Name: evaluation of vascular control mechanisms utilizing video microscopy of isolated resistance arteries of rats
Uploaded: 2017-12-05T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats at JoVE.com

Авторы выражают свою искреннюю благодарность Кэти Fink и Линн Dondlinger за их неоценимую помощь в подготовке этой рукописи.
Грантовая поддержка: Низ #R21-OD018309; #R56-HL065289; и #R01-HL128242.

Медицинский колледж Висконсин институциональных животных ухода и использования Комитет (IACUC) одобрил все протоколы, описанные в этом документе и все процедуры проводятся во исполнение национальных институтов здравоохранения (НИЗ) Управление социального обеспечения по животных лабор...

Как отмечалось во введении, этот документ описывает использование телевидения микроскопии и изолированные сопротивления артерии подходы для оценки сосудистой функции не только в моделях стандартных крыс (как занятые в видео), но также в узкоспециализированных генетически инженерии ?...

Ранние исследования функции сосудистого в артерии артерии использованы каналом и во многих случаях аорту. Формирование сил в крупных артерий обычно изучал прикрепляется кольцо сегмента артерии преобразователь силы в ванну ткани; в случае аорты методом спиральной резки полосы судна таким образом, чтобы гладкие мышечные волокна были ориентированы в продольном направлении между точкой крепления и датчик силы, для предоставления наиболее точной оценки сил, порожденных сокращение гладкие мышцы вдоль его продольной оси. Стандартным методом для резки винтовой полоски аорты было место стеклянной палочкой в просвет сосуда, сделать разрез в стенке сосуда на желаемый угол и Держись до конца подвергаются края стенки сосуда, как разрез был продлен производить весь Спиральные полосы судна. В тот момент эндотелиальные стороны судна обычно смыты для удаления мусора перед присоединением полосы судно для датчика силы и погружаемой подготовки в насыщенной кислородом и температуры ткани ванна. В конце концов что подход привел к одному из самых известных и важных открытий в истории физиологии Furchgott и Завадским1, а именно роль эндотелия производные расслабляющий фактор (EDRF), впоследствии определены как оксид азота, в регулирующие функции сосудистого. Решающим событием, ведущих к это открытие было положение, в котором следователи сохранить нетронутыми эндотелия, избегая контакта со стороны эндотелия артерии с внешней поверхности и заметил, что аортальной газа не сделал exhibit ожидаемых сокращение ацетилхолина (ACh), но вместо этого расслабленным в ответ ACh. На основе этого наблюдения, следователи Подготовка «сэндвич», в которой они придают сегмент аорты с нетронутыми эндотелия (но не в состоянии генерировать сократительной силы) разработать стандартные спиральные полосы аорты и преобразован, ACh индуцированной сокращение в релаксации.
Два основных достижений в этой области, которые широко используются сегодня являются разработка препаратов для измерения активной сократительной силы в малое сопротивление артерии2,3 (например в кишечной брыжейка3 ) и канюлированной сопротивления артерии препараты4,5,6. В одном из первых сообщений, Mulvany и Халперном3 описал применение препарата myograph проволока для изучения активной сократительной силы в изолированных сопротивления артерии от кишечных брыжейка спонтанно гипертензивных крыс (ШРМ) и нормотензивной WKY элементов управления. После разработки системы myograph проволока канюлированной сопротивления артерии препаратов были разработаны для исследования сосудов, ближе к в vivo условия4,,5-6.  Хотя оба подхода обеспечивают ценные результаты, подготовка канюлированной артерия имеет добавил преимущества более эффективного сохранения встроенные активные тон в артериях; и позволяя следователей для изучения активных миогенных реакции на изменения в Трансмуральное давление и сосуд реакции на изменения в скорости потока и эндотелиальных касательное напряжение (см. Обзор Халперн и Келли6).
Основная цель настоящего документа заключается в описывают, как использовать проверенный временем метод видео микроскопии с помощью изолированных, канюлированной сопротивления артерий для того чтобы получить точную информацию о механизмах, которые регулируют активные тон в этих важнейших судов, независимо от влияний нейронные, гуморальные или Паренхиматозный клеток. Этот основной информации, используя стандартный мышиной модели и примеры из нашего исследования новых генетически инженерии крыса штаммов, будет предоставить читателю представление о виды идеи относительно сосудистой функции, которые могут быть получены с телевидение микроскопия подходы, и которые могут быть использованы в исследованиях с участием любого управления и экспериментальной группы следователя выбора, включая мощные новые экспериментальные крыса модели производимые селективного инбридинга и недавно разработанный генетический Инженерные технологии.
Благодаря точности телевидения микроскопии подходов измерение диаметра изменений в канюлированной артерии препараты могут обеспечить весьма ценную информацию о эндотелий зависимых и эндотелий независимые механизмы сосудов релаксации, а также важные (и иногда неожиданных) изменения в механизмах контроля сосудов, происходящие с гипертонией, высоким содержанием соли и другие экспериментальные мероприятия. Кроме того, измерение давления диаметр отношений в изолированных и канюлированной сопротивления артерий, которые максимально расслаблены, лечение с Ca2 +-бесплатные решения или фармакологических сосудорасширяющего препарат, позволяет следователю оценить структурные изменения в артериях благодаря сосудистого ремоделирования и для вычисления отношения пассивной напряженно деформированного7 , который может обеспечить важные понимание изменений в пассивной механических свойств артерий, которые могут повлиять на функцию артериальной независимые (или в дополнение к) изменения в механизмы активного контроля. Важно также отметить, что информация, полученная от исследования артерий изолированных сопротивление может быть дополнена информация, полученная, используя LDF, практический метод для оценки перфузии тканей в целом животного уровня8,9 ,10, и на информации, полученной от оценки плотности microvessel, используя дневно помечены GS1 Лектин, который специально связывает гликопротеина постановление в базальной мембраны мелких артериол и капилляров11 , 12. Последний метод обеспечивает очень точную оценку плотности microvessel, что не подлежит классический трудности в оценке microvessel плотность путем подсчета судов в естественных условиях, например пропавших без вести, не увлажненную сосуды, где поток крови остановлена из-за закрытия активных артериол. При совместном использовании, эти подходы могут предоставить важную информацию для соотнесения функциональные изменения в артериях изолированных сопротивление изменениям в перфузии тканей на уровне микроциркуляторного; и некоторые примеры использования этих ценных подходов в сочетании с методами канюлированной артерия будет также оказываться в настоящей рукописи.
Настоящий документ посвящен использованию методов видео микроскопии для оценки сосудистые изменения в артериях беспородных крысах Sprague-Dawley. Однако важно отметить, что эти методы оказались весьма ценными в разъяснение фенотипические изменения в узкоспециализированных генетически крыса штаммов, созданные селекции или гена редактирования с использованием методов. В этой рукописи мы предоставляем примеры методов как видео микроскопии предоставили важную информацию о функции сосудистого ряда ценных крыса моделей, в том числе даль соли чувствительных (СС) крыса ан беспородных крыс штамм, который является наиболее широко используется Экспериментальная модель для изучения механизмов соли чувствительных hypertenson18,19,20,21,,2223; и consomic крысы, созданные с помощью селекции СС крыс с Солт нечувствительны штамм крыса Норвегии Браун (BN). В consomic крыса панелей Каждая хромосома из крыса Норвегии Браун был introgressed индивидуально в генетический фон Даль СС24,25,26 . Использование панелей крыса consomic предоставил ценные подсказки относительно конкретных хромосом, которые способствуют соли чувствительности кровяного давления и другие фенотипы, включая сосудистой реактивности24,25,26 ,27,28.
Селекция стратегии использования СС крыс и consomic крысы, перевозящих отдельные хромосомы BN позволили также поколения суженного congenic штаммы с небольших сегментов отдельных introgressed хромосомы Браун Норвегии в даль СС генетических 22,фон29. Эти можно предоставить чрезвычайно ценным ввода на конкретные гены или узких областей хромосом, которые могут повлиять на важнейших физиологических переменные, такие как кровяное давление, повреждение почек и сосудистой реактивности22,29. Еще одно мощное дополнение к крыса генетических элементов является развитие крысы Джин нокаут моделей использования передовых гена, редактирование методы, включая ZFNs, transcriptional nucleases активатор как эффекторных (ТАЛЕНС) и совсем недавно ТРИФОСФАТЫ-Cas913 ,14,,1516,17. Наступление эти мощные методы, позволяющие генов в нокаут в крыса является чрезвычайно важным событием, поскольку исследования Нокаут гена к настоящему времени использовали (и продолжают использовать) мышей почти исключительно. Другой экспериментальный компонент в настоящем документе демонстрирует значение методов канюлированной артерии и видео микроскопии для оценки контроля физиологических механизмов в нокаут крыс не хватает мастер антиоксидант и ячейки защитной транскрипции фактор, ядерный фактор (эритроидные производные 2) - как - 2 (NRF2)30,31, которые были разработаны с помощью технологии TALEN Sprague-Dawley генетический фон17. В этих экспериментах в пробирке видео микроскопии методы были использованы для обеспечения функциональной верификации потеря гена NRF2 и тестирования потенциально ценный лечебный подход, основанный на прямой upregulation антиоксидант, NRF2-опосредованной оборону. СР-2 имеет существенное терапевтическое значение в борьбе с сосудистой окислительный стресс в организме человека, учитывая разочаровывающие результаты клинических испытаний с участием прямого управления антиоксидантов, таких как витамины C и E32.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>SS Rat</td>
			<td>Medical College of Wisconsin</td>
			<td>SS/JHsd/Mcwi strain</td>
			<td>Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS.5BN Consomic Rat</td>
			<td>Medical College of Wisconsin</td>
			<td>SS-Chr 5BN/Mcwi strain</td>
			<td>Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS.13BN Consomic Rat</td>
			<td>Medical College of Wisconsin</td>
			<td>SS-Chr 13BN/Mcwi strain</td>
			<td>Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ren1-BN Congenic Rat</td>
			<td>Medical College of Wisconsin</td>
			<td>SS.BN-(D13hmgc41-D13)hmgc23/Mcwi strain</td>
			<td>Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ren1-SSA Congenic Rat</td>
			<td>Medical College of Wisconsin</td>
			<td>SS.BN-(D13rat77-D13rat105/Mcwi strain</td>
			<td>Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ren1-SSB Congenic Rat</td>
			<td>Medical College of Wisconsin</td>
			<td>SS.BN-(D13rat124-D13rat101/Mcwi strain</td>
			<td>Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nrf2(-/-) Knockout Rat and Wild Type Littermates</td>
			<td>Medical College of Wisconsin</td>
			<td>SD-Nfe212em1Mcwi strain</td>
			<td>Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Salt Rat Chow (0.4% NaCl)-AIN-76A</td>
			<td>Dyets, Inc.</td>
			<td>113755</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Salt Rat Chow (4% NaCl)-AIN-76A</td>
			<td>Dyets, Inc.</td>
			<td>113756</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Colorado Video Caliper</td>
			<td>Colorado Video, Inc.</td>
			<td>Model 308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video Camera</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td>KPM1AN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Olympus Life Science</td>
			<td>CKX41</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Television Monitor</td>
			<td>Panasonic</td>
			<td>WVBM1410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure Transducers</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>56360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blood Pressure Display Unit</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>50115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cannulated Artery Chamber</td>
			<td>Living Systems Instrumentation</td>
			<td>CH-1</td>
			<td>Single vessel chamber for general use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature Controller for Single Chamber</td>
			<td>Living Systems Instrumentation</td>
			<td>TC-09S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Dispersion Tube, Miniature,Straight</td>
			<td>Living Systems Instrumentation</td>
			<td>GD-MS</td>
			<td>Provides aeration in the vessel bath</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Exchange Oxygenator, Miniature</td>
			<td>Living Systems Instrumentation</td>
			<td>OX</td>
			<td>Allows gas exchange with perfusate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser-Doppler Flowmeter</td>
			<td>Perimed</td>
			<td>PeriFlux 5000 LDPM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GS1 Lectin</td>
			<td>Vector Labs</td>
			<td>RL-1102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Capillary Tubes for Micropipettes</td>
			<td>Fredrich Haer Co.</td>
			<td>27-33-1</td>
			<td>2 mm ODX1 mm ID</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Verticle Pipette Puller</td>
			<td>David Kopf Instruments</td>
			<td>Model 700C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon suture material (10/0)-3 PLY</td>
			<td>Ashaway Line and Twine Manufacturing Co.</td>
			<td>114-ANM-10</td>
			<td>Single strands of 3 ply nylon suture teased out for use on vessels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5 Forceps-Inox</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11254-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15003-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protandim</td>
			<td>Protandim</td>
			<td></td>
			<td>NRF2 Inducer: Contact Dr. Joe McCord (JOE.MCCORD@UCDENVER.EDU)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Fisher Bioreagents</td>
			<td>BP358-212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Bicarbonate</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>S233-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextrose (d-glucose) anhydrous</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>D16-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Sulfate (MgSO4-7H2O)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>M1880-500 G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride (CaCl2-2 H2O)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C5080-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Phosphate-Monobasic (NaH2PO4)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S0751-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride (KCl)</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>P217-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>ED255-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluation of vascular control mechanisms utilizing video microscopy of isolated resistance arteries of rats

Этот протокол описывает использование в vitro телевидения микроскопии для оценки функции сосудистого в изолированных мозгового сопротивления артерий (и других судов), а методы оценки перфузии тканей, с использованием Лазерная доплеровская флоуметрия (МСО ) и плотности microvessel, используя дневно помечены лектина Griffonia simplicifolia (ГС1). Нынешние методы для изучения изолированные сопротивления артерий на Трансмуральное давление с которыми в естественных условиях и в отсутствие влияния Паренхиматозный клетки обеспечивают важную связь между в vivo исследований и информации, полученной от молекулярной упрощенческих подходов, которые предоставляют ограниченное понимание интегративной ответы на уровне всей животных. LDF и методы выборочно определить артериол и капилляров с дневно меченых GS1 Лектин обеспечивают практические решения, позволяющие следователям расширить знания, полученные от исследования артерий изолированных сопротивления. Этот документ описывает применение этих методов для получения фундаментальных знаний сосудистой физиологии и патологии в крыса как общей экспериментальной модели и в различных специализированных генетически «дизайнер» крыса штаммов, которые могут обеспечить важно понимание влияние специфических генов на важных сосудистой фенотипов. Используя эти ценные экспериментальных подходов в крыса штаммов, разработанных стратегий селекции и новых технологий для производства моделей Нокаут гена в крыса, будет расширяться строгость научных помещений, разработанных в нокаут мыши модели и расширение знаний к более соответствующих животных модели, с хорошо понимали физиологических фон и пригодность для физиологических исследований из-за его большего размера.

В vitro микроскопии канюлированной сопротивления артерий позволяет для изучения факторов, влияющих на активный тон артерий малого сопротивления (и больше артериол) в нормальной в vivo Трансмуральное давление и в отсутствие Паренхиматозный ячейки влияние. Помим...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats at JoVE.com

Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats

Эта рукопись описывает в vitro видео микроскопии протоколов для оценки функции сосудистого в артериях головного мозга сопротивления крыса. Манускрипт также описывает методы для оценки плотности microvessel с дневно обозначенные лектины и тканевой перфузии, используя Лазерная доплеровская флоуметрия.

Оценка механизмов сосудистой контроля использования видео микроскопии изолированных сопротивления артериях крыс

This protocol describes the use of in vitro television microscopy to evaluate vascular function in isolated cerebral resistance arteries (and other ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Accurate and Simple Evaluation of Vascular Anastomoses in Monochorionic Placenta using Colored Dye

Точная и простая оценка сосудистых анастомозов в монохориальной Плацента использованием цветного Dye

The presence of placental vascular anastomoses is a conditio sine qua non for the development of twin-to-twin transfusion syndrome (TTTS) and twin anemia ...

Training a Sophisticated Microsurgical Technique: Interposition of External Jugular Vein Graft in the Common Carotid Artery in Rats

Обучение сложной технике микрохирургические: взаиморасположение наружной яремной вены трансплантата в общей сонной артерии у крыс

Neointimal hyperplasia is one the primary causes of stenosis in arterialized veins that are of great importance in arterial coronary bypass surgery, in ...

Assessing Myogenic Response and Vasoactivity In Resistance Mesenteric Arteries Using Pressure Myography

Оценка Миогенный ответ и вазоактивности В Сопротивление брыжеечных артерий, используя миография давления

Small resistance arteries constrict and dilate respectively in response to increased or decreased intraluminal pressure; this phenomenon known as myogenic ...

Computerized Dynamic Posturography for Postural Control Assessment in Patients with Intermittent Claudication

Компьютерный Динамический постурография по оценке управления постуральной у больных с перемежающейся хромотой

Computerized dynamic posturography with the EquiTest is an objective technique for measuring postural strategies under challenging static and dynamic ...

Implementation of In Vitro Drug Resistance Assays: Maximizing the Potential for Uncovering Clinically Relevant Resistance Mechanisms

Implementation of In Vitro Drug Resistance Assays: Maximizing the Potential for Uncovering Clinically Relevant Resistance Mechanisms

Реализация<em&gt; In Vitro</em&gt; Лекарственной устойчивости Анализы: Максимизация потенциала для раскрытия клинически значимых механизмов сопротивления

Although targeted therapies are initially effective, resistance inevitably emerges. Several methods, such as genetic analysis of resistant clinical ...

Ultrasound Assessment of Flow-Mediated Dilation of the Brachial and Superficial Femoral Arteries in Rats

Ультразвуковая оценка Flow-опосредованной дилатации плечевая и поверхностны бедренных артериях в Rats

Arterial vasodilation to increases in wall shear rate is indicative of vascular endothelial function. In humans, the non-invasive measurement of ...

Using the Sleeve Technique in a Mouse Model of Aortic Transplantation - An Instructional Video

Использование метода рукав в мышиной модели аортальной трансплантации - обучающее видео

Orthotopic aortic transplantation using the sleeve technique reduces injury to the aorta with failure rate of only 10-20%. The time to anastomose the ...

A Cell Culture Model of Resistance Arteries

Ячеечная модель культуры сопротивления артерий

The myoendothelial junction (MEJ), a unique signaling microdomain in small diameter resistance arteries, exhibits localization of specific proteins and ...

Mechanisms Underlying Gut Hormone Secretion Using the Isolated Perfused Rat Small Intestine

Лежащие в основе кишки гормона с помощью изолированных механизмов увлажненную крыса тонкой кишки

The gut is the largest endocrine organ of the body, producing more than 15 different peptide hormones that regulate appetite and food intake, digestion, ...

Evaluation of Coronary Flow Reserve After Myocardial Ischemia Reperfusion in Rats

Оценка коронарного потока резерва после миокарда ишемия Реперфузия у крыс

Coronary artery disease is the leading cause of death worldwide. After an acute myocardial infarction, early and successful myocardial intervention via ...