Name: assessing collagen and elastin pressure-dependent microarchitectures in live, human resistance arteries by label-free fluorescence microscopy
Uploaded: 2018-04-09T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessing Collagen and Elastin Pressure-dependent Microarchitectures in Live, Human Resistance Arteries by Label-free Fluorescence Microscopy at JoVE.com

Yazarlar Danimarka moleküler Biyomedikal görüntüleme Merkezi, Doğa Bilimleri Fakültesi, Güney Danimarka Üniversitesi laboratuvarları ve mikroskoplar kullanımı için teşekkür ederiz. Kristoffer Rosenstand ve Ulla Melchior basınç ile mükemmel teknik destek için myography ve görüntüleme kabul vardır.

Bu eser olarak kullanılmak üzere insan parietal kalp zarını biyopsi topluluğu yazılı onay sonra yukarıda açıklanan33gerçekleştirildi. Çalışma insan dokuların Helsinki Bildirgesi34 özetlenen ilkelere uygun olması ve Sağlık Araştırma etik Güney Danimarka (S-20100044 ve S-20140202) ve Danca veri koruma ajansı için bölgesel Komiteler tarafından kabul edildi.
1. doku ve izole (insan) direnç arter toplamak
<ol><li>Doku ör...

Bu eser bir standart, kombine görüntüleme ve basınç myography bir yaklaşım için eşzamanlı direnç arterler ve basınç ile ilgili değişiklikler arter yapısı mekanik özelliklerinin değerlendirilmesi için önemli bir yer bizim öneri temsil eder. bir baskı Aralık 0 için 100 mmHg duvardan. Sunulan yaklaşım özel yapılı ekipman kullanılarak geliştirilen, görüntüleme Arteryel duvardaki her iki aletleri tasarımı sağlar ancak, İki fotonlu uyarma floresan mikroskop üzerinde uygun herhangi bir ba...

Patojenik katkı ve direnç arter remodeling etkilerini temel hipertansiyon, şeker hastalığı ve metabolik sendrom1,2,3,4,5belgelenmiştir. Mikrovasküler duvar mekanik ve mikro mimari özellikleri arasındaki ilişki deşifre bu ilişkinin matematiksel modeller geliştirmek için önemlidir. Modelleri gibi remodeling işlemini anlama artıracak ve geliştirilmesi için test farmakolojik stratejileri atardamar duvarı yeniden hedefleme hastalığı ile ilgili yararlı silis modellerinde destekleyecektir.
Önceki çalışmalar nasıl mikro mimarisi Arteryel duvardaki Arteryel duvar mekaniği için mekanik önlemler içeren ile ilgilidir ve hücre dışı Matriks (ECM) mikro mimarisi neredeyse sadece büyük üzerinde gerçekleştirilir anlamakta odaklı , elastik conduit arterler fareler veya domuz6,7,8,9,10,11. Duvardaki microstructures görüntüleme genellikle tarafından kollajen, elastin ve ikinci harmonik üretimi autofluorescence yararlanarak doğrusal olmayan optik teknikleri kullanılarak gerçekleştirilir. Bu iki önemli bileşeni hücre dışı Matriks, elastin ve kolajen, boyama için ihtiyaç olmadan kronolojik zamanmekansal görüntüleme sağlar. Arteryel duvardaki tam kalınlıkta görüntüleme dağılım kalın tunica medya ışık nedeniyle büyük boru arterler bir mücadeledir. Ancak, nasıl mikro mimarisi Arteryel duvardaki yapısal bileşenlerinin ilgili gözlenen mekanik özellikleri belirlemek için üç boyutlu bilgi mekanik test sırasında alınması gerekir. İnsan aort gibi büyük arterler için bu biaxial montaj, mekanik test ve 1-2 cm2 adet atardamar duvarı7,9,10, ilgi bölgelerin Imaging gerektirir 12. yansıma ve mekanik test sadece duvar parçası.
Daha küçük arterlerin eden her türü için (örneğin, insan Perikardiyal13, pulmoner14 ve subkutan15 arterler, sıçan Mezenterik arterler16,17,18, 19 , 20, fare cremaster, Mezenterik, beyin, femur ve Karotid arter21,22,23,24,25,26, tüm duvar kalınlığı 27) görüntüleme mümkündür ve mekanik test ile birleştirilebilir. Bu mekanik özellikleri ve duvar içinde yapısal düzenlemeler aynı anda kayıt sağlar. Ancak, doğrudan bir matematiksel modelleme ECM üç boyutlu yapısını gözlenen değişiklikler ve direnç Arteryel duvardaki, değiştirilen mekanik özelliklerinin arasındaki ilişkinin sadece bizim bilgi en iyi şekilde bildirilmiştir üzerine Son zamanlarda insan direnç arterler13,15' te.
Bu çalışmada, pasif mekanik test ve mikro mimarisi izole insan direnç arter arter duvarındaki kollajen ve elastin aynı anda üç boyutlu görüntüleme için bir ex vivo yöntemi açıklanmıştır. Görüntüleme Protokolü ilgi herhangi bir tür direniş arterler için uygulanabilir. Görüntü analizleri iç elastik lamina dallanma açıları ve adventitial kollajen doğruluk13 Fiji28kullanarak elde etmek için açıklanmıştır. Kollajen ve elastin birim yoğunlukları Ilastik yazılım29 kullanarak belirlenir ve son olarak, atardamar duvarı mekaniğinin matematiksel modeller mekanik ve görüntüleme verilerde dahil tartışılmaktadır.
Görüntüleme ve görüntü analizi teknikleri matematiksel modelleme ile birlikte olan müfettişler anlamak ve açıklamak için sistematik bir yaklaşım sağlamak için açıklayan amacı direnç arterler ECM indüklenen basınç değişiklikleri görülmektedir. Açıklanan yöntemi bir gemi ECM değişimler basınçlandırma sırasında 20, 40 ve 100 mmHg, ECM yapısını karşılaştırarak miktarının içinde odaklanmıştır. Bu baskılar sırasıyla daha uyumlu (20 mmHg), sert (100 mmHg) ve ara (40 mmHg) durumu, Arteryel duvar yapısını belirlemek için seçilmiştir. Ancak, herhangi bir işlem indüklenen vazoaktif bileşenleri, histeresis ve akış, değişiklikler de dahil olmak üzere canlı damar damar duvarında, araştırmacı tarafından söz konusu araştırma hipotezi bağlı olarak sayısal.
İki fotonlu uyarma Floresans mikroskobu (TPEM) canlı arter basıncı myograph basınç (veya diğer) indüklenen eğitim değişikliklere ECM ile birlikte kullanımı olduğunu vurguladı. Bu yüksek kaliteli üç boyutlu etiket içermeyen edinimi ile birlikte Arteryel duvardaki (çap ve duvar kalınlığı) genel olarak üç boyutlu yapısının aynı anda satın alma izin verdiğinden, ilk olarak, kolajen ve elastin görüntülerini ayrıntılı microarchitectures autofluorescence elastin ve kolajen ikinci harmonik üretimi sinyal (SHG)30yararlanan tarafından açıklanan13 olarak. İkinci olarak, TPEM düşük enerjili yakın kızılötesi uyarma ışık, doku ve böylece, vasküler duvar içinde tam olarak aynı konumda tekrarlanan görüntüleme duyarlilik en aza indirerek, izin tekrarlanan ölçüler analizlerini gözlenen izin verilir sağlar değiştirir.
TPEM erişimi olmayan kullanıcılar açıklanan yöntemi de kullanmak bir fırsat sağlamak için alternatif bir yaklaşım arter sabit basınç confocal Imaging'i kullanma kullanımı açıklanmıştır. Bilgi ECM yapısı ve birim yoğunluğunu da dokuların seri,31,32tarafından açıklanan olarak örneğin kesitli iki boyutlu analizler alınabilir. Ancak, arter yanı sıra bu yöntemi kullanarak koşulları değiştirme sırasında uzunluğu ölçekler üzerinde üç boyutlu yapısal bilgi almak imkanı olmaması nedeniyle öyle bir baskı araştırmalar için bu yaklaşım kullanmanızı öneririz değil ve tedavi ECM üç boyutlu değişiklikler indüklenen.
Burada açıklanan yöntemi uygulamak için dedektif için en düşük gereksinimi cannulation ve basınçlandırma arter confocal veya İki fotonlu uyarma floresan mikroskop ile birlikte bir kurulum için erişimdir. Aşağıdaki iletişim kuralında tanımlanan bir ölçüye göre baskı myograph özel yapılı ters İki fotonlu uyarma floresan mikroskop üzerinde sığdırmak için inşa bir boyuna güç çevirici ile kurulumudur.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="752">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:349px;">15401-12</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:349px;">11251-23</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Nikon</td>
			<td style="width:349px;">SMZ800N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td>761028</td>
			<td>for dissection purpose</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Vitrex Medical A/S, Herlev, Denmark</td>
			<td style="width:349px;">1.63, 2.13, 210mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Smiths medical Intl, UK</td>
			<td style="width:349px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Ethicon</td>
			<td style="width:349px;">Ethilon 11-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Custom built</td>
			<td style="width:349px;"></td>
			<td>DK patent number 201200167, University of Southern Denmark, J. Schoubo V. Jensen, F. Jensen. T.R. Uhrenholt</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Mettler toledo</td>
			<td style="width:349px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">B3259</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">A7030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">C5670</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">G7021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">E3889</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Merck Millipore, Hellerup, Denmark</td>
			<td style="width:349px;">1.00496.9010</td>
			<td>Phosphate buffered (pH 6.9) 4% formaldehyde solution&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">H3784</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">P9666</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">P5655</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">M2643</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">S2002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">S5886</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">S5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">1.06462</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Gibco, ThermoFisher Scientific</td>
			<td>10010015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td style="width:349px;">PHR1423</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Sigma-Aldrich, Br&#248;ndby, Denmark.</td>
			<td>Z370525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">&#160;Tocris Bioscience, Bristol, UK</td>
			<td style="width:349px;">538944</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Nikon</td>
			<td style="width:349px;">Custom built</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Spectra Physics, Mountain View, CA</td>
			<td style="width:349px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Nikon</td>
			<td style="width:349px;">CFI Plan Apo IR SR 60XWI NA 1.27</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Nikon</td>
			<td>CFI Plan Fluor 20XMI (multi-immersion) NA 0.75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Hamamatsu, Ballerup, Denmark</td>
			<td style="width:349px;">H7422P-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">AHF analysentechnik AG (T&#252;bingen, Germany).</td>
			<td style="width:349px;">ChromaET 460 nm long pass dichroic</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">AHF analysentechnik AG (T&#252;bingen, Germany).</td>
			<td style="width:349px;">Semrock FF01-520/35-25 BrightLine filter</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">AHF analysentechnik AG (T&#252;bingen, Germany).</td>
			<td style="width:349px;">Chroma ET402/15X&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;">Scotch TM</td>
			<td style="width:349px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:236px;"></td>
			<td style="width:349px;">coverslip thickness should match used objective on microscope (#1 or #1.5), alternatively, set adjustment collar to match coverslip</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing collagen and elastin pressure-dependent microarchitectures in live, human resistance arteries by label-free fluorescence microscopy

Direnç arter yeniden patojenik katkı temel hipertansiyon, şeker hastalığı ve metabolik sendrom belgelenmiştir. Araştırma ve Geliştirme Sağlık ve hastalık insan direnç arterlerde mekanik özelliklerini anlamak için microstructurally motive matematiksel modellerin anlama yardım potansiyeli var nasıl hastalık ve tıbbi tedaviler insan mikro etkiler. Bu matematiksel modeller geliştirmek için mikrovasküler duvar mekanik ve mikro mimari özellikleri arasındaki ilişkiyi çözmeye esastır. Bu çalışmada, pasif mekanik test ve mikro mimarisi izole insan direnç arter arter duvarındaki kollajen ve elastin eşzamanlı etiket içermeyen üç boyutlu görüntüleme için bir ex vivo yöntemi açıklanmaktadır. Görüntüleme Protokolü ilgi herhangi bir tür direniş arterler için uygulanabilir. Görüntü analizleri i) basınç kaynaklı değişimler iç elastik lamina dallanma açıları ve Fiji ve Ilastik yazılım kullanarak kararlı II) kolajen ve elastin birim yoğunlukları kullanarak adventitial kollajen doğruluk miktarının için açıklanmıştır. Tercihen canlı, derin arterler üzerinde tüm mekanik ve görüntüleme ölçümler gerçekleştirilir, ancak, alternatif bir yaklaşım standart video mikroskobu basınç birlikte myography ile yeniden basınçlı kapların sonrası fiksasyon Imaging'i kullanma tartışıldı. Bu alternatif yöntem kullanıcılara çözümleme yaklaşımlar için farklı seçenekler sağlar. Atardamar duvarı mekaniğinin matematiksel modeller mekanik ve görüntüleme verilerde dahil anlatılan ve gelecekteki gelişimi ve protokol eklemeler önerildi.

Bu çalışmada kullanılan görüntüleme için özel olarak oluşturulmuş basınç myograph şekil 1' de gösterilen. Myograph tasarım için özel dikkat i) odası küçük hacimli (2 mL) ve II) olasılığı için Kapat ve cam alt (şekil 1B) ile paralel Kanüller konumlandırma için ödenmiştir. Alt odasının bir 50 × 24 mm #1.5 cam coverslip (değiştirilebilir) uyuyor. Basınç denetleyicisi standart 1 L cam şişe ve...

Watch this Scientific Journal Video about Assessing Collagen and Elastin Pressure-dependent Microarchitectures in Live, Human Resistance Arteries by Label-free Fluorescence Microscopy at JoVE.com

Assessing Collagen and Elastin Pressure-dependent Microarchitectures in Live, Human Resistance Arteries by Label-free Fluorescence Microscopy

Biz aynı anda mekanik test tarif ve insan direnç arterler ve elastin ve kolajen mekansal organizasyon ve birim yoğunlukları miktar için Fiji ve Ilastik görüntü analizleri 3D görüntüleme izole, atardamar duvarı yaşıyor. Atardamar duvarı mekaniğinin matematiksel modellerinde bu veri kullanımını tartışın.

Canlı, insan direnç arterler tarafından etiket içermeyen Floresans mikroskobu kolajen ve Elastin basınç bağımlı Microarchitectures değerlendirilmesi

The pathogenic contribution of resistance artery remodeling is documented in essential hypertension, diabetes and the metabolic syndrome. Investigations ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Cell Biology

Bioengineering

Unit 1

Extracellular Matrix in Animals

SCIENTISTS IN ACTION

Tri-layered Electrospinning to Mimic Native Arterial Architecture using Polycaprolactone, Elastin, and Collagen: A Preliminary Study

Yerli Arter Mimarlık polycaprolactone, Elastin ve Kollajen kullanarak Mimik Üç katmanlı elektrospinning: Bir Ön Çalışma

Throughout native artery, collagen and elastin play an important role, providing a mechanical backbone, preventing vessel rupture, and promoting recovery ...

Non-contact, Label-free Monitoring of Cells and Extracellular Matrix using Raman Spectroscopy

Raman Spektroskopisi kullanarak Hücreler ve Ekstrasellüler Matriks Temassız, Etiket ücretsiz izleme

Non-destructive, non-contact and label-free technologies to monitor cell and tissue cultures are needed in the field of biomedical research.1-5 However, ...

Use of Label-free Optical Biosensors to Detect Modulation of Potassium Channels by G-protein Coupled Receptors

G-protein bağlı reseptörler ile Potasyum kanallarının modülasyonunu Algılama Label içermeyen optik Biyosensör kullanımı

Ion channels control the electrical properties of neurons and other excitable cell types by selectively allowing ions to flow through the plasma ...

High-resolution Spatiotemporal Analysis of Receptor Dynamics by Single-molecule Fluorescence Microscopy

Tek molekül Floresan Mikroskopi Reseptör Dinamiği Yüksek çözünürlüklü Spatiotemporal Analizi

Single-molecule microscopy is emerging as a powerful approach to analyze the behavior of signaling molecules, in particular concerning those aspect (e.g., ...

A Microfluidic-based Electrochemical Biochip for Label-free DNA Hybridization Analysis

Etiket-serbest DNA Hibridizasyon Analiz için mikroakışkan tabanlı Elektrokimyasal Biochip

Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration ...

From Fast Fluorescence Imaging to Molecular Diffusion Law on Live Cell Membranes in a Commercial Microscope

Ticari Mikroskop Canlı Hücre Zarları Moleküler Difüzyon Kanunu Hızlı Floresans Görüntüleme Gönderen

It has become increasingly evident that the spatial distribution and the motion of membrane components like lipids and proteins are key factors in the ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

Microtissue Sabitleme için mikroakışkan Cihazlar Katman-katman Kolajen Biriktirme

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

A Label-free Technique for the Spatio-temporal Imaging of Single Cell Secretions

Tek Hücre Salgıları uzay-zamansal Görüntüleme için bir etiket içermeyen Tekniği

Inter-cellular communication is an integral part of a complex system that helps in maintaining basic cellular activities. As a result, the malfunctioning ...

Label-free Single Molecule Detection Using Microtoroid Optical Resonators

Microtoroid Optik Rezonatörler Kullanarak Etiket serbest Tek Molekül Algılama

Detecting small concentrations of molecules down to the single molecule limit has impact on areas such as early detection of disease, and fundamental ...

PIP-on-a-chip: A Label-free Study of Protein-phosphoinositide Interactions

PIP-on-a-chip: Protein-fosfoinositid Etkileşimlerinin Etiketsiz Bir Çalışması

Numerous cellular proteins interact with membrane surfaces to affect essential cellular processes. These interactions can be directed towards a specific ...