Method Article
Este artigo descreve um modelo simples para estimular a angiogênese no mesentério de ratos. O modelo produz aumentos dramáticos na capilar germinação área, vascular e da densidade vascular ao longo de um curso de tempo relativamente curto em um tecido que permite a visualização en face de todo redes microvasculares para baixo para o nível da célula individual.
O crescimento da rede Microvacular e remodelação são aspectos críticos da cicatrização de feridas, inflamação, retinopatia diabética, crescimento tumoral e outras condições de doença 1, 2. Crescimento da rede é comumente atribuída a angiogênese, definido como o crescimento de novos vasos a partir de vasos pré-existentes. O processo angiogénico está também directamente ligado ao arteriogênese, definida como a aquisição capilar de um revestimento de célula perivascular e alargamento do vaso. Escusado será dizer que, a angiogênese é complexo e envolve vários jogadores a nível celular e molecular 3. Entender como uma rede microvascular cresce exige a identificação da dinâmica espacial e temporal ao longo da hierarquia de uma rede ao longo do tempo de angiogênese. Esta informação é crítica para o desenvolvimento de terapias destinadas a manipular o crescimento dos vasos.
O modelo de exteriorização descrito neste artigo representa um modelo simples e reprodutível para estimularcirculantes angiogênese no mesentério de ratos. Foi adaptado a partir de cicatrização de feridas modelos no rato mesentério 4-7, e é uma alternativa para estimular a angiogénese no mesentério através de injecções ip de pró-angiogénicos agentes 8, 9. O modelo de exteriorização é atraente porque requer a intervenção cirúrgica mínima e produz aumentos dramáticos, reprodutíveis em brotos capilares, área vascular e da densidade vascular ao longo de um curso de tempo relativamente curto em um tecido que permite a visualização bidimensional de redes microvasculares inteiras para baixo para único nível celular. O crescimento estimulado reflecte naturais respostas angiogénicas em um ambiente fisiológico, sem interferência de estrangeiros moléculas angiogénicas. Usando métodos de marcação imuno-histoquímica, este modelo já demonstrou ser extremamente útil na identificação de novos eventos celulares envolvidos na angiogênese. Os investigadores podem prontamente correlacionar as métricas angiogénicos durante o curso de tempo de remodelação com o tempo spdinâmica ecific, tais como celulares alterações fenotípicas ou interações celulares 4, 5, 7, 10, 11.
1. Set-Up Procedimento Cirúrgico Notes
2. Rat Modelo exteriorização Mesentério
3. Coleta de Tecidos e Fixação
4. Imunomarcação tecido
PECAM marcação fluorescente
5. Os resultados representativos
Imagens representativas de tecidos de rato mesentério imuno etiquetadas para PECAM são apresentados na Figura 3. PECAM rotulagem identifica todos os tipos de navios ao longo da hierarquia de remodelação redes microvasculares e pode ser usado para quantificar as métricas angiogénicas em específica estimulação pós pontos de tempo. PECAM rotulagem também permite a determinação de arteríolas, versus vénulas. Arteríolas alimentação exibem tipicamente diâmetros menores e morfologia de célula endotelial alongada em comparação com vénulas emparelhados (Figura 4). Capilares e rebentos capilares podem ser identificados com base na sua diâmetro do vaso e posição relativa dentro de uma rede. As características típicas de redes de remodelação incluem o aumento da densidade de vasos capilares brotando, área vascularizada e tortuos venularesdade. Quantificação de várias métricas angiogénicos identifica o tempo de curso do crescimento da rede (Figura 5). Capilar germinação a partir de vasos pré-existentes, picos entre o dia 3 eo dia 5 e retorna para o nível não estimulada por dia 10. Este aumento transitório na germinação é seguido por um aumento na densidade vascular e área vascularizada. Como evidência para a remodelação dos vasos maiores neste modelo, o número de segmentos das arteríolas e vénula também aumenta ao longo do tempo.
No nosso laboratório, este modelo tem sido utilizado para identificar alterações celulares fenotípicas no ponto de tempo específico durante este processo de remodelação 10, 11. Por exemplo, a classe III β-tubulina identifica pericitos ao longo dos vasos angiogénicas (Figura 6). Em tecidos não estimuladas, classe III expressão β-tubulina é específico do nervo. Em contraste, durante o pico de germinação capilar, classe III β-tubulina é expressa pelas células perivasculares. Este tipode resultado destaca a utilização deste modelo simples e robusta angiogénico para identificar novos tipos de células envolvidas no processo angiogénico.
Figura 1. Imagens da fase de plástico pré e pós-modificação. A fase de pré-modificado é de 100 mm placa de Petri. As modificações incluem um corte furo elíptico no centro ea subsequente adição de argila ou uma cola de silicone para a borda do orifício para a criação de uma elevada superfície lisa. Esta superfície fornece um limite interno que facilita superfusão das janelas mesentéricos exteriorizado. Barra de escala é de 1 cm.
Figura 2. Imagem da região mesentérica exteriorizado. Janelas mesentéricos são definidos como as membranas finas translúcidas entre os pares de artéria / veia de alimentação do intestino delgado. Durante a exteriorizaçãoduração, a região mesentérica é colocado para fora e imerso em solução salina no interior de uma placa de Petri modificado. Plasticina amarelo inerte proporciona uma superfície lisa para o mesentério a ser puxado através do orifício pré-cortado. Barra de escala é de 1 cm.
Figura 3. Imagens representativas dos mesentéricos redes microvasculares de tecidos e tecidos não estimuladas a 3 e 10 dias após a exteriorização do mesentério. PECAM rotulagem identificou a hierarquia de redes microvasculares, incluindo, arteríolas (A), vénulas (V) e capilares (C). Estimulação Post, redes microvasculares apresentado um aumento na germinação capilar (cabeças de seta) e densidade de vasos. Barra de escala é 100 mm.
Figura 4. Imagens representativas da arteríola / vênula pares dentro adulto rede microvascular mesentérico de ratos. Em ambas as imagens, arteríolas (A) pode ser diferenciada de vénulas (V) com base em um diâmetro menor relativa e morfologia das células alongada endotelial. Barras de escala são 20 microns.
Figura 5. Quantificação representativas de métricas angiogénicos ao longo do decurso de tempo de microvascular exteriorização mesentério crescimento pós. A) área por área de tecido vascular. B) O número de brotos capilares por área vascular. C) Comprimento total vascular por área vascular. * Representa diferença significativa quando comparado ao grupo não estimulado. As comparações estatísticas foram feitas usando uma ANOVA One-Way seguida pelo teste de Dunn. (P <0,05). ONU representa desestimulados.
Figura 6. Representativos imagens fluorescentes de mesentéricos redes microvasculares a partir de tecidos não estimuladas e tecidos em 3 e 10dias após o exteriorização do mesentério. Imunofluorescência PECAM rotulagem (vermelho) identifica as células endoteliais, e classe III rotulagem β-tubulina (verde) identifica os nervos (cabeças de seta) e células perivasculares (setas). Células perivasculares transitoriamente upregulate classe III β-tubulina durante capilar brotação. Em não estimuladas redes microvasculares, classe III β-tubulina é nervo específico e não identifica as células perivasculares. 3 dias após a estimulação, classe III β-tubulina positivamente rotula células perivasculares juntamente microvasos. Por dia 10, classe III padrão de expressão β-tubulina começa a voltar para o cenário não estimulada. Barra de escala é de 50 mM.
Figura 7. Imagens de apoio a viabilidade de rastreio pré-células marcadas aplicados localmente durante o crescimento da rede microvascular estimulada pela exteriorização mesentério. As células foram superfused sobre mesenterIC janelas durante o período de exteriorização de 20 minutos. 1 dia após a cirurgia, as células marcadas DII (vermelho), foram observados no plano focal Dame com PECAM positivo microvasos (verde). A, B) Exemplos de células de medula óssea que exibem DII rotulados arredondado e alongado morfologias. Em alguns casos (setas) ao longo de células foram alongadas microvasos. C) Exemplo de um aglomerado de DiI rotulado células estaminais mesenquimais perto da ponta de um capilar broto (seta). Barras de escala são 50 mM (A), e 20 uM (B, C).
O modelo de exteriorização foi relatado em 2006 e é adaptado de lesões mecânicas anteriores modelos de ratos mesentério de angiogênese 4-7 e produz resultados semelhantes aos bem estabelecidos modelos de injeção IP que se aproveitam do rato mesentério 9. O tempo de exteriorização 20 minutos foi determinado experimentalmente para produzir uma resposta robusta angiogênico. Embora este período de tempo pode ser variada, ele permite que a aplicação local de inibidores angiogénicos 4 para estudos mecanísticos e aplicação directa de células exógenas para estudos linhagem celular. Viabilidade da incorporação da célula em remodelação do tecido mesentérica é apoiada por estudos preliminares em nosso laboratório usando células ósseas pré-rotulados de medula e células-tronco mesenquimais (Figura 7), e pelo sucesso de investigar o destino do ser humano ip injeção derivadas de tecido adiposo células do estroma 14 . Em nosso laboratório, utilizamos este modelo para identificar phen pericytealterações otypic ao longo do tempo da resposta angiogénica 10 e para avaliar o potencial angiogénico durante condições patológicas, tais como hipertensão 12. A resposta angiogénica e alterações celulares fenótipo associado com este modelo pode também ser observada em modelos de ratos outros mesentéricos angiogénicos, incluindo a exposição a hipóxia crónica 10, 11.
Uma limitação do modelo exteriorização é que os mecanismos exactos desencadeadores de angiogénese são desconhecidos. Exteriorização do mesentério tem sido associada a degranulação dos mastócitos e aumento dos níveis de histamina 6, ainda mais investigação é necessária para ter mais conhecimento. O estímulo angiogênico é, sem dúvida, multi-fatorial, produzindo uma resposta de remodelação robusta em toda a hierarquia de uma rede microvascular. Enquanto os mecanismos desconhecidos continuam a ser uma grande crítica deste modelo, a sua reprodutibilidade e simplicidade o tornam atraente para identificar a dinâmica celular envolvived no processo inerentemente complexo capilar brotação. A reprodutibilidade do modelo é suportado por comparáveis métricas angiogénicos ao longo do tempo de curso do crescimento da rede microvascular através estirpes de ratos múltiplas (Wistar macho e fêmea Sprague-Dawley) em estudos anteriormente publicados do nosso laboratório 10, 12. Uma vez que, na maioria dos tecidos mesentéricos adultos ratos são vascularizados, o modelo também permite a múltiplos tecidos a serem examinadas por animal. Infelizmente, este modelo não é obviamente aplicável aos modelos de mouse genéticos como janelas mesentéricos rato tem menos vascularização nativa e, em nossa experiência, geralmente carecem de observáveis redes de ramificação. Aplicativos futuros incluem a investigação de funcionalidade navio durante a angiogênese usando microscopia intra-vital em momentos específicos e relacionados com a investigação da dinâmica celulares envolvidos na linfangiogênese e neurogênese. Embora a extensão da vascularização nativo por janela mesentérica parece ser roughly proporcional com a idade, observou-se ramificando redes microvasculares em ratos Wistar machos jovens como 4-5 semanas de idade. Estas observações sugerem que o modelo exteriorização pode também ser aplicado para comparar as diferenças angiogénicas em toda idades.
Não temos nada a divulgar.
Este trabalho foi financiado pelo Conselho de Regentes do Estado de Louisiana LEQSF (2009-12)-RD-A-19 (PI: WL Murfee) e da Hipertensão Tulane e Centro Renal de Excelência financiado pelo NIH concessão P20RR017659-08 (PI : L. Gabriel Navar).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome | Companhia | Número de Catálogo | Comentários adicionais |
Drape | Cardinal Health | 4012 | 12 "x12" Esterilização Bio-Shield regular Wraps |
Noyes Scissor Micro | Roboz Instrumento cirúrgico | RS-5677 | Noyes Micro Dissecando Tesoura de mola; Retas, Sharp-Blunt pontos; vanguarda 13 milímetros, largura Dica 0.25mm, 4 1/2 "Comprimento total |
Pinça Graefe | Roboz Instrumento cirúrgico | RS-5135 | Micro Pinças de dissecação; serrilhada; ligeira curva; Largura Dica 0,8 milímetros; 4 Comprimento " |
Pinça Graefe | Roboz Instrumento cirúrgico | RS-5130 | Micro Pinças de dissecação; serrilhadas, reto, largura 0,8 milímetros; Dica 4 de comprimento " |
Sutura 4-0 | ETHICON | 699G | (1,5 métrico) ETHILON sutura de monofilamento nylon preto |
5-0 sutura | ETHICON | 8556 | (1,0 métrico) PROLENE Polyprolene sutura monofilamento azul |
7-0 sutura | ETHICON | 1647G | (0,5 métrico) ETHILON sutura de monofilamento nylon preto |
Porta Agulha Castroviejo Micro | Belas Ferramentas Ciência | 12060-02 | Largura Dica: 0,6 milímetros Fixação Comprimento: 5mm Comprimento: 9cm Ponta reta |
Porta Agulha Castroviejo | Belas Ferramentas Ciência | 12565-14 | Tip Shape: Straight Dica Largura: 1,5 mm Comprimento de fixação: 10mm Tesoura: Não Bloqueio: Sim Comprimento: 14cm Serrilhada: Sim |
Handle bisturi | Roboz Instrumento cirúrgico | RS-9843 | Bisturi Handle, # 3; Sólidos; 4 Comprimento " |
Lâmina cirúrgica estéril | Cincinnati Cirúrgica | 0110 | Aço inoxidável, Tamanho 10 |
Placa de Petri | Fisher Scientific | 08-757-13 | Cume chanfrado, Slippable |
Tabela de específicos materiais cirúrgicos e ferramentas.
Nome | Companhia | Número de Catálogo | Comentários adicionais |
Beuthanasia | Schering-Plough Animal Health Corp União (ordenada da MWI Abastecimento Veterinária) | MWI #: 011168 | Ingrediente ativo: por 100mL, 390 mg de sódio pentobarbital de sódio 50mg fenitoína |
Ketamina | Fort Dodge Saúde Animal (ordenada da MWI Abastecimento Veterinária) | MWI #: 000680 | Kateset 100 mg / ml |
Xilazina | LLOYD. Inc. (Ordenados do MWI Abastecimento Veterinária) | MWI #: 009307 | Anased 100 mg / ml |
Salina | Hospira Inc. | 94-217-JT | |
PBS | SIGMA | 011M8207 | |
Saponina | Sigma | BCBB4080 | |
PECAM (CD31) | BD Pharmingen | 553371 | |
Estreptavidina-Cy3 | Jackson ImmunoResearch | 016-160-084 | |
BSA | Jackson ImmunoResearch | 096555 | |
Vectastain Elite ABC | Vector Laboratories | PK-6100 | |
Vector Nova Vermelha | Vector Laboratories | SK-4800 | |
VectaMount | Vector Laboratories | H-500 |
Tabela de reagentes específicos
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