אנו מכירים סקוט ולבן בית החולים תכנית מענקי מחקר לתמיכה כספית וטקסס A &amp; M למדעי בריאות מרכז מכללה למעבדת הדמיה רפואה משולבת לשימוש במיקרוסקופ לייזר confocal. אנו מכירים מר גלן קרייר לעזרה עם עריכת כתב יד.

1. זריעה של תאי האנדותל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג תרבויות עיקריות של RBMEC של חולדות ספראג Dawley מבוגרות (או לקבל אותם באופן מסחרי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטפח RBMECs בפיברונקטין 100 סנטימטר (50 מיקרוגרם / מיליליטר) צלחות פטרי מצופים באמצעות מדיום צמיחת תאי אנדותל במוח החולדה. לשנות את המדיום כל יומיים, עד שהוא הגיע confluency. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כשהגיע confluency 80-90%, לשטוף בעדינות את התאים שבנאגרו מלוח 5 מיליליטר פוספט (PBS) על ידי מתערבל. לאחר מכן התאים מנותקים על ידי חשיפתם ל1 מיליליטר של תמיסת 0.25% חמים trypsin- חומצת ethylenediaminetetraacetic (EDTA), equilibrated עד 37 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה התאים ב 37 מעלות צלזיוס במשך 2-5 דקות, עד שהתאים מנותקים ומפוזר. הערה: לחץ על צלחת התרבות לנתק את התאים. צפה בתאים מתחת למיקרוסקופ כדי לאשר ניתוק של תאים מלאים מפני שטח של הצלחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף מדיה 5 מיליליטר מלא לצלחת פטרי כדי לנטרל טריפסין.פיפטה את המדיום המכיל תאים מנותקים ולאסוף אותו לתוך צינור צנטריפוגות 15 מיליליטר. . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה מדיה המכילה תאי אנדותל ב 220 XG במשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב supernatant ולשמר את גלולה המכילה cells.Suspend גלולה ל3-5 בינוני צמיחת תאי אנדותל מוח החולדה מיליליטר טרי בעדינות על ידי ערבוב אותו ואת עם תאי פיפטה יהיה אז ייספר באמצעות דלפק תא אוטומטי או hemocytometer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את ההשעיה התא לפיברונקטין (50 מיקרוגרם / מיליליטר) precoated 8 מערכת קאמרי שקופיות גם סטרילי, 0.7 סנטימטר 2 / היטב עם צפיפות זריעה הנעה בין 10,000-15,000 תאים בכל טוב. לגדול התאים ב 37 מעלות צלזיוס עד המפגש מושגת הערה: לביצוע כתמים מערביים או ניסויים אחרים, ניתן לגדל תאים בצלחות תרבית תאי 10 סנטימטרים או מנות מיוחדות כנדרש בניסוי. </li></ol> 2. חמצן וגלוקוז קיפוח Reoxygenation במבחנהדגם הערה: הפרוטוקול הבא הותאם מאל Zulueta et. 1997; ג&#39;ו H et al. 2,012 8,9. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במערכת תרבות תא היפוקסיה כדי לחקור את ההשפעות של של OGD-R על RBMECs ב( ראה איור 1). התקנה ולכייל את מערכת תרבית תאי היפוקסיה לפני תחילת הניסוי, על פי הוראות יצרן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את השקופיות קאמריות ומחוברות (שלב 1.8) מחממת 37 ° C. החלף את המדיום השלם בשקופית הקאמרית עם deoxygenated, אין גלוקוז, בינוני השתנה Dulbecco של הנשר (DMEM) והניח בתא היפוקסיה עם 95%, N 2, 5% CO 2 עבור 2 שעות על 37 מעלות צלזיוס, כדי לייצג מצב OGD. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את התאים בחזרה לחממה עם 95% O 2, 5% CO 2 על 37 מעלות צלזיוס ומסופק עם מדיום תא האנדותל טרי מוח חולדה מלא ודגירה עבור שעה 1 אחרת על 37 מעלות צלזיוס. הערה: שלב זה מייצג מצב reoxygenation. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בשקופיות קאמריות ללוקליזציה immunofluorescence ותיוג phalloidin rhodamine (ראה סעיף 3). </li></ol> 3. Immunofluorescence לוקליזציה של תיוג -actin ZO-1 ו- F שימוש Rhodamine Phalloidin <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף את השקופיות קאמריות המכילות monolayers RBMEC לתקשורת של Opti-ממ / סרום מופחת / 100 μl גם עבור שעה 1. שטוף את השקופיות קאמריות 3 פעמים בשל פוספט שנאגרו מלוח (PBS, pH 7.0-7.2) 100 μl. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את התאים באמצעות של paraformaldehyde 4% 100 μl בPBS (pH 7.0-7.2) במשך 15 דקות ולשטוף את השקופיות קאמריות לפי 3 יותר בPBS (pH 7.0-7.2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Permeabilize התאים באמצעות של 0.5% Triton X-100 ב PBS 100 μl, (pH 7.0-7.2) לעוד 15 דקות. לחסום עם של 2% אלבומין בסרום שור (BSA) בPBS 100 μl לשעה. לאחר שלב זה או תאי כתם / תווית או לתקטין ZO-1 או זיונים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לSTA immunofluorescenceining דגירה התאים עם נוגדן נגד ארנב עיקרי נגד ההסתדרות ציונית-1 ב 1: 150, שהוכן ב 2% BSA-PBS לO / N ב 4 מעלות צלזיוס. שוטפים את התאים 3 פעמים PBS, (pH 7.0-7.2). דגירה עם של isothiocyanate והעמסת (FITC) 100 μl -tagged נוגדנים משני נגד ארנב עבור שעה 1 ב RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתיוג Rhodamine Phalloidin, הבאים חסימה, לחשוף את התאים לשל phalloidin rhodamine 100 μl ב01:50 דילול, שהוכן ב 2% BSA-PBS, במשך 20 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוטפים את התאים ממכתים immunofluorescence ותיוג rhodamine phalloidin ב PBS, (pH 7.0-7.2). הר התאים באמצעות תקשורת הרכבה המכילה מגיב אנטי לדעוך עם DAPI. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דמיינו את התאים באמצעות עדשת טבילה במי 60 X ותאים נסרקים במטוס אופטי בודד תחת מיקרוסקופ confocal. </li></ol>

<ol>
	<li>Eltzschig, H. K., Eckle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemia+and+reperfusion--from+mechanism+to+translation.">Ischemia and reperfusion--from mechanism to translation.</a> Nat Med. 17 (11), 1391-1401 (2011).</li><li>Kalogeris, T., Baines, C. P., Krenz, M., Korthuis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+biology+of+ischemia/reperfusion+injury.">Cell biology of ischemia/reperfusion injury.</a> Int Rev Cell Mol Biol. 298, 229-317 (2012).</li><li>Yang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lycium+barbarum+polysaccharides+reduce+intestinal+ischemia/reperfusion+injuries+in+rats.">Lycium barbarum polysaccharides reduce intestinal ischemia/reperfusion injuries in rats.</a> Chem Biol Interact. 204 (3), 166-172 (2013).</li><li>Kaur, C., Ling, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+brain+barrier+in+hypoxic-ischemic+conditions.">Blood brain barrier in hypoxic-ischemic conditions.</a> Curr Neurovasc Res. 5 (1), 71-81 (2008).</li><li>Khatri, R., McKinney, A. M., Swenson, B., Janardhan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier,+reperfusion+injury,+and+hemorrhagic+transformation+in+acute+ischemic+stroke.">Blood-brain barrier, reperfusion injury, and hemorrhagic transformation in acute ischemic stroke.</a> Neurology. 79 (13), S52-S57 (2012).</li><li>Hossmann, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+models+for+the+investigation+of+brain+ischemia.">Experimental models for the investigation of brain ischemia.</a> Cardiovasc Res. 39, 106-120 (1998).</li><li>Ogawa, S., Gerlach, H., Esposito, C., Pasagian-Macaulay, A., Brett, J., Stern, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+modulates+the+barrier+and+coagulant+function+of+cultured+bovineendothelium.+Increased+monolayer+permeability+and+induction+of+procoagulant+properties.">Hypoxia modulates the barrier and coagulant function of cultured bovineendothelium. Increased monolayer permeability and induction of procoagulant properties.</a> J Clin Invest. 85 (4), 1090-108 (1990).</li><li>Zulueta, J. J., Sawhney, R., Yu, F. S., Cote, C. C., Hassoun, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+generation+of+reactive+oxygen+species+in+endothelial+cellsexposed+to+anoxia-reoxygenation.">Intracellular generation of reactive oxygen species in endothelial cellsexposed to anoxia-reoxygenation.</a> Am J Physiol. 272 (5 Pt 1), L897-L902 (1997).</li><li>Zhu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baicalin+reduces+the+permeability+of+the+blood-brain+barrier+during+hypoxia+in+vitro+by+increasing+the+expression+of+tight+junction+proteins+in+brain+microvascular+endothelial+cells.">Baicalin reduces the permeability of the blood-brain barrier during hypoxia in vitro by increasing the expression of tight junction proteins in brain microvascular endothelial cells.</a> J Ethnopharmacol. 141 (2), 714-720 (2012).</li><li>Abramov, A. Y., Scorziello, A., Duchen, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three+distinct+mechanisms+generate+oxygen+free+radicals+in+neurons+and+contribute+to+cell+death+during+anoxia+and+reoxygenation.">Three distinct mechanisms generate oxygen free radicals in neurons and contribute to cell death during anoxia and reoxygenation.</a> J Neurosci. 27 (5), 1129-1138 (2007).</li><li>Gundimeda, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+tea+polyphenols+precondition+against+cell+death+induced+by+oxygen-glucose+deprivation+via+stimulation+of+laminin+receptor,+generation+of+reactive+oxygen+species,+and+activation+of+protein+kinase+Cepsilon.">Green tea polyphenols precondition against cell death induced by oxygen-glucose deprivation via stimulation of laminin receptor, generation of reactive oxygen species, and activation of protein kinase Cepsilon.</a> J Biol Chem. 287 (41), 34694-34708 (2012).</li><li>Mehta, S. L., Manhas, N., Raghubir, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+targets+in+cerebral+ischemia+for+developing+novel+therapeutics.">Molecular targets in cerebral ischemia for developing novel therapeutics.</a> Brain Res Rev. 54 (1), 34-66 (2007).</li><li>Alluri, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+Oxygen+Species-Caspase-3+Relationship+in+Mediating+Blood-Brain+Barrier+Endothelial+Cell+Hyperpermeability+Following+Oxygen-Glucose+Deprivation+and+Reoxygenation.">Reactive Oxygen Species-Caspase-3 Relationship in Mediating Blood-Brain Barrier Endothelial Cell Hyperpermeability Following Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation.</a> Microcirculation. 21 (2), 187-195 (1111).</li><li>Sun, H., Breslin, J. W., Zhu, J., Yuan, S. Y., Wu, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rho+and+ROCK+signaling+in+VEGF-induced+microvascular+endothelial+hyperpermeability.">Rho and ROCK signaling in VEGF-induced microvascular endothelial hyperpermeability.</a> Microcirculation. 13 (3), 237-247 (2006).</li><li>Doggett, T. M., Breslin, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+the+actin+cytoskeleton+in+live+endothelial+cells+expressing+GFP+actin.">Study of the actin cytoskeleton in live endothelial cells expressing GFP actin.</a> J Vis Exp. (57), (2011).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

OGD-R כמודל במבחנה לפגיעה איסכמיה reperfusion כבר מבוסס היטב ללימוד נוירונים 10,11. ישנם גם מחקרים המראים את ההשפעה של OGD על תאי האנדותל מוח ושינויים בחדירות וTJ יושרה 9. עם זאת, המחקר שלנו מראה את ההשפעה של OGD כמו גם reoxygenation, אשר היא ייצוג קרוב של פגיעת reperfusion איסכמ...

איסכמיה reperfusion פציעה (IR) נמצאת להיות הסיבה השכיחה לסיבוכים שונים מתישים ומקרי מוות הקשורים לאירוע מוחי, אוטם שריר לב, טראומה, מחלת כלי דם היקפית ופגיעה מוחית טראומטית 1,2. פציעת IR בכלי מוח היא פגיעה משנית מוקדמת וגורמת לדלקת ובצקת 3. אחד הסיבוכים החמורים המתרחשים כתוצאה מחמצון ולחץ מטבולים הבאים דלקת הוא אובדן שיווי משקל homeostatic המוביל להיווצרות של רדיקלים חופשיים, שינויים במחסום דם-המוח (BBB) ​​צמתים הדוקים (TJS) וחדירות כלי דם 4,5. נכון לעכשיו, במודלי vivo משמשים כדי לחקור את ההשפעות של פגיעת IR על BBB כוללים עורקים התיכון ספיגה מוחין (MCAO), microembolism, ובעלי חיים מהונדסים או נוק אאוט. עם זאת, לכל אחד יש חסרונות ומגבלות שלה כפי שפורט על ידי Hossmann 6. מודל MCAO משמש ללמוד effecTS של מתח חיזור, שינויים בתקשורת junctional של BBB ויחסי הגומלין בין המוח ותאי חיסון. עם זאת, הם מציגים אתגרים טכניים שונים כגון צורך בנהלים מדויקים מייקר והקשיים בהם. Microembolism שובר באופן מיידי את BBB תוך שימוש בבעלי החיים מהונדסים או נוק אאוט ללמוד איסכמיה מוחית עשוי להיות אתגרים כמו השפעות גן תלוי מולקולריות על היווצרות אוטם, שינויים באנטומיה של כלי דם ומשקל גוף שונה 6. מכאן, במבחנה מודלים של איסכמיה שמצאו עניין גובר בתקופה האחרונה בעיקר בבגלל תחולתם בביצוע מחקרים מכניסטית לסמים. עם זאת, התוצאות של מחקרים במבחנה לא יכולות לייצג באופן מלא מחקר in vivo ויש לפרש בזהירות 6. פעולה נוגדת של ריכוזי חמצן נמוכים בmonolayers תא אנדותל וחדירות כלי דם הייתהלמד על ידי 7 Ogawa. תאי כלי דם במוח חולדה אנדותל (RBMECs) שמשו לפיתוח במבחנה BBB. טכניקת המחסור בחמצן גלוקוז וreoxygenation (OGD-R) הוצגה בפרוטוקול זה הותאמה ממחקרים על ידי אל Zulueta et וג&#39;ו ואח &#39;8,9. אנו נחשפים לתאי אנדותל מוח לOGD-R על ידי הצבת אותם בתא היפוקסיה / אנוקסיה המכיל 0% O 2, 5% CO 2 ו -95% N 2. תאים מאוחר יותר נבדקו לשינויים במבנה סיבי יושרה ולחץ TJ באמצעות לוקליזציה immunofluorescence ותיוג phalloidin rhodamine בהתאמה. מכתים immunofluorescence לoccludens-1 zonula (ZO-1) מבוצע כדי לקבוע שלמות TJ, כZO-1 הוא קרום פיגומים חשוב מחויב חלבון TJ. תיוג Rhodamine Phalloidin קובע אקטין פילמנטיות (-actin ו) בשלד תא התא והוא אינדיקציה ברורה של היווצרות מתח סיב אקטין בתאי אנדותל. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; מטרתה של שיטה זו היא לספק תובנה פיתוח OGD-R כבמבחנת מודל IR ללימוד שלמות BBB תא האנדותל TJ והיווצרות מתח סיב F- אקטין. התוצאות תספק מידע על גורלו של חלבון TJ, ZO-1 והיווצרות מתח סיב הבא OGD-R. הבנת יחסים אלה מספקת הזדמנות כדי לקבוע את המנגנונים מולקולריים שבבסיס שמופעלים הבאים OGD-R ולפתח אסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות כדי לשפר את ההפרעה BBB לאחר טיפול OGD-R.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="917">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:167px;">Company</td>
			<td style="width:129px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:251px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Proox model 110</td>
			<td style="width:167px;">Biospherix</td>
			<td style="width:129px;">Model 110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">DMEM, no glucose</td>
			<td style="width:167px;">Gibco, Life technologies</td>
			<td style="width:129px;">11966-025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">Rhodamine Phalloidin</td>
			<td style="width:167px;">Life technologies</td>
			<td style="width:129px;">R415</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">ZO-1 Rabbit Polyclonal Antibody</td>
			<td style="width:167px;">Life technologies</td>
			<td align="right" style="width:129px;">617300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nunc Lab Tek II-CC 8&#160;well sterile, glass&#160;slides&#160;</td>
			<td style="width:167px;">Thermo scientific</td>
			<td align="right" style="width:129px;">177402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FITC-tagged anti-rabbit secondary antibody&#160;</td>
			<td style="width:167px;">Santa cruz</td>
			<td style="width:129px;">sc-2090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:371px;">DPBS 1X</td>
			<td style="width:167px;">Thermo scientific</td>
			<td style="width:129px;">SH 30028.03</td>
			<td>Any other PBS available can be used</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

oxygen-glucose deprivation and reoxygenation as an in vitro ischemia-reperfusion injury model for studying blood-brain barrier dysfunction

איסכמיה reperfusion פציעה (IR) ידועה לתרום באופן משמעותי לתחלואה ותמותה הקשורים בשבץ איסכמי. תאונות כלי דם במוח איסכמי מהוות 80% מכל מקרי השבץ. סיבה שכיחה לפגיעה IR היא הזרימה המהירה של נוזלים הבאים חסימה אקוטית / כרונית של דם, חומרים מזינים, חמצן לרקמה מפעילה ההיווצרות של רדיקלים חופשיים. שבץ איסכמי ואחריו מחסום דם-מוח בתפקוד (BBB) ​​ובצקת מוחית vasogenic. מבחינה מבנית, צמתים הדוקים (TJS) בין תאי האנדותל ממלאים תפקיד חשוב בשמירה על שלמות מחסום דם-המוח (BBB). פציעת IR היא פגיעה משנית מוקדמת שהובילה לתגובה הלא ספציפית, דלקתית. חמצוני ולחץ מטבולים הבאים דלקת גורם לניזק מוחי המשני כוללים חדירות BBB ושיבוש צומת הדוקה יושר (TJ). הפרוטוקול שלנו מציג במבחנה &lt;/ Em&gt; דוגמא למחסור בחמצן גלוקוז וreoxygenation (OGD-R) בתא האנדותל מוח החולדה שלמות TJ והיווצרות מתח סיב. נכון לעכשיו, כמה ניסויים במודלי vivo משמשים כדי לחקור את ההשפעות של פגיעת IR; עם זאת יש להם כמה מגבלות, כגון אתגרים הטכניים בביצוע ניתוחים, השפעות מולקולריות תלויות גן וקושי בלימוד יחסים מכניסטית. עם זאת, במבחנה מודלים עשויים לסייע בהתגברות על מגבלות רבות של אלה. הפרוטוקול שהוצג יכול לשמש כדי לחקור את המנגנונים מולקולריים השונים ומערכות יחסים מכניסטית לספק אסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות. עם זאת, התוצאות של מחקרים במבחנה עשויות להיות שונות מרגילות במחקרי vivo ויש לפרש בזהירות.

תאים בתרבית בשקופיות Precoated פיברונקטין Nunc השני קאמריות היו נתונים לOGD-R על ידי הנחת בתא 110 מודל Biospherix ProOx. לאחר חשיפת תאים לOGD-R, הם עובדו לצביעת junctional ZO-1 באמצעות טכניקת immunofluorescence כפי שמוצג באיור 2 והרכבת cytoskeletal מצביע היווצרות מתח סיב F- אקטין באמצעות תווית כתם phallo...

Watch this Scientific Journal Video about Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction at JoVE.com

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is associated with a high rate of morbidity and mortality. The goal of the in vitro model of oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD-R) described here is to assess the effects of ischemia reperfusion injury on a variety of cells, particularly in blood-brain barrier (BBB) endothelial cells.

חמצן גלוקוז קיפוח וReoxygenation כ<em&gt; במבחנה</em&gt; איסכמיה reperfusion פציעת דגם לחוסר תפקוד מחסום דם-המוח לומד

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic ...

oxygen-glucose-deprivation-reoxygenation-as-an-vitro-ischemia

Research

JoVE Journal

Medicine

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

17.9K Views.  Texas A&M University Health Science Center College of Medicine. Ischemia-Reperfusion (IR) injury is associated with a high rate of morbidity and mortality. The goal of the in vitro model of oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD-R) described here is to assess the effects of ischemia reperfusion injury on a variety of cells, particularly in blood-brain barrier (BBB) endothelial cells. 

Video: Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Normothermic Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation: A Mouse Model of Ischemia-Reperfusion Injury

Acute Kidney Injury (AKI) is a common, highly lethal, complication of critical illness which has a high mortality1-4 and which is most 
frequently caused by whole-body hypoperfusion.5,6 Successful reproduction of whole-body hypoperfusion in rodent models has been fraught with 
difficulty.7-9,9,10 Models which employ focal ischemia have repeatedly demonstrated results which do not translate to the clinical setting, and larger 
animal models which allow for whole body hypoperfusion lack access to the full toolset of genetic manipulation possible in the mouse.11,12 However, in recent 
years a mouse model of cardiac arrest and cardiopulmonary resuscitation has emerged which can be adapted to model AKI.13 This model reliably reproduces 
physiologic, functional, anatomic, and histologic outcomes seen in clinical AKI, is rapidly repeatable, and offers all of the significant advantages of a murine surgical 
model, including access to genetic manipulative techniques, low cost relative to large animals, and ease of use. Our group has developed extensive experience 
with use of this model to assess a number of organ-specific outcomes in AKI.14,15

A powerful model for perioperative and critical care related acute kidney injury is presented. Using whole body hypoperfusion induced by cardiac arrest it is possible to nearly replicate the histologic and functional changes of clinical AKI.

דום לב Normothermic ו החייאה: במודל עכבר של פגיעה איסכמיה reperfusion

Acute Kidney Injury (AKI) is a common, highly lethal, complication of critical illness which has a high mortality1-4 and which is most 
frequently caused ...

Stem Cell Transplantation in an in vitro Simulated Ischemia/Reperfusion Model

Stem cell transplantation protocols are finding their way into clinical practice1,2,3. Getting better results, making the protocols more robust, and finding new sources for implantable cells are the focus of recent research4,5. Investigating the effectiveness of cell therapies is not an easy task and new tools are needed to investigate the mechanisms involved in the treatment process6. We designed an experimental protocol of ischemia/reperfusion in order to allow the observation of cellular connections and even subcellular mechanisms during ischemia/reperfusion injury and after stem cell transplantation and to evaluate the efficacy of cell therapy. H9c2 cardiomyoblast cells were placed onto cell culture plates7,8. Ischemia was simulated with 150 minutes in a glucose free medium with oxygen level below 0.5%. Then, normal media and oxygen levels were reintroduced to simulate reperfusion. After oxygen glucose deprivation, the damaged cells were treated with transplantation of labeled human bone marrow derived mesenchymal stem cells by adding them to the culture. Mesenchymal stem cells are preferred in clinical trials because they are easily accessible with minimal invasive surgery, easily expandable and autologous. After 24 hours of co-cultivation, cells were stained with calcein and ethidium-homodimer to differentiate between live and dead cells. This setup allowed us to investigate the intercellular connections using confocal fluorescent microscopy and to quantify the survival rate of postischemic cells by flow cytometry. Confocal microscopy showed the interactions of the two cell populations such as cell fusion and formation of intercellular nanotubes. Flow cytometry analysis revealed 3 clusters of damaged cells which can be plotted on a graph and analyzed statistically. These populations can be investigated separately and conclusions can be drawn on these data on the effectiveness of the simulated therapeutical approach.

Stem Cell Transplantation in an in vitro Simulated Ischemia/Reperfusion Model

We demonstrate how to set up an in vitro ischemia/reperfusion model and how to evaluate the effect of stem cell therapy on postischemic cardiac cells.

גזע השתלת תאים ב במבחנה דגם סימולציה איסכמיה / reperfusion

Stem cell transplantation protocols are finding their way into clinical practice1,2,3. Getting better results, making the protocols more robust, and ...

Ischemia-reperfusion Model of Acute Kidney Injury and Post Injury Fibrosis in Mice

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often unreported mortality rates that may confound analyses. Bilateral renal pedicle clamping is commonly used to induce IR-AKI, but differences between effective clamp pressures and/or renal responses to ischemia between kidneys often lead to more variable results. In addition, shorter clamp times are known to induce more variable tubular injury, and while mice undergoing bilateral injury with longer clamp times develop more consistent tubular injury, they often die within the first 3 days after injury due to severe renal insufficiency. To improve post-injury survival and obtain more consistent and predictable results, we have developed two models of unilateral ischemia-reperfusion injury followed by contralateral nephrectomy. Both surgeries are performed using a dorsal approach, reducing surgical stress resulting from ventral laparotomy, commonly used for mouse IR-AKI surgeries. For induction of moderate injury BALB/c mice undergo unilateral clamping of the renal pedicle for 26 min and also undergo simultaneous contralateral nephrectomy. Using this approach, 50-60% of mice develop moderate AKI 24 hr after injury but 90-100% of mice survive. To induce more severe AKI, BALB/c mice undergo renal pedicle clamping for 30 min followed by contralateral nephrectomy 8 days after injury. This allows functional assessment of renal recovery after injury with 90-100% survival. Early post-injury tubular damage as well as post injury fibrosis are highly consistent using this model.

We describe models of moderate and severe ischemia-reperfusion-induced kidney injury in which the mice undergo unilateral renal pedicle clamping followed by simultaneous or delayed contralateral nephrectomy, respectively. These models consistently give rise to renal dysfunction and post-injury fibrosis, but injury severity and survival are dependent on mouse background, age and surgical equipment.

דגם איסכמיה reperfusion של פגיעה חריפה בכליות ופגיעים ההודעה פיברוזיס בעכברים

Ischemia-reperfusion induced acute kidney injury (IR-AKI) is widely used as a model of AKI in mice, but results are often quite variable with high, often ...

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells (cEND) as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

Due to the high mortality incident brought about by traumatic brain injury (TBI), methods that would enable one to better understand the underlying mechanisms involved in it are useful for treatment. There are both in vivo and in vitro methods available for this purpose. In vivo models can mimic actual head injury as it occurs during TBI. However, in vivo techniques may not be exploited for studies at the cell physiology level. Hence, in vitro methods are more advantageous for this purpose since they provide easier access to the cells and the extracellular environment for manipulation.
Our protocol presents an in vitro model of TBI using stretch injury in brain microvascular endothelial cells. It utilizes pressure applied to the cells cultured in flexible-bottomed wells. The pressure applied may easily be controlled and can produce injury that ranges from low to severe. The murine brain microvascular endothelial cells (cEND) generated in our laboratory is a well-suited model for the blood brain barrier (BBB) thus providing an advantage to other systems that employ a similar technique. In addition, due to the simplicity of the method, experimental set-ups are easily duplicated. Thus, this model can be used in studying the cellular and molecular mechanisms involved in TBI at the BBB.

Stretch in Brain Microvascular Endothelial Cells cEND as an In Vitro Traumatic Brain Injury Model of the Blood Brain Barrier

In vitro traumatic brain injury models are being developed to reproduce in vivo brain deformation. Stretch-induced injury has been employed for astrocytes, neurons, glial cells, aortic, and brain endothelial cells. However, our system uses a blood brain barrier (BBB) model that possesses properties constituting a legitimate model of the BBB to establish an in vitro&#160;TBI model.

למתוח בתאי אנדותל כלי הדם במוח (cEND) כ<em&gt; במבחנה</em&gt; פגיעה מוחי טראומטי דגם של מחסום דם המוח

Due to the high mortality incident brought about by traumatic brain injury (TBI), methods that would enable one to better understand the underlying ...

Murine Model of Intestinal Ischemia-reperfusion Injury

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, hypotension, necrotizing enterocolitis, bowel transplantation, trauma and chronic inflammation. Intestinal ischemia-reperfusion (IR) injury is a consequence of acute mesenteric ischemia, caused by inadequate blood flow through the mesenteric vessels, resulting in intestinal damage. Reperfusion following ischemia can further exacerbate damage of the intestine. The mechanisms of IR injury are complex and poorly understood. Therefore, experimental small animal models are critical for understanding the pathophysiology of IR injury and the development of novel therapies.
Here we describe a mouse model of acute intestinal IR injury that provides reproducible injury of the small intestine without mortality. This is achieved by inducing ischemia in the region of the distal ileum by temporally occluding the peripheral and terminal collateral branches of the superior mesenteric artery for 60 min using microvascular clips. Reperfusion for 1 hr, or 2 hr after injury results in reproducible injury of the intestine examined by histological analysis. Proper position of the microvascular clips is critical for the procedure. Therefore the video clip provides a detailed visual step-by-step description of this technique. This model of intestinal IR injury can be utilized to study the cellular and molecular mechanisms of injury and regeneration.

Here we describe the detailed procedure of intestinal ischemia-reperfusion in mice which results in reproducible injury without mortality to encourage the standardization of this technique across the field. This model of intestinal ischemia-reperfusion injury can be utilized to study the cellular and molecular mechanisms of injury and regeneration.

דגם Murine של פגיעת המעיים איסכמיה reperfusion

Intestinal ischemia is a life-threatening condition associated with a broad range of clinical conditions including atherosclerosis, thrombosis, ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) models based on pBECs in mono-culture (MC), MC with astrocyte-conditioned medium (ACM), and non-contact co-culture (NCC) with astrocytes of porcine or rat origin. pBECs were isolated and cultured from fragments of capillaries from the brain cortices of domestic pigs 5-6 months old. These fragments were purified by careful removal of meninges, isolation and homogenization of grey matter, filtration, enzymatic digestion, and centrifugation. To further eliminate contaminating cells, the capillary fragments were cultured with puromycin-containing medium. When 60-95% confluent, pBECs growing from the capillary fragments were passaged to permeable membrane filter inserts and established in the models. To increase barrier tightness and BBB characteristic phenotype of pBECs, the cells were treated with the following differentiation factors: membrane permeant 8-CPT-cAMP (here abbreviated cAMP), hydrocortisone, and a phosphodiesterase inhibitor, RO-20-1724 (RO). The procedure was carried out over a period of 9-11 days, and when establishing the NCC model, the astrocytes were cultured 2-8 weeks in advance. Adherence to the described procedures in the protocol has allowed the establishment of endothelial layers with highly restricted paracellular permeability, with the NCC model showing an average transendothelial electrical resistance (TEER) of 1249 &#177; 80 &#937; cm2, and paracellular permeability (Papp) for Lucifer Yellow of 0.90 10-6 &#177; 0.13 10-6 cm sec-1 (mean &#177; SEM, n=55). Further evaluation of this pBEC phenotype showed good expression of the tight junctional proteins claudin 5, ZO-1, occludin and adherens junction protein p120 catenin. The model presented can be used for a range of studies of the BBB in health and disease and, with the highly restrictive paracellular permeability, this model is suitable for studies of transport and intracellular trafficking.

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of the protocol is to present an optimized procedure for the establishment of an in vitro blood-brain barrier (BBB) model based on primary porcine brain endothelial cells (pBECs). The model shows high reproducibility, high tightness, and is suitable for studies of transport and intracellular trafficking in drug discovery.

שיפור שיטה להקמת במבחנה מחסום הדם - מוח מודל המבוסס על תאי אנדותל המוח חזירי

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via recanalization of the coronary artery is the most effective strategy for reducing the size of ischemic myocardium. The coronary microvasculature cannot be visualized and imaged&#160;in vivo, but there are several invasive and noninvasive techniques that can be used to assess parameters which depend directly on coronary microvascular function. The endothelial function after ischemia reperfusion can be assessed also at the level of the coronary circulation via the coronary flow reserve (CFR).&#160;In this study, peak velocity of left anterior descending (LAD) coronary arteries was measured in rats in vivo via Transthoracic Doppler Echocardiography during resting and stress challenge (induced by Dobutamine). A normal heart can increase its coronary blood flow up to four times above the resting values during stress induction. Following ischemia reperfusion, we found a significantly diminished CFR, which can be used as a marker of coronary microvascular dysfunction. CFR has opened a window on the importance of microvascular dysfunction and has been shown to predict cardiovascular risk independent of whether the severe obstructive disease is present.

Coronary flow reserve (CFR), is defined as the ratio of maximal coronary blood flow to the resting coronary blood flow. We present a protocol for evaluating CFR in rats via ultrasound, which offers the opportunity to predict cardiovascular risk factors in the absence of obstructive coronary disease.

הערכה של שמורת זרם כלילית לאחר איסכמיה אוטם שריר הלב Reperfusion בחולדות

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many areas of biomedical research due to its cost-effectiveness and its translation to humans. This protocol describes a method to create a preclinical free skin flap model in rats with ischemia-reperfusion injury. The described 3 cm x 6 cm rat free skin flap model is easily obtained after the placement of several vascular ligatures and the section of the vascular pedicle. Then, 8 h after the ischemic insult and completion of the microsurgical anastomosis, the free skin flap develops the tissue damage. These ischemia-reperfusion injury-related damages can be studied in this model, making it a suitable model for evaluating therapeutic agents to address this pathophysiological process. Furthermore, two main monitoring techniques are described in the protocol for the assessment of this animal model: transit-time ultrasound technology and laser speckle contrast analysis.

Here, we describe a pre-clinical animal model for studying the pathophysiology of ischemia-reperfusion injury in reconstructive microsurgery. This free skin flap model based on the superficial caudal epigastric vessels in the rat may also allow for the evaluation of different therapies and compounds to counteract ischemia-reperfusion injury-related damage.

מודל מפרה קליני לחקר איסכמיה-reperfusion פציעה במיקרו-כירורגיה משחזרת

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...

Organ Ischemia-Reperfusion Injury by Simulating Hemodynamic Changes in Rat Liver Transplant Model

Orthotopic liver transplantation (OLT) in rats is a tried and proven animal model used for preoperative, intraoperative, and postoperative studies, including ischemia-reperfusion injury (IRI) of extrahepatic organs. This model requires numerous experiments and devices. The duration of anhepatic phase is closely related to the time to develop IRI after transplantation. In this experiment, we used hemodynamic changes to induce extrahepatic organ damage in rats and determined the maximum tolerance time. The time until the most severe organ injury varied for different organs. This method can easily be replicated and can also be used to study IRI of the extrahepatic organs after liver transplantation.

This paper provides a detailed description of how to build an animal model of the anhepatic phase (liver ischemia) in rats to facilitate basic research into ischemia-reperfusion injury after liver transplantation.

פגיעה באיבר איסכמיה-רפרופוזיה על ידי הדמיית שינויים המודינמיים במודל השתלת כבד עכברוש

Orthotopic liver transplantation (OLT) in rats is a tried and proven animal model used for preoperative, intraoperative, and postoperative studies, ...

A Rat Lung Transplantation Model of Warm Ischemia/Reperfusion Injury: Optimizations to Improve Outcomes

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods for choosing appropriate cuff sizes for the pulmonary vein (PV), pulmonary artery (PA), or bronchus (Br) are varied, thus making the determination of proper cuff size during rat lung transplantation an exercise of trial and error. By standardizing the cuffing technique to use the smallest effective cuff appropriate for the size of the vessel or bronchus, one can make the transplantation procedure safer, faster, and more successful. Since diameters of the PV, PA, and Br are related to the body weight of the rat, we present a strategy to choosing an appropriate size using a weight-based guide. Since lung volume is also related to body weight, we recommend that this relationship should also be considered when choosing the proper volume of air for donor lung inflation during warm ischemia as well as for the proper volume of PBS to be instilled during bronchoalveolar lavage (BAL) fluid collection. We also describe methods for 4th intercostal space dissection, wound closure, and sample collection from both the native and transplanted lobes.

Here, we present optimizations to a rat lung transplantation model that serve to improve outcomes. We provide a size guide for cuffs based on body weight, a measurement strategy to ascertain the 4th intercostal space, and methods of wound closure and BAL (bronchoalveolar lavage) fluid and tissue collection.

מודל השתלת ריאה של חולדה של איסכמיה חמה / פגיעה ברפרפוזיה: אופטימיזציות לשיפור התוצאות

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods ...