Wir stellen ein Protokoll menschlichen endothelial-pericyte Wechselwirkungen in Maus unter Verwendung einer Variation der Matrix Gelpfropfen Angiogenese-Assay zu untersuchen.
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Wir stellen ein Protokoll menschlichen endothelial-pericyte Wechselwirkungen in Maus unter Verwendung einer Variation der Matrix Gelpfropfen Angiogenese-Assay zu untersuchen.
Angiogenese ist der Prozess, durch den neue Blutgefäße aus bestehenden Gefäßen gebildet werden. Das Wachstum neuer Gefäße erfordert eine koordinierte Proliferation, Migration und Ausrichtung von Endothelzellen, um röhrenförmige Strukturen zu bilden, gefolgt von der Rekrutierung von Perizyten, um die Wandmalerei zu stützen und die Gefäßreifung zu erleichtern. Derzeitige In-vitro-Zellkulturansätze können die komplexe biologische Umgebung, in der Endothelzellen und Perizyten interagieren, um funktionsfähige Gefäße zu produzieren, nicht vollständig reproduzieren. Wir präsentieren eine neuartige Anwendung des in vivo Matrix-Gel-Plug-Assays zur Untersuchung von Endothel-Perizyten-Interaktionen und der Bildung funktioneller Blutgefäße anhand von Mäusen mit schwerer kombinierter Immundefizienzmutation (SCID). Kurz gesagt, wird das Matrixgel mit einer Lösung gemischt, die Endothelzellen mit oder ohne Perizyten enthält, gefolgt von einer Injektion in den Rücken von anästhesierten SCID-Mäusen. Nach 14 Tagen werden die Matrix-Gel-Pfropfen entfernt, fixiert und für die histologische Analyse geschnitten. Die Länge, Anzahl, Größe und das Ausmaß der Perizytenbedeckung reifer Gefäße (definiert durch das Vorhandensein roter Blutkörperchen im Lumen) können mit Hilfe kommerzieller statistischer Plattformen quantifiziert und zwischen Versuchsgruppen verglichen werden. Neben seiner Verwendung als Angiogenese-Assay kann dieser Matrix-Gel-Plug-Assay zur Durchführung genetischer Studien und als Plattform für die Wirkstoffforschung verwendet werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Protokoll es den Forschern ermöglichen wird, verfügbare In-vitro-Assays für die Untersuchung von Endothel-Perizyten-Wechselwirkungen und deren Relevanz für die systemische oder pulmonale Angiogenese zu ergänzen.
Die Angiogenese ist der Prozess , durch den neue Blutgefäße aus einem bereits bestehenden Gefäßnetz gebildet werden 1 und steht im Mittelpunkt der laufenden Forschung in vielen Bereichen von der normalen Entwicklung von Krankheiten reichen. Dieser dynamische Prozess beinhaltet die Proliferation und Migration von endothelialen Zellen (ECs) und die Rekrutierung von Perizyten eines Gefäßrohr zu konstruieren , die in Richtung auf die Seite gerichtet ist , die zwei Sauerstoff- und Nährstoffzufuhr benötigt. Zur Untersuchung dieser Prozess einen ebenso dynamischen Test erfordert, vor allem eine, die die dreidimensionale Natur der Schlauchbildung rekapitulieren kann. In - vitro - 3D - Matrix - Assays wurden entwickelt , um diesen Bedarf zu adressieren und gearbeitet haben und Forscher zu ermöglichen , die einzelnen Schritte in Raum und Zeit zu definieren , in denen die Angiogenese Platz 3 nimmt, 4, 5, 6. Allerdings sind diese in vitro 3D - Matrix - Modelle beschränkt auf das Studium nicht-durchbluteten Gefäßen eined fehlt daher kritische Komponenten relevant für die Prozess der Angiogenese (zB Wachstum zirkulierenden und hemmenden Faktoren, unnatürliche Spannung / Kräfte über das Gefäßbett) und nicht die komplexe Umwelt in lebendem Gewebe zu simulieren. Um dieser Einschränkung, mehrere in - vivo - Angiogenese - Assays wurden 7 entwickelt, einschließlich der Matrix Gelpfropfen Assay, der im Mittelpunkt unseres Berichts wird 8, 9.
Die Matrix Gelpfropfen Assay ist ein etabliertes in vivo - Angiogenese - Test, der den Forschern anspricht , wie es eine robuste Plattform bietet die Rollen von verschiedenen Zellen und Substanzen in die Angiogenese zu testen. Matrix-Gel ist ein kommerziell erhältlicher Basalmembran Lösung, die von dem Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) Maus-Sarkom-Zelllinie sekretiert wird, die bei 37 ° C in ein gelartiges Material erstarrt. Die Matrix-Gel kann mit Zellen und / oder Substanzen, wie Wachstumsfaktoren, gemischt werden und injesubkutan in die Maus cted. Der Host-ECs wird den Stecker über 14 Tage überfallen, ein Gefäßnetz bilden und mit dem Blut des Wirts durchblutet sind. Bislang Matrix Gelpfropfen Assays ausschließlich auf die Untersuchung der endothelialen Zellverhalten während der Angiogenese konzentriert sich jedoch auf bestem Wissen ist keine Anstrengung noch aus, um festzustellen, ob dieser Assay zur Kokultur Endothelzellen und Perizyten verwendet werden können, zu untersuchen, wie sich diese beiden Zelltypen während der Angiogenese zusammenwirken. Insbesondere ist wertvoll zwischen ECs und Perizyten die Beziehung Verständnis für Krankheiten zu studieren , wo Blutgefäßverlust pathologisch, einschließlich mikrovaskulären Ischämie und periphere Gefäßerkrankungen 10, 11, 12.
Hier beschreiben wir ein Protokoll, das Perizyten Menschen stamm an die Matrix Gelmischung zusammen mit menschlichen ECs und Fibroblastenwachstumsfaktor (bFGF) einführt. Diese Mischung kann dann i subkutan injiziert werdenn die dorsum von SCID-Mäusen die Bildung von voll funktionsfähig, pericyte beschichtet, Hybridgefäße zu ermöglichen. Unser Protokoll beschreibt, wie Matrix Gelpfropfen, die menschliches ECs vorzubereiten entweder mit oder ohne menschliches pericytes, Platzierung in SCID-Mäuse und wie die histologischen Schnitte für kritische Angiogenese-Endpunkte zu analysieren.
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Ethikerklärung: Verfahren unter Verwendung tierischer Probanden wurden von der Institutional Animal Care und Use Committee an der Stanford University School of Medicine zugelassen.
HINWEIS: Die Tiere sind unter anesthetization mit 3% Verdampfer Isofluran und 3% Zufuhr von O 2 -Gas. Die Verwendung von Tierarzt Salbe auf die Augen kann helfen, Trockenheit während der Narkose zu verhindern.
1. Zellpräparation
2. Matrix Gelzubereitung
3. Mix Matrix Gel mit Zellen
4. Maus-Vorbereitung
5. Matrix-Gel-Injektion
6. Matrix Gelpfropfen Isolation: 14 Tage nach der Injektion
7. Paraffin Prozess der Matrix Gelpfropfen
8. Stain Abschnitte mit Hämatoxylin und Eosin - Färbung (H & E) 13
9. Stain Andere Folien für Menschen Kapillaren und Perizyten
10. Quantify Kapillar - Dichte und Struktur 14
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Repräsentative H & E und Immunfluoreszenzanfärbung von Matrix Gelpfropfen Abschnitte sind in Abbildung 2 Abschnitte von EG nur Stecker einige Schiffe angezeigt werden gezeigt, die meist nicht durchblutet (Abbildung 2 oben links, schwarze Pfeile) , während Stecker , die sowohl ECs und Perizyten Anzeige mehrere perfundierter Schiffe mit größerem Durchmesser und vollständige pericyte Abdeckung, wie durch positive SMA Färbung unmittelbar angrenzend an CD...
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Die Matrix Gelpfropfen Assay hat eine bequeme und leistungsfähige Methode zur Bewertung der Genregulation in Angiogenese, angiogene und antiangiogene Verbindungen in vivo erwiesen, und in vitro - Tests zu ergänzen. Hier beschreiben wir im Detail eine neuartige Matrix Gelpfropfen Test der menschlichen Angiogenese, die die Interaktion zwischen Endothelzellen und Perizyten während Gefäßbildung untersucht.
Es gibt einige neuartige und wichtige Schritte in diesem Protokoll. Die ...
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Es sind keine konkurrierenden finanziellen Interessen enthalten.
Dr. K. Yuan wurde durch einen American Heart Association Scientist Development Grant (15SDG25710448) und den Pulmonary Hypertension Association Proof of Concept Award (SPO121940) unterstützt. Dr. V. de Jesus Perez wurde durch einen Karriereentwicklungspreis der Robert Wood Johnson Foundation, einen NIH K08 HL105884-01 Award, einen Pulmonary Hypertension Association Award, einen Biomedical Research Award der American Lung Association und einen Translational Research and Applied Medicine unterstützt Auszeichnung der Stanford University.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| PBS (Phosphatgepufferte Kochsalzlösung) | Corning | 21-031-CV | |
| 0,25 % Trypsin/0,53 mM EDTA | Corning | 25-053-CI | |
| Endothelzellmedien (ECM) Kit | Sciencell | 1001 | enthält Medien, EC-Wachstumszusatz und Penicillin/Streptomycin, jeweils in der entsprechenden Menge zum einfachen Mischen geliefert |
| Pericyte Media (PM) Kit | Sciencell | 1201 | Enthält Medien, Pericyte Growth Supplement und Penicillin/Streptomycin, die jeweils in dem geeigneten Volumen zum einfachen Mischen |
| primärer humaner pulmonaler mikrovaskulärer Endothelzellen | . Pulmonale Hypertension Breakthrough Initiative | Dieser Zelltyp ist auch kommerziell erhältlich. Zellen, die an der Passage 1-4 | |
| verwendet werden primäre humane Lungenperizyten | Pulmonale Hypertonie Breakthrough Initiative | Dieser Zelltyp ist nicht kommerziell erhältlich, aber Gehirn-Paricyten sind es. Zellen, die an der Passage 1-4 | |
| verwendet werden bFGF (basischer Fibroblasten-Wachstumsfaktor) | Peprotech | 100-18B | Stammlösung beträgt 50 μm; g/ml in 0,1 % BSA in PBS, Aliquote bei 50 μ l und gelagert bei -20 Grad |
| Matrigel Basalmembran Matrix | BD | 356237 | |
| 28 G 1 cc Insluin Spritze | BD | 329410 | |
| SCID (Severe Combined Immune Deficiency) Mäuse | The Jackson Laboratory | 5557 | NOD. Der SCID IL2R Gamma-Knockout-Stamm ist der beste Stamm; Alter von 4-6 Wochen |
| 1,5 ml Mikrozentrifugenröhrchen, steril | Thermo Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| 15 ml Schraubröhrchen, steril | BD Biosciences | 352096 | |
| PAP Pen | Life Technologies | 8899 | |
| Hämozytometer | ThermoFisher Scientific | 02-671-6 | |
| Nair Haarentfernungscreme | Walmart | ||
| Anti-Human-CD31-Primärantikörper | LifeSpan Biosciences | LS-B4737 | Arbeitslösung ist 1:50 |
| Anti-Human-Aktin CY3 primärer fluoreszierender Antikörper | Sigma | C6198 | Arbeitslösung ist 1:300 |
| Ziegen-Anti-Kaninchen-Sekundärantikörper; 488/grün | ThermoFisher Scientific | A-11008 | Arbeitslösung ist 1:250 |
| Prolong Gold DAPI Lösung | Zelle Signaling | 8961S | |
| Objektträger | VWR | 48300-047 | |
| Nr. 1,5 Deckgläser | Thermo Fisher Scientific | 12-544-D | |
| Citratpuffer 10x | Millipore | 21545 | |
| extra feine chirurgische Schere | Fine Science Tools | 14084-08 | |
| Formalin (Paraformaldehyd) | Thermo Fisher Scientific | 245-685 | |
| Gewebekassetten | Simport | M492-12 | |
| Ziegenserum | Dako | X0907 |
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