نقدم بروتوكول لدراسة التفاعلات البطانية-خلية حوطية الإنسان في الماوس باستخدام الاختلاف من هلام مصفوفة المكونات الأوعية الدموية الفحص.
مقالة منهجية
نقدم بروتوكول لدراسة التفاعلات البطانية-خلية حوطية الإنسان في الماوس باستخدام الاختلاف من هلام مصفوفة المكونات الأوعية الدموية الفحص.
تكوين الأوعية الدموية هو العملية التي تتشكل بها الأوعية الدموية الجديدة من الأوعية الموجودة. يتطلب نمو الأوعية الدموية الجديدة تكاثر الخلايا البطانية المنسقة والهجرة والمحاذاة لتشكيل هياكل أنبوبية متبوعة بتجنيد الحمض لتوفير الدعم الجداري وتسهيل نضوج الأوعية. لا يمكن لأساليب زراعة الخلايا الحالية في المختبر إعادة إنتاج البيئة البيولوجية المعقدة بشكل كامل حيث تتفاعل الخلايا البطانية والخلايا الحمضية لإنتاج أوعية وظيفية. نقدم تطبيقا جديدا لمقايسة سدادة الجل المصفوفة في الجسم الحي لدراسة تفاعلات الخلايا البطانية والمحيطية وتشكيل الأوعية الدموية الوظيفية باستخدام فئران طفرة نقص المناعة المشتركة الشديدة (SCID). باختصار ، يتم خلط هلام المصفوفة بمحلول يحتوي على خلايا بطانية مع أو بدون خلايا محيطية متبوعا بالحقن في الجزء الخلفي من فئران SCID المخدرة. بعد 14 يوما ، تتم إزالة سدادات هلام المصفوفة وتثبيتها وتقسيمها للتحليل النسيجي. يمكن قياس طول وعدد وحجم ومدى تغطية الخلايا المحيطة للأوعية الناضجة (المحددة بوجود خلايا الدم الحمراء في التجويف) ومقارنتها بين المجموعات التجريبية باستخدام المنصات الإحصائية التجارية. بالإضافة إلى استخدامه كمقايسة لتكوين الأوعية الدموية ، يمكن استخدام مقايسة سدادة الهلام المصفوفة هذه لإجراء دراسات جينية وكمنصة لاكتشاف الأدوية. في الختام ، سيسمح هذا البروتوكول للباحثين باستكمال المقايسات المتاحة في المختبر لدراسة تفاعلات الخلايا البطانية والحمضية وأهميتها إما بتكوين الأوعية الدموية الجهازية أو الرئوية.
الأوعية الدموية هي العملية التي من خلالها يتم تشكيل أوعية دموية جديدة من شبكة الأوعية الدموية الموجودة من قبل (1) وهو محور البحوث الجارية في العديد من مجالات تتراوح من التطور الطبيعي للمرض. وتنطوي هذه العملية الديناميكية انتشار وهجرة الخلايا البطانية (ECS) وتوظيف pericytes لبناء أنبوب الأوعية الدموية التي يتم توجيهها نحو الموقع الذي يحتاج الأكسجين والمواد الغذائية تسليم 2. لدراسة هذه العملية تتطلب الفحص الديناميكي على قدم المساواة، والأهم من واحد يمكن أن ألخص طبيعة ثلاثية الأبعاد من تشكيل الأنبوب. في المختبر وتم وضع المقايسات مصفوفة 3D لتلبية هذه الحاجة، وقد عملت بشكل جيد السماح للباحثين لتحديد الخطوات المنفصلة في المكان والزمان الذي الأوعية الدموية يحدث 3، 4، 5، 6. ومع ذلك، فإن هذه في المختبر 3D نماذج مصفوفة تقتصر على دراسة السفن غير perfused لد بالتالي تفتقر إلى العناصر الأساسية ذات الصلة في عملية تكوين الأوعية الدموية (على سبيل المثال، وتعميم النمو والعوامل المثبطة والتوتر غير طبيعي / القوات عبر السرير الوعائي) وتفشل في محاكاة بيئة معقدة موجودة في الأنسجة الحية. لمعالجة هذا القيد، وقد وضعت عدة في الجسم الحي المقايسات الأوعية الدموية 7، بما في ذلك جل مصفوفة المكونات الفحص التي ستكون محور تقريرنا 8 و 9.
فحص مصفوفة هلام المكونات هو في الجسم الحي الأوعية الدموية فحص الراسخة التي تناشد الباحثين، حيث أنه يوفر منصة قوية لاختبار أدوار الخلايا والمواد المختلفة في الأوعية الدموية. هلام مصفوفة هو متاح تجاريا حل الغشاء القاعدي الذي يفرز من Engelbreth-هولم-سرب (الصحة والسلامة) خط الخلية الماوس ساركوما أن يتصلب إلى مادة هلامية عند 37 درجة مئوية. هلام مصفوفة يمكن أن تكون مختلطة مع خلايا و / أو المواد، مثل عوامل النمو، وإنجيالمديرية تحت الجلد في الماوس. وسوف المضيف ECS تغزو المكونات أكثر من 14 يوما، تشكيل شبكة الأوعية الدموية، وتصبح مع perfused دم العائل. حتى الآن، وقد ركزت المقايسات المكونات هلام مصفوفة حصرا على دراسة السلوك الخلايا البطانية خلال الأوعية الدموية، ولكن، لعلمنا انه لم يتم يبذل أي جهد لتحديد ما إذا كان هذا الاختبار يمكن استخدام الخلايا البطانية للمشاركة في الثقافة وpericytes لدراسة كيفية تفاعل هذين النوعين من الخلايا اثنين خلال الأوعية الدموية. على وجه التحديد، فهم العلاقة بين ECS وpericytes هو قيمة لدراسة الأمراض حيث فقدان الأوعية الدموية هي مرضية، بما في ذلك نقص التروية الدموية الدقيقة وأمراض الأوعية الدموية الطرفية 10، 11، 12.
هنا، نحن تصف البروتوكول الذي يدخل pericytes المستمدة من الإنسان إلى خليط جل مصفوفة جنبا إلى جنب مع ECS البشري وعامل نمو الخلايا الليفية (bFGF). هذا الخليط ويمكن بعد ذلك يتم حقن تحت الجلد طن ظهر من الفئران SCID للسماح تشكيل، خلية حوطية المغلفة، والسفن الهجينة تعمل بكامل طاقتها. يصف بروتوكول لدينا كيفية إعداد سدادات هلام مصفوفة تحتوي على ECS الإنسان إما مع أو بدون pericytes الإنسان، والتنسيب في الفئران SCID وكيفية تحليل المقاطع النسيجية بالنسبة لنهايات الأوعية الدموية الحرجة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أخلاقيات الإعلان: إجراءات التي تجرى على الحيوانات وافق عليها رعاية الحيوان واللجنة المؤسسية استخدم في جامعة ستانفورد كلية الطب.
ملاحظة: الحيوانات تحت التخدير مع 3٪ الأيزوفلورين المرذاذ والعرض 3٪ من غاز O 2. استخدام مرهم التعليم والتدريب المهني في العيون قد تساعد على منع جفاف بينما تحت التخدير.
1. خلية التحضير
2. مصفوفة تحضير هلام
3. مزيج مصفوفة هلام مع خلايا
4. إعداد ماوس
5. مصفوفة جل حقن
6. مصفوفة جل التوصيل العزلة: 14 أيام بعد الحقن
7. البارافين عملية مصفوفة جل التوصيل
8. أقسام وصمة عار مع الهيماتوكسيلين ويوزين وصمة عار (H & E) 13
9. وصمة عار الشرائح أخرى للالشعيرات الدموية الإنسان وPericytes
10. تحديد شعري كثافة والهيكل 14
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وترد ممثل H & E ومناعي تلطيخ أقسام المكونات هلام مصفوفة في الشكل 2. أقسام من المفوضية الأوروبية المقابس فقط عرض بعض السفن التي في الغالب لا مع perfused الدم (الشكل 2 أعلى اليسار، السهام السوداء) في حين المقابس تحتوي على كل ECS وpericytes عرض العديد من perfused سفن بأقطار أكبر وتغطية خلية حوطية كاملة، كما يتضح من تلطيخ SMA إيجابي متاخم لECS-CD31 إيجابي. وتشير هذه النتائج إلى أن pericytes تلعب دورا كبيرا في تشكيل...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد ثبت المصفوفة هلام المكونات الاختبار لتكون وسيلة مريحة وقوية لتقييم تنظيم الجينات في الأوعية الدموية، والمركبات عائية وantiangiogenic في الجسم الحي، ولتكملة في المختبر الاختبارات. هنا، نحن تصف بالتفصيل رواية هلام مصفوفة المكونات فحص من الأوعية الدموية البشري الذي يحقق التفاعل بين الخلايا البطانية وpericytes خلال تشكيل السفينة.
هناك بضع خطوات جديدة وحاسمة في هذا البروتوكول. الخلايا في مرور منخ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا توجد مصالح مالية متنافسة مرفقة.
تم دعم الدكتور ك. يوان من خلال منحة تطوير العلماء من جمعية القلب الأمريكية (15SDG25710448) وجائزة إثبات المفهوم من جمعية ارتفاع ضغط الدم الرئوي (SPO121940). تم دعم الدكتور ف. دي جيسوس بيريز بجائزة التطوير الوظيفي من مؤسسة روبرت وود جونسون ، وجائزة المعاهد الوطنية للصحة K08 HL105884-01 ، وجائزة جمعية ارتفاع ضغط الدم الرئوي ، وجائزة البحوث الطبية الحيوية من جمعية الرئة الأمريكية ، والبحوث الانتقالية والطب التطبيقي جائزة من جامعة ستانفورد.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| PBS (محلول ملحي مخزن بالفوسفات) | Corning | 21-031-CV | |
| 0.25٪ Trypsin / 0.53 mM EDTA | Corning | 25-053-CI | |
| Endothelial Cell Media (ECM) تتضمن مجموعة | Sciencell | 1001 | الوسائط ، ومكملات نمو EC ، والبنسلين / الستربتومايسين ، كل منها يتم توفيره بالحجم المناسب لسهولة الخلط |
| مجموعة Pericyte Media (PM) | Sciencell | 1201 | يشمل الوسائط ، ومكملات نمو الحضاق ، والبنسلين / الستربتومايسين ، كل منها يتم توفيره بالحجم المناسب لسهولة خلط |
| الخلايا البطانية للأوعية الدموية الدقيقة الرئوية البشرية | الأولية مبادرة اختراق ارتفاع ضغط الدم الرئوي هذا | النوع من الخلايا متاح أيضا تجاريا. الخلايا المستخدمة في مرور 1-4 | |
| خلايا بريطانية رئوية أولية للإنسان | مبادرة اختراق ارتفاع ضغط الدم | هذا النوع من الخلايا غير متوفر تجاريا ، ولكن الخلايا الدماغية متوفرة. الخلايا المستخدمة في مرور 1-4 | |
| bFGF (عامل نمو الخلايا الليفية الأساسي) محلول | مخزون Peprotech | 100-18B | هو 50 & mu ؛ جم / مل في 0.1٪ BSA في PBS ، حصة عند 50 مو ؛ ل وتخزينها عند -20 درجة |
| ماتريجل مصفوفة الغشاء القاعدي | BD | 356237 | |
| 28 جم 1 سم مكعب حقنة إنسلوين | BD | 329410 | |
| SCID (نقص المناعة المشترك الشديد) الفئران | مختبر جاكسون | 5557 | NOD. سلالة SCID IL2R غاما بالضربة القاضية هي أفضل سلالة. 4-6 أسابيع من العمر |
| 1.5 مل أنابيب الطرد المركزي الدقيقة ، معقمة | Thermo Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| 15 مل أنابيب علوية لولبية ، معقمة | BD Biosciences | 352096 | |
| قلم PAP | Life Technologies | 8899 | |
| مقياس كثافة | ThermoFisher Scientific | 02-671-6 | |
| كريم إزالة الشعر ناير | وول مارت | ||
| الأجسام المضادة الأولية CD31 المضادة للإنسان | LifeSpan Biosciences | LS-B4737 | حل العمل هو 1:50 |
| المضاد للإنسان الأكتين العضلات الملساء CY3 الأجسام المضادة الفلورية الأولية | Sigma | C6198 | حل العمل هو 1: 300 |
| جسم مضاد ثانوي مضاد للأرانب ؛ 488 / حل عمل أخضر | ThermoFisher Scientific | A-11008 | هو 1: 250 |
| خلية حل إطالة الذهب DAPI | إشارات | 8961S | |
| شرائح المجهر | VWR | 48300-047 | |
| رقم 1.5 زلات الغطاء | Thermo Fisher Scientific | 12-544-D | |
| citrate buffer 10x | Millipore | 21545 | |
| مقص جراحي دقيق للغاية | أدوات العلوم الدقيقة | 14084-08 | |
| الفورمالين (بارافورمالدهايد) | ثيرمو فيشر العلمي | 245-685 | |
| أشرطة مناديل | Simport | M492-12 | |
| مصل الماعز | داكو | X0907 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن