In Vitro Modell der koronaren Angiogenese

Colton  L. Large; Halie  E. Vitali; Jeffery  D. Whatley; Kristy Red-Horse; Bikram Sharma

doi:10.3791/60558

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Methodenartikel

In Vitro Modell der koronaren Angiogenese

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DOI:

10.3791/60558

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10. März 2020

Colton L. Large¹ , Halie E. Vitali¹ , Jeffery D. Whatley¹ , Kristy Red-Horse² , Bikram Sharma¹

¹Department of Biology, Ball State University, ²Department of Biology, Stanford University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In-vitro-Modelle der koronaren Angiogenese können für die Entdeckung der zellulären und molekularen Mechanismen der koronaren Angiogenese verwendet werden. In-vitro-Explantationskulturen von Sinusvenosus und Endokardgewebezeigen weisen als Reaktion auf VEGF-A ein robustes Wachstum auf und weisen ein ähnliches Muster der COUP-TFII-Expression auf wie in vivo.

Zusammenfassung

Hier beschreiben wir einen In-vitro-Kulturtest zur Untersuchung der koronaren Angiogenese. Herzkranzgefäße ernähren den Herzmuskel und sind von klinischer Bedeutung. Defekte in diesen Gefäßen stellen schwere Gesundheitsrisiken dar, wie z. B. bei Arteriosklerose, die bei Patienten zu Herzinfarkten und Herzinsinnen führen kann. Folglich ist die koronare Herzkrankheit eine der häufigsten Todesursachen weltweit. Trotz seiner klinischen Bedeutung wurden relativ wenig Fortschritte bei der Regenerierung beschädigter Herzkranzgefäße erzielt. Dennoch wurden in jüngster Zeit Fortschritte beim Verständnis des zellulären Ursprungs und der Differenzierungswege der Entwicklung von Koronaren erzielt. Das Aufkommen von Werkzeugen und Technologien, die es Forschern ermöglichen, Vorläuferzellen fluoreszierend zu kennzeichnen, ihrem Schicksal zu folgen und Progenies in vivo zu visualisieren, hat entscheidend dazu beigetragen, die Entwicklung des koronaren Gefäßes zu verstehen. In-vivo-Studien sind wertvoll, haben aber Einschränkungen in Bezug auf Geschwindigkeit, Zugänglichkeit und Flexibilität im experimentellen Design. Alternativ können genaue In-vitro-Modelle der koronaren Angiogenese diese Einschränkungen umgehen und es Forschern ermöglichen, wichtige biologische Fragen mit Schnelligkeit und Flexibilität zu hinterfragen. Das Fehlen geeigneter In-vitro-Modellsysteme könnte den Fortschritt beim Verständnis der zellulären und molekularen Mechanismen des koronaren Gefäßwachstums behindert haben. Hier beschreiben wir ein In-vitro-Kultursystem zum Anbau von Herzkranzgefäßen aus dem Sinus venosus (SV) und dem Endokard (Endo), den beiden Vorläufergeweben, aus denen viele der Herzkranzgefäße entstehen. Wir bestätigten auch, dass die Kulturen einige der bekannten In-vivo-Mechanismen genau rekapitulieren. Zum Beispiel zeigen wir, dass die angiogenen Sprossen in der Kultur von SV DEN COUP-TFII-Ausdruck ähnlich dem, was in vivo beobachtet wird, herunterregulieren. Darüber hinaus zeigen wir, dass VEGF-A, ein bekannter angiogener Faktor in vivo, die Angiogenese sowohl aus der SV- als auch aus der Endo-Kultur robust stimuliert. Gemeinsam haben wir ein genaues In-vitro-Kulturmodell entwickelt, um die koronare Angiogenese zu untersuchen.

Einleitung

Blutgefäße des Herzens werden gemeinhin als Herzkranzgefäße bezeichnet. Diese Gefäße bestehen aus Arterien, Venen und Kapillaren. Während der Entwicklung werden zunächst stark verzweigte Kapillaren etabliert, die sich dann in Herzkranzgefäße und Venen^1,²^,³^,⁴^,⁵umbauen. Diese anfänglichen Kapillaren werden aus endothelialen Vorläuferzellen im Proepikardien, Sinusvenosus (SV) und Endokardgewebe (Endo)¹^,⁶^,⁷^,....