نقدم بروتوكولا مفصلا لتصوير الأسلاك جنبا إلى جنب لتقييم تفاعل الأوعية الدموية في الشرايين القناة مقابل الشرايين المقاومة المعزولة من الفئران والفئران.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
نقدم بروتوكولا مفصلا لتصوير الأسلاك جنبا إلى جنب لتقييم تفاعل الأوعية الدموية في الشرايين القناة مقابل الشرايين المقاومة المعزولة من الفئران والفئران.
تصوير الأسلاك العضلي هو تقنية مستخدمة على نطاق واسع خارج الجسم للتقييم الكمي لوظيفة الأوعية الدموية في الشرايين المعزولة. نظرا لأن الشرايين الكبيرة والمقاومة الصغيرة تختلف جوهريا في البنية والدور الفسيولوجي، فإن تحليل كلا الفئتين الوعائية بالتوازي باستخدام شرايين مأخوذة من نفس الفأر أو الجرذ يمكن من إجراء مقارنات مزدوجة تقلل من التباين بين الحيوانات وتكشف عن تغيرات وظيفية خاصة بالوعاء. تقدم هذه المقالة بروتوكولا خطوة بخطوة لتقييم التفاعل الوعائي في قنوات الفأر المعزولة وشرايين المقاومة باستخدام التصوير الأسلاكي الإيزومتري. نحن نصف تحضير المخزن الفسيولوجي الطازج المؤكسج؛ التشريح الدقيق والتنظيف وتركيب الأجزاء الشريانية؛ وتطبيع الأوعية لوضع الأوعية بالقرب من طولها الأمثل لتوليد القوة النشطة. تم توفير دليل استكشاف الأخطاء وتسلسل تجريبي نموذجي لإنشاء منحنيات تركيز-استجابة تراكمية لتضييق الأوعية الدموية وموسعات الأوعية الوعائية القياسية. يسمح هذا البروتوكول بقياس كمي لكل من وظيفة البطانة والعضلات الملساء ويسهل اكتشاف التغيرات الخاصة بالأوعية الدموية في تفاعل الأوعية الدموية المرتبطة بأمراض الأوعية الدموية، مثل ارتفاع ضغط الدم.
يتميز ارتفاع ضغط الدم بتغيرات في تفاعل الأوعية الدموية، مثل خلل البطانة وفرط تفاعل العضلات الملساء الوعائية تجاه ضيق الأوعيةالدموية 1. تساهم هذه التغيرات الوظيفية، إلى جانب إعادة تشكيل الأوعية الدقيقة وعملية التفتت، في ضعف تدفق الأنسجة واضطراب ضغط الدم 2,3,4. تعد اختبارات الأوعية المعزولة خارج الجسم أدوات قوية لتحليل الآليات الخلوية والجزيئية التي تتحكم في نغمة الأوعية الدموية في الصحة والمرض، حيث تسمح بالتحكم الدقيق في البيئة الوعائية الدقيقة والتلاعب الدوائي الانتقائي بمسارات الإشارات العضلية الملساء وبطانة الجسم.
يتم تقييم تفاعلية الأوعية الدموية في الشرايين المعزولة عادة باستخدام تقنيتين مكملتين خارج الجسم الحي: التصوير السلكي وتصوير الضغط5،6. في تصوير الأسلاك الميغرافي، يتم تركيب حلقات أو أجزاء الأوعية على دبابيس أو أسلاك، وتسجل القوة الإيزومتريةبمقدار 7,8. في تصوير الضغط، يتم تدخيم أجزاء الأوعية السليمة وضغطها إلى ضغط داخل ضوء محدد، ويتم تتبع قطر الأوعية بواسطة المجهر بالفيديو9. على عكس التصوير السريري للأسلاك، يسمح تصوير الضغط بالتحكم في الضغط عبر الجدران والتدفق داخل المضيئة. وبالتالي، فإنه يعيد بشكل أوثق البيئة الديناميكية الدموية داخل الجسم الحي للشرايين المقاومة، ويستخدم عادة لدراسة النغمة العضلية، والاستجابات التي تتدفق، والخصائص الهيكلية أو الميكانيكية الوعائية 9,10. وعلى العكس، فإن التصوير الذاتي السلكي أسهل تقنيا في التنفيذ (بدون قنونة أو مجهر فيديو)، ويدعم إنتاجية أعلى باستخدام أنظمة تجارية متعددة الحجرات، وهو مناسب جدا لتوليد منحنيات تركيز واستجابة دوائية قابلة للتكرار في الشرايين الصغيرة إلى المتوسطة بأقطار تتراوح بين عشرات إلى عدة مئات من الميكرومترات 5,6. وبناء عليه، غالبا ما يفضل التصوير العضلي السلكي للتحليل الدوائي جنبا إلى جنب للتفاعل الوعائي في القنوات والشرايين المقاومة المعزولة من الفئران أو الجرذان.
تختلف الشرايين القنوات (المرنة الكبيرة) والمقاومة (العضلية الصغيرة) بشكل أساسي في البنية والوظيفة، وهذه الاختلافات تحدد اعتبارات ونقاط تجريبية مختلفة. تحتوي الشرايين الموصلية (مثل الشريان الأورطي الصدري النازل) على كميات كبيرة من الأنسجة المرنة وكتلة عضلية ناعمة كبيرة؛ شرايين المقاومة (مثل الشرايين المسريقية) لديها نسبة عضلات ملساء إلى تجويف أعلى نسبيا، وهي عوامل رئيسية لتحديد المقاومة الطرفية والتنظيم الذاتي الموضعي11,12. نظرا لأن نفس المنشط يمكنه تفعيل استجابات جزيئية مختلفة في هذه الأسرة الوعائية، فإن المقارنة جنبا إلى جنب بين القنوات والأوعية المقاومة من نفس الحيوان توفر معلومات مكملة مفيدة. على سبيل المثال، في الشرايين الوسانية، يعد إفراز أكسيد النيتريك المشتق من البطانة هو المسار السائد للاسترخاء الذي يحفز من خلاله الأستيل كولين (ACh) استرخاء الأوعيةالدموية 13,14. على النقيض من ذلك، في الشرايين ذات المقاومة الصغيرة، يحفز ACh الاسترخاء عبر أكسيد النيتريك، البروستاسيكلين، والأهم من ذلك، عوامل الاستقطاب المشتقة من البطانة (EDHF)15,16. وبالتالي، فإن التصوير الأسلاكي جنبا إلى جنب للقنوات والشرايين المقاومة المستخرجة من نفس الفأر أو الفأر يتيح المقارنات المزدوجة التي تسهل اكتشاف التغيرات الوظيفية الخاصة بالوعاء مع تقليل التباين بين الحيوانات.
يعتمد التفسير الدقيق لبيانات التصوير السريري السلكي على الانتباه الدقيق لمجموعة من المتغيرات التقنية: تركيب وأكسجة محلول الملح الفسيولوجي (PSS)، معالجة وتشريح الأنسجة، تقنية التركيب، التمدد الأمثل للراحة (التطبيع)، درجة حرارة الحمام، واختيار أدوات التحكم الدوائية المناسبة6. يشير التطبيع إلى الإجراء الفني لضبط نقطة التشغيل الميكانيكية للوعاء بحيث يتم تحسين تطور القوة النشطة وتقريب الظروف الفسيولوجيةالتشغيلية 5. عمليا، بالنسبة لحلقات الأبهر، من الشائع استخدام شد ثابت، غالبا ما يتم تحديده تجريبيا لتجنب التمدد الزائد مع إعطاء استجابات مستقرة. بالنسبة للشرايين ذات المقاومة الصغيرة، يتم إجراء التطبيع أولا عن طريق تحديد المحيط الداخلي المقابل لضغط متناظر للجدران الجانبي 100 ملم زئبق (IC100). ثم يتم تعيين الوعاء على جزء محدد من هذه القيمة لتحديد المحيط الداخلي المعياري (IC1). عمليا، تحدد العديد من البروتوكولات IC1 بالقرب من 0.9 × IC100 لMRA الفئران وحوالي 1.0 × IC100 لMRA للفئران، رغم أنه يمكن تعديل هذه القيم بناء على نوع الأوعية والنوع والأهداف التجريبية 5,17.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول التالي يلتزم بالإرشادات الموضوعة وقد تمت الموافقة عليه من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوانات في حرم جامعة توليدو للعلوم الصحية.
تحذير: قبل أن تبدأ، يرجى اتباع إرشادات لجنة رعاية واستخدام الحيوانات المؤسسية (IACUC) ولجنة السلامة الحيوية المؤسسية (IBC) في جميع الأوقات؛ استخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة (PPE)؛ العناية الرياضية عند استخدام الأدوات الجراحية أو الأدوات الحادة الأخرى؛ استشارة والامتثال لأوراق بيانات السلامة ذات الصلة عند التعامل مع المواد الكيميائية والأنسجة البيولوجية؛ يتعامل مع الكربوجين كأسطوانة غاز مضغوطة باستخدام منظمات معتمدة وتخزين آمن؛ والتخلص من النفايات البيولوجية والكيميائية وفقا للإجراءات المؤسسية.
1. تحضير عازل بيكربونات كريبس (كريبس) المعدل من PSS/
ملاحظة: تركيب مخزن كريبس (التركيزات النهائية، الرقم الهيدروجيني 7.4): 130 ملليمولار NaCl، 4.7 ملليمولار KCl، 1.17 ملليمولار ملغيوم SO4، 1.18 ملليمولار KH2PO4، 1.6 ملليمولار CaCl2، 25 ملليمول NaHCO3، 5.5 ملليمول جلوكوز، و0.03 ملليمول EDTA.
2. تشريح الشريان الأبهر الصدري النازل والأروكة المسارقيوية
3. عزل وتركيب حلقات الشريان الأبهر على مخططات العضلات الدبابيسية
4. عزل وتركيب MRA على أجهزة الميوغراف السلكية
5. إجراء التطبيع لعملية MRA
ملاحظة: يتم تركيب حلقات الأبهر عند شد ثابت ومحدد مسبقا. لذلك، لا يتم تنفيذ خطوة تطبيع منفصلة.
| المعلمة | فأر | جرذ |
| قيمة التمدد لحلقات الأبهر | 5 مللي نيوتن | 10 مللي نيوتن |
| نسبة ICالمستهدف 1 لMRA | 1 | 0.9 |
| الطلب النموذجي لفرع MRA بقطر داخلي 200-250 ميكرومتر | الثاني | الجولة الثالثة - الرابعة |
الجدول 1: الفروقات الرئيسية في المعاملات بين الفئران والفئران.
6. بروتوكول تجريبي (مثال على التسلسل)
7. تحليل البيانات والتقارير
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يظهر مخطط يوضح سير العمل العام لتصوير الأسلاك في القنوات والشرايين المقاومة المعزولة من الفئران أو الفئران في الشكل 1. تظهر صور تمثيلية لعزل وتركيب حلقة الأبهر الصدري للفأر وMRA من الدرجة الثانية في الشكل 2 والشكل 3 على التوالي. تظهر لقطات شاشة برمجية توضح إجراءات التمدد المسبق والتطبيع باستخدام حلقة الأبهر للجرذ وMRA في الشكل 4A,B على التوال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تظل التخمير السلكي نهجا قويا وعالي الدقة لفحص وظائف الأوعية الدموية خارج الجسم الحي. عند تنفيذها بعناية، توفر هذه الطريقة نقاط نهايات كمية موثوقة تعالج أسئلة بيولوجية مميزة مع السماح بمقارنة دقيقة بين طبقات الأوعية الدموية الكبيرة والميكروية داخل نفس الحيوان. تكشف دراسات الشرايين القنابة عن تغيرات في ميكانيكا الشرايين العالمية وتفاعل الأوعية الكبيرة ذات صلة بضغط النبض وتيبس الأبهر، بينما تستكشف تجارب الشرايين المقاومة نغمة الأوعية الدقيقة والآليات التي تتحكم مباشرة في المقاومة ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا يوجد لدى المؤلفين تضارب مصالح للكشف عنها.
وقد دعم العمل بجائزة NHLBI (R00 HL153896 إلى I.O.) وصناديق للشركات الناشئة من جامعة توليدو.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أنابيب الطرد المركزي المخروطية بسعة 15 مل | ثيرمو فيشر العلمي | 14-959-70C | |
| أنابيب الطرد المركزي المخروطية بسعة 50 مل | ثيرمو فيشر العلمي | 14-959-49A | |
| حمض الخليك | ثيرمو فيشر العلمي | A490-212 | |
| أستيل كولين | ميليبور سيغما | A6625-100G | |
| التوازن التحليلي | ميتلر توليدو | MX304 | |
| CaCl2 | ثيرمو فيشر العلمي | C79-500 | |
| الكربوجين (95٪ أكسجين<تحت>2/5٪ ثاني أكسيد الكربون<تحت >2) | إيرغاز | CD USP50 | |
| مجهر التشريح | زايس | زيس ستيمي 305 | |
| طبق التشريح البتيري | أجهزة أنظمة العيش | DD-90-S-BLK | |
| دبابيس التشريح | تقنية ميو الدنماركية | 400626 | |
| مجموعة أدوات التشريح | تقنية ميو الدنماركية | 101017 | يتكون الطقم من مقص تشريح (1)، مقص متعدد الأغراض (1)، أطباق بتري (5)، ملقط (3) ودبابيس تشريح. |
| دومونت #5 - ملقط ناعم | أدوات العلوم الدقيقة | 11254-20 | |
| EDTA | ثيرمو فيشر العلمي | BP2482-500 | |
| الفريزر (-20 & درجة؛ C) | ثيرمو فيشر العلمي | TSG2325FA | |
| صناديق المفصل المجمد | يو إس إيه ساينتيفك | 2310-5848 | |
| قفازات (كبيرة) | ثيرمو فيشر العلمي | 19-041-171D | |
| قفازات (متوسطة) | ثيرمو فيشر العلمي | 19-041-171C | |
| قفازات (صغيرة) | ثيرمو فيشر العلمي | 19-041-171B | |
| الجلوكوز | ثيرمو فيشر العلمي | D16-500 | |
| الأسطوانة المتدرجة | ثيرمو فيشر العلمي | 08-572G | |
| منشور جراف باد | برنامج جراف باد | لا يوجد | تحليل البيانات والعرض الرسومي |
| محلول حمض الهيدروكلوريك | ثيرمو فيشر العلمي | SA48-1 | |
| دلو الثلج | ثيرمو فيشر العلمي | 03-395-156 | |
| KCl | ثيرمو فيشر العلمي | P217-500 | |
| KH2PO4 | ثيرمو فيشر العلمي | P380-500 | |
| برنامج لاب تشارت 8 | آلات AD | لا يوجد | برنامج التقاط البيانات |
| ثلاجة مختبر | ثيرمو فيشر العلمي | FBG49RPGA | |
| مصدر ضوء LED | ثيرمو فيشر العلمي | AMPSILED21 | |
| المحرك المغناطيسي | ثيرمو فيشر العلمي | FB30786159 | |
| قضبان التحريك المغناطيسي (كبيرة) | ثيرمو فيشر العلمي | 14-513-68 | |
| قضبان التحريك المغناطيسي (متوسطة) | ثيرمو فيشر العلمي | 14-513-61 | |
| MgSO4 | ثيرمو فيشر العلمي | M63-500 | |
| مجموعة عينات الملاعق والملعقة الصغيرة | ثيرمو فيشر العلمي | S43322 | |
| أنابيب الطرد المركزي الدقيق | يو إس إيه ساينتيفك | 1615-5510 | |
| جهاز الطرد المركزي الدقيق الصغير | ثيرمو فيشر العلمي | 07-203-954 | |
| مفك براغي صغير | ثيرمو فيشر العلمي | NC1349489 | |
| نظام الميكروغراف متعدد الأسلاك | تقنية ميو الدنماركية | DMT 620M | |
| NaCl | ثيرمو فيشر العلمي | S271-3 | |
| NaHCO3 | ثيرمو فيشر العلمي | S233-500 | |
| مقياس الرقم الهيدروجيني | ثيرمو فيشر العلمي | 01-912-351 | يتضمن مقياس pH، وحساس LE420، ودليل سريع للتركيب، وحزمة بدء مخزن pH |
| فينيل إفرين | ميليبور سيغما | P6126-5G | |
| وحدة تحكم البيبت | ثيرمو فيشر العلمي | 01-001-023 | |
| رؤوس البيبيت في الرفوف (10 وميكرو؛ L) | يو إس إيه ساينتيفك | 1111-3810 | |
| رؤوس الماصي في الرفوف (1000 وميكرو؛ L) | يو إس إيه ساينتيفك | 1111-2830 | |
| أطراف البيبيت في الرفوف (200 وميكرو؛ L) | يو إس إيه ساينتيفك | 1111-1810 | |
| زجاجات تخزين الوسائط القابلة لإعادة الاستخدام من PYREX | ثيرمو فيشر العلمي | 06-414-1D | |
| الماصيبات المصلية (10 مل) | ثيرمو فيشر العلمي | 02-923-204 | |
| المباطات المصلية (25 مل) | ثيرمو فيشر العلمي | 02-923-205 | |
| حزمة متعددة الميكروبايبت أحادية القناة | ثيرمو فيشر العلمي | 13-684-250 | 3x ماصات (0.5-10 &mu؛ L، 10-100 & mu; L، 100-1000 μ L) |
| سلك من الفولاذ المقاوم للصدأ (40 وميكرو؛ m) | تقنية ميو الدنماركية | 400447 | |
| المؤقت | ثيرمو فيشر العلمي | 02-261-840 | |
| نظام المياه فائقة النقية | سارتوريوس | H2O-MM-UV-SET-US | |
| مقص فاناس الربيعي | أدوات العلوم الدقيقة | 15000-00 | |
| قارورة حجمية | ثيرمو فيشر العلمي | 13-756-400 | |
| خلط الدوامة | ثيرمو فيشر العلمي | 10-320-807 | |
| حمام مائي | ثيرمو فيشر العلمي | 07-202-155 | |
| وزن الصحون | ثيرمو فيشر العلمي | 02-202-101 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم نشر هذه المقالة
الفيديو قريباً