Name: implantation of fibrin gel on mouse lung to study lung-specific angiogenesis
Uploaded: 2014-12-21T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Implantation of Fibrin Gel on Mouse Lung to Study Lung-specific Angiogenesis at JoVE.com

Эта работа была поддержана за счет средств Американской ассоциации сердца (AM), Министерства обороны США (BC074986), и Бостонской детской больницы факультета Career Development Fellowship (ТМ AM). Авторы благодарят Аманда Цзяна и Элизабет Цзяна для оказания технической помощи.

ПРИМЕЧАНИЕ: в естественных условиях исследование на животных было проведено в строгом соответствии с рекомендациями, приведенными в руководстве по уходу и использованию лабораторных животных Национальных институтов здравоохранения. Протокол был рассмотрен и одобрен уходу и ис...

Эта статья вводит новый способ имплантировать биоматериалов на поверхности легких жизни взрослой мыши. С помощью этой системы, принимающей легких, полученных ангиогенез успешно воспроизводятся внутри материала. Эта система позволяет исследователи, чтобы исследовать перекрестные по...

Общая цель этого протокола является введение метод имплантации фибрина гель на поверхности легких у взрослых мышей, что позволяет исследователям характеризовать молекулярные механизмы легких сосудистой и альвеолярной развития, а также возможность использовать эти знания для того, чтобы развивать биомиметических материалов, способных из обобщал физиологической сосудистой легких и альвеол образование для лечения различных заболеваний легких. Более 35 миллионов американцев страдают от хронических заболеваний легких, включая хроническое обструктивное заболевание легких и фиброз легких. Эти пациенты имеют долгосрочные хронические респираторные симптомы, такие как затрудненное дыхание, стеснение в груди, нытье кашель и усталость, которые существенно снижают их повседневную жизнь 1-3. Несмотря на большое количество усилий, чтобы разработать эффективные методы лечения этих заболеваний легких, в настоящее время нет никакого лечения; Поэтому, качество жизни этих больных бедных и экономической и человеческие затраты приветGH 4-7. В настоящее время трансплантация легких является единственным способом спасти пациентов с терминальной стадией хронических заболеваний легких. Тем не менее, из-за нехватки трансплантатов доноров, высокая стоимость, серьезные осложнения, и низкая выживаемость 8-11, трансплантация не оптимальный подход. Последние быстрый прогресс в инженерии тканей позволил ученым биоинженер имплантируемый легких путем заселения decellularized всего легкого с различными типами клеток-предшественников или индуцированных плюрипотентных стволовых (плюрипотентных) клеток 12,13. Тем не менее, эти легкие биоинженерии функциональным в животных-хозяев только в течение нескольких часов после имплантации 12,14,15. Использование биоматериалов для регенерации сложные структуры и функции легких также было довольно неудачным. Это может быть потому, что ключевые биологические процессы, которые управляют взрослых регенерации легких не были хорошо изучены. В легких, формирование сосудистой системы является одним из самых ранних и самых важных событий Дуриразвитие нг и регенерация 16-21. Вновь созданная vasculatures в легких не только доставляют кислород, питательные вещества и различные клеточные компоненты, необходимые для формирования органов, но и представляют собой поучительные регуляторные сигналы для окружающих клеток 22-25. Таким образом, ангиогенез играет ключевую роль в регенеративной alveolarization у взрослых легкие 24,26,27. Кроме того, дерегулирование ангиогенез способствует хронических заболеваний легких, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) 28, бронхолегочной дисплазии (БЛД) 21-23 и фиброз легких 29. Таким образом, для разработки более эффективных стратегий для инженерных легкие или лечения хронических заболеваний легких, необходимо понять основные механизмы легких конкретных ангиогенеза. Каждый орган отображает уникальные механические и химические свойства, которые могут отличаться от физиологических и патологических условиях 30-33. Это органо-специфическое microenvironменты регулируют эндотелиальные поведения клеток и организовать формирование сосудистой сети в органе-специфическим образом 24,34-36. Таким образом, для разработки более эффективных стратегий для регенерации легких, механизм, лежащий в основе легких конкретных ангиогенез нужно понимать. В то время как обычные в естественных условиях ангиогенеза анализы, такие как подкожной гидрогеля имплантации широко используются для ангиогенеза исследований 37-39, эти методы не воспроизводят специфические для органа ангиогенез. В последнее время, новый способ имплантировать Матригель в упругом плесени на легкого мыши был разработан и было показано, успешно набирать кровеносные сосуды и легкие эпителиальные клетки в гелях 22. Этот уникальный подход позволит исследователям изучить механизм легких конкретных ангиогенеза, а также взаимодействия между кровеносными сосудами и не-сосудистых клеток легких в физиологических и патологических условиях. С 1) Matrigel не подходит для клинического применения; 2) еLastic Используемая форма для отливки гель может повлиять на взаимодействие между гидрогелей и хозяин легочной ткани и 3) упругой плесень на легких потенциально приводит к нарушению функции легких и боли при дыхании, как более клинически значимого подхода, 3D матрица фибрина, содержащий ангиогенные факторы (сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF) / основной фактор роста фибробластов (bFGF)) был имплантирован на легких мыши без заливки в пресс-форму упругого и успешно воспроизводятся хоста легких, полученных ангиогенез. Фибрина гель, полимерные волокна, полученные из расщепленного тромбином фибриногена, как известно, ловушки различные ангиогенных факторов, таких как bFGF и VEGF, чтобы ускорить ангиогенеза в естественных условиях 40,41. Из-за своей восстановительной способности и биоразлагаемого характера 42, фибрина гель широко используется в области тканевой инженерии. Эта статья представляет собой новый и уникальный подход к имплантации фибрина гель на поверхности легких живого ADULт мыши и демонстрирует, что хозяин легких, полученных ангиогенез воспроизводятся внутри гелей в естественных условиях. Это метод, который позволяет исследователям изучать легких конкретных ангиогенез, вероятно, приведет к разработке новых терапевтических подходов для различных видов заболеваний легких и значительно продвинет вперед усилия, чтобы успешно восстанавливают взрослых легкое.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="956">
	<tbody>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:343px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:177px;">Company</td>
			<td style="width:147px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:289px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Fibrinogen from human placenta</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F4883</td>
			<td>For fabrication of fibrin gel</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Thrombin from bovine plasma</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T9549</td>
			<td>For fabrication of fibrin gel</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Recombinant mouse VEGF 164</td>
			<td>R&#38;D</td>
			<td>493-MV</td>
			<td>For supplementation to fibrin gel</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Recombinant mouse bFGF</td>
			<td>R&#38;D</td>
			<td>3139-FB</td>
			<td>For supplementation to fibrin gel</td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:343px;">Rodent Intubation Stand</td>
			<td style="width:177px;">Braintree Scientific INC</td>
			<td style="width:147px;">RIS 100</td>
			<td>For intubation</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Fiber-Optic Light Source</td>
			<td style="width:177px;">Fisher Scientific</td>
			<td>12-565-35</td>
			<td>For intubation</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">20G Elastic catheter</td>
			<td>B.Braun</td>
			<td>4251652-02</td>
			<td>For intubation</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:343px;">MiniVent Ventilator</td>
			<td style="width:177px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:147px;">CGS-8009</td>
			<td>For ventilation</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Stemi DV4 Steromicroscope</td>
			<td style="width:177px;">Fisher Scientific</td>
			<td>12-070-515</td>
			<td>For surgey</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Absobable suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>PDP304</td>
			<td>Surgical suture</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Antibody against CD31</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td align="right">553370</td>
			<td>Immunohistochemistry</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Antibody against AQP5</td>
			<td style="width:177px;">Abcam</td>
			<td>AB78486</td>
			<td>Immunohistochemistry</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Antibody against SP-B</td>
			<td style="width:177px;">Millipore</td>
			<td>AB40876</td>
			<td>Immunohistochemistry</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

implantation of fibrin gel on mouse lung to study lung-specific angiogenesis

Последние значительные успехи в технике исследования стволовых клеток и биоинженерных сделали большой шаг вперед в использовании биоматериалов для регенерации и устранения повреждений в простых тканей в ортопедических и пародонта полей. Однако попытки восстановить структуры и функции более сложных трехмерных (3D) органов, таких как легкие были не очень успешными, потому что биологические процессы регенерации органов не были хорошо изучены. Становится ясно, что ангиогенез, образование новых кровеносных сосудов, играет ключевую роль в регенерации органов. Вновь образованные vasculatures не только доставляют кислород, питательные вещества и различные компоненты клеток, которые необходимы для регенерации органов, но также обеспечивают инструктивные сигналы регенерирующей местных тканей. Поэтому, чтобы успешно восстановить легкие у взрослого, необходимо повторять легких конкретных микросреды, в котором ангиогенез дисков регенерацию местных тканей легких. Хотя соnventional в естественных условиях ангиогенеза анализы, такие как подкожной имплантации внеклеточного матрикса (ЕСМ), обогащенный гидрогели (например, фибрин или коллагеновые гели или Matrigel - ECM смеси белков, выделяемый Engelbreth-Холм-рой мыши клеток саркомы), широко используемой для изучения Общие механизмы ангиогенеза, легких конкретных ангиогенез не были хорошо охарактеризованы, потому что методы ортотопической имплантации биоматериалов в легких не установлены. Цель этого протокола является внедрение уникальный метод имплантации фибрина гель на поверхности легких живой взрослой мыши, что позволяет для успешного рекапитуляции хозяина легких, полученных ангиогенеза внутри геля. Такой подход позволяет исследователям изучить механизмы, посредством которых легких конкретных микросреда контролирует ангиогенез и альвеолярной регенерации в нормальных, так и патологических состояний. Так, имплантированных биоматериалов выпуска и обеспечивать физических и химических сигналов в соседней лUNG ткани, имплантация этих биоматериалов на больного легкого может потенциально нормализовать соседние больные ткани, что позволяет исследователям разработать новые терапевтические подходы для различных видов заболеваний легких.

Чтобы исследовать, будет ли хост воспроизводятся легких, полученных сосудистой образование внутри биоматериалов имплантированных на легких, фибрина гели с добавлением основного ангиогенных факторов VEGF и bFGF (0, 10 и 100 нг / мл каждого) были имплантированы на поверхности живых легких мыше?...

Watch this Scientific Journal Video about Implantation of Fibrin Gel on Mouse Lung to Study Lung-specific Angiogenesis at JoVE.com

Implantation of Fibrin Gel on Mouse Lung to Study Lung-specific Angiogenesis

Имплантация фибрина гель на Мышь легких для изучения легких специфическую ангиогенеза

Recapitulation of the organ-specific microenvironment, which stimulates local angiogenesis, is indispensable for successful regeneration of damaged tissues. This report demonstrates a novel method to implant fibrin gels on the lung surface of living mouse in order to explore how the lung-specific microenvironment modulates angiogenesis and alveolar regeneration in adult mouse.

Recent significant advances in stem cell research and bioengineering techniques have made great progress in utilizing biomaterials to regenerate and ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Mouse Model of the Cornea Pocket Assay for Angiogenesis Study

Мышь Модель Пробирной Роговица Карман для ангиогенеза исследование

A normal cornea is clear of vascular tissues. However, blood vessels can be induced to grow and survive in the cornea when potent angiogenic factors are ...

Treatment of Osteochondral Defects in the Rabbit's Knee Joint by Implantation of Allogeneic Mesenchymal Stem Cells in Fibrin Clots

Лечение костно-хрящевых дефектов в коленного сустава кролика путем имплантации аллогенных мезенхимальных стволовых клеток в сгустки фибрина

The treatment of osteochondral articular defects has been challenging physicians for many years. The better understanding of interactions of articular ...

Angiogenesis in the Ischemic Rat Lung

Ангиогенеза в ишемизированных легких крысы

The  adult lung is perfused by both the systemic bronchial artery and the entire  venous return flowing through the pulmonary arteries. In most lung ...

A Simple Method of Mouse Lung Intubation

Простой метод мышь интубации легких

A  simple procedure to intubate mice for pulmonary function measurements would  have several advantages in longitudinal studies with limited numbers or  ...

Noninvasive Intratracheal Intubation to Study the Pathology and Physiology of Mouse Lung

Неинвазивная Интратрахеального интубации по изучению физиологии и патологии мыши легких

The use of a model that mimics the condition of lung diseases in humans is critical for studying the pathophysiology and/or etiology of a particular ...

Intubation-mediated Intratracheal (IMIT) Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System

Intubation-mediated Intratracheal IMIT Instillation: A Noninvasive, Lung-specific Delivery System

Интубация опосредованного Интратрахеального (IMIT) Инстилляции: неинвазивный, легких конкретных Система доставки

Respiratory disease studies typically involve the use of murine models as surrogate systems. However, there are significant physiologic differences ...

Mouse Pneumonectomy Model of Compensatory Lung Growth

Мышь Пневмонэктомия модель формирования компенсаторных рост легких

In humans, disrupted repair and remodeling of injured lung contributes to a host of acute and chronic lung disorders which may ultimately lead to ...

Primary Tumor and MEF Cell Isolation to Study Lung Metastasis

Первичная опухоль и MEF Выделение клеток для изучения метастазов в легких

In breast tumorigenesis, the metastatic stage of the disease poses the greatest threat to the affected individual. Normal breast cells with altered ...

Establishment of a Human Multiple Myeloma Xenograft Model in the Chicken to Study Tumor Growth, Invasion and Angiogenesis

Создание человека Множественная миелома модели ксенотрансплантата в Курица по изучению роста опухоли, инвазии и ангиогенеза

Multiple myeloma (MM), a malignant plasma cell disease, remains incurable and novel drugs are required to improve the prognosis of patients. Due to the ...

Apical Resection Mouse Model to Study Early Mammalian Heart Regeneration

Верхушечный резекция мыши моделью для изучения раннего млекопитающих сердце Регенерация

Cardiovascular disease plagues the whole world due to intensive lifestyle changes. Heart regeneration holds great promise for repairing and restoring ...