Здесь представлен протокол экс естественных материнских сосудистой перфузии сосудов, позволяющий администрацию тестовой статьи в материнские сосуды и оценить плацентарный перенос ксенобибиотических частиц или фармакологического вещества в дополнение к изменениям в Физиология плаценты.
Плацента является ключевым органом во время беременности, которая служит барьером для плода ксенобибиотических воздействия и посредником обмен питательных веществ для отходов. Анализ описан здесь для того чтобы периспользовать изолированную плаценту крысы и оценить транположение матери к плоду ксенобиотиков ex естественных условиях. Кроме того, с помощью этой методологии можно проводить оценку физиологических процессов, таких как поток жидкости для плода и плацентарный метаболизм. Этот метод подходит для оценки кинетики от матери к плоду фармацевтических кандидатов или загрязняющих веществ в окружающей среде. В отличие от нынешних альтернативных подходов, эта методология позволяет оценки изолированных материнских сосудов плода, с системной нервной или иммунной участие удалены, что позволяет любые наблюдаемые изменения в физиологическую функцию, чтобы быть связаны с локальными факторами в изолированной ткани.
Поддерживая морфологическую структуру и физиологическую отзывчивость, перфузии органов была принята система или тканевой подход на основе анализа метаболических функций. Эти методы перфузии позволяют ex в естественных условиях исследование нетронутыми ответы ткани на различные фармакологические и механические стимулы. Перфузии человеческой плаценты первоначально была описана в 1958 для того чтобы определить гормональные влияния на метаболически деятельности цикла лимонной кислоты; ранее идентифицированных в тканях гогонатами, Троен и Гордон признали необходимость уточнить эндокринную активность с помощью нового физиологического подхода1. В ту же эпоху, одной перфузии (матери к фетальной или фетальной к материнской) стратегии были описаны в больших2,3 и малых4 животных модели для понимания плацентарной передачи сахаров, солей и Антипирин наркотиков. В естественных условиях и ex естественных условиях двойного перфузии (скоординированной материнской и фетальной перфузии) методы были описаны для дальнейшего характеризуют плацентарной передачи с использованием в естественных условиях5 и ex естественных условиях6,7,8 методологии. Технологические достижения в области передачи и сканирования электронной микроскопии позволили исследователям проверить структурную и функциональную целостность тканей человека плаценты после перфузии9.
В то время как перфузии тканей человека плацентарных и индивидуальных семядолей является наиболее актуальным, быстрое развитие фармакологических агентов и загрязнителей окружающей среды требует использования модели перфузии животных для раннего скрининга ксенобиотических передачи через плацентарный барьер. Этот метод плацентарной перфузионного позволяет для оценки переноса через плацентарный барьер используя легко достижимую и физиологически уместный семяец крысы. В добавлении, поток жидкости через плацентарный барьер над периодом времени после выдержки можно оценить путем измерять объем перфусат приходя от пупочной артерии. В силу позволяя плацентарной перфузии из обоих материнских и фетальных циркуляций, этот двойной поток всего органа подход может быть выгодным по сравнению с текущим в пробирке и в естественных условиях подходов. Этот метод позволяет измерять в аппарате ксенобиотик через материнский аспект, который может быть измерен из перфусат, который возникает через плаценту через пуповину, или наоборот. Протокол, представленный здесь, будет описывать передачу 20 Нм полистирола (общего нанопластика, используемого в продуктах питания и медицинских изделий) от материнской артерии матки до отделения плода и связанного с этим снижения потока жидкости через плаценту, чтобы проиллюстрировать Использование этого метода в нескольких физиологических, фармакологических, и токсикологические параметры для оценки плацентарной передачи, метаболизм, и физиологические изменения, влияющие материнской и/или плода потока.
Все экспериментальные процедуры были одобрены институциональным Комитетом по уходу и использованию животных Университета Ратджерса.
1. Подготовка перед экспериментом
Примечание: эти шаги могут быть выполнены в течение нескольких дней/недель до эксперимента.
2. Подготовка хирургической станции и выравнивание оборудования
3. заготовка плаценты
4. плацентарный перфузии
5. макет эксперимента
6. Очистка оборудования
На рисунке 5 показаны экспериментально-принципиальные эксперименты с использованием синего красителя Эвана, позволяющие нам протестировать систему и визуализировать соответствующую функцию жидкости и плацентарного барьера и предотвратить перенос в фетальный отсек. Синий краситель Эвана достиг и перцил ткань плаценты внутри этой системы (Рисунок 5A). При дальнейшем расследовании, ясно, что синий краситель Эвана не входят фетальной Вены пуповины (рис.5B), который, как ожидается, как синий краситель Эван связан с альбумином.
На рисунке 6 показаны данные для макета эксперимента, описанного в этом протоколе. Пробы сточных вод из дистального конца маточной артерии и пупочной вены плода измерялись на каждом 10-минутном отрезке для оценки течения жидкости в течение долгого времени после приема препарата Болус в материнскую артерию (рис. 6). Снижена передача жидкости в фетальный отсек в течение 10 минут после того, как было выявлено вливание полистирола. Для количественной оценки переноса полистирола в фетальный отсек во время времени, когда это происходит, 25 мкл из перво-используемой жидкости с каждой точки времени был помещен в 96 хорошо пластины в дубликат для измерения флуоресценции образца. Флуоресценция определялась спектроскопическим чтением на 546/575 Нм (ex/EM) с использованием флуоресцентного считывателя микроплит. Перенос полистирола в фетальный отсек произошел в течение 10 минут и достиг пика на 20 минут и продолжался в течение 90 минут (Рисунок 6B).
Для гистопатологии и морфологических оценок были сохранены подмножество пертоиспользованных плацентарных тканей. Ткани были формалин-фиксированными и гематоксиллин и Эоин окрашенных и рассмотрены Советом сертифицированных ветеринарных патологоанатом. Эти эксперты не выявили структурных отклонений в плаценте пер, используемый только в технической поддержке, или ПСВ с Болус дозы Родин-помечены полистирола.
Рисунок 1: модифицированная однокамерная камера. A) Обзор модифицированной камеры. (B) крупным планом изображения тупой наконечник иглы закреплены в камере сосуда. Красная стрелка указывает на термисторный клип, который был изменен, чтобы удерживать иглы в месте для пуповинной канниляции. C) представительное изображение четырёх канюль, подготовленных для канюляции тканей. Красные стрелки указывают на каждую из четырех канюль. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.
Рисунок 2: более близкий взгляд плацентарной перфузии камеры. (A) это представляет собой трубку придает давлению преобразователь и каннула проксимальной материнской артерии матки, или "приток". Давление устанавливается на постоянную 80 мм рт. ст., как это определено в литературе. (B) это представляет собой камеру сливной порт от суперфузата, окружающих плацентарную ткань во время перфузии. (C) это представляет собой камерный приток суперпурата для купания плаценты с нагретой ПСВ во время перфузии. (D) это представляет собой дистальной порт материнской матки, где могут быть собраны сточные линии от перфузии матки. (E) это представляет температурный порт, где камера сосуда может быть прикреплена к термометру и нагреватель для поддержания последовательной температуры во время эксперимента. (F) это представляет собой канты пупочной артерии. Пупочная артерия под давлением до 50 мм гектограмм, чтобы обеспечить контоносный поток на уровне плаценты. (G) это представляет собой пупочную коллекцию сточных вод Вены. Жидкость, которая течет в сторону фетального отсека во время перфузии, будет собрана здесь. (H) это центр системы перфузии, где плацента каннула и поддерживается на протяжении всей перфузии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.
Рисунок 3: вид плацентарной перфузии. ( А и б) система контроля давления, используемая для мониторинга и поддержания 80 мм рт. (C) это представляет собой терморегуляцию перфузии камеры. D) Микроскоп. E) перфузии камеры. (F) силы тяжести ФРС пуповины перфузии установлен на 50 мм рт. G) перисталетический насос, используемый для заполнения и слива плацентарной суперпуты. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.
Рисунок 4: схема плацентарной перфузии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.
Рисунок 5: представительная образы доказательства-оф-принципа экспериментов с использованием синего красителя Эвана. ( А и б) подтверждение принципа, что синий Эван будет перьиспользовать сосудистую ткань матки, мышцы матки и плаценту, но не будет пересекать плацентарный барьер из-за связывания альбумина. Зеленая стрелка указывает на синий венозный дренаж от плаценты обратно к материнскому кровообращению. Красная стрелка указывает, что пупочная Вена стоков к фетального отсека. Обратите внимание на отсутствие синего красителя. (C) представительный образ сбора сточных вод из пупочной вены. Красная стрелка указывает на формирование капли до сбора. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.
Рисунок 6: данные, полученные из макета эксперимента. Флуоресцентных измерений Родин-помечены полистирола наноматериалы, нормализованных к базовой флуоресценции, через сбор (а) матки артерии и (б) фетальные пупочные Вены стоков. Среднее нормализовалось до базовой флуоресценции ± стандартной ошибки (SE). *: p < 0,05 и T: p < 0,1 с помощью анализа дисперсия (Анова). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.
Этот метод перфузии позволяет быстро оценить плацентарный барьер и физиологическую функцию сосудистую и трофобластного слоя матки. Каня и перфузию проксимальных до дистальных концов материнской артерии матки имитирует физиологию материнского кровотока через это крупное судно, ответственное за отправку крови к развивающемуся плоду. Эта методика позволяет физиологически оценить изолированную материнскую, плацентарную и пупочную сосуды, и поэтому изменения в физиологии могут быть определены как сосудистая патология; иммунные и нервные иннервирования удаляются в ходе процедуры экс-естественных условиях. Для обеспечения надлежащей оценки, поэтому важно, чтобы Канта эти сосуды тщательно, чтобы не создавать каких-либо слез или проколов в стенках сосуда, и для удаления пузырьков воздуха. Газовые Эмболы могут привести к повреждению эндотелиального слоя сосудов или препятствовать кровеносным сосудам. Поддерживая сосудистую связь между маткой, плацентой и плодом во время рассечения, можно наблюдать оценку жидкости и транместорасположения для плода. При введении ксенобиотика, в данном случае 20 Нм полистирола, кинетика к дистальному концу маточной артерии и через плаценту к фетальному отсеку можно оценить путем анализа стоков в течение времени 180 минут.
В то время как модель двойного перфузии была описана и передача частиц и жидкости от матери к фетального отсека контролируется в этой статье, оценки могут быть также сделаны в обратном порядке от плода к материнскому отсеке. Одним из ограничений метода описано здесь является то, что дистальной матки Вены не каннула или пробы. В будущих исследованиях, особенно тех, которые сфокусированы на передаче плода-матери, важно будет канвать и пробовать дистальной сосуд из матки. Сточные стомы, взятые из этого фиктивного эксперимента, использовались для оценки переноса ксенобиотиков; Тем не менее, широкий спектр оценок, относящихся к эндокринной и молекулярной плацентарных функций или фетального питания может быть выполнена.
Сильные стороны этого протокола намного перевешивают его незначительные ограничения. Препарат поддерживает физиологическую структуру и целостность целого органа для оценки экспериментальных условий. Ex естественных условиях плацентарной перфузии является научным прогрессии от сотовой основе в пробирке для всего животного воздействия правильно определить репродуктивную оценку риска. Это может считаться ценным методом для исследований, оценивающих плацентарные фармакологические наркологические препараты, фармакокинетики, токсикологию, физиологию и материнскую фетальную медицину.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Национальным институтом экологических наук (R00-ES024783), Ратгерский центр по экологическим воздействиям и болезням (P30-ES005022), и Рутгерский совместный выпускник программы по токсикологии (T32-ES007148). Мы также хотели бы поблагодарить доктора Майкла Годкена, Марианну Полюнас и Педро Лоуро за их техническую экспертизу и д-ра Адама гудвилла за его помощь в проектировании нашей схематичный схемы перфузии (рис. 5).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Black braided silk non-absorbable surgical suture non-sterile | Surgical Specialties Look | AACO805 | |
Fine forceps | FST by Dumont Switzerland | 11252-20 | |
Fine scissors | FST by Dumont Switzerland | 14060-10 | |
Glass cannula pack | Living Systems Instrumentation (LSI) | GCP-75-100 | |
Microcentrifuge Tubes 2.0mL polypropylene graduated tube with locking lid MIXED | Fisherbrand | 02-681-299 | |
Non-serrated fine curved micro serrefine clamps | InterFocus | 18052-03 | |
Perfusate pump | ISMATEC | ISM795C | |
Pressure monitor | Living Systems Instrumentation (LSI) | Mode PM-4 | |
Self-heating single vessel chamber | Living Systems Instrumentation (LSI) | CH-1 | |
Servo Pump | Living Systems Instrumentation (LSI) | ModelPS-200-P | |
Stainless steel blunt needle 23 gauge | Component Supply Co. | 04651-01 | |
Stainless steel blunt needle 25 gauge | Component Supply Co. | 07116-01 | |
STERILE Nylon Suture | AROSurgical Instruments Corporation | T04A00N07-13 | |
Stopcock | Sedation Resource | 6-205-04 | |
Temperature Controller | Living Systems Instrumentation (LSI) | Model TC-09S |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеСмотреть дополнительные статьи
This article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены