem geeichten Okular Okular in den Dissektionsmikroskop gemessen. Das Okular Lesung mit Haar-line über das Ende des Segments (a 1) und das nahe Ende des Segments (a 2) in okulären Divisionen sind gemessen und aufgezeichnet. Diese Werte, mit der Mikrometer-Lesungen, werden vor und nach dem Dehnen des Schiffes erfasst und in den Menüs für das Programm, um die angepasste Kurve und der Innendurchmesser entsprechend dem Ziel transmuralen Druck von 100 mm Hg berechnet In unseren Untersuchungen wurden die Arterien mit dem Lumen Durchmesser d 1 Satz = 0,9 xd 100, wo aktive Kraftentwicklung maximal ist. Aktive Kraft Entwicklung von ≥ 10 mN in Ratte Mesenterialarterien wird als optimal für Experimente, um fortzufahren. Gewebe mit niedriger aktive Kraft, wurden verworfen. 4. Messung von Reaktionen Nach der Normalisierung sind die mechanischen und funktionellen Eigenschaften der Gefäße, indem Sie eine &quot;Standard-start&quot;, die anspruchsvolle Schiffe umfasst mit wiederholten Anwendungen (in der Regel 2 oder 3) von 5 uM Phenylephrin (PE), um reproduzierbare Kontraktionen erhalten wieder aktiviert. Ein typischer &quot;standard start&quot; in unserem Labor besteht aus einer Reihe von Reizen und Auswaschung Perioden wie folgt: <ol><li> Ersetzen Myographions Kammerdeckel und starten Belüftung mit 95% Luft und 5% CO 2. </li><li> Kammer füllen mit frischem PSS (mit 100 uM Ascorbinsäure) </li><li> Contract Schiff mit 5 uM PE für 5 min und 4 x waschen mit PSS-Puffer. </li><li> Nach der letzten Waschung, Nachfüll-Kammer mit PSS und warten Sie 3 Minuten vor dem Wiederholen der Schritte (ii) und (iii). </li></ol> Nach der Standard-Start wird die Arterie bereit für das Experiment. Eine Lockerung der kontrahierten Schiffe werden durch kumulative Zugabe von steigenden Konzentrationen von CaCl 2 (- 4 mM 0,5) bewertet. Als Inhibitoren werden verwendet, Schiffe werden mit den Verbindungen in die Myographions Kammer für 20 min und präsentieren während des Assays vorinkubiert. 5. Data Analysis Die &quot;Normalisierung&quot; Daten für Schiffe und Kraft Kurven direkt in Text umgewandelt, wurden mit dem SigmaPlot 11,0 Grafik-Programm (Systat Software, Point Richmond, CA) analysiert und dargestellt, wie in Abbildung 1 dargestellt. Konzentrations-Wirkungs-Daten aus den Kurven berechnet wurden durch die Bestimmung EC 50-Werte aus den experimentellen Daten angepasst, um ein Vier-Parameter logistische Funktion in der Pharmakologie-Menü des Programms analysiert. Vergleiche zwischen den Gruppen und innerhalb der Gruppen wurden von One Way Analysis of Variance (ANOVA) und Unterschiede mit p &lt;0,05 werden als signifikant durchgeführt. 6. Repräsentative Ergebnisse: <table border="1"><tbody><tr><th> Parameters </th><th> Wistar </th><th> Dahl Salz-Sensitive </th><th> Dahl Salz-Resistant </th></tr><tr><td> L 100 (um) </td><td> 83,26 ± 2,33 </td><td> 91,52 ± 4,67 </td><td> 117,45 ± 8,43 * </td></tr><tr><td> X 1 </td><td> 604,21 ± 41,97 </td><td> 752,24 ± 85,25 </td><td> 745,84 ± 110,09 </td></tr><tr><td> r 2 </td><td> 0,99 ± 0,003 </td><td> 0,97 ± 0,008 </td><td> 0,97 ± 0,007 </td></tr></tbody></table> * Der Unterschied zwischen L 100 Werte für Wistar und DR sind statistisch signifikant. Shapiro-Wilk Test auf Normalverteilung bestanden (p = 0,588); gleiche Varianz Test bestanden (p = 0,237). L 100 = Innendurchmesser des montierten Segment entsprechend dem angestrebten transmuralen Druck. X 1 = Die Mikro-Stellungsregler Einstellung erforderlich, um die Montage Schiffes, seine normalisiert Innenumfang (dh der Wert der Mikrometer-Lesung in denen Versuche durchgeführt wurden) zu dehnen. r 2 = Regressionskoeffizient für Sitz (X i, Y i) zu einer exponentiellen Kurve. NB: Die genaue Vorgehensweise ist im Handbuch für den 510A Myographions System 6 beschrieben. Tabelle 1. Beispiel Read-Out der Normalisierung Parameter für Mesenterialarterie Segmente aus Wistar, DS und DZ ab Basic-Programm in der &quot;Normalisierung Menu&quot; gezeigt. Die Werte sind Mittelwerte (± SEM) von 5 Tieren. * Die Unterschiede zwischen L 100 Werte für Wistar und DS sind statistisch signifikant (p &lt;0,05). <table border="1"><tbody><tr><th> Wistar </th><th> DS </th><th> DR </th></tr><tr><td> 14,2 ± 0,6 </td><td><strong&gt; 25,8 ± 2,7 * </td><td> 20,9 ± 1,3 * </td></tr></tbody></table> Tabelle 2. Entwickelt Spannungen (mN) in mesenterialen Arterien von Wistar, DS-und DR-Ratten isoliert, folgende Anwendungen von 5 uM PE in jedes Gefäß. Angegebenen Werte sind Mittel (± SEM) von 6-8 Tieren. * Signifikant verschieden von Wistar Kontrollen (p &lt;0,05). <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/3119/3119fig1.jpg" /> Abbildung 1. Ca 2 + e-induzierte Relaxation von PE-Vertrag A. mesenterica aus einer Wistar-Ratte montiert in einem Draht Myographions in physiologischer Kochsalzlösung mit 1 mM Ca 2 +. Die Arterie wurde equilibriert für 30 min bei 37 ° C mit konstanter Belüftung und Antworten auf Ca 2 + e bestimmt. Eine repräsentative Kraft Tracing bei Zugabe von 5 uM PE durch kumulative Zugabe von Ca 2 + gefolgt wird angezeigt. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/3119/3119fig2.jpg" /> Abbildung 2. Ca 2 + e-induzierte Relaxation von PE-Vertrag A. mesenterica aus einer DS Ratte montiert in einem Draht Myographions in physiologischer Kochsalzlösung mit 1 mM Ca 2 +. Die Arterie wurde equilibriert für 30 min bei 37 ° C mit konstanter Belüftung und Antworten auf Ca 2 + e bestimmt. Eine repräsentative Kraft Tracing bei Zugabe von 5 uM PE durch kumulative Zugabe von Ca 2 + gefolgt wird angezeigt. Ca 2 + Entspannung war schwer in diesem Gewebe im Vergleich zu denen von Wistar-und DR-Ratten beeinträchtigt. <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/3119/3119fig3.jpg" /> Abbildung 3. Ca 2 + e-induzierte Relaxation von PE-Vertrag A. mesenterica aus einer DR Ratte montiert in einem Draht Myographions in physiologischer Kochsalzlösung mit 1 mM Ca 2 +. Die Arterie wurde equilibriert für 30 min bei 37 ° C mit konstanter Belüftung und Antworten auf Ca 2 + e determined.A Vertreter Kraft Tracing bei Zugabe von 5 uM PE durch kumulative Zugabe von Ca 2 + gefolgt wird angezeigt. <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/3119/3119fig4.jpg" /> Abbildung 4. A. [Ca 2 +] e-Wirkungs-Kurven. B. Balkendiagramm mit EC 50-Werte für Entspannung durch Anpassen der Daten an ein Vier-Parameter logistische curve.C.CaR Ausdruck in mesenterialen Arkaden von DR und DS Ratten isoliert bestimmt.

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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+chronic+sensory+denervation+on+Ca2+-induced+relaxation+of+isolated+mesenteric+resistance+arteries.">Effect of chronic sensory denervation on Ca2+-induced relaxation of isolated mesenteric resistance arteries.</a> Am. J. Physiol. 274, 1655-1661 (1998).</li><li>Mupanomunda, M. M., Ishioka, N., Bukoski, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interstitial+Ca2++undergoes+dynamic+changes+sufficient+to+stimulate+nerve-dependent+Ca2+-induced+relaxation.">Interstitial Ca2+ undergoes dynamic changes sufficient to stimulate nerve-dependent Ca2+-induced relaxation.</a> Am. J. Physiol. 276, 1035-1042 (1999).</li><li>Mupanomunda, M. M., Tian, B., Ishioka, N., Bukoski, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Renal+interstitial+Ca2+.">Renal interstitial Ca2+.</a> Am. J. Physiol. Renal Physiol. 278, F644-F649 (2000).</li><li>Awumey, E. M., Hill, S. K., Diz, D. I., Bukoski, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytochrome+P-450+metabolites+of+2-arachidonoylglycerol+play+a+role+in+Ca2+-induced+relaxation+of+rat+mesenteric+arteries.">Cytochrome P-450 metabolites of 2-arachidonoylglycerol play a role in Ca2+-induced relaxation of rat mesenteric arteries.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 294, 2363-2370 (2008).</li><li>Chen, W., Bergsman, J. B., Wang, X., Gilkey, G., Pierpoint, C. R., Daniel, E. A., Awumey, E. M., Dauban, P., Dodd, R. H., Ruat, M., Smith, S. 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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dietary+Ca2++and+blood+pressure:+evidence+that+Ca2+-sensing+receptor+activated+sensory+nerve+dilator+activity+couples+changes+in+interstitial+Ca2++with+vascular.">Dietary Ca2+ and blood pressure: evidence that Ca2+-sensing receptor activated sensory nerve dilator activity couples changes in interstitial Ca2+ with vascular.</a> 16, 218-221 (2001).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Bluthochdruck ist eine der Hauptursachen für Herz-Kreislauf-, Hirn-und renale Morbidität / Mortalität. Das Auftreten von Bluthochdruck ist hoch in der Bevölkerung und Salz-sensitive Bluthochdruck ist besonders hoch in der Alterung der Bevölkerung, und häufiger in Schwarze als Weiße. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen sein, die Tendenz der Schwarzen zu Natrium in den Nieren 9 behalten. Salz-Sensitivität ist ein wesentlicher Faktor für Nierenerkrankungen und ist mit einer endothelialen Dysfunk...

<table border="1"><tbody><tr><th> Name des Gerätes / Reagenz </th><th> Firma </th><th> Katalog-Nummer </th><th> Kommentare (optional) </th></tr><tr><td> Auto Dual Wire Myographions System-510A DMT-USA, Inc. </td><td> Atlanta, GA. </td><td> 100151 </td><td></td></tr><tr><td> PowerLab/4SP Data Acquisition System </td><td> ADInstruments, Colorado Springs, CO </td><td> ML750 </td><td> Neue Modelle mit 4-16 Eingangskanäle zur Verfügung. </td></tr><tr><td> Dell Dimension XPS Gen 4 Computer </td><td> Dell </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Stemi SV II (Apo) Präparation Mikroskop mit Ocular </td><td> Carl Zeiss International. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Wistar, Dahl Salz-und Kleinschreibung, Dahl Salz-resistenten Ratten </td><td> Harlan Sprague Dawley, Indianapolis, IN. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Rodent Chow </td><td> Harland Tekland, Madison, WI. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Phenylephrin </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Andere Chemikalien </td><td></td><td></td><td> Alle verwendeten Chemikalien wurden von den reinsten Sorten im Handel erhältlich. </td></tr></tbody></table>

mesenteric artery contraction and relaxation studies using automated wire myography

Proximal Widerstand Schiffe, wie die Arteria mesenterica, tragen wesentlich zu den peripheren Widerstand. Diese kleinen Schiffe zwischen 100-400 um Durchmesser Funktion in erster Linie bei der Leitung der Blutfluss zu den verschiedenen Organen nach den allgemeinen Vorschriften des Körpers. Die Ratte A. mesenterica hat einen Durchmesser von mehr als 100 um. Die Myographie Technik, die zuerst von Mulvay und Halpern 1 beschrieben, wurde die Methode durch Bevan und Osher 2 vorgeschlagen basiert. Die Technik bietet Informationen über kleine Gefäße unter isometrischen Bedingungen, in denen wesentliche Verkürzung der Muskel-Präparat wird verhindert. Da die Kraft der Produktion und der Empfindlichkeit der Gefäße auf verschiedene Agonisten ist abhängig vom Ausmaß der Dehnung, nach aktive Spannung Länge Zusammenhang ist es wichtig, zu einer Kontraktion Studien unter isometrischen Bedingungen durchzuführen, um die Einhaltung der Montage Drähte zu verhindern. Edelstahl Drähte sind mit Wolfram-Drähten aufgrund der Oxidation des letzteren, die aufgezeichneten Antworten 3 betrifft bevorzugt. Die Technik ermöglicht den Vergleich der Agonisten-induzierten Kontraktionen montiert Schiffe, Beweise für die normale Funktion der glatten Gefäßmuskelzellen Rezeptoren zu erhalten. Wir haben in mehreren Studien gezeigt, dass isolierte mesenterialen Arterien, die mit phenylyephrine zusammengezogen sind bei der Zugabe von kumulativen Konzentrationen von extrazellulärem Calcium (Ca 2 + e) zu entspannen. Die Ergebnisse führten uns zu, dass perivaskulären sensorischen Nerven, die die G-Protein-gekoppelten Ca 2 +-Sensing-Rezeptor (CAR) zum Ausdruck zu schließen, vermitteln diese Vasorelaxation Antwort. Mit einer automatisierten Draht Myographie Methode zeigen wir hier, dass Mesenterialarterien von Wistar, Dahl Salz-und Kleinschreibung (DS) und Dahl salzresistente (DR) Ratten reagieren unterschiedlich auf die Ca 2 + e. Gewebe von Wistar-Ratten zeigten höhere Ca 2 +-Sensitivität im Vergleich zu denen von DR und DS. Reduzierte CaR Ausdruck in Mesenterialarterien von DS Ratten korreliert mit reduzierten Ca 2 + e-induzierte Relaxation von isolierten, pre-Vertrag Arterien. Die Daten deuten darauf hin, dass das Auto für Entspannung Mesenterialarterien unter erhöhtem adrenerge Ton erforderlich ist, wie es bei Bluthochdruck und zeigen einen angeborenen Defekt in der Car-Signalweg in Dahl Tiere, die viel schwerer in DS ist. Die Methode ist hilfreich bei der Bestimmung Gefäßreaktivität ex vivo in mesenterialen Widerstand Arterien und ähnliche kleine Blutgefäße und Vergleiche zwischen verschiedenen Agonisten und / oder Antagonisten können einfach und konsistent bewertet werden Side-by-side 6,7,8.

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Mesenteric Artery Contraction and Relaxation Studies Using Automated Wire Myography

Eine automatisierte Myographie Methode zur Kraftmessung in isolierten mesenterialen Arterien beschrieben. Es beschäftigt Mulvany-Halpern Auto Dual Wire Myographions 510A, um Antworten auf Phenylephrin und extrazelluläres Calcium zu bestimmen. Die Methode ermöglicht eine konsistente Bestimmung der isometrischen Antworten auf Agonisten in kleinen Gefäßen mit einem Durchmesser von 60 bis 300 um, unabhängig.

A. mesenterica Kontraktion und Entspannung Studies Verwendung automatisierter Draht Myographie

Proximal resistance vessels, such as the mesenteric arteries, contribute substantially to the peripheral resistance. These small vessels of between ...

mesenteric-artery-contraction-relaxation-studies-using-automated-wire

Research

JoVE Journal

Medicine

28.4K Aufrufe.  North Carolina Central University, Durham. Eine automatisierte Myographie Methode zur Kraftmessung in isolierten mesenterialen Arterien beschrieben. Es beschäftigt Mulvany-Halpern Auto Dual Wire Myographions 510A, um Antworten auf Phenylephrin und extrazelluläres Calcium zu bestimmen. Die Methode ermöglicht eine konsistente Bestimmung der isometrischen Antworten auf Agonisten in kleinen Gefäßen mit einem Durchmesser von 60 bis 300 um, unabhängig.

Serie: Mesenteric Artery Contraction and Relaxation Studies Using Automated Wire Myography

Assessing Myogenic Response and Vasoactivity In Resistance Mesenteric Arteries Using Pressure Myography

Small resistance arteries constrict and dilate respectively in response to increased or decreased intraluminal pressure; this phenomenon known as myogenic response is a key regulator of local blood flow. In isobaric conditions small resistance arteries develop sustained constriction known as myogenic tone (MT), which is a major determinant of systemic vascular resistance (SVR). Hence, ex vivo&#160;pressurized preparations of small resistance arteries are major tools to study microvascular function in near-physiological states. To achieve this, a freshly isolated intact segment of a small resistance artery (diameter ~260 &#956;m) is mounted onto two small glass cannulas and pressurized. These arterial preparations retain most in vivo characteristics and permit assessment of vascular tone in real-time. Here we provide a detailed protocol for assessing vasoactivity in pressurized small resistance mesenteric arteries from rats; these arteries develop sustained vasoconstriction - approximately 25% of maximal diameter - when pressurized at 70 mmHg. These arterial preparations may be used to study the effect of investigational compounds on relationship between intra-arterial pressure and vasoactivity and determine changes in microvascular function in animal models of various diseases.

Pressure myography is used to assess vasoactivity of small arteries that develop sustained constriction when pressurized. This manuscript provides a detailed protocol to assess in isolated segments of small mesenteric arteries from rats, vasoactivity and the effect of intraluminal pressure on vascular diameter.

Beurteilung Myogenic Antwort und Vasoaktivität In Resistance Mesenterialarterien Mit Druck Myographie

Small resistance arteries constrict and dilate respectively in response to increased or decreased intraluminal pressure; this phenomenon known as myogenic ...

Forschung

Medizin

Isolating and Using Sections of Bovine Mesenteric Artery and Vein as a Bioassay to Test for Vasoactivity in the Small Intestine

Mammalian gastrointestinal systems are constantly exposed to compounds (desirable and undesirable) that can have an effect on blood flow to and from that system. Changes in blood flow to the small intestine can result in effects on the absorptive functions of the organ. Particular interest in toxins liberated from feedstuffs through fermentative and digestive processes has developed in ruminants as an area where productive efficiencies could be improved. The video associated with this article describes an in vitro bioassay developed to screen compounds for vasoactivity in isolated cross-sections of bovine mesenteric artery and vein using a multimyograph. Once the blood vessels are mounted and equilibrated in the myograph, the bioassay itself can be used: as a screening tool to evaluate the contractile response or vasoactivity of compounds of interest; determine the presence of receptor types by pharmacologically targeting receptors with specific agonists; determine the role of a receptor with the presence of one or more antagonists; or determine potential interactions of compounds of interest with antagonists. Through all of this, data are collected real-time, tissue collected from a single animal can be exposed to a large number of different experimental treatments (an in vitro advantage), and represents vasculature on either side of the capillary bed to provide an accurate picture of what could be happening in the afferent and efferent blood supply supporting the small intestine.

The small intestine is frequently exposed to toxins that can influence blood flow and negatively impact nutrient absorption. Using a multimyograph and mesenteric artery and vein isolates, compounds or toxins of interest can be screened for vasoactivity.

Isolierung und Verwendung von Rinder Abschnitte A. und V. mesenterica als Bioassay für Vasoaktivität im Dünndarm Testen

Mammalian gastrointestinal systems are constantly exposed to compounds (desirable and undesirable) that can have an effect on blood flow to and from that ...

Murine Model of Femoral Artery Wire Injury with Implantation of a Perivascular Drug Delivery Patch

Percutaneous interventions including balloon angioplasty and stenting have been used to restore blood flow in vessels with occlusive vascular disease. While these therapies lead to the rapid restoration of blood flow, these technologies remain limited by restenosis in the case of bare metal stents and angioplasty, or reduced healing and possibly enhanced risk of thrombosis in the case of drug eluting stents. A key pathophysiological mechanism in the formation of restenosis is intimal hyperplasia caused by the activation of vascular smooth muscle cells and inflammation due to arterial stretch and injury. Surgeries that induce arterial injury in genetically modified mice are useful for the mechanistic study of the vascular response to injury but are often technically challenging to perform in mouse models due to the their small size and lack of appropriate sized devices. We describe two approaches for a surgical technique that induces endothelial denudation and arterial stretch in the femoral artery of mice to produce robust neointimal hyperplasia. The first approach creates an arteriotomy in the muscular branch of the femoral artery to obtain vascular access. Following wire injury this arterial branch is ligated to close the arteriotomy. A second approach creates an arteriotomy in the main femoral artery that is later closed through localized cautery. This method allows for vascular access through a larger vessel and, consequently, provides a less technically demanding procedure that can be used in smaller mice. Following either method of arterial injury, a degradable drug delivery patch can be placed over or around the injured artery to deliver therapeutic agents.

We describe a surgical technique that produces wire injury in the femoral artery of mice to induce neointimal hyperplasia to serve as a model testing system for the perivascular delivery of therapeutic compounds for the inhibition of restenosis.

Mausmodell der Femoralarterie Draht Verletzung mit Implantation einer Perivaskuläre Drug Delivery-Patch

Percutaneous interventions including balloon angioplasty and stenting have been used to restore blood flow in vessels with occlusive vascular disease. ...

A Murine Model of Arterial Restenosis: Technical Aspects of Femoral Wire Injury

Cardiovascular disease caused by atherosclerosis is the leading cause of death in the developed world. Narrowing of the vessel lumen, due to atherosclerotic plaque development or the rupturing of established plaques, interrupts normal blood flow leading to various morbidities such as myocardial infarction and stroke. In the clinic endovascular procedures such as angioplasty are commonly performed to reopen the lumen. However, these treatments inevitably damage the vessel wall as well as the vascular endothelium, triggering an excessive healing response and the development of a neointimal plaque that extends into the lumen causing vessel restenosis (re-narrowing). Restenosis remains a major cause of failure of endovascular treatments for atherosclerosis. Thus, preclinical animal models of restenosis are vitally important for investigating the pathophysiological mechanisms as well as translational approaches to vascular interventions. Among several murine experimental models, femoral artery wire injury is widely accepted as the most suitable for studies of post-angioplasty restenosis because it closely resembles the angioplasty procedure that injures both endothelium and vessel wall. However, many researchers have difficulty utilizing this model due to its high degree of technical difficulty. This is primarily because a metal wire needs to be inserted into the femoral artery, which is approximately three times thinner than the wire, to generate sufficient injury to induce prominent neointima. Here, we describe the essential surgical details to effectively overcome the major technical difficulties of this model. By following the presented procedures, performing the mouse femoral artery wire injury becomes easier. Once familiarized, the whole procedure can be completed within 20 min.

The mouse femoral artery wire injury model of restenosis is technically challenging. In this protocol we show the key technical details essential for successfully performing wire injury to induce consistent&#160;neointima for studies of restenosis.

Ein Mausmodell von arterieller Restenose: Technische Aspekte der Femoral Draht Injury

Cardiovascular disease caused by atherosclerosis is the leading cause of death in the developed world. Narrowing of the vessel lumen, due to ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. Moreover, by rupture of the defective vascular wall, atherosclerosis induces occlusive thrombus formation, which represents the main cause of myocardial infarction or stroke and the most frequent cause of death. Despite the advances in the cardiovascular field, many questions remain unanswered, and additional basic research is essential to improve our understanding of the molecular mechanisms during atherosclerosis and its effects. Due to limited clinical studies, there is a need for representative animal models recreating atherosclerotic conditions such as neointima formation after stent implantation, balloon angioplasty, or endarterectomy. Since the mouse presents many advantages and is the most frequently used model for studying molecular processes, the current study proposes an invasive procedure of endothelial denudation, also known as the wire-injury model, which is representative of the human condition of neointima formation in arteries after revascularization procedures.

This study describes an invasive procedure for the induction of accelerated atherosclerosis in mice. In comparison to other methods using electric- or cryo-induced injury, mechanical-induced injury mimics the human condition of restenosis after revascularization therapies and is ideal for the study of the molecular mechanisms involved.

Induktion von beschleunigter Atherosklerose bei Mäusen: Das "Wire-Injury"-Modell

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Messung der isometrischen Kontraktilität der Maus mesenterialen Arterie mit Draht Myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Brachial Artery Catheterization in Swine

The video describes in detail the catheterization of the distal brachial artery in swine. This technique enables researchers to measure arterial blood pressure continuously and collect arterial blood samples to assess arterial blood gas measurements. Arterial blood pressures and arterial blood gases are important physiological parameters to monitor during experimental procedures. In swine, four common methods of arterial catheterization have been described, including catheterization of the carotid, femoral, auricular, and medial saphenous arteries. Each of these techniques have advantages, such as ease of access for the auricular artery, and disadvantages that include deep tissue dissection for carotid artery catheterization. The described alternative method of arterial catheterization in swine, the catheterization of the distal aspect of the brachial artery, is a rapid procedure that requires relatively minimal tissue dissection and provides information that is in line with data collected from other arterial catheterization sites. The procedure uses a medial approach along an oblique plane of the lower brachium, positioned between the olecranon and the flexor aspect of the elbow joint, and this approach allows researchers the major advantage of unimpeded freedom for procedures that involve the caudoventral, caudodorsal back, or hind limbs of the pig. Due to the location of the upper forelimb of the catheterized vessel and potential challenges of effective homeostasis following catheter removal from the artery, this technique may be limited to non-recovery procedures.

The video describes in detail the catheterization of the distal brachial artery in swine. This procedure accurately measures arterial blood pressure and is a simple and fast method to collect samples for arterial blood gas measurements.

Brachial Arterie Katheterisierung bei Schweinen

The video describes in detail the catheterization of the distal brachial artery in swine. This technique enables researchers to measure arterial blood ...

Murine Myocardial Infarction Model using Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery

Myocardial infarction (MI) and acute coronary diseases are among the most prominent causes of death in population with western lifestyle. The murine models of MI with permanent ligation of left-anterior descending (LAD) coronary artery closely mimics MI in humans. Murine models benefit from the extensive genetic engineering available nowadays. Here we propose a reproducible murine surgical model of myocardial infarction by permanent LAD coronary ligation. Our technique comprises anesthesia with ketamine/xylazine that can be rapidly reversed by administration of an antagonist, intubation without tracheotomy for mechanical-assisted ventilation, ventilation with application of extrinsic positive end-expiratory pressure (PEEP) to avoid alveolar collapse, a thoracotomy method limiting to the minimum surgical lesions made to skeletal muscles, and lung inflation without thoracentesis. This method is sparsely invasive, reproducible and reduces post-surgery mortality and complications.

Herein we describe a surgical procedure showing how to achieve permanent ligation of the left-anterior descending coronary artery in mice. This model is of high relevance to investigate the pathophysiology of myocardial infarction and the concomitant biological processes.

Murine Myokardinfarkt Modell mit permanenten Ligation der linken Anterior absteigende Koronararterie

Myocardial infarction (MI) and acute coronary diseases are among the most prominent causes of death in population with western lifestyle. The murine ...

Model of Ischemic Heart Disease and Video-Based Comparison of Cardiomyocyte Contraction Using hiPSC-Derived Cardiomyocytes

Ischemic heart disease is a significant cause of death worldwide. It has therefore been the subject of a tremendous amount of research, often with small-animal models such as rodents. However, the physiology of the human heart differs significantly from that of the rodent heart, underscoring the need for clinically relevant models to study heart disease. Here, we present a protocol to model ischemic heart disease using cardiomyocytes differentiated from human induced pluripotent stem cells (hiPS-CMs) and to quantify the damage and functional impairment of the ischemic cardiomyocytes. Exposure to 2% oxygen without glucose and serum increases the percentage of injured cells, which is indicated by staining of the nucleus with propidium iodide, and decreases cellular viability. These conditions also decrease the contractility of hiPS-CMs as confirmed by displacement vector field analysis of microscopic video images. This protocol may furthermore provide a convenient method for personalized drug screening by facilitating the use of hiPS cells from individual patients. Therefore, this model of ischemic heart disease, based on iPS-CMs of human origin, can provide a useful platform for drug screening and further research on ischemic heart disease.

We present a model of ischemic heart disease using cardiomyocytes derived from human induced pluripotent stem cells, together with a method for quantitative evaluation of tissue damage caused by ischemia. This model can provide a useful platform for drug screening and further research on ischemic heart disease.

Modell der ischämischen Herzkrankheit und videobasierter Vergleich der Kardiomyozytenkontraktion mit hiPSC-abgeleiteten Kardiomyozyten

Ischemic heart disease is a significant cause of death worldwide. It has therefore been the subject of a tremendous amount of research, often with ...

Mechanical Control of Relaxation Using Intact Cardiac Trabeculae

Diastolic dysfunction is a common phenotype across cardiovascular disease presentations. In addition to elevated cardiac stiffness (elevated left ventricular end-diastolic pressure), impaired cardiac relaxation is a key diagnostic indicator of diastolic dysfunction. While relaxation requires the removal of cytosolic calcium and deactivation of sarcomeric thin filaments, targeting such mechanisms has yet to provide effective treatments. Mechanical mechanisms, such as blood pressure (i.e., afterload), have been theorized to modify relaxation. Recently, we showed that modifying the strain rate of a stretch, not afterload, was both necessary and sufficient to modify the subsequent relaxation rate of myocardial tissue. The strain rate dependence of relaxation, called the mechanical control of relaxation (MCR), can be assessed using intact cardiac trabeculae. This protocol describes the preparation of a small animal model, experimental system and chamber, isolation of the heart and subsequent isolation of a trabecula, preparation of the experimental chamber, and experimental and analysis protocols. Evidence for lengthening strains in the intact heart suggests that MCR might provide new arenas for better characterization of pharmacological treatments, along with a method to assess myofilament kinetics in intact muscles. Therefore, studying the MCR may elucidate a path to novel approaches and new frontiers in the treatment of heart failure.

Rapid myocardial and cardiac relaxation is essential for normal physiology. Mechanical relaxation mechanisms are now known to be dependent on strain rate. This protocol provides an overview of the acquisition and analysis of experiments to further study the mechanical control of relaxation.