2019年6月3日
本方案描述了利用导丝肌动图技术评估从小鼠分离的肠系膜动脉的透壁等长张力的方法,特别关注内皮细胞和血管周围脂肪组织释放因子的调节作用。
必须采用非常严格的实验方案,以便能够有效比较同一动物或不同动物、同一动脉或不同动脉的血管环,在有或无周围脂肪组织、以及有或无内皮细胞的情况下的反应。该实验技术的主要优势在于,我们可以在等长收缩条件下比较同一动脉的血管环,从而对所研究的实验因素的影响得出有效结论。本方案可为不同基因修饰动物的血管周围脂肪组织对血管反应性的调节作用提供深入见解。
脂肪组织功能障碍是高血压及其相关心血管并发症的独立危险因素。我们的肌动图仪涉及多个复杂步骤,每个环节都需要格外谨慎,以避免损伤血管,尤其是在安装过程中,并确保血管对各种刺激产生适当的反应。请按照文本方案中的描述,开始进行肠系膜动脉环的制备和解剖。
打开计算机并启动数据记录软件。将实验另存为一个新的实验室图表数据文件,以避免覆盖原始设置文件。打开归一化设置窗口,并将 K 因子设置为 1。
接受IPs校准、目标压力、在线平均时间及延迟时间的默认值,点击“确定”保存设置。在归一化窗口中选择感兴趣的通道,并输入导丝直径、组织端点以及初始千分尺读数。
开始归一化程序时,通过逆时针旋转微米千分尺螺丝,对血管施加第一次被动牵张。等待三分钟后,待血管稳定,将新的千分尺读数输入归一化窗口中。管壁张力将自动计算,并以点的形式显示在图表上。
每次被动拉伸后,将对照克雷布斯缓冲液更换为等渗高钾克雷布斯溶液,其中含有 150 毫摩尔/升氯化钾。当收缩在约三分钟时达到平台期,通过从钾激活的力中减去每次拉伸时的被动力来记录主动收缩力。计算壁张力以及内周长数值。
通过用新鲜的Krebs缓冲液替换高钾缓冲液来去除高钾条件。在五分钟内重复洗涤三次。通过交替诱导被动拉伸和主动收缩来重复标准化步骤,直至主动张力开始下降。
用高钾克雷布斯缓冲液充分冲洗,并将组织样本再平衡30至45分钟。将基础张力重置为零,以便在后续实验中仅记录主动收缩反应。按照相邻动脉节段文本方案中的描述,制备并安装成对的动脉环。
准备一段保留血管周围脂肪组织(PVAT)的动脉环和另一段去除PVAT的动脉环。归一化后,通过向含有Krebs液的浴槽中加入115毫摩尔氯化钾溶液,用高钾Krebs缓冲液预收缩动脉段。待收缩达到平台期后,洗去高钾溶液,并更换为新鲜的充氧Krebs缓冲液。
在五分钟内重复洗涤三次。重复氯化钾刺激和洗涤操作三次,并通过从氯化钾刺激引起的张力中减去基础张力,记录氯化钾引起的最大收缩反应。在最后一次收缩和洗涤后,用温热且充氧的Krebs缓冲液重新充满浴槽,并让动脉恢复约30分钟,然后进行下一项操作。
向每个浴槽中逐次加入累积剂量的去氧肾上腺素,以诱导静息组织产生浓度依赖性的等长张力增加。加入终末剂量激动剂后,彻底洗去药物,并用新鲜的Krebs缓冲液重新灌注浴槽。将浓度依赖性反应绘制成相对于氯化钾诱导的最大收缩百分比递增的曲线。
为了评估一氧化氮的贡献,在加入去氧肾上腺素之前,先用一氧化氮合酶抑制剂L-NAME孵育组织30分钟。若需连续进行第二次浓度-反应曲线测定,需彻底并反复清洗浴槽,以完全去除先前使用的激动剂,直至张力不再发生进一步变化。对来自饲喂标准饲料或高脂饮食小鼠模型的肠系膜动脉,均进行了长度-张力关系的标准化处理。
通过逐步拉伸动脉节段,建立被动长度-张力关系,直至达到相当于100毫米汞柱跨壁压的内周长(即IC100)。每次拉伸后,施加115毫摩尔的氯化钾以诱发收缩。主动长度-张力曲线以Y轴上的主动收缩力数据和X轴上根据千分尺数据计算得到的内周长(IC)值绘制而成。
位于峰平台区内的IC值为IC1。归一化因子K通过IC1与IC100的比值计算得出,随后可应用于后续实验中相同类型血管的样本。图中显示的是肠系膜动脉在有或无周围PVAT存在时对苯肾上腺素的血管收缩反应的输出记录。
采用累积浓度的去氧肾上腺素刺激来自16周龄肥胖型小鼠的肠系膜动脉,以诱导血管收缩。记录收缩反应,并以150毫摩尔/升氯化钾诱导的最大收缩为基准,计算其收缩程度的百分比。通过绘制收缩曲线下的面积进行比较。
需要注意的是,来自肥胖型小鼠的血管周围脂肪组织(PVAT)对苯肾上腺素引起的收缩反应具有抗收缩作用。在获得KCl诱导的收缩反应时,反应必须稳定且恒定。如果在三次递增剂量的KCl给药后反应仍在持续增强,则可能需要进一步进行KCl刺激。
为了获得张力的最佳条件,归一化步骤非常重要,因为这决定了打开血管所需的力。如果操作不当,将会影响整个实验。该方案除了可用于苯肾上腺素诱导的收缩或舒张外,还可应用于其他实验条件。
例如,在存在或不存在血管周围脂肪组织、自主神经或血管内皮的情况下。通过本方案,研究人员可在不同的病理生理条件下(如肥胖、糖尿病和心血管疾病)检测来自疾病动物模型的小血管。
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本研究评估从小鼠分离的肠系膜动脉的等长张力,重点探讨内皮细胞和血管周围脂肪组织(PVAT)对血管张力的调节作用。该实验方案可在不同条件下精确比较血管反应,有助于深入了解由脂肪组织功能障碍(已知的高血压危险因素)所影响的血管反应性。
利用分离的肠系膜动脉对血管张力进行定量评估,可精确研究在与疾病相关的模型中内皮细胞和血管周围脂肪组织(PVAT)的调节作用。该方法有助于提高对血管功能障碍及代谢-心血管交互作用靶点验证的预测可信度,为早期研发管线决策提供依据。标准化的离体肌动图工作流程有利于对遗传、饮食和病理生理变量进行交叉比较,直接推动转化研究的连续性。
该离体血管张力测定方案贯穿早期发现至临床前研究,连接了血管生物学中的机制研究与转化验证。