Method Article
Questo articolo descrive un semplice modello per stimolare l'angiogenesi nel mesentere ratto. Il modello produce aumenti drammatici nel capillare germinazione, zona vascolare e densità vascolare in un corso di tempo relativamente breve in un tessuto che permette la visualizzazione en faccia di intere reti microvascolari fino al livello di singola cellula.
Crescita della rete Microvacular e il rimodellamento sono aspetti critici di guarigione delle ferite, l'infiammazione, retinopatia diabetica, la crescita del tumore e le condizioni di altre malattie 1, 2. Crescita di rete è comunemente attribuito angiogenesi, definita come la crescita di nuovi vasi da vasi preesistenti. L'angiogenesi è inoltre direttamente collegata arteriogenesi, definito come l'acquisizione capillare di un rivestimento cellula perivascolare e allargamento vaso. Inutile dire, l'angiogenesi è complessa e coinvolge più giocatori a livello cellulare e molecolare 3. La comprensione di come una rete microvascolare cresce richiede identificare le dinamiche spaziali e temporali lungo la gerarchia di una rete nel corso del tempo angiogenesi. Queste informazioni sono importanti per lo sviluppo di terapie mirate a manipolare crescita dei vasi.
Il modello esteriorizzazione descritto in questo articolo rappresenta un modello semplice e riproducibile per stimolarelante angiogenesi nel mesentere ratto. E 'stato adattato da modelli di guarigione delle ferite nel ratto mesentere 4-7, ed è una alternativa per stimolare l'angiogenesi nel mesentere tramite iniezioni ip di pro-angiogenici agenti 8, 9. Il modello esteriorizzazione è interessante perché richiede un minimo intervento chirurgico e produce drammatiche, aumenti riproducibili in germogli capillari, zona vascolare e la densità vascolare in un corso di tempo relativamente breve in un tessuto che permette la visualizzazione bidimensionale di reti microvascolari interi fino a singola Level Cell. La crescita riflette naturali stimolato risposte angiogenici in un ambiente fisiologico, senza interferenza di stranieri molecole angiogenici. Utilizzando i metodi immunoistochimici etichettatura, questo modello è stato dimostrato estremamente utile per identificare nuovi eventi cellulari coinvolti nell'angiogenesi. Gli investigatori può facilmente correlare le metriche angiogenici nel corso del tempo rimodellamento con tempo specific dinamiche, quali cellulari modificazioni fenotipiche o interazioni cellulari 4, 5, 7, 10, 11.
1. Set-Up Notes Procedura chirurgica
2. Rat mesentere Modello Esteriorizzazione
3. Tissue Raccolta e Fixation
4. Tissue immunomarcatura
PECAM colorimetrico Lableing
PECAM fluorescente Labeling
5. Risultati rappresentativi
Immagini rappresentative di tessuti mesentere ratto immunoistochimicamente etichettati per PECAM sono mostrati in Figura 3. PECAM etichettatura identifica tutti i tipi di navi lungo la gerarchia di rimodellamento reti microvascolari e può essere usato per quantificare metriche angiogenici al momento specifico dopo stimolazione punti. PECAM etichettatura permette inoltre per la determinazione delle arteriole rispetto delle venule. Arteriole di alimentazione tipicamente presentano diametri più piccoli e di forma allungata morfologia delle cellule endoteliali rispetto a venule coppie (Figura 4). Capillari e germogli capillari possono essere identificati in base alla loro diametro del vaso e posizione relativa all'interno di una rete. Caratteristiche tipiche delle reti rimodellamento comprendono un aumento capillare germinazione, la densità di navi, per zona vascolarizzata e tortuoso venularelità. Quantificazione di vari parametri angiogenici identifica l'andamento nel tempo di crescita di rete (Figura 5). Capillare spuntano da vasi preesistenti, picchi tra il giorno 3 e il 5 ° giorno e ritorna al livello non stimolato dal 10 ° giorno. Questo aumento transitorio della germinazione è seguita da un aumento della densità vascolare e zona vascolarizzata. Come prova per il rimodellamento dei grandi vasi in questo modello, il numero di segmenti arteriole e venule aumenta anche nel corso del tempo.
Nel nostro laboratorio, questo modello è stato utilizzato per identificare cellulari variazioni fenotipiche al punto nel tempo specifico durante questo processo di rimodellamento 10, 11. Ad esempio, classe III β-tubulina identifica periciti lungo vasi angiogenici (Figura 6). In tessuti non stimolate, classe III β-tubulina espressione è specifica del nervo. Al contrario, durante il picco di germinazione capillare, classe III β-tubulina è espresso da cellule perivascolari. Questo tipodel risultato evidenzia l'uso di questo modello semplice e robusto angiogenico di identificare nuovi tipi di cellule coinvolte nel processo angiogenico.
Figura 1. Immagini della fase plastica pre-e post-modifica. La fase di pre-modificato è un piatto di 100 millimetri Petri. Le modifiche comprendono un taglio ellittica foro al centro e la successiva aggiunta di creta o colla silicio al bordo del foro per la creazione di una sollevata, superficie liscia. Questa superficie fornisce un limite interno che facilita superfusione delle finestre mesenteriche esteriorizzato. Bar La scala è 1 cm.
Figura 2. Immagine della regione mesenterica esteriorizzato. Finestre mesenteriche sono definite come le membrane sottili traslucide tra l'arteria / vena coppie alimentano il piccolo intestino. Durante l'esteriorizzazionedurata, la regione mesenterici è disposto e immersa in soluzione salina all'interno di una capsula Petri modificato. Inerte plastilina giallo fornisce una superficie liscia per il mesentere per essere tirato attraverso il foro pretagliato. Bar La scala è 1 cm.
Figura 3. Immagini rappresentative dei mesenterici reti microvascolari non stimolate dai tessuti e tessuti a 3 e 10 giorni dopo l'esteriorizzazione del mesentere. PECAM etichettatura individuato la gerarchia delle reti microvascolari compreso, arteriole (A), venule (V) e capillari (C). Stimolazione Post, reti microvascolari visualizzato un aumento della germinazione capillare (punte di freccia) e la densità nave. Barra della scala è di 100 micron.
Immagini rappresentative Figura 4. Di arteriole / venule coppie di adulti all'interno della rete microvascolare mesenterica di rattos. In entrambe le immagini, arteriole (A) può essere differenziata da venule (V) basato su un diametro minore rispetto allungata e la morfologia delle cellule endoteliali. Barre di scala sono 20 micron.
Figura 5. Quantificazione Rappresentante di metriche angiogenici nel corso del tempo microvascolare esteriorizzazione mesentere messaggio crescita. A) nell'area vascolare per area di tessuto. B) Numero di germogli di capillari per area vascolare. C) Lunghezza totale vascolare per area vascolare. * Rappresenta una differenza significativa rispetto al gruppo non stimolato. Confronti statistici sono stati realizzati con un One-Way ANOVA seguita dal test di Dunn. (P <0,05). Delle Nazioni Unite rappresenta non stimolato.
Figura 6. Rappresentativi immagini fluorescenti di mesenterici reti microvascolari non stimolate dai tessuti e tessuti a 3 e 10giorni dopo l'esteriorizzazione del mesentere. Immunofluorescenza PECAM etichettatura (rosso) identifica le cellule endoteliali, e la classe III β-tubulina etichettatura (verde) identifica i nervi (punte di freccia) e cellule perivascolari (frecce). Cellule perivascolari transitoriamente upregulate classe III β-tubulina durante la germinazione capillare. In stimolate reti microvascolari, classe III β-tubulina è nervo specifico e non identificare le cellule perivascolari. 3 giorni dopo la stimolazione, classe III β-tubulina etichetta positivamente cellule perivascolari lungo microvasi. Di giorno 10, classe III β-tubulina modello di espressione inizia a ritornare allo scenario non stimolato. Barra della scala è di 50 micron.
Figura 7. Immagini che sostengono la fattibilità di monitoraggio pre-etichettati cellule localmente applicati durante la crescita della rete microvascolare stimolata dalla esteriorizzazione mesentere. Le cellule sono state superfuso sopra mesenteric finestre durante il periodo di 20 minuti l'esteriorizzazione. 1 giorno post-operatorio, Dii cellule marcate (rosso) sono stati osservati nel piano focale con dame PECAM positivo microvasi (verde). A, B) Esempi di cellule del midollo osseo Dii marcate esporre arrotondata e allungata morfologie. In alcuni casi (frecce) le cellule sono state allungata lungo microvasi. C) Esempio di un cluster di DII marcato cellule staminali mesenchimali in prossimità della punta di un capillare germoglio (freccia). Barre di scala sono 50 micron (A), e 20 micron (B, C).
Il modello di esteriorizzazione è stato segnalato nel 2006 e adattato da precedenti modelli meccanici mesentere ratto lesioni dell'angiogenesi 4-7 e produce risultati simili a quelli già consolidati modelli ad iniezione ip che sfruttano il ratto mesentere 9. Il tempo di esteriorizzazione 20 minuti è stato determinato sperimentalmente per produrre una robusta risposta angiogenica. Durante questo periodo di tempo può essere variata, lo fa permettere l'applicazione locale di inibitori angiogenici 4 per studi meccanicistici e l'applicazione diretta di cellule esogene per gli studi linea cellulare. Fattibilità di incorporazione cella in rimodellamento tissutale mesenterica è supportata da studi preliminari nel nostro laboratorio utilizzando pre-etichettati cellule del midollo osseo e cellule staminali mesenchimali (figura 7), e dal successo di indagare il destino dell'essere umano derivate da tessuto adiposo cellule stromali iniezione ip 14 . Nel nostro laboratorio, abbiamo usato questo modello per identificare Phen pericitiotypic modifiche nel corso del tempo di risposta angiogenica 10 e valutare il potenziale angiogenico in condizioni patologiche, quali ipertensione 12. La risposta angiogenica e le modifiche fenotipo delle cellule associate a questo modello può essere osservato anche in altri modelli mesenteriche del ratto angiogenici tra cui l'esposizione cronica ipossia 10, 11.
Un limite del modello di esteriorizzazione è che l'esatto meccanismo di innesco di angiogenesi sono sconosciuti. Esteriorizzazione del mesentere è stato collegato a degranulazione dei mastociti e aumento dei livelli di istamina 6, ma sono necessarie ulteriori ricerche per ottenere un quadro più chiaro. Lo stimolo angiogenico è indubbiamente multi-fattoriale, producendo una risposta forte rimodellamento attraverso la gerarchia di una rete microvascolare. Mentre i meccanismi sconosciuti rimangono una critica importante di questo modello, la sua riproducibilità e la semplicità lo rendono interessante per l'identificazione dinamica del cellulare coinved nel intrinsecamente complesso processo di germinazione capillare. La riproducibilità del modello è supportato da comparabili metriche angiogenici nel corso tempo di crescita di rete microvascolare in ceppi multipli di ratto (Wistar maschi e femmina Sprague-Dawley) in studi pubblicati in precedenza dal nostro laboratorio 10, 12. Poiché, la maggior parte dei tessuti adulti mesenterici ratto sono vascolarizzati, il modello consente anche per diversi tessuti da esaminare per animale. Purtroppo, questo modello non è ovviamente applicabile ai modelli murini genetici come finestre mesenterici mouse hanno meno vascolarizzazione nativa e, nella nostra esperienza, comunemente osservabili mancano reti ramificate. Le applicazioni future includono l'indagine di funzionalità nave durante l'angiogenesi con intra-vital microscopia in punti temporali specifici e l'indagine delle relative dinamiche cellulari coinvolti in linfoangiogenesi e neurogenesi. Anche se il grado di vascolarizzazione nativa per finestra mesenterica sembra essere roughly proporzionale con l'età, abbiamo osservato ramificazione reti microvascolari in ratti maschi Wistar di appena 4-5 settimane di età. Queste osservazioni suggeriscono che il modello esteriorizzazione potrebbe essere applicata anche per confrontare le differenze angiogeniche attraverso età.
Non abbiamo nulla da rivelare.
Questo lavoro è stato sostenuto dal Board of Regents dello Stato della Louisiana LEQSF (2009-12)-RD-A-19 (PI: WL Murfee) e la Tulane e Centro Ipertensione renale di Eccellenza finanziato dal NIH concessione P20RR017659-08 (PI : L. Gabriel Navar).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome | Azienda | Numero di catalogo | Ulteriori commenti |
Drappo | Cardinal Health | 4012 | 12 "x12" Bio-Shield Sterilizzazione Regular Wraps |
Noyes Micro Scissor | Roboz strumento chirurgico | RS-5677 | Noyes Micro Forbici per dissezione di primavera; Diritti, Sharp-Blunt punti; tagliente 13 millimetri, larghezza Tip 0.25mm, 4 1/2 "Lunghezza totale |
Graefe Pinza | Roboz strumento chirurgico | RS-5135 | Micro Pinza dissezione, seghettato, leggera curva; Larghezza Tip 0.8mm; 4 "Length |
Graefe Pinza | Roboz strumento chirurgico | RS-5130 | Micro dissettore; dentellate, diritte, larghezza Tip 0.8mm; 4 "Lunghezza |
Filo di sutura 4-0 | ETHICON | 699G | (1,5 metrico) ETHILON sutura monofilamento in nylon nero |
5-0 sutura | ETHICON | 8556 | (1,0 metrico) PROLENE Polyprolene Blu sutura monofilamento |
7-0 sutura | ETHICON | 1647G | (0,5 metrico) ETHILON sutura monofilamento in nylon nero |
Porta aghi Castroviejo Micro | Strumenti di Scienze Belle | 12060-02 | Suggerimento Larghezza: 0,6 millimetri Lunghezza di serraggio: 5mm Lunghezza: 9cm Punta dritta |
Porta aghi Castroviejo | Strumenti di Scienze Belle | 12565-14 | Forma punta: Etero Suggerimento Larghezza: 1,5 mm Lunghezza di serraggio: 10mm Forbici: No Blocco: Sì Lunghezza: 14cm Seghettato: Sì |
Manico bisturi | Roboz strumento chirurgico | RS-9843 | Scalpel Handle, # 3; Solid, 4 "Length |
Sterile lama chirurgica | Cincinnati chirurgico | 0110 | Acciaio; Size 10 |
Petri Dish | Fisher Scientific | 08-757-13 | Ridge smussata, Slippable |
Tabella di specifici materiali e strumenti chirurgici.
Nome | Azienda | Numero di catalogo | Ulteriori commenti |
Beuthanasia | Schering-Plough Animal Health Corp. Union (ordinati da alimentazione MWI Veterinaria) | MWI #: 011168 | Ingrediente attivo: Per 100 ml, 390 mg di sodio pentobarbital, sodio 50mg fenitoina |
Ketamina | Fort Dodge Animal Health (ordinati da alimentazione MWI Veterinaria) | MWI #: 000680 | Kateset 100 mg / ml |
Xilazina | LLOYD. Inc. (Ordinati da alimentazione MWI Veterinaria) | MWI #: 009307 | Anased 100 mg / ml |
Salino | Hospira Inc. | 94-217-JT | |
PBS | SIGMA | 011M8207 | |
Saponina | Sigma | BCBB4080 | |
PECAM (CD31) | BD Pharmingen | 553371 | |
Streptavidina-CY3 | Jackson ImmunoResearch | 016-160-084 | |
BSA | Jackson ImmunoResearch | 096555 | |
Vectastain Elite ABC | Vector Laboratories | PK-6100 | |
Vector Nova Red | Vector Laboratories | SK-4800 | |
VectaMount | Vector Laboratories | H-500 |
Tabella di reagenti specifici
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