Name: en face detection of nitric oxide and superoxide in endothelial layer of intact arteries
Uploaded: 2016-02-25T15:00:00
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This work was supported by the Swiss National Science Foundation (310030_141070/1), Swiss Heart Foundation, and National Center of Competence in Research (NCCR-Kidney.CH) Switzerland. Yu Yi is supported by the Chinese Scholarship Council.

Tier Arbeit wurde von der Ethikkommission der Veterinäramt Fribourg, Schweiz genehmigt. Das Protokoll folgt den Richtlinien für die Tierpflege und Experimentieren an unserer Hochschule. 1. Herstellung eines Set-up für die Inkubation von isolierten Arterien <ol><li> Konstrukt ein Organbad System , das auf 37 ° C erhitzt werden kann und belüftet mit 95% O 2 und 5% CO 2 aus einem Kohlenstoffgastank. </li><li> Bereiten so viel Krebs-Ringer - Bicarbonat - Puffer , wie...

<ol>
	<li>Yang, Z., Ming, X. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arginase:+the+emerging+therapeutic+target+for+vascular+oxidative+stress+and+inflammation.">Arginase: the emerging therapeutic target for vascular oxidative stress and inflammation.</a> Front Immunol. 4, 149 (2013).</li><li>Forstermann, U., Sessa, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitric+oxide+synthases:+regulation+and+function.">Nitric oxide synthases: regulation and function.</a> Eur Heart J. 33 (7), 829-837 (2012).</li><li>Yang, Z., Ming, X. 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Der Nachweis von NO oder O 2 .- mit Fluoreszenzfarbstoffen wurde in vielen Studien in kultivierten Endothelzellen und auch in Gewebe Kryoabschnitte 23 häufig verwendet. Hier erweiterten wir diese Methode , um intakte lebende Blutgefäße, dh en Gesichtserkennung von NO und O 2 .- Ebenen in der Endothelschicht mit DAF-2DA und DHE verbunden, die wirksam ist, relativ einfach und intuitiv. Im Vergleich mit dem Verfahren in vaskulären Kryoschnitte zei...

Die vaskulären Endothelzellen halten Gefäß funktionelle und strukturelle Integrität von vasoaktiven Faktoren 1 freigibt . Unter diesen Faktoren Endothelium derived Stickstoffmonoxid (NO) , hergestellt aus L-Arginin durch endotheliale NO-Synthase (eNOS) ist das wichtigste und am besten charakterisierte Faktor in kardiovaskulären Physiologie 2. NO verursacht Entspannung der glatten Muskulatur und hemmt die Zellproliferation hemmt die Thrombozytenaggregation und entzündliche Zelladhäsion und Infiltration in den subendothelialen Raum, also Gefäßerkrankung Entwicklung 3 zum Schutz vor. Unter vielen physiologischen und pathologischen Bedingungen, einschließlich der alternden Gesellschaft, Hypertonie, Diabetes, Hyperlipidämie, usw., verringert dadurch die endotheliale Dysfunktion durch NO Bioverfügbarkeit und erhöhte O 2 .- Produktion vorhanden ist , und fördert die Pathogenese der Atherosklerose 2. Studien aus den letzten Jahren zeigen, dass Entkopplung von eNOS ist einwichtiger Mechanismus für die endotheliale Dysfunktion, in dem das eNOS - Enzym erzeugt O 2 .- anstelle von NO, unter den verschiedenen zuvor erwähnten Bedingungen 1,4. Daher Analyse der Endothelfunktion, insbesondere endotheliale NO - Produktion und 2 O .- Generation ist von zentraler Bedeutung für die experimentelle Forschung auf Herz - Kreislauf- Erkrankungen und Komplikationen. Es gibt zahlreiche methodische Ansätze, die NO-Produktion zu analysieren und zu messen in biologischen Proben entwickelt wurden. Aufgrund der extrem labile Art von NO zu NO , das leicht oxidiert wird 2 - und NO 3 - mit einer Halbwertszeit von 3 bis 6 sec, ist es schwierig , NO direkt zu messen. Daher Bestimmung der NO 2 - / NO 3 - in den Flüssigkeitsproben wurde als ein Index von NO aus Zellen oder Geweben freigesetzt 5 verwendet. Obwohl das Verfahren relativ einfach ist, ist das Verfahren jedoch easily durch hohe Hintergrund des stabilen NO betroffen 2 - / NO 3 - in der Lösung enthalten ist . Da NO löslichen Guanylatcyclase stimuliert zyklischem Guanosinmonophosphat (cGMP) 6, die zellulären cGMP - Spiegels zu erzeugen , hat sich auch die NO - Freisetzung zu schätzen 7 bestimmt ist. Auch dies ist eine indirekte Schätzung und nicht spezifisch sein kann, da auch die Aktivierung cGMP - Spiegel durch von cyclase partikulären Guanylat verbessern könnten einige Endothel-abgeleitete Faktoren, wie C-Typ natriuretischen Peptid (CNP) 8. NO wird aus L-Arginin mit der Erzeugung von L-Citrullin als einem Nebenprodukt 9 Messung von L-Citrullin Produktion produziert daher auch als indirekte Verfahren verwendet wird , die NO - Produktion zu schätzen. Die Hauptnachteile dieses Verfahrens sind , dass es radioaktiv ist und es nicht bioaktiven NO Ebenen messen, da NO rasch freigesetzt durch O 2 .- inaktiviert werden könnten; Darüber hinaus kann L-Citrullin recycelt werden, um L-Arginin 10. Andere chemische Methoden wie Chemolumineszenznachweise 11, Elektronenspinresonanz - 12, oder elektro Porphyrin - NO - Sensor 13 werden von mehreren Forschern verwendet. Diese Methoden sind in der Regel nicht einfach in Betrieb, Erkennung Verfahren und erfordern spezielle Ausrüstung. Es ist auch zu erwähnen, dass viele Studien Organbad Experimente mit isolierten Blutgefäße mit oder ohne Endothelium anwenden Endothelfunktion zu bewerten und indirekt Endothelium derived NO vermittelten vaskulären Relaxationen messen. Dieses Verfahren ist jedoch, obwohl sie meist in der Nähe der physiologischen Situation ist, aber streng zu sagen, nicht messen keine Funktion, er bewertet, eher Endothel-vermittelte vasomotorischen Reaktionen im Allgemeinen, die Nettoeffekte der eNOS Funktion widerspiegeln, die Produktion von anderen Endothel-derived relaxing Faktoren und Endothel-abgeleiteten Auftraggeber Faktoren, die Produktion von O 2 .-, und auch die Reaktionen von glatten Muskelzellenzu diesen Faktoren. Eine spezifische Analyse der eNOS - Funktion oder die NO - Produktion ist in der Regel 3 erforderlich. Viele Forschungsgruppen einschließlich der unsrigen haben in den letzten Jahren die Fluoreszenzfarbstoff - Methode verwendet , um die intrazelluläre Produktion von NO 14-19 erkennen. Bei diesem Verfahren wurde die zellpermeabel Fluoreszenzindikator Diaminofluorescein-2 - diacetat (DAF-2DA) verwendet , um freie NO und NOS - Funktion in lebenden Zellen und Geweben in vitro oder ex vivo zu messen. Das Prinzip ist, dass in den lebenden Zellen, DAF-2DA wird durch intrazelluläre Esterase zu nicht fluoreszierenden 4,5-Diaminofluorescein (DAF-2) deacetyliert die dann umgewandelt DAF-2 Triazol fluoreszierend (DAF-2T), indem Sie mit NO reagieren . Die Fluoreszenz von DAF-2T können unter einem Fluoreszenzmikroskop oder einem Fluoreszenz konfokalen Mikroskop 14 beobachtet werden. Die intrazelluläre Fluoreszenzintensität spiegelt daher die intrazelluläre NO-Produktion in den Zellen oder das Endothel eines in intakten Blut vessel. In Kombination mit einem spezifischen Fluoreszenzfarbstoff wie Dihydroethidium (DHE), kann man gleichzeitig intrazellulären NO und O 2 .- Erzeugung in den Zellen oder in Blutgefäßen 14 beurteilen. In ähnlicher Weise ist auch eine DHE zellpermeablen Verbindung , die durch 2 O oxidiert wird .- innerhalb der Zellen, und das Oxidationsprodukt dann interkaliert mit Nukleinsäuren durch Fluoreszenz - Mikroskop oder Fluoreszenz konfokalen Mikroskop eine leuchtend rote Farbe nachweisbar quantitativ zu emittieren. DHE ist ein sehr spezifischer Farbstoff zum Nachweis von O 2 .- aus biologischen Proben, wie sie im wesentlichen Superoxidradikalen erkennt, zurückgehalten wird und durch die Zellen, und sogar leichte Fixierung 20 tolerieren kann. Einer der Vorteile dieses Fluoreszenzfarbstoffes Verfahrens ist , dass es erkennt und visualisiert NO und / oder O 2 .- en face direkt auf der intakten Endothelschicht eines lebenden Blutgefßes. In diesem Papier,Wir beschreiben diese Methode Fluoreszenzfarbstoff NO und O 2 zu erkennen .- , die wir für en Gesichtserkennung von NO und O 2 angepasst .- in intakten Aorten von einer Adipositas - Maus - Modell von hohem Fettgehalt-Diät (HFD) Fütterung induziert. Wir zeigen , dass diese Methode erfolgreich konnte und zuverlässig messen NO und O 2 .- Ebenen und eNOS (dys) -Funktion in der Endothelschicht frisch isolierten intakten Maus Aorten in Fettleibigkeit zu bewerten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Dihydroethidium (DHE)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>D 1168</td>
			<td>dissolve with DMSO to 5 mmol/L as 1000X stock, stored at -20&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diaminofluorescein-2 Diacetate (DAF-2 DA)</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td>251505</td>
			<td>dissolve with DMSO to 5 mmol/L as 1000X stock,stored at -20&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4&#39;,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>D 1306</td>
			<td>dissolve with water to 300 &#181;mol/L as 1000X stock,stored at 4&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting medium</td>
			<td>Vector labor. (reactolab)</td>
			<td>H-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Name (N o-nitro-l-argininemethylester.HCl)</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>A5751</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>P3636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-Myograph System&#160;</td>
			<td>Danish Myo Technology A/S</td>
			<td>Model 610M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal microscope&#160;</td>
			<td>Leica&#160;</td>
			<td>DM6000&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image processing software</td>
			<td>National Institute of Health(NIH)</td>
			<td>Image J&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors&#160;</td>
			<td>S&#38;T AG</td>
			<td>SDC-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsurgical scissors&#160;</td>
			<td>F.S.T</td>
			<td>15000-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>S&#38;T AG</td>
			<td>JF-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>26G&#215;1/2&#698; syringe</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>305501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coverslip round diam15mm</td>
			<td>vwr</td>
			<td>631-1579</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tips 1 mL</td>
			<td>vwr</td>
			<td>RFL-1200c&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tips 200 uL</td>
			<td>vwr&#160;</td>
			<td>613.0659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf Safe-Lock Tubes 1.5 mL</td>
			<td>Eppendorf&#160;</td>
			<td>30120086</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetylcholine chloride</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>A-6625</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

en face detection of nitric oxide and superoxide in endothelial layer of intact arteries

Endothelium-derived Stickstoffmonoxid (NO) aus endothelialen NO-Synthase (eNOS) ist einer der wichtigsten vasoprotektiven Moleküle in kardiovaskulären Physiologie. Dysfunktionalen eNOS wie Entkopplung von eNOS führt in NO Bioverfügbarkeit und Erhöhung Superoxidanion (O 2 .-) Produktion und fördert wiederum kardiovaskulären Erkrankungen zu verringern. Daher sind entsprechende Messung von NO und O 2 .- Ebenen in den Endothelzellen entscheidende für die Erforschung von Herz - Kreislauf- Erkrankungen und Komplikationen. Aufgrund der extrem labile Natur von NO und O 2 .-, ist es schwierig zu messen , NO und O 2 .- direkt in ein Blutgefäß. Es wurden zahlreiche Verfahren NO zu messen entwickelt und O 2 .- Produktion. Es ist jedoch entweder insensitive oder unspezifisch, oder technisch anspruchsvoll und erfordert eine spezielle Ausrüstung. Hier beschreiben wir eine Anpassungdes Fluoreszenzfarbstoffs Verfahren für en face simultane Detektion und Visualisierung von intrazellulären NO und O 2 .- Die zellpermeabel Diaminofluorescein-2 - diacetat (DAF-2DA) und Dihydroethidium (DHE) mit jeweils in intakten Aorten von einer Adipositas - Mausmodell induziert von hohem Fettgehalt-Diät Fütterung. Wir zeigen , könnten intrazellulären NO verringert und eine verbesserte O 2 .- Ebenen in den frisch isolierten intakten Aorten von Maus Fettleibigkeit zur Kontroll lean Maus verglichen. Wir zeigen , dass diese Methode ist eine einfache Technik für die direkte Erfassung und Visualisierung von NO und O 2 .- in den intakten Blutgefäßen und kann in weiten Bereichen für die Untersuchung der endothelialen (dys) Funktion unter (Physio) pathologischen Bedingungen angewendet werden.

Adipositas ist ein wichtiger Risikofaktor für ischämische koronare Herzkrankheit und ist assoziiert mit einer verminderten NO - Bioverfügbarkeit Endothelzellen, ein Markenzeichen von atherosklerotischen Gefäßerkrankung 21. eNOS-Entkopplung wurde gezeigt , einen wichtigen Mechanismus der endothelialen Dysfunktion bei zahlreichen physiologischen und pathologischen Zuständen zu sein , einschließlich der Alterungs 22, Atherosklerose und Adipositas 14. ...

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En Face Detection of Nitric Oxide and Superoxide in Endothelial Layer of Intact Arteries

En Gesichtserkennung von Stickstoffmonoxid und Superoxid in Endothelschicht Intact Arterien

In diesem Artikel beschreiben wir eine angepasste relativ einfache Methode der Fluoreszenzfarbstoff Diaminofluorescein-2 - diacetat (DAF-2DA) und Dihydroethidium (DHE) für en face simultane Detektion und Visualisierung von intrazellulären Stickstoffmonoxid (NO) und Superoxid - Anion mit (O 2 .- ) jeweils in frisch intakten Aorten von einer Adipositas-Maus-Modell isoliert.

Endothelium-derived nitric oxide (NO) produced from endothelial NO-synthase (eNOS) is one of the most important vasoprotective molecules in cardiovascular ...

Research

JoVE Journal

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Forschung

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Sections of paraffin embedded tissues are routinely used for studying tissue histology and histopathology. However, it is difficult to determine what the ...

Application of Genetically Encoded Fluorescent Nitric Oxide (NO&#8226;) Probes, the geNOps, for Real-time Imaging of NO&#8226; Signals in Single Cells

Application of Genetically Encoded Fluorescent Nitric Oxide NOÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬Ãƒâ€šÃ‚Â¢ Probes, the geNOps, for Real-time Imaging of NOÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬Ãƒâ€šÃ‚Â¢ Signals in Single Cells

Die Anwendung von genetisch kodierter Fluorescent Stickstoffmonoxid (NO) • Sonden, die geNOps, für Echtzeit-Imaging von NO • Signale in Einzelzellen

Nitric Oxide (NO&#8226;) is a small radical, which mediates multiple important cellular functions in mammals, bacteria and plants. Despite the existence ...