JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Biology

En ex vivo choroid spirende analyse av okulær mikrovaskulær angiogenese

Published: August 6th, 2020

DOI:

10.3791/61677

1Department of Ophthalmology, Boston Children's Hospital, Harvard Medical School, 2Department of Clinical and Metabolic Genetics, Hospital for Sick Children, University of Toronto, 3Manton Center for Orphan Disease, Harvard Medical School, Boston Children's Hospital

Denne protokollen presenterer choroid spirende analyse, en ex vivo modell av mikrovaskulær spredning. Denne analysen kan brukes til å vurdere veier involvert i å spre koroide mikrokar og vurdere medikamentell behandling ved hjelp av vill type og genmodifisert musevev.

Patologisk choroidal angiogenese, et fremtredende trekk ved aldersrelatert makuladegenerasjon, fører til synshemming og blindhet. Endotelcelle (EC) spredningsanalyser ved hjelp av humane retinale mikrovaskulære endotelceller (HRMECer) eller isolerte primære retinale ECer er mye brukt in vitro-modeller for å studere retinal angiogenese. Imidlertid er det teknisk utfordrende å isolere rene murine retinale endotelceller, og retinale ECer kan ha forskjellige spredningsresponser enn koroidale endotelceller og forskjellige celle/celleinteraksjoner. En svært reproduserbar ex vivo choroidal spirende analyse som en modell av choroidal mikrovaskulær spredning ble utviklet. Denne modellen inkluderer samspillet mellom choroid vaskulatur (EC, makrofager, pericytter) og retinal pigment epitel (RPE). Mus RPE/choroid/scleral explants er isolert og inkubert i vekstfaktorredusert basalmembranekstrakt (BME) (dag 0). Medium endres annenhver dag og choroid spirende er kvantifisert på dag 6. Bildene av individuelle choroid explant er tatt med en invertert fase mikroskop og spireområdet kvantifiseres ved hjelp av en semi-automatisert makro plug-in til ImageJ programvare utviklet i dette laboratoriet. Denne reproduserbare ex vivo choroidal spirende analysen kan brukes til å vurdere forbindelser for potensiell behandling og for mikrovaskulær sykdom forskning for å vurdere veier involvert i choroidal mikro fartøy spredning ved hjelp av vill type og genmodifisert musvev.

Choroidal angiogenese dysregulering er forbundet med neovaskulær aldersrelatert makuladegenerasjon (AMD)1. Choroid er en mikrovaskulær seng tilstede under retinal pigment epitel (RPE). Det har vist seg at redusert blodstrøm i choroid er forbundet med progresjon av AMD2. Det intrikate forholdet mellom vaskulær endotel, RPE, makrofager, pericytter og andre celler er ansvarlig for homeostase avvevet 3,4,5. Derfor er en reproduserbar analyse modellering koroid mikromiljø kritisk for studiet av neovaskulær AMD.

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Alle dyreforsøk beskrevet ble godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee ved Boston Children's Hospital (ARCH protokollnummer 19-04-3913R).

1. Forberedelse

  1. Tilsett 5 ml Penicillin/Streptomycin (10000 E/ml) og 5 ml og 10 ml kommersielt tilgjengelige kosttilskudd til 500 ml komplett klassisk medium med serum. Aliquot 50 ml av mediet i utgangspunktet.
    MERK: Ikke returner noe medium tilbake til lageret for å unngå kontaminering.
  2. Legg en aliquot av komplett kl.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Sammenligning av choroid spirende vekst per dag

Vi dissekerte choroid med sclera, innebygd i BME og kultivert dem i 6 dager (Figur 1). Choroidspirende i C57BL/6J-mus fra dag 3 til dag 6 ble undersøkt med et mikroskop og kvantifisert med SWIFT-Choroid en halvautomatisk kvantifiseringsmetode i ImageJ. I et representativt tilfelle var det koroide spireområdet (fartøyene som strekker seg fra skrå, unntatt selve utstrakte) 0,38 mm2 på d.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Den koroide spirende analysen hjelpemidler forskning i neovaskulær AMD9,10,18,19,20. Choroid explants kan isoleres fra mus samt rotter og mennesker17,21. Choroid explant inkluderer EC, makrofager og pericytes17. I denne analysen bidrar samspillet mellom koroide ECer og tilstøt.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Arbeidet ble støttet av Grants fra Manpei Suzuki Diabetic Foundation (YT), Boston Children's Hospital OFD/BTREC/CTREC Faculty Career Development Grant, Boston Children's Hospital Ophthalmology Foundation, BCH Pilot Award, BCH Manton Center Fellowship og Little Giraffe Foundation (ZF), The German Research Foundation (DFG; til BC [CA1940/1-1]), NIH R24EY024868, EY017017, R01EY01717-13S1, EY030904-01, BCH IDDRC (1U54HD090255), Massachusetts Lions Eye Foundation (LEHS).

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
AnaSed (Xylazine)AKORN59339-110-20
Basal membrane extract (BME) MatrigelBD Biosciences354230
Cell culture dishNEST70400110cm
Complete classic medium with serum and CultureBoostCell systems4Z0-500
Ethyl alcohol 200 ProofPharmco111000200use for 70%
KimwipesKimberly-Clark06-666
MicroscopeZEISSAxio Observer Z1
Penicillin/StreptomycinGIBCO1514010000 U/mL
Tissue culture plate (24-well)Olympus25-107
VetaKet CIII (Ketamine)AKORN59399-114-10

  1. Zarbin, M. A. Current concepts in the pathogenesis of age-related macular degeneration. Arch Ophthalmol. 122 (4), 598-614 (2004).
  2. Pemp, B., Schmetterer, L. Ocular blood flow in diabetes and age-related macular degeneration. Canadian Journal of Ophthalmology. 43 (3), 295-301 (2008).
  3. Murakami, Y., Ishikawa, K., Nakao, S., Sonoda, K. H. Innate immune response in retinal homeostasis and inflammatory disorders. Progress in Retinal and Eye Research. 74, 100778 (2020).
  4. Fu, Z., et al. Dyslipidemia in retinal metabolic disorders. EMBO Molecular Medicine. 11 (10), 10473 (2019).
  5. Daruich, A., et al. Mechanisms of macular edema: Beyond the surface. Progress in Retinal and Eye Research. 63, 20-68 (2018).
  6. Tomita, Y., et al. Long-Acting FGF21 Inhibits Retinal Vascular Leakage in In Vivo and In Vitro Models. International Journal of Molecular Sciences. 21 (4), 21041188 (2020).
  7. Maisto, R., et al. ARPE-19-derived VEGF-containing exosomes promote neovascularization in HUVEC: the role of the melanocortin receptor 5. Cell Cycle. 18 (4), 413-424 (2019).
  8. Mazzoni, J., et al. The Wnt Inhibitor Apcdd1 Coordinates Vascular Remodeling and Barrier Maturation of Retinal Blood Vessels. Neuron. 96 (5), 1055-1069 (2017).
  9. Fu, Z., et al. Adiponectin Mediates Dietary Omega-3 Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acid Protection Against Choroidal Neovascularization in Mice. Investigative Ophthalmology and Visual Sciences. 58 (10), 3862-3870 (2017).
  10. Gong, Y., et al. Cytochrome P450 Oxidase 2C Inhibition Adds to omega-3 Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acids Protection Against Retinal and Choroidal Neovascularization. Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. 36 (9), 1919-1927 (2016).
  11. Nicosia, R. F., Zorzi, P., Ligresti, G., Morishita, A., Aplin, A. C. Paracrine regulation of angiogenesis by different cell types in the aorta ring model. International Journal of Developmental Biology. 55 (4-5), 447-453 (2011).
  12. Bellacen, K., Lewis, E. C. Aortic ring assay. Journal of Visulaized Experiments. (33), e1564 (2009).
  13. Masson, V. V., et al. Mouse Aortic Ring Assay: A New Approach of the Molecular Genetics of Angiogenesis. Biological Procedures Online. 4, 24-31 (2002).
  14. Katakia, Y. T., et al. Ex vivo model for studying endothelial tip cells: Revisiting the classical aortic-ring assay. Microvascular Research. 128, 103939 (2020).
  15. Rezzola, S., et al. In vitro and ex vivo retina angiogenesis assays. Angiogenesis. 17 (3), 429-442 (2014).
  16. Rezzola, S., et al. A novel ex vivo murine retina angiogenesis (EMRA) assay. Experimental Eye Research. 112, 51-56 (2013).
  17. Shao, Z., et al. Choroid sprouting assay: an ex vivo model of microvascular angiogenesis. PLoS One. 8 (7), 69552 (2013).
  18. Tomita, Y., et al. Free fatty acid receptor 4 activation protects against choroidal neovascularization in mice. Angiogenesis. 23, 385-394 (2020).
  19. Li, J., et al. Endothelial TWIST1 promotes pathological ocular angiogenesis. Investigative Ophthalmology and Vision Science. 55 (12), 8267-8277 (2014).
  20. Liu, C. H., et al. Endothelial microRNA-150 is an intrinsic suppressor of pathologic ocular neovascularization. Proceedings of the National Academy of Science U. S. A. 112 (39), 12163-12168 (2015).
  21. Zhou, Q., et al. LncEGFL7OS regulates human angiogenesis by interacting with MAX at the EGFL7/miR-126 locus. Elife. 8, 40470 (2019).
  22. Kobayashi, S., Fukuta, M., Kontani, H., Yanagita, S., Kimura, I. A quantitative assay for angiogenesis of cultured choroidal tissues in streptozotocin-diabetic Wistar and spontaneously diabetic GK rats. Japanese Journal of Pharmacology. 78 (4), 471-478 (1998).
  23. Kobayashi, S., et al. Inhibitory effects of tetrandrine and related synthetic compounds on angiogenesis in streptozotocin-diabetic rodents. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 22 (4), 360-365 (1999).
  24. Kobayashi, S., Shinohara, H., Tsuneki, H., Nagai, R., Horiuchi, S. N(epsilon)-(carboxymethyl)lysine proliferated CD34(+) cells from rat choroidal explant in culture. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 27 (9), 1382-1387 (2004).
  25. Kobayashi, S., et al. Overproduction of N(epsilon)-(carboxymethyl)lysine-induced neovascularization in cultured choroidal explant of streptozotocin-diabetic rat. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 27 (10), 1565-1571 (2004).
  26. Bergers, G., Song, S. The role of pericytes in blood-vessel formation and maintenance. Neuro-Oncology. 7 (4), 452-464 (2005).
  27. Browning, A. C., Stewart, E. A., Amoaku, W. M. Reply to: Phenotypic plasticity of human umbilical vein endothelial cells. British Journal of Ophthalmology. 96 (9), 1275-1276 (2012).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved