JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

This manuscript describes a simple and reproducible protocol for isolation of intracerebral arterioles (a group of blood vessels encompassing parenchymal arterioles, penetrating arterioles and pre-capillary arterioles) from mice, to be used in pressure myography, immunofluorescence, biochemistry, and molecular studies.

Abstract

arterioles parenchymal תוך-מוחי (PAS), הכוללים arterioles parenchymal, arterioles חודרת arterioles מראש נימי, הם כלי דם גבוה התנגדות מסתעפת מן העורקים pial ו arterioles וצלילה לתוך המוח parenchyma. רשות פרט perfuse טריטוריה גלילית דיסקרטית של parenchyma ואת נוירונים הנכלל. arterioles אלה הם שחקן מרכזי בויסות זרימת דם במוח הוא בעולם (autoregulation כלי דם במוח) מקומי (hyperemia הפונקציונלי). מגבר ספק הוא חלק מיחידת העצבים וכלי הדם, מבנה התואם את זרימת דם אזורי פעילות מטבולית במוח וכן כולל נוירונים, interneurons, האסטרוציטים. זלוף באמצעות מגבר הספק קשור ישירות לפעילות של נוירונים באותו שטח ועליות בפרט בעופרת מטבוליזם עצבית אל הגדלה ב זלוף המקומי הנגרם על ידי התרחבות של הזנת הרשות. הסדרת עוזרות אישיות שונה מזו של-מוגדרת בצורה יותר טובהעורקי pial. לחץ הנגרמת vasoconstriction גדול בפה ולגוון מנגנוני vasodilatory. בנוסף, Pas אינו מקבל עצבוב חיצוני מעצבי perivascular - העצבוב הוא מהותי ועקיפות בטבע באמצעות מגע עם endfeet astrocytic. לפיכך, נתונים בדבר הסדרת התכווצות שנצבר על ידי מחקרים באמצעות עורקי pial אינה לתרגם ישירות להבנת תפקוד הרשות. יתר על כן, הוא נשאר נקבע כיצד מצבים פתולוגיים, כגון יתר לחץ דם וסוכרת, להשפיע על מבנה רשות תגובתיות. פער ידע זה הוא בחלקו תוצר של הקשיים הטכניים הנוגעים בידוד cannulation רשות. בכתב היד הזה אנו מציגים פרוטוקול עבור בידוד cannulation של מגברי הספק מכרסם. יתר על כן, אנו מציגים דוגמאות של ניסויים שניתן לבצע עם arterioles אלה, כולל התכווצות אגוניסט-induced תגובתיות myogenic. למרות ההתמקדות של כתב היד הזה היא על cannulation הרשות ולחץ myography, מבודד רשותים יכול לשמש גם עבור מחקרים ביוכימיים, biophysical, מולקולרי, והדמיה.

Introduction

תפוצתו המוחין מאורגנת ייחודי לתמיכה בדרישות המטבולית של תאי עצב מרכזיים, תאים שיש להם מוגבלות מאגרי אנרגיה ובשל כך הם רגישות גבוהה לשינויים בלחץ חמצן ואספקת חומרי מזון דרושים. כפי תת-אוכלוסיות נוירונים מסוימות הופכות לפעילות כאשר משימות ספציפיות מבוצעות, כלי הדם מקדם גידול מקומי מאוד ב זלוף למנוע היפוקסיה ודלדול מקומיים של חומרי הזנה 1. זוהי צורה של hyperemia הפונקציונלי המכונה צימוד neurovascular, והוא תלוי בפעילות התקינה של היחידה העצבה וכלי הדם, מורכב של נוירונים פעילים, האסטרוציטים, ועורקי מוחות 2. Arterioles תוך-מוחי parenchymal, קבוצה של כלי דם המקיף parenchymal חודר ו arterioles מראש נימי, הם בעלי חשיבות מרכזית התגובה הזאת וזה אז קריטי ללמוד אותם בנפרד כדי לחקור צימוד 3 העצבים וכלי הדם.

arterioles Parenchymal קטן (20 - 70 מיקרומטר קוטר פנימי) כלי דם גבוהה התנגדות כי perfuse אוכלוסיות נוירונים ברורות בתוך המוח. מסעף החוצה מן העורקים pial על פני השטח, arterioles parenchymal לחדור לתוך המוח parenchyma בזווית של 90 כמעט להאכיל בזרימת הדם מתחת לפני הקרקע (איור 1). arterioles אלה ממלאים תפקיד קריטי בשמירה לחץ זלוף המתאים כפי שהם כלי חלקה הדיסטלי ביותר המכילים שרירים הגנה על הנימים. בניגוד במחזור pial השטח, arterioles parenchymal חסר סניפים בטחונות anastomoses, וכתוצאה מכך הם "צווארי בקבוק" של מחזור מוחות 4. כתוצאה מכך, תפקוד לקוי של arterioles parenchymal תורם להתפתחות של מחלות כלי דם במוח כגון פגיעה קוגניטיבית וסקולרית ושבץ איסכמי קטן (המכונה גם שבץ שקט או אַגמִימִי). מחקרים indicatדואר כי תפקוד לקוי arterioles parenchymal יכול להיגרם על ידי לחץ דם חיוני 5, מתח כרוני 6, והוא אירוע מוקדם במודל עכבר גנטי מחלת כלי קטנה 7. יתר על כן, חסימה הנגרמת באופן ניסיוני של arterioles חודר היחיד בחולדות מספיקה כדי לגרום שבץ איסכמי קטן כי הם גליליים בכושר, בדומה לאלו שנצפו מבוגרי בני אדם 8.

בנוסף הבחנות אנטומיים אלה, מנגנוני ויסות פונקצית התכווצות שונים בין עורקי pial ו arterioles parenchymal. Vasoconstriction myogenic גדול ב arterioles parenchymal 9, ואולי בגלל חוסר עצבוב חיצוני 10, מצבים שונים של mechanotransduction 11, והבדלי Ca התאי 2+ איתות 12,13 בתאי שריר חלק בכלי דם. הראיות עולה כי מנגנוני vasodilator תלויי האנדותל ושונה גם בין vascu אלהמגזרי Lar, עם עורקי parenchymal מפגינים הסתמכות רבה יותר על מנגנוני מעורבי Ca 2+ -activated K + ערוצים ותקשורת electrotonic בתוך הקיר וסקולרית לעומת גורמי diffusible כגון תחמוצת חנקן prostacyclins 14. לכן, הנתונים שנאספו בניסויים באמצעות עורקי pial לא בהכרח חלים על Parenchymal arterioles, השארת רווח בידע שלנו של שליטה מקומית של זלוף מוחין.

למרות חשיבותם, arterioles parenchymal הם לאין ערוך תחת-למד, בעיקר בשל האתגרים הטכניים עם בידוד גובר ללימוד vivo לשעבר. בכתב היד הזה אנו מתארים שיטה לבודד cannulate arterioles parenchymal מוחין, אשר ניתן להשתמש בהם לטיפול בלחץ myography, או לבודד רקמה immunolabeling, אלקטרופיזיולוגיה, ביולוגיה מולקולרית, ואת לאנליזה ביוכימית.

Protocol

1. קנייה והכנה קאמרית

  1. כנס נימי זכוכית בורוסיליקט נקי (קוטר חיצוני: 1.2 מ"מ; קוטר פנימי: 0.69 מ"מ; 10 מ"מ אורך) לתוך החריצים של חולץ פיפטה עם נימת פלטינה (קוטר: 100 מיקרומטר).
  2. באמצעות הגדרות מתאימות, מושך את הנימים ליצור צינורית עם טיפ ארוך ודק (איור 2) באמצעות חולץ micropipette. ההגדרות בשימוש הם: חום - 700, משוך - 100, מהירות - 50, זמן - 10.
  3. הכנס צינורית לתוך המחזיק של תא הלחץ myograph. יישר את קנולות כראוי.
  4. בזהירות לשבור את הקצוות קנולות באמצעות מלקחיים תחת מיקרוסקופ לנתח לקוטר הרצוי. כאן אנו מראים צינורית עם טיפ 10 מיקרומטר (איור 2).
  5. מלאו הן קנולות עם מלאכותי הנוזל השדרתי (aCSF) המכיל 1.8 מ"מ Ca 2 +; למלא את התא עם Ca 2 + ללא aCSF בתוספת בסרום שור 1%אלבומין (BSA) + 10 מיקרומטר diltiazem (כל הפתרונות צריכים להיות מוכנים טרי לפני תחילת הניסוי). בהתאם לגודל של החדר, לשנות את עוצמת הקול של aCSF בין 5 עד 20 מ"ל. אחסן את התא ב 4 C עד מוכן להתחיל cannulation.
    הערה: diltiazem הוא מעכב סידן מגודר הפיך L- סוג מתח שיגרמו התרחבות של arterioles, המאפשר cannulation

בידוד 2. Parenchymal arterioles

  1. להרדימו מייד לפני לנתיחה באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים במעבדה המאושרת על ידי ועדת הטיפול בבעלי החיים של המוסד. השימוש ברביטורטים או פחמן דו-חמצן הוא העדיף, כמו הרדמה אחרת נפוצה עשויה להיות השפעות vasodilatory במחזור המוחין 15. הנהלים כל חיה המוצג כאן אושרו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים ועדת השתמש מאוניברסיטת הספר נבדה לרפואה, ונמצאים AGreement עם ה- National Institutes of Health "ממונחי היסוד טיפול ושימוש בחיות".
  2. להרדימו באמצעות פחמן דו חמצני. לפני עריפת הראש, להבטיח כי בעל החיים שהפסיקו לנשום ואינו מגיב כאשר צובטים כפותיו.
  3. לערוף את החיה באמצעות מספריים חדים (עכבר) או הגיליוטינה (חולדה). הסר את העור מן הראש של החיה וחותכת לאורך תפר גולגולתי קו האמצע באמצעות מספרי טיפ נאים. בעזרת מלקחיים בוטים (עכבר) או plier עצם להסיר בזהירות את עצמות גולגולת ולחשוף את המוח הגדול. הסר את המוח לאט ובזהירות שלא לפגוע בעורקי pial השטח. מניחים את המוח לתוך מיכל מלא עם 20 מ"ל של aCSF Ca 2 + ללא בתוספת 1% BSA על הקרח.
  4. למלא צלחת לנתיחה המכיל כרית עם Ca 2 קר כקרח + -חינם aCSF בתוספת 1% BSA ולהעביר את המוח עם משטח הגחון כלפי מעלה כדי המאכל הזה (איור 2 א). מניח את הצלחת תחת dissecמיקרוסקופ טינג (איור 3 א). הצמד את המוח לרפד באמצעות מחטים 27-מד. היזהר, כדי למנוע הצבת סיכות ליד עורק המוח האמצעי (MCA).
  5. למקם את מעגל ויליס ואת MCA הסתעפות ממנו. בעזרת מספרי Vannas חדים ומיושרים באביב, לחתוך מלבן קטן סביב MCA. ודא מלבן כי הוא קרוב ל 5 מ"מ לרוחב דרך אורכו של MCA. החלק העליון של המלבן צריך להיות מעבר לנקודת ההסתעפות מן המעגל ויליס (הפרוקסימלי המעגל ויליס, האיור 2B, חץ).
  6. בעזרת המספריים באביב Vannas, לבצע שתיפול לתוך העומק של הרקמה למשך כ 2 - 3 מ"מ.
    הערה: חלק זה הוא קריטי עבור בידוד טוב של arterioles parenchymal, וזה עלול לקחת כמה ניסויים כדי לעשות את זה נכון. אם החתך הוא פתק עשה עמוק מספיק, arterioles parenchymal המבודד יהיה קצר; אם החתך הוא עמוק מדי, arterioles ישבור בשלב ההסתעפות שלהם כאשר גזוררקמה יוסר.
  7. להצמיד את הקצה הדיסטלי ביותר של פרוסת המוח לתוך הצלחת לנתח עם MCA כלפי מעלה (דיסטלי מן המעגל ויליס) באמצעות סיכות חרקים. לעשות חתך רדוד לחתוך פיא ליד הסיכה, נזהר שלא לחתוך עמוק מדי לתוך קליפת המוח הבסיסית (אחרת הפינים לא יחזיקו).
  8. בזהירות לתפוס בכל צד של פיא עם מלקחיים קטנים ומתחיל לקלף פיא מהקורטקס. במידת הצורך, להיאחז MCA, להבטיח כי הממברנה שמסביב pial אינו פגום.
  9. שמור מתקלף עד פיא המכיל את MCA הוא ללא קליפת המוח. ראוי לציין, כי ההתנגדות נגד קילוף תגדל קרובה לחוג וויליס. להיות זהיר במיוחד בשלב זה, משום arterioles parenchymal עוד תהיה באזור הזה.
  10. לאחר פיא היא בחינם, מניח אותו בזהירות על גבי הכרית על הצלחת לנתח עם היפך השטח כדי Parenchymal arterioles פונה כלפי מטה (איור 2 ב).
  11. בעזרת מספריים באביב Vannas, לגזור את arterioles גזור חינם מן MCA, מוודא את הקצוות של כלי נחתכים בבוטות.
  12. arterioles Collected יכול לשמש לחץ myography, ניתוח מולקולרי, או בידוד של שריר חלק יליד או תאי האנדותל.

לחץ 3. Myography

  1. כן התפר מראש. חותך את חוט הניילון הירוק כהה לתוך 5 חתיכות מ"מ ומניח על הצד הדביק של סרט דו צדדי על צלחת פטרי. תחת המיקרוסקופ לנתח, להפריד כל חתיכה לתוך הסיבי שלה באמצעות מלקחיים בסדר, ו רופף להכין קשר למחצה תקלה פשוטה על ידי העברת קצה אחד הנימה לתוך השני.
  2. בעזרת מלקחיים, להרים קשרו את הסרט דו צדדי, כדי לוודא שלא לתפוס אותו עם יותר מדי לחץ. משוך את התפר לתוך פתרון אמבטיה, קשר שקופית על צינורית והדק אותה ממרחק מהקצה של הצינורית. חזור על תהליך זה יש 2 תפרים על כל צינורית.
  3. מעיל זכוכיתmicropipette עם פתרון BSA 10% ולאחר מכן לשטוף את עודפי עם Ca 2 + ללא aCSF בתוספת 1% BSA.
  4. משוך 50 μl של פתרון לתוך micropipette זכוכית, להרים את עורקיק parenchymal ולהעביר לתא הלחץ myography. Push בוכנה בתנועה זורם אחת כדי לוותר על parenchymal עורקיק לתוך החדר כדי למנוע הדבקות לתא הפנימי של micropipette הזכוכית.
  5. שימוש בשני מלקחיים סופר בסדר, לפתוח את לומן של הרשות, נזהר רק לגעת הסוף של כלי השיט.
  6. שימוש במלקחיים כדי להחזיק את הקצוות של parenchymal עורקיק, שלוף בזהירות את הכלי על הצינורית. משוך רחוק מספיק על הצינורית כך שכלי השיט שוהה לא ממש בסוף המחודד של הצינורית (איור 3 א).
  7. שחרר את 2 תפרים על הצינורית והדק אותם על כלי ההובלה (איור 3 ב). שטח התפרים מזה קצת על הכלי, ולמשוך כלפי המפעיל תוך tighעשר זה. ודא כי כל סניפים ומחוזקים לפני הסגירה בקצה השני של עורקיק parenchymal.
  8. הפעל קאמרית ברחבי ולסגור את הקצה השני של עורקיק parenchymal כמו-שק עיוור. כדי להשיג זאת, לפתוח את הקשרים על צינורית מול ולהעביר אותו על עורקיק. לאט לסגור את הקשר בצורה כזו כי עורקיק parenchymal יהיה קשור בצד של הצינורית. הימנע מתיחה האורך של עורקיק. (איור 3 ג).
    הערה: אם המטרה של המחקר היא perfuse תרופות דרך לומן, cannulate בקצה השני במקום קשירת parenchymal עורקיק לצד של צינורית. ודא קנולות אין לי שום גבישי מלח או לבנות קופצים פנימי החוסמים את זרימת intraluminal. להסדיר קצב הזרימה כראוי על מנת לשמור על מתח גזירה בתוך רמות פיזיולוגיות. מחקר שנערך על ידי שי et al. תערוכות ספיקות בתוך חודר arterioles בחולדות 8, והוא יכול לשמש מדריך ראשוני piמחקרים הרבה.
  9. להעביר בזהירות בתא עד הבמה של המיקרוסקופ לשמש להקלטת קוטר כלי. צרף לתא לבמת מיקרוסקופ, חיבור בדיקת טמפרטורת כניסת שקעים עבור זלוף אל הצינורות הנכונים. לחצים על עורקיק עד 40 מ"מ כספית בלחץ intraluminal עבור arterioles parenchymal העכבר או 50 מ"מ כספית עבור arterioles חולדה, באמצעות מערכת הלחץ זמין במעבדה (עמודת המים, משאבת peristaltic מצמידים מתמר הלחץ, וכו.). איור 4D מציג דוגמה של משאבת peristaltic מצמיד מתמר לחץ לחצים על עורקיק cannulated.
  10. הפעל את המערכה המשמשת לאיתור שינויים בקוטר (האיור 3E). התאם את ההגדרות על המיקרוסקופ, כגון תאורה וניגודיות, כדי להשיג את הגילוי הטוב ביותר האפשרי. באופן אידיאלי קירות עורקיק צריכים להיות כהים ואת שקוף לומן. לאחר זיהוי ראוי, להתחיל להקליט tהוא להתנסות.
  11. הפעל את מערכת superfusion. שטפו את עורקיק parenchymal cannulated, בלחץ עם חם aCSF (37 C) המכיל 1.8 מ"מ Ca 2 + למשך 15 עד 20 דקות בקצב הזרימה בין 3 - 5 מ"ל / דקה. aCSF זה לא אמור להכיל diltiazem או BSA.
  12. החזר את aCSF רגיל עם 60 מ"מ KCl aCSF כדי להעריך את הכדאיות של התכשיר. בשלב זה מגברי הספק צריך להפגין 10 - 20% התכווצות עד 60 מ"מ KCl. אם עורקיק לא להצר עד כדי כך, הסר cannulate אחר עורקיק.
  13. לשטוף את 60 מ"מ KCl עם aCSF קבוע. חכה עד דור טון myogenic ספונטני, אשר יכול להימשך עד שעה אחת. אם עורקיק אין הטון myogenic עד אז, ולהחליף אותה באחרת עורקיק.
    הערה: טון myogenic הוא ציין כמו הדרגתית, ולעתים איטי, הפחתת קוטר לומן של כלי השיט ללא גירוי על ידי אגוניסטים התכווצות או פתרון KCl גבוה. טון myogenic מחושב לפי f הבאormula: (1 - (בקוטר לומן פעיל / קוטר לומן פסיבי)) x 100 5 כמות מתאימה של טון myogenic עשויה להשתנות על פי טיפולים, זנים, מינים, transgenics, וכו.. באופן כללי, טון myogenic פיסיולוגי נע בין 15 - 30% 5.

4. ניסויי Myography לחץ דוגמא: התכווצות מושרת אגוניסט ו myogenic תגובתיות

  1. הכינו סדרה של דילולים של אגוניסט הבחירה aCSF באמצעות ריכוזים מתאימים. עבור הדוגמה הנוכחית U46619 אגוניסט קולטן thromboxane A 2 היה בשימוש. פתרון המניות של 1 מ"ל של U46619 בריכוז של 1 מ"מ הוכן. העברת 100 μl של פתרון 1 מ"מ לצינור חדש המכיל 900 μl של aCSF לבצע דילול של פי 10 של התרופה, וכתוצאה מכך תמיסה המכילה 100 U46619 מיקרומטר. חזור על תהליך זה עבור 6 דילולים, הנע בין 1 מ"מ ל -100 ננומטר להכין עקומת הכווץ ריכוז תגובה.
  2. מוסיפים אתכל נפח של תמיסה המכילה אגוניסט (1 מ"ל עבור המנה הראשונה, ואחריו 900 μl של כל המינונים הבאים) ל -100 מ"ל של superfusing aCSF. זה יוביל דילול פי 100 תוספת של אגוניסט. לפיכך, ריכוזי הסופי של אגוניסט בטווח אמבטיה מ 10 בערב עד 10 מיקרומטר. אפשר arterioles כדי לדגור על ~ 10 דקות בכל ריכוז, עד קוטר לומינל מגיע יציב.
  3. יש לשטוף היטב את אגוניסט ידי superfusing עוזרות אישיות עם aCSF ללא כל תרופות עד קוטר הרשות היא חזרה לשווי המקורי. דגירה עורקיק parenchymal Ca 2 + aCSF -חינם (ללא BSA) בתוספת 10 מיקרומטר diltiazem + 2 מ"מ EGTA לגרום התרחבות מקסימלית ולהקליט בקוטר פסיבית של עורקיק.
  4. הסר את parenchymal עורקיק מן הצינורית ידי משייכת בקפידה את זה תוך כדי לחיצה לתוך הקץ על הקשרים. שטוף את החדר כלי עם מים ללא יונים כפולים כדי להסיר שאריות ועודפות אגוניסט. ממלאים את החדר עם Ca2+ aCSF + BSA -חינם ו cannulate עורקיק אחר. לא מומלץ לבצע יותר מניסוי אחד לכל עורקיק.
  5. כדי לבצע ניסוי תגובתיות myogenic, לאפשר עורקיק parenchymal לאזן ב 40 מ"מ כספית בלחץ intraluminal עד הטון myogenic ספונטנית נוצרת (כמתואר לעיל). הפחתת לחץ intraluminal עד 5 מ"מ כספי ולאפשר רשות לאזן במשך ~ 5 - 10 דקות, עד קוטר לומינל מגיע למצב יציב. הגדיל בשלבי לחץ intraluminal באמצעות המרווח של בחירה (למשל מ 5 כדי 140 מ"מ כספי ב 20 מ"מ כספי במרווחים).
  6. אין לחשוף את עורקיק ללחץ intraluminal מתחת ל -5 מ"מ כספי, כפי שיכול לגרום לקריסה ולהזיק האנדותל, ובכך לשנות את התוצאות של הניסוי.
  7. בסוף עקומת הלחץ, Superfuse עורקיק parenchymal עם Ca 2 + aCSF -חינם (ללא BSA) בתוספת 10 מיקרומטר diltiazem + 2 מ"מ EGTA וחזור על צעדים הלחץ, החל Lowesלחץ t.
    הערה: זה ייתן את בקטרים ​​הפסיביים של הרשות, אשר נחוצים כדי לחשב% טון myogenic, מוגדרים על ידי הנוסחא:% טון = (1 - (קוטר פעיל / קוטר פסיבי)) x 100.

תוצאות

איור 5 א מראה התכווצות נציג מגברי הספק העכבר עד 60 מ"מ KCl aCSF להעריך את היושרה של התכשיר. מגברי הספק צריך להצר בין 15 - 30% בנוכחות 60 מ"מ KCl. אם ההתכווצות היא מתחת ל -15%, לבטל את רשות cannulate עוד אחד, כפי שהוא טוען כי עורקיק נפגע במהלך תהליך בידוד cannula...

Discussion

arterioles parenchymal מוחין הם arterioles התנגדות גבוהה עם כמה anastomoses וענפים כי perfuse אוכלוסיות נוירונים ברורים. כלי דם מתמחים אלו הם שחקנים מרכזיים autoregulation כלי דם במוח ו צימוד neurovascular באמצעות התרחבות astrocyte בתיווך 1. החשיבות של כלי דם מיוחדים אמור מחלת כלי דם מוחית ידועה כבר כ -50 ...

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Funded by NHLBI R01HL091905 (SE), the United Leukodystrophy Foundation CADASIL research grant (FD) and AHA 15POST247200 (PWP). The authors would like to thank Samantha P. Ahchay for providing the image on Figure 1, and Dr. Gerry Herrera, Ph.D., for providing critical comments on the manuscript.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Artificial Cerebrospinal Fluid
NaClFisher ScientificS-640
KClFisher ScientificP217
MgCl AnhydrousSigma-AldrichM-8266
NaHCO3Fisher ScientificS233
NaH2PO4Sigma-AldrichS9638
D-(+)-GlucoseSigma-AldrichG2870
CaCl2Sigma-AldrichC4901
Bovine Serum AlbuminSigma-AldrichA9647
Isolation/Cannulation
Stereo MicroscopeOlympusSZX7
Super Fine ForcepsFine Science Tools11252-00
Vannas Spring ScissorsFine Science Tools15000-00
Wiretrol 50 μlVWR Scientific5-000-1050
0.2 μm Sterile Syringe FilterVWR Scientific28145-477
Micropipette PullerSutter InstrumentsP-97
Borosilicate Glass O.D.: 1.2 mm, I.D.: 0.68 mmSutter InstrumentsB120-69-10
Dark Green Nylon ThreadLiving Systems InstrumentationTHR-G
Linear Alignment Single Vessel ChamberLiving Systems InstrumentationCH-1-LIN
Pressure Servo Controller with Peristaltic PumpLiving Systems InstrumentationPS-200
Video Dimension AnalyzerLiving Systems InstrumentationVDA-10
Four Channel Recorder with LabScribe 3 Recording and Analysis SoftwareLiving Systems InstrumentationDAQ-IWORX-404
Heating UnitWarner Instruments64-0102
Automatic Temperature ControllerWarner InstrumentsTC-324B

References

  1. Dunn, K. M., Nelson, M. T. Neurovascular signaling in the brain and the pathological consequences of hypertension. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 306, H1-H14 (2014).
  2. Iadecola, C. Neurovascular regulation in the normal brain and in Alzheimer's disease. Nat Rev Neurosci. 5, 347-360 (2004).
  3. Dabertrand, F., et al. Prostaglandin E2, a postulated astrocyte-derived neurovascular coupling agent, constricts rather than dilates parenchymal arterioles. J Cereb Blood Flow Metab. 33, 479-482 (2013).
  4. Nishimura, N., Schaffer, C. B., Friedman, B., Lyden, P. D., Kleinfeld, D. Penetrating arterioles are a bottleneck in the perfusion of neocortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 365-370 (2007).
  5. Pires, P. W., Jackson, W. F., Dorrance, A. M. Regulation of myogenic tone and structure of parenchymal arterioles by hypertension and the mineralocorticoid receptor. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 309, H127-H136 (2015).
  6. Longden, T. A., Dabertrand, F., Hill-Eubanks, D. C., Hammack, S. E., Nelson, M. T. Stress-induced glucocorticoid signaling remodels neurovascular coupling through impairment of cerebrovascular inwardly rectifying K+ channel function. Proc Natl Acad Sci U S A. 111, 7462-7467 (2014).
  7. Dabertrand, F., et al. Potassium channelopathy-like defect underlies early-stage cerebrovascular dysfunction in a genetic model of small vessel disease. Proc Natl Acad Sci U S A. 112, E796-E805 (2015).
  8. Shih, A. Y., et al. The smallest stroke: occlusion of one penetrating vessel leads to infarction and a cognitive deficit. Nature neuroscience. 16, 55-63 (2013).
  9. Cipolla, M. J., et al. Increased pressure-induced tone in rat parenchymal arterioles vs. middle cerebral arteries: role of ion channels and calcium sensitivity. Journal of applied physiology. 117, 53-59 (2014).
  10. Hamel, E. Perivascular nerves and the regulation of cerebrovascular tone. Journal of applied physiology. 100, 1059-1064 (2006).
  11. Brayden, J. E., Li, Y., Tavares, M. J. Purinergic receptors regulate myogenic tone in cerebral parenchymal arterioles. J Cereb Blood Flow Metab. 33, 293-299 (2013).
  12. Dabertrand, F., Nelson, M. T., Brayden, J. E. Ryanodine receptors, calcium signaling, and regulation of vascular tone in the cerebral parenchymal microcirculation. Microcirculation. 20, 307-316 (2013).
  13. Dabertrand, F., Nelson, M. T., Brayden, J. E. Acidosis dilates brain parenchymal arterioles by conversion of calcium waves to sparks to activate BK channels. Circ Res. 110, 285-294 (2012).
  14. You, J., Johnson, T. D., Marrelli, S. P., Bryan, R. M. Functional heterogeneity of endothelial P2 purinoceptors in the cerebrovascular tree of the rat. Am J Physiol. 277, H893-H900 (1999).
  15. Nagase, K., Iida, H., Dohi, S. Effects of ketamine on isoflurane- and sevoflurane-induced cerebral vasodilation in rabbits. J Neurosurg Anesthesiol. 15, 98-103 (2003).
  16. Fisher, C. M. The arterial lesions underlying lacunes. Acta Neuropathol. 12, 1-15 (1968).
  17. Brown, W. R., Moody, D. M., Thore, C. R., Anstrom, J. A., Challa, V. R. Microvascular changes in the white mater in dementia. J Neurol Sci. 283, 28-31 (2009).
  18. Pires, P. W., Dams Ramos, C. M., Matin, N., Dorrance, A. M. The effects of hypertension on the cerebral circulation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 304, H1598-H1614 (2013).
  19. Filosa, J. A., Bonev, A. D., Nelson, M. T. Calcium dynamics in cortical astrocytes and arterioles during neurovascular coupling. Circ Res. 95, e73-e81 (2004).
  20. Dacey, R. G., Duling, B. R. A study of rat intracerebral arterioles: methods, morphology, and reactivity. Am J Physiol. 243, H598-H606 (1982).
  21. Coyne, E. F., Ngai, A. C., Meno, J. R., Winn, H. R. Methods for isolation and characterization of intracerebral arterioles in the C57/BL6 wild-type mouse. J Neurosci Methods. 120, 145-153 (2002).
  22. Cipolla, M. J., Smith, J., Kohlmeyer, M. M., Godfrey, J. A. SKCa and IKCa Channels, myogenic tone, and vasodilator responses in middle cerebral arteries and parenchymal arterioles: effect of ischemia and reperfusion. Stroke. 40, 1451-1457 (2009).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

Neuroscience111arterioles parenchymalmyographymyogeniccannulation

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved