Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Koroner anjiyogenezin in vitro modelleri koroner anjiyogenezin hücresel ve moleküler mekanizmalarının keşfinde kullanılabilir. Sinüs venöz ve endkard dokularının in vitro eksplant kültürleri VEGF-A'ya yanıt olarak sağlam bir büyüme gösterir ve in vivo olarak coup-TFII ekspresyonunun benzer bir modelini gösterir.
Burada, koroner anjiyogenezi incelemek için in vitro kültür analizini tanımlıyoruz. Koroner damarlar kalp kasını besler ve klinik öneme sahiptir. Bu damarlarda kusurları ateroskleroz gibi ciddi sağlık riskleri temsil, hangi hastalarda miyokard enfarktüsü ve kalp yetmezliğine yol açabilir. Sonuç olarak, koroner arter hastalığı dünya çapında önde gelen ölüm nedenlerinden biridir. Klinik önemine rağmen, hasarlı koroner arterlerin nasıl yenilenecekkonusunda nispeten az ilerleme kaydedilmiştir. Bununla birlikte, koroner damar gelişiminin hücresel kökeni ve farklılaşma yollarının anlaşılmasında son zamanlarda ilerleme kaydedilmiştir. Araştırmacıların flüoresanslı ata hücrelerini etiketlemelerine, kaderlerini takip etmelerine ve in vivo'da ataları görselleştirmelerine olanak tanıyan araç ve teknolojilerin ortaya çıkışı, koroner damar gelişimini anlamada etkili olmuştur. In vivo çalışmalar değerlidir, ancak deneysel tasarımda hız, erişilebilirlik ve esneklik açısından sınırlamalar vardır. Alternatif olarak, koroner anjiyogenezin in vitro modelleri bu sınırlamaları aşabilir ve araştırmacıların önemli biyolojik soruları hız ve esneklikle sorgulamalarına olanak sağlar. Uygun in vitro model sistemlerinin eksikliği koroner damar büyümesinin hücresel ve moleküler mekanizmalarının anlaşılmasında ilerlemeyi engellemiş olabilir. Burada, sinüs venöz (SV) ve endokardyum (Endo), koroner damarların çoğu ortaya çıkan iki ata dokularından koroner damarlar büyümek için bir in vitro kültür sistemi açıklar. Ayrıca kültürlerin bilinen in vivo mekanizmaların bazılarını doğru bir şekilde özetlediğini de doğruladık. Örneğin, SV'den gelen kültürdeki anjiyojenik filizlerin in vivo gözlenene benzer COUP-TFII ifadesini etkisiz kizlediğini gösteriyoruz. Buna ek olarak, vivo'da iyi bilinen bir anjiyojenik faktör olan VEGF-A'nın hem SV hem de Endo kültürlerinden anjiyogenezi sağlam bir şekilde uyardığını gösteriyoruz. Koroner anjiyogenezi incelemek için topluca doğru bir in vitro kültür modeli tasarladık.
Kalbin kan damarları genellikle koroner damarlar denir. Bu damarlar arterler oluşur, damarlar, ve kılcal damarlar. Geliştirme sırasında, yüksek dallı kılcal damarlar ilk kurulur, daha sonra koroner arterler ve damarlar içine remodel1,2,3,4,5. Bu ilk kılcal damarlar proepicardium bulunan endotel progenitor hücreleri inşa edilmiştir, sinüs venöz (SV), ve endokardiyum (Endo) dokular1,6,7,8. SV embriyonik kalbin giriş organı dır ve Endo kalp lümen iç astar olduğunu. SV ve Endo bulunan endotel progenitor hücreleri koroner vaskülatür çoğunluğu oluşturmak, proepikardiyum bunun nispeten küçük bir kısmına katkıda ise2. Koroner damarların kılcal ağ önceden varolan öncü hücrelerinden kalpte büyümek hangi süreci koroner anjiyogenez denir. Koroner arter hastalığı dünya çapında önde gelen ölüm nedenlerinden biridir ve henüz bu hastalık için etkili bir tedavi eksiktir. Koroner anjiyogenezin ayrıntılı hücresel ve moleküler mekanizmalarını anlamak, hasarlı koroner arterleri onarmak ve yenilemek için yeni ve etkili tedavilerin tasarımında yararlı olabilir.
Son zamanlarda, koroner damarların nasıl geliştiğine olan anlayışımızda bir dalgalanma kısmen yeni araçlar ve teknolojilerin geliştirilmesi ile sağlanmıştır. Özellikle, in vivo soy etiketleme ve gelişmiş görüntüleme teknolojileri koroner damarların hücresel kökenli ve farklılaşma yollarını ortaya çıkarmak için çok yararlı olmuştur9,10,11,12. Bu in vivo araçlarının avantajlarına rağmen, hız, esneklik ve erişilebilirlik açısından sınırlamalar vardır. Bu nedenle, sağlam in vitro model sistemleri yüksek iş lenme li bir şekilde koroner anjiyogenezin hücresel ve moleküler mekanizmalarını açıklığa kavuşturmak için in vivo sistemleri tamamlayabilir.
Burada koroner anjiyogenezin in vitro modelini tanımlıyoruz. Biz iki ata dokuları, SV ve Endo koroner damarlar büyümek için bir in vitro ekplant kültür sistemi geliştirdik. Bu model ile, in vitro doku eksplant kültürleri büyüme ortamı tarafından uyarıldığında koroner damar filizi büyümek olduğunu göstermektedir. Ayrıca, eksplant kültürleri vasküler endotelyal büyüme faktörü A (VEGF-A), son derece güçlü bir anjiyojenik protein tarafından uyarıldığında kontrol ile karşılaştırıldığında hızla büyür. Ayrıca, SV kültüründen anjiyojenik filizlerin venöz defarkyasyona (COUP-TFII ekspresyonu kaybı), vivo1'dekiSV anjiyogenezine benzer bir mekanizmaya maruz kaldığımız saptandı. Bu veriler, in vitro explant kültür sisteminin in vivo'da meydana gelen anjiyojenik olayları sadakatle yeniden ortaya attığını göstermektedir. Burada açıklanan anjiyogenezin in vitro modelleri, koroner anjiyogenezin hücresel ve moleküler mekanizmalarını yüksek iş ve erişilebilir bir şekilde araştırmak için idealdir.
Bu protokoldeki tüm hayvanların kullanımı Ball State University Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) yönergelerine uymaktadır.
1. Fare Yetiştiricileri Kurulması ve Zamanlanmış Gebelikler için Vajinal Fişler Tespit
2. Hamile Farelerden Embriyo Toplama
NOT: Başlamadan önce aşağıdaki ekipman ve reaktiflere sahip olduğunuzdan emin olun: CO2 ötenazi odası, %70 etanol, kağıt havlu, düzenli forseps, ince forseps, makas, 1x steril fosfat tamponlu salin (PBS), 10 cm steril Petri yemekleri, buzlu konteyner, delikli kaşık, diseksiyon stereomikroskop.
3. E11.5 Embriyolardan Kalpleri Yalıtan
NOT: Başlamadan önce, aşağıdaki ekipman ve reaktiflere sahip olduğunuzdan emin olun: düzenli forsepsler, ince forsepsler, 1x steril PBS, 10 cm steril Petri kabı, 6 cm steril Petri kabı, buzlu konteyner, delikli kaşık, diseksiyon stereomikroskop.
4. E11.5 Embriyonik Fare Kalplerinden SV ve Ventriküllerin İzine
5. Ekler ve Ekstrasellüler Matris Kaplama ile Doku Kültürü Plakaları Kurma
NOT: Başlamadan önce, aşağıdaki ekipman ve reaktiflere sahip olduğunuzdan emin olun: ticari hücre dışı matris çözeltisi (ECM; örneğin, Matrigel), 8,0 μM polietilen tereftalat (PET) kültür ekler, 24 kuyu plakası, 37 °C, %5 CO2 kuluçka makinesi.
6. SVs ve Tüm Ventrikül Kültürleri
NOT: Başlamadan önce, aşağıdaki ekipman ve reaktifler olduğundan emin olun: 70% etanol, transfer pipet, stereomikroskop, forceps, laminar akış doku kültür başlık, mikrovasküler endotel hücre takviyesi kiti (Malzeme Tablosu), bazal orta, 1x steril PBS. Şekil 6, SV ve ventrikül kültürünün iş akışını göstermektedir.
7. VEGF-A (Pozitif Kontrol) ile Kültürlerin Tedavisi
NOT: Başlamadan önce, aşağıdaki ekipman ve reaktifler olduğundan emin olun: laminar akış doku kültür başlık, 1x PBS, bazal orta + 1% fetal büyükbaş serum (FBS), bazal orta + VEGF-A, pipetler ve pipet ipuçları.
8. Fiksasyon ve İmmünBoyama
NOT: Başlamadan önce, aşağıdaki ekipman ve reaktiflere sahip olduğunuzdan emin olun: %4 paraformaldehit (PFA), 1x PBS, primer ve sekonder antikorlar, sarsıcı, PBS'de (PBT) %0.5 niyonik yüzey aktif madde.
9. Kültürlerin Slaytlara Monte Edilmesi, Görüntüleme ve Analiz
NOT: Başlamadan önce, aşağıdaki ekipman ve reaktifler olduğundan emin olun: ince çiller, slaytlar, 4', 6-diamidino-2-fenilindole (DAPI), coverslips ve konfokal mikroskop ile montaj orta. Sekonder antikor boyama sonra, aşağıdaki adımları kullanarak görüntüleme için slaytlar üzerine kültürleri monte.
In vivo SV anjiyogenezinin en çarpıcı özelliklerinden biri, belirli bir yolu izlemesi ve basmakalıp zamanlarda vekonumlardameydana gelen hücre defarklılaşması ve yeniden farklılaşma olaylarını izlemesidir 1 . İlk SV hücreleri kalp ventrikülüne doğru büyüdükçe COUP-TFII gibi venöz belirteçler üretmeyi bırakırlar (Şekil 7). Daha sonra, koroner filiz iki göç yolları almak, ya kalp yüzeyinde ya da miyokardin...
SV ve Endo ata dokularından başarılı bir şekilde büyüyen koroner damarlar için en kritik adımlardan bazıları şunlardır: 1) SV kültürü için SV dokusunun doğru tanımlanması ve izole edilmesi; 2) doğru Endo kültürü için e11−11.5 yaşları arasında embriyolardan ventriküller kullanarak; 3) diseksiyon süresi boyunca steril koşulları korumak ve dokuları her zaman soğuk tutmak; ve 4) ortamda yüzen doku önlemek için ECM kaplı membran bağlı eksplants tutmak.
İlk...
Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan etmezler.
Yazarlar destekleyici bir araştırma ortamı sağlamak için Sharma laboratuvar üyelerine teşekkür ederiz. Fare kolonimizi koruyan ve önemseyen Diane (Dee) R. Hoffman'a özel teşekkürlerimizi sunmayı seviyoruz. Ayrıca Dr. Philip J. Smaldino ve Carolyn Vann'a el yazmasının iyice kanıtlanması ve yararlı yorumlar da sunulması için teşekkür ederiz. Bu çalışma Ball State Üniversitesi Provost Office ve Biyoloji Bölümü B.S, Indiana Academy of Sciences Senior Research Grant fonları B.S ve NIH (RO1-HL128503) ve New York Kök Hücre Vakfı fonlarından K.R.'ye kadar desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
100 x 20 MM Tissue Culture Dish | Fisher Scientific | 877222 | Referred in the protocol as Petri dish |
24-well plates | Fisher Scientific | 08-772-51 | |
8.0 uM PET membrane culture inserts | Millipore Sigma | MCEP24H48 | |
Alexa Fluor Donkey anti-rabbit 555 | Fisher Scientific | A31572 | Secondary antibody |
Alexa Fluor Donkey anti-rat 488 | Fisher Scientific | A21206 | Secondary antibody |
Angled Metal Probe | Fine science tools | 10088-15 | Angled 45 degree, used for detecting deep plugs |
Anti- ERG 1/2/3 antibody | Abcam | Ab92513 | Primary antibody |
Anti- VE-Cadherin antibody | Fisher Scientific | BDB550548 | Primary antibody, manufacturer BD BioSciences |
CO2 gas tank | Various suppliers | N/A | |
CO2 Incubator | Fisher Scientific | 13998223 | For 37 °C, 5% CO2 incubation |
Dissection stereomicrosope | Leica | S9i | Leica S9i Stereomicroscope |
EBM-2 basal media | Lonza | CC-3156 | Endothelial cell growth basal media |
ECM solution | Corning | 354230 | Commercially known as Matrigel |
EGM-2 MV Singlequots Kit | Lonza | CC-4147 | Microvascular endothelial cell supplement kit; This is mixed into the EBM-2 to make the EGM-2 complete media |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Fisher Scientific | SH3007003IR | |
FiJi | NIH | NA | Image processing software (https://imagej.net/Fiji/Downloads) |
Fine Forceps | Fine science tools | 11412-11 | Used for embryo dissection |
Fisherbrand Straight-Blade operating scissors | Fisher Scientific | 13-808-4 | |
Hyclone Phosphate Buffered Saline (1X) | Fisher Scientific | SH-302-5601LR | |
Laminar flow tissue culture hood | Fisher Scientific | various models available | |
Mounting Medium | Vector Laboratories | H-1200 | Vectashield with DAPI |
Paraformaldehyde (PFA) | Electron Microscopy/Fisher | 50-980-494 | This is available at 32%; needs to be diluted to 4% |
Perforated spoon | Fine science tools | 10370-18 | Useful in removing embryo/tissues from a solution |
Recombinant Murine VEGF-A 165 | PeproTech | 450-32 | |
Standard forceps, Dumont #5 | Fine science tools | 11251-30 | |
Sure-Seal Mouse/Rat chamber | Easysysteminc | EZ-1785 | Euthanasia chamber |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır