JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Biology

En Ex Vivo Choroid Sprouting Assay av okulär Microvascular Angiogenesis

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

Detta protokoll presenterar koridider groning assay, en ex vivo modell av microvascular spridning. Denna analys kan användas för att bedöma vägar som deltar i proliferering choroidal mikrokärl och bedöma läkemedelsbehandlingar med hjälp av vild typ och genetiskt modifierade musvävnad.

Patologiska choroidal angiogenes, en framträdande egenskap hos åldersrelaterade makuladegeneration, leder till synnedsättning och blindhet. Endothelial cell (EG) spridningsanalyser med hjälp av humana retinala mikrovaskulära endotelceller (HRMECs) eller isolerade primära retinala ECS används i stor utsträckning in vitro-modeller för att studera retinal angiogenes. Isolera ren murin retinal endotel celler är emellertid tekniskt utmanande och retinal ECs kan ha olika spridning svar än choroidal endotel celler och olika cell/cell interaktioner. En mycket reproducerbara ex vivo choroidal sprouting assay som en modell av choroidal microvascular spridning utvecklades. Denna modell omfattar samspelet mellan choroid vasculature (EG, makrofager, pericyter) och retinal pigment epitel (RPE). Mus RPE/choroid/scleral explants isoleras och inkuberas i tillväxt-faktor-reducerade basalmembranextrakt (BME) (dag 0). Medium byts varannan dag och choroid groning kvantifieras vid dag 6. Bilderna av enskilda choroid explant tas med en inverterad fas mikroskop och groning området kvantifieras med hjälp av en halvautomatisk makro plug-in till ImageJ programvara som utvecklats i detta labb. Denna reproducerbara ex vivo choroidal sprouting assay kan användas för att bedöma föreningar för potentiell behandling och för mikrovaskulär sjukdom forskning för att bedöma vägar som deltar i koroidal mikrokärl spridning med hjälp av vild typ och genetiskt modifierade mus vävnad.

Choroidal angiogenes dysregulation är associerad med neovaskulära åldersrelaterade makuladegeneration (AMD)1. Den choroid är en mikrovaskulär säng närvarande under den retinala pigment epitel (RPE). Det har visat sig att minskat blodflöde i choroid är associerad med progression av AMD2. Det invecklade förhållandet mellan vaskulär endotelet, RPE, makrofager, pericyter och andra celler är ansvarig för vävnadenshomeostas 3,4,5. Därför är en reproducerbar analys modellering choroidal mikromiljö kritisk för studiet av neovaskulär AMD....

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

Alla djurförsök som beskrivs godkändes av institutionskommittén för djurvård och användning vid Boston Children's Hospital (ARCH-protokollnummer 19-04-3913R).

1. Förberedelse

  1. Tillsätt 5 mL Penicillin/Streptomycin (10000 U/mL) och 5 mL och 10 mL av kommersiellt tillgängliga kosttillskott till 500 mL av komplett klassiskt medium med serum. Aliquot 50 mL av mediet initialt.
    OBS: Returnera inte något medium tillbaka till beståndet för att undvika kontaminering.
  2. .......

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

Jämförelse av choroid spirande tillväxt per dag

Vi dissekerade choroid med sclera, inbäddade i BME och odlade dem i 6 dagar (Figur 1). Den choroid groning i C57BL/6J möss från dag 3 till dag 6 undersöktes med mikroskop och kvantifieras med SWIFT-Choroid en semi-automatiserad kvantifiering metod i ImageJ. I ett representativt ärende den choroidal groning område (de fartyg som sträcker sig från explant, exklusive själva explant) var 0,38.......

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

Den choroidal spirande analysen stöd forskning i neovaskulär AMD9,10,18,19,20. Choroid explants kan isoleras från möss samt råttor och människor17,21. Den choroid explant omfattar ECs, makrofager, och pericyter17. I denna analys samspelet mellan choroidal ECs och angränsa.......

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

Arbetet stöddes av Grants från Manpei Suzuki Diabettic Foundation (YT), Boston Children's Hospital OFD / BTREC / CTREC Fakulteten Karriärutveckling Grant, Boston Children's Hospital Ofthalmology Foundation, BCH Pilot Award, BCH Manton Center Fellowship, och Little Giraffe Foundation (ZF), Den tyska Forskningsstiftelsen (DFG; till BC [CA1940/1-1]), NIH R24EY024868, EY017017, R01EY017-13S1, 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