Este manuscrito describe un protocolo simple para el aislamiento de las arteriolas de la retina de rata que puede utilizarse en, calcio presión y proyección de imagen de miografía estudios electrofisiológicos.
Artículo de método
* These authors contributed equally
Este manuscrito describe un protocolo simple para el aislamiento de las arteriolas de la retina de rata que puede utilizarse en, calcio presión y proyección de imagen de miografía estudios electrofisiológicos.
La retina es un tejido metabólicamente muy activo que requiere una fuente substancial de la sangre. La circulación retiniana compatible con la retina interna, mientras que los vasos coroides fuente de los fotorreceptores. Alteraciones en la perfusión retiniana contribuyan a numerosas enfermedades avistar-que amenaza, incluyendo retinopatía diabética, glaucoma y retina rama oclusiones de la vena. Comprender los mecanismos moleculares implicados en el control del flujo de sangre a través de la retina y cómo estos se alteran en la enfermedad ocular podría conducir a la identificación de nuevas dianas para el tratamiento de estas condiciones. Arteriolas retinianas son los vasos de resistencia principal de la retina y por lo tanto, juegan un papel clave en la regulación hemodinámica retiniana a través de cambios en el diámetro luminal. En los últimos años, hemos desarrollado métodos para aislar las arteriolas de la retina de rata que son convenientes para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo estudios de fisiología celular. Esta preparación ha comenzado ya a producir nuevos conocimientos sobre cómo el flujo de sangre es controlado en la retina y nos ha permitido identificar algunos de los cambios claves que ocurren durante la enfermedad ocular. En este artículo, describir los métodos para el aislamiento de arteriolas de retina de rata e incluir protocolos para su uso en estudios miografía presión, proyección de imagen de calcio y electrofisiología patch-clamp. Estos buques también son susceptibles para su uso en PCR, western blot y immunohistochemistry basado en los estudios.
Entender cómo se controla el flujo sanguíneo en la retina es un objetivo importante, ya que el flujo de sangre anormal se ha implicado en la patogenia de una gran variedad de avistar-que amenaza enfermedades de la retina1,2,3, 4. La circulación retiniana, que provee las células gliales y neuronas retinianas internas, tiene un arreglo de la arteria extremo, con toda la sangre de las arterias retinianas y arteriolas pasando por los capilares a las vénulas retinianas y finalmente las venas5. Flujo sanguíneo en la retina está regulado por el tono de las arterias retinianas y arteriolas así como la actividad contráctil del pericitos situado en las paredes de los capilares de la retina y vénulas post capilares6,7, 8. el control del tono vascular retiniano es complejo y es modulado por una variedad de entradas desde el sistema circulatorio y el tejido retiniano circundante, incluyendo gasometría arterial, circulación de moléculas y hormonas, y sustancias vasoactivas liberados de la retina vascular endotelio y macroglía9,10,11. Las arteriolas retinianas son las pequeñas ramas arteriales de la retina y se componen de una sola capa de células musculares lisas vasculares y un revestimiento interior de longitudinalmente dispuestas las células endoteliales12,13, 14. estos vasos forman el sitio web principal de la resistencia vascular en la circulación retiniana y por lo tanto juegan un papel importante en el control local del flujo sanguíneo retiniano. Arteriolas retinianas regulan el flujo sanguíneo capilar en la retina por dilatación o constricción su diámetro luminal, mediada por cambios en la contractilidad del músculo liso vascular10,15,16. Comprensión de los mecanismos moleculares a través de que retina las arteriolas regulan la perfusión retiniana por lo tanto requiere preparaciones donde las células del músculo liso arteriolar pueden acceder y estudiadas en condiciones como a fisiológico como sea posible.
Ex vivo preparaciones de vasos sanguíneos retinianos aislados proporcionan acceso a las células de músculo liso vascular, mientras que sigue manteniendo su funcionalidad y su interconexión con el endotelio subyacente. Mayoría de los estudios hasta la fecha usando los recipientes aislados se ha centrado en bovinos o porcinos arteriales vasos (60-150 μm). Estas pueden montarse en alambre comercialmente disponible o sistemas de presión de la laringe para permitir interrogatorios farmacológica del músculo liso vascular células mecanismos contráctiles17,18. Estas preparaciones han contribuido enormemente a nuestro conocimiento de la fisiología vascular retiniana en condiciones normales. Pocos estudios han utilizado arteriolas retinianas aisladas de animales de laboratorio pequeños como su diámetro más pequeño (~ 8-45 μm) impide su uso en sistemas convencionales de miografía19,20,21,22. Una ventaja importante, sin embargo, utilizando embarcaciones de animales de laboratorio pequeños es la amplia disponibilidad de modelos de enfermedad retiniana, transgénicos y genéticamente modificados. Animales de laboratorio pequeños también son más susceptibles para estudios de intervención en vivo .
Aquí describimos protocolos sencillos para aislar y canular arteriolas retinianas de ratas para los experimentos miografía de presión. CA2 + proyección de imagen y electrofisiología protocolos utilizando estas embarcaciones también se detallan. Estos pueden proporcionar otras penetraciones en la regulación de la contractilidad del músculo liso vascular y flujo sanguíneo en la retina.
Todos los experimentos aquí descritos fueron realizados según las directrices contenidas en la ley de Reino Unido los animales (procedimientos científicos) de 1986 y fueron aprobados por de la reina Bienestar Animal de la Universidad de Belfast y órgano de examen de ética.
1. aislamiento de arteriolas retinianas
Nota: El siguiente protocolo se utiliza para aislar las arteriolas retinianas. Este método está optimizado de arteriolas de retina de rata pero se puede utilizar con retinas de ratón. El rendimiento de los buques, sin embargo, es inferior al usar ratones.
2. arteriolar presión miografía
Nota: La presión Arteriolar miografía se lleva a cabo como sigue usando equipos detallados en la figura 1A, B y la Tabla de materiales.
3. Ca2 + imagen
Nota: Arteriolas retinianas aisladas están preparadas para convencional (microfluorimetry) y confocal Ca2 + proyección de imagen como sigue (con el equipo detallado en la Tabla de materiales).
4. electrofisiología de Patch-Clamp de
Nota: Celulares y un canal de grabación es posible de células individuales del músculo liso arteriolar todavía incrustadas dentro de sus arteriolas de la matriz como sigue (con el equipo detallado en la Tabla de materiales).
La figura 6A muestra un dibujo esquemático del árbol vascular retiniano de rata. Los rangos de diámetro de la primera orden (30-45 μm) (20-30 μm) de segundo orden y las arteriolas pre capilares (8-20 μm) ha sido confirmada experimentalmente en nuestro laboratorio por proyección de imagen confocal de rata immunohistochemically de retina preparativos de montaje en conjunto con para la actinia del músculo liso de α (Figura 6B). Sobre la disociación de la retina, primarias, secundarias y pre-capilares arteriolas pueden identificarse partiendo de su calibre y el arreglo de las células del músculo liso vascular. Las arteriolas de primero y segundo orden aparecen visualmente similares bajo microscopía de campo brillante, pero pueden ser distinguidas sobre la base de su tamaño (figura 6). Las arteriolas pre capilares son los vasos más pequeños en la preparación y son fácilmente reconocibles debido a su disposición más dispersa de las fibras de músculo liso vascular. Las arteriolas aisladas pueden diferenciarse claramente de los capilares y las vénulas en el aislamiento. Los capilares son evidentes como una red de vasos de calibre pequeño (4-10 μm de diámetro), mientras que las vénulas son delgadas paredes y carecen de cobertura de la célula de músculo liso (figura 6). Primarias, secundarias y pre-capilares arteriolas son adecuadas para presión miografía, Ca2 + proyección de imagen y abrazadera del remiendo estudios.
La figura 7 muestra un experimento miografía de presión donde una arteriola retiniana primaria rata ha sido canulada y la presión intraluminal elevada a 40 mmHg. La arteriola se mantiene esta presión para permitir el desarrollo de tono miógeno antes de la adición de 0Ca2 + Hanks que contiene 10 wortmannin μm para obtener el diámetro pasivo del buque. La Figura 7A muestra fotomicrografías de la arteriola en varios puntos del tiempo durante el curso del experimento. Un registro de tiempo completo curso mostrando los cambios en el diámetro del vaso con el tiempo han sido trazados en figura 7B usando software de encargo hecho de detección de bordes27. Inmediatamente después de la presurización se dilata el recipiente, que es seguido por una constricción activa miógeno que alcanza un nivel de estado estacionario después de 15 minutos además de 0Ca2 + Hanks'/ wortmannin solución dilata el recipiente a un nivel similar al observa inmediatamente tras el paso de presión inicial. Como se describió anteriormente, drogas pueden aplicarse a los vasos antes o siguiente presurización para investigar los mecanismos que subyacen el desarrollo y mantenimiento del tono miógeno en estos vasos. Usando este acercamiento, previamente hemos demostrado que activados por estiramiento transitorio del Receptor potencial vaniloides 2 (TRPV2) canales y tipo L y T voltaje Ca2 + juega un papel central en facilitar el desarrollo del tono miógeno en primera y segundo orden rata arteriolas retinianas20,21,22. También hemos informado que grande conductancia Ca2 + activa canales de potasio (canales BK)19,28 y Kv1 con voltaje-bloqueado K+ canales ley para oponerse a la actividad miogénica en estos buques, ya que la adición de inhibidores específicos para cada uno de estos canales provoca vasoconstricción (figura 7).
La figura 8 muestra ejemplos de convencional y confocal Ca2 + proyección de imagen en arteriolas retinianas antes y la siguiente exposición el péptido vasoconstrictor, endotelina-1 (Et-1). En fura 2 basado en grabaciones convencionales (figura 8A), Et-1 (10 nM) provoca un aumento bifásico en [Ca2 +] en la capa del músculo liso arteriolar retiniana, que consta de un componente transitorio inicial seguido de una baja sostenida componente. Anteriormente hemos caracterizado los componentes transitorios y sostenidos como siendo debido a la Ca2 + liberación desde el retículo endoplásmico y Ca2 + afluencia desde el espacio extracelular, respectivamente29. Basadas en fluo-4 Ca2 + proyección de imagen confocal proporciona un cuadro más detallado de los efectos de la Et-1 en el nivel celular. En estos experimentos, resulta evidente que el liso graduales cambios en global [Ca2 +] observado en nuestros resultados de estudios microfluorimetry de Et-1 estimula la activación repetitiva asincrónica [Ca2 +] oscilaciones en las células del músculo liso arteriolar retiniana vecinas a lo largo de la pared del vaso (figura 8B, C; 30).
Figura 9 se muestran ejemplos de grabaciones de abrazadera de parche solo canal y celulares de las células del músculo liso arteriolar retiniana. Hasta la fecha, hemos realizado dos solo en la célula y dentro-fuera del canal parche abrazadera grabaciones22,28. Figura 9A, B por ejemplo, mostrar una abrazadera del remiendo de en celda de grabación antes y siguiente tramo de membrana (generado mediante la aplicación de presión negativa en la pipeta del parche). Este especial contiene dos canales que se activan por estiramiento mecánico. Previamente hemos demostrado que estas corrientes pueden ser inhibidas mediante de anticuerpos de bloqueo de poro TRPV2 canal22. La conductancia unitaria de los canales (249,71 pS) también es consistente con estas corrientes es mediadas por el TRPV231.
Celulares activados por voltaje las corrientes pueden ser evocadas mediante protocolos de paso de voltaje. Figura 9 muestra una familia de activados por voltaje tipo K+ corrientes con ese enfoque. Estas corrientes se hacen evidentes cuando otras grandes corrientes presentan en estas células (por ejemplo, BK y Ca+-activa las corrientes Cl– ) se bloquean mediante agentes farmacológicos específicos32,33. Las corrientes a través de canales iónicos dependientes de voltaje no - o débil se examinan típicamente usando protocolos de rampa de voltaje. Hemos utilizado estos protocolos para identificar y caracterizar las corrientes de TRPV2 activadas por hipotónica estiramiento22 y canal de agonistas (figura 9) en las células del músculo liso arteriolar retiniana.
La figura 10 muestra presión dual miografía y confocal Ca2 + proyección de imagen aplicada en una arteriola retiniana primaria rata. Presurización desencadena aumento de la frecuencia de [Ca2 +]i oscilaciones en las células de músculo liso individuales similares a los observados con Et-1. Previamente hemos demostrado que estas oscilaciones son desencadenadas por la adición de Ca2 + chispas (localizada Ca2 + sala de eventos) y contribuir a la generación de tono miógeno20.

Figura 1 . Disposición experimental para presión miografía en arteriolas retinianas rata. Equipo Experimental A) incluyendo microscopio invertido, calentador en línea para la solución de baño, mecánico de 3 ejes y micro manipuladores, manómetro, titular de la cánula y mesa de aire. B) diagrama esquemático que muestra el arreglo óptimo de la cannulating pipeta y vaso de interés en la cámara de grabación. Este diagrama también muestra la configuración básica del equipo de presurización. Diagrama esquemático de la C) se muestra el proceso de anclaje y mover el vaso usando resbalones de alambre de tungsteno adicional en pinza fina. (i) Colocar 1st recibo para ocluir el vaso tal. (ii, iii) Utilice hojas adicionales para empujar la oclusión slip (dirección indicada por la flecha) y acompañando a buque en la orientación óptima que se muestra en la (iv). D) diagrama esquemático mostrando la colocación óptima de oclusión resbalón de alambre de tungsteno, pipeta de ayudante y la cánula en relación con el buque como arreglado antes de la canulación. La salida del sistema de suministro de drogas se coloca a una distancia de ~ 500 μm desde el buque para reducir artefactos de movimiento durante el uso de drogas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2 . Proceso de canulación para la presión miografía. A) fotomicrografías mostrando una arteriola retiniana anclada abajo en la sala de grabación antes de (i), durante (ii)-(v) y siguiente canulación (vi). Flecha azul indica la dirección del movimiento de la cánula mientras la flecha verde indica la dirección del movimiento de la pipeta de ayudante. B) microfotografía que muestra la región óptima para el registro de la actividad miogénica durante la presurización como resaltado en rojo. Nota, ajuste de luz y de enfoque para aumentar el contraste de las paredes de los vasos permite el mejor seguimiento de los bordes de los vasos para análisis automatizado. Indica la barra de escala 50 μm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3 . Entrega de la droga. A) equipo utilizado para el suministro de medicamentos que muestran depósitos de solución conectados a un múltiple de múltiples canales de entrega controlada por grifos de 3 vías y unido a un manipulador mecánico de 3 ejes. B) diagrama que muestra la posición vertical óptima de la entrega de drogas múltiples en relación con la cámara de grabación. C) microfotografía de un buque anclado abajo en la sala de grabación que muestra el posicionamiento ideal de la salida de la entrega de drogas. Barra de escala representa 100 μm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4 . Digestión enzimática de las arteriolas retinianas para abrazadera del remiendo de grabación. Micrografías de una arteriola retiniana antes (A) la luz y después de la digestión enzimática (B). Tenga en cuenta la separación física (indicada por las flechas) de las células musculares lisas (SMCs) de las células endoteliales subyacentes (ECs). Las células de músculo liso adecuadas para afianzar con abrazadera del remiendo se indican con un asterisco. Barra de escala representa 10 μm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5 . Solo canal y grabación de células enteras patch clamp. Ilustración A) de las corrientes de prueba observada durante el protocolo de 'sello de prueba' cuando: () la pipeta patch entra el medio baño exterior, (ii) la punta entra en contacto con la membrana de plasma de células de músculo liso vascular y (iii) la succión es aplicado a la parte posterior de la pipeta para permitir gigaseal formación. Después de compensación de capacitancia de pipeta usando el amplificador de abrazadera del remiendo, corrientes solo canal ahora pueden grabarse en la configuración en el celular o un parche de membrana puede ser suprimido por rápidamente retirar la pipeta para crear un parche de 'revés'. B) actual cambios asociados con el desarrollo de acceso eléctrico para el interior de la célula durante el uso de la anfotericina B toda célula perforada patch clamp técnica (i): (ii) como acceder particiones de anfotericina B en la membrana, resistencia a caídas y transitorios de capacitancia sacados durante hiperpolarizantes pasos de voltaje (de -40 a -60 mV) a ser más grande; (iii) una vez acceso resistencia (Ra) ha caído a < 15 MΩ, que toma generalmente 5-10 min después gigaseal formación, la experimentación es posible. Antes de C) grabación de celulares, acceso a resistencia y capacitancia de la celda deben ser compensados mediante los cuadrantes correspondientes del amplificador de abrazadera del remiendo. Valores de la capacitancia de resistencia y de la célula de acceso proporcionados por funciones automatizadas en software de patch-clamp se pueden utilizar para ayudar a guiar este proceso: () muestra la capacidad transitoria antes de compensación de la región resaltada en b.III; (ii) muestra la reducción en la capacidad transitoria se observa normalmente cuando el acceso a resistencia y capacitancia se compensan; (iii) compensación de la resistencia serie entonces debe ser corregido a 75% y a la resistencia y compensaciones de capacitancia a punto tal que el transitorio resultante debe ser relativamente igualan en amplitud por encima y por debajo del nivel de la meseta de la corriente durante el paso. (iv) debe tener cuidado para asegurar que la resistencia de acceso no está más compensada (indicado por la presencia de 'llamada' de la transitoria), que puede ocurrir a veces si acceso sigue mejorando durante el transcurso del experimento. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6 . Identificación de las arteriolas retinianas aislado de rata. Ilustración A) mostrando el arreglo del árbol microvascular retiniana de rata. B) imágenes confocales de arteriolas de retina de rata y las vénulas en preparativos de montaje plano teñido de αSMA (rojo, los núcleos se tiñen de azul, barras de escala representan 50 μm). Micrografías de luz C) del aislado 1 °, 2 ° y las arteriolas pre capilares y red capilar vénula (barras de escala representan 10 μm). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 7 . Grabaciones miografía presión arteriolar. Imágenes de A) de una demostración de cannulated arteriola retiniana (i) descanso de diámetro (aproximadamente 35,6 μm), (ii) la dilatación sobre presurización, (iii) desarrollo de vasoconstricción miogénica y (iv) la dilatación debido a la adición de 10 μm wortmannin en 0Ca2 + Solución de hanks. Escala bar representa 10 μm. B) parcela de tiempo curso del diámetro del recipiente para el experimento completo que se muestra en la A (muestreada en 2,5 fotogramas/s). Diámetro C) traza de una arteriola diferentes bajo estado estacionario tono miógeno (μm diámetro 38.7) mostrando los efectos de la correolide Kv1 de inhibidor de la canal (10 μm) y el canal BK inhibidor iberiotoxin (100 nM) (muestreada en 0,5 fotogramas/s). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 8 . Efectos de la Et-1 en la [Ca2 +] me actividad en arteriolas retinianas rata de señalización. A) convencionales basados en fura-2 grabación mostrando los efectos de la Et-1 (10nM) global [Ca2 +]. Basal [Ca2 +]yo era 82 nM en esta arteriola de 1 °. B) xt confocal Fluo 4 basado en imágenes que muestran los efectos de la Et-1 [Ca2 +] en el nivel celular. Parcela C) de la intensidad de fluorescencia normalizada (F/F0) medida en las células como se indica en B. Esta figura ha sido modificada desde Tumelty et al. 30 con permiso. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 9 . Solo canal y grabaciones de la abrazadera del remiendo de celulares de las células del músculo liso arteriolar retiniana de rata. A, B) grabaciones de canal en la célula de la membrana misma parche antes (A) y durante (B) la aplicación de presión negativa (-45 mmHg) para el parche de pipetear. Dos canales están presentes en el parche (12,81 actual unitario pA; conductancia unitaria 249.71 pS) que muestran un incremento sustancial en la activación en condiciones de estiramiento. Regiones seleccionadas de los paneles superiores (i) aparecen en un tiempo más rápido en los paneles inferiores (ii). Familia C) de las corrientes de canal tipo K+ (i) grabados en el modo de células enteras en presencia de inhibidores de BK y Ca2 +-activa los inhibidores de canal Cl– , provocados en respuesta a 20 mV tensión incrementos de entre -80 mV a + 80 mV (ii). Corrientes de células enteras de D) (i) sacadas por rampas de tensión entre -80 mV y + 80 mV antes (línea negra) y durante la aplicación (línea roja) del TRPV2 canal agonista delta-9-tetrahidrocannabinol (THC-Δ9). El protocolo de rampa de voltaje utilizado se muestra en el panel inferior (ii). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 10 . Ca2 + proyección de imagen confocal antes y después de la presurización de una arteriola retiniana rata. Análisis representativo xt confocal (i) de las células del músculo liso arteriolar retiniana bajo (A) sin presión y (B) presión condiciones de regiones separadas de la nave misma. (ii) cambios en la fluorescencia normalizada (F/F0) grabado en las células individuales a - e, como se indica en (i), trazado contra el tiempo. Los asteriscos indican individual subcelular Ca2 + chispas que aumentan en frecuencia después de la presurización y summate para activar celulares Ca2 + oscilaciones. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Compuesto (mM) | Bajo Ca2 + Hanks | 0Ca2 + Hanks | Madejas de normal | Enzima proteasa de aislamiento | Enzima colagenasa de la aislamiento | Enzima DNasa de aislamiento | Solución de saciar | Solución de Rmin | Solución de Rmax | Adjunto solución extracelular de la célula | Celular une pipeta solución | Solución extracelular de células completas | Solución de la pipeta de la célula entera |
| Pureza del agua (resistencia) | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥18 MΩ.cm | ≥ 15 MΩ.cm | ≥18 MΩ.cm |
| NaCl | 140 | 140 | 140 | 140 | 140 | 140 | 140 | 140 | 140 | 140 | |||
| kCl | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 138 | ||
| D-glucosa | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| MgCl2 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1 |
| HEPES | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| CaCl2 | 0.1 | 2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 10 | 2 | 2 | 2 | 0.2 | |||
| EGTA | 4 | 0.5 | |||||||||||
| MnCl | 10 | ||||||||||||
| Ionomycin | 0.01 | ||||||||||||
| KOH | 140 | 130 | |||||||||||
| Ácido D-glucónico | 130 | 130 | |||||||||||
| NaOH | 10 | ||||||||||||
| Penitrem A | 0.0001 | 0.0001 | 0.0001 | ||||||||||
| 4-aminopiridina | 10 | ||||||||||||
| Nimodipina | 0.01 | 0.01 | |||||||||||
| Fluoxetine | 0.1 | ||||||||||||
| ácido 9-anthracenecarboxylic | 1 | ||||||||||||
| Anfotericina B | 300-600 μg mL-1 | ||||||||||||
| Proteasa tipo XIV | ~0.01% (0.4-0.6 mg/40 mL) | ||||||||||||
| Colagenasa tipo 1A | 0,1% (6 mg/60 mL) | ||||||||||||
| DNasa I | 20 KU (20 μL de 1 acción MU/mL en 20 mL) | ||||||||||||
| pH | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.4 | 7.2 |
| Graduado con | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | NaOH | Tris | Tris | NaOH | KOH |
Tabla 1. Composición de soluciones utilizado en experimentación incluyendo ejemplos de externo y soluciones de pipeta monocanal (TRPV2) y célula de todo corrientes (tipo a).
Los protocolos descritos anteriormente requieren práctica pero deben ser con un mínimo de resolución de problemas. En un día normal obtener arteriolas utilizables de 6-8 desde el aislamiento y lograr experimentos exitosos de 3-4. Si se encuentran problemas, sin embargo, hay algunos pasos que pueden tomarse para ayudar a mejorar las tasas de éxito. En ocasiones hemos encontrado, especialmente en ratas jóvenes (< 8 semanas), que el rendimiento de las arteriolas puede ser bajo. Para evitar este problema, sugerimos que el tejido retiniano (10-30 s a 500 x g) entre cada uno de la trituración de la centrifugación los pasos en pasos 1.12-1.14. Esto a menudo ayuda a mejorar el rendimiento de los barcos pero también aumentará la cantidad de restos de células dentro de la preparación.
Cuando canular vasos estudios miografía de presión es importante comprobar las arteriolas cuidadosamente para cualquier ramas laterales que pueden haber sido troceados cerca del sitio de la bifurcación. Esto representa una causa frecuente de fugas y pérdidas de presión durante la experimentación. El principal problema que puede surgir con los [Ca2 +] protocolos es el nivel de carga de tinte. Carga de tinte pobre conduce a proporciones bajas de señal a ruido, mientras se sobrecarga el resultado en la interrupción de la normal homeostasis de Ca2 + . Para reducir la probabilidad de que cualquiera de estas cuestiones, puede extraerse una pequeña alícuota de homogeneizado de retina y vasos aislados controlar periódicamente durante el protocolo de carga. Cuando la empresa experimentos de patch-clamp, la tasa de éxito de formación gigaseal es bien depende en gran medida de cómo la lámina basal ha sido digerida. Cuando inicialmente prueba este protocolo o utilizando nuevos lotes de enzimas puede ser necesario ajustar la concentración/duración de la digestión de la enzima. Supervisar cuidadosamente la separación de las capas endoteliales y músculo liso garantizará suficiente digestión quitar bastante basal laminal para acceder. También es necesario evitar la digestión excesiva, que puede manifestarse como el buque comienza a constrict monitoreo cuidadoso. Si esto ocurre, las células musculares lisas son a menudo demasiado frágiles para la grabación de patch clamp. Aplicación de enzimas, es importante incluir DNasa I para asegurar el retiro de cadenas de ADN liberados de las células dañadas durante el proceso de aislamiento. Fragmentos de ADN son pegajosos y causar el fórceps para adherirse a la arteriola durante las etapas finales del proceso de limpieza (paso 4.4), a menudo dando por resultado pérdida del buque. Limpieza de los vasos es técnicamente difícil y se realiza mejor a gran aumento (20 X) con movimientos suaves de barrido de pinzas cerradas del diámetro más fino posible punta. Entre barridos, limpie la pinza de rodillo del laboratorio.
Como se destacó antes, una motivación clave en el desarrollo de los protocolos descritos en este manuscrito era entender mejor por qué el flujo sanguíneo se interrumpe durante enfermedades vasculares de la retina. La mayor parte de nuestro trabajo hasta la fecha se ha centrado en la enfermedad de ojo diabética28,33. Las arteriolas pueden ser aisladas de las retinas de modelos experimentales de roedores de la diabetes mediante los métodos descritos en la sección 1. Cuando experimentando en arteriolas retinianas aisladas de animales diabéticos, es importante intentar replicar estrechamente las condiciones hiperglucémicos por barcos en vivo. Por esta razón, normalmente sería elevar los niveles D glucosa en nuestras soluciones experimentales a 25 mM y aislamiento. Engrosamiento de las membranas del sótano vasculares es un fenómeno bien reconocido en los vasos retinianos en diabetes34,35. Tratándose de animales con diabetes prolongada (duración de la enfermedad de > 1 meses), las concentraciones de la enzima mayor o tiempos de digestión a menudo se necesitan para permitir la aplicación de métodos de grabación de patch-clamp.
Una importante limitación del uso de ex vivo aislados arteriolas retinianas a estudiar fisiología vascular retiniana y Fisiopatología es la pérdida de los neuropilos de retina circundante. Aunque la eliminación de las células neuronales y gliales retinianas permite fácil acceso a las células del músculo liso vascular retiniano para estudios de fisiología celular, la respuesta de los vasos a mediadores vasoactivos puede cambiar dramáticamente en la ausencia y presencia de retina tejido. Las acciones de la adenosina tri-fosfato (ATP), por ejemplo, proporcionan una buena ilustración de este punto. En aislados arteriolas retinianas, además de ATP los disparadores de la rata una robusta constricción de los vasos36, mientras que en la presencia de un neuropilos intacto, los vasos se dilatan37. Por lo tanto, siempre que sea posible, generalmente tratamos de validar los resultados claves de los preparativos de la arteriola aislados utilizando ex vivo retinal todo-montajes y mediciones en vivo de vaso diámetro y sangre flujo16,37 . De la nota, nuevos métodos han surgido recientemente para el estudio de las pequeñas arteriolas y capilares en toda perfundidos porcina retinas ex vivo38,39. Estas preparaciones suelen mejorar grandemente nuestra comprensión de cómo los neuropilos retina regula tono arteriolar y capilar retiniano y cómo cambios en la hemodinámica retiniana modulan la actividad neuronal en la retina.
Aunque los procedimientos descritos en este documento se centran en el uso de arteriolas retinianas aislado de rata para fisiología comprensión de la célula del músculo liso arteriolar, actualmente estamos desarrollando protocolos para permitir también el estudio de la función endotelial de la célula en estos vasos. En trabajos previos, hemos tenido éxito en la modificación de la digestión enzimática de segmentos arteriolares retinianos para producir tubos de células endoteliales viables que son susceptibles de Ca2 + imagen y patchclamp estudios de grabación. Canulación de las arteriolas aisladas en ambos extremos, permitiendo intramural entrega de drogas, en el futuro podría también activar dependiente del endotelio respuestas vasodilatadoras investigarse en estos vasos.
Dr. Joanna Kur es ahora un empleado de Medtronic (ciudades gemelas, Minnesota, USA), su actual trabajo no entra en conflicto con la presentada aquí.
Desarrollo de los protocolos descritos en este trabajo fue apoyado por subvenciones de los organismos de financiamientos siguientes: BBSRC (BB/I026359/1), lucha para la vista (1429 y 1822), la Fundación de investigación de Diabetes Juvenil (2-2003-525), Wellcome Trust (074648/Z/04), British Heart Foundation (PG/11/94/29169), HSC R & D División (STL/4748/13) y MRC (MC_PC_15026).
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Vasos de precipitados | Fisherbrand | 15409083 | O cualquier producto equivalente |
| Tijeras curvas | Fisher Scientific | 50-109-3542 | O cualquier producto equivalente |
| Pipeta de plástico desechable / de transferencia | Sarstedt | 86.1174 | 6mL es mejor, pero otros tamaños son aceptables; Retire la punta para ampliar la apertura |
| Microscopio de disección | Brunel Microscopes LTD | O cualquier producto equivalente | |
| Pinzas | World Precision Instruments | Dumont #5 14095 | Cualquier pinza fina equivalente |
| Pipeta Pasteur | Fisherbrand 11546963 | Pulida al fuego para reducir la fricción pero no lo suficiente como para estrechar la punta | |
| Placa de Petri | Sigma-Aldrich | P7741 | O cualquier producto equivalente de 10 cm |
| Tetina | de pipeta Fisherbrand | 12426180 O cualquier producto equivalente | |
| Suministro de agua purificada | Merek | Milli-Q Sistema Integral de Purificación de Agua | O cualquier sistema equivalente |
| Tubo de ensayo de fondo redondo | Fisherbrand | 14-958-10 B | 5 mL; cualquier producto equivalente |
| Pinzas dentadas | Fisher Scientific | 17-467-230 | O cualquier producto equivalente |
| Cuchillas de un solo filo | Agar Scientific | T585 | O cualquier producto equivalente |
| Sylgard | Dow Corning | 184 | O cualquier superficie flexible |
| Bastidor de tubos de ensayo | Fisherbrand Derlin | 10257963 | O cualquier producto equivalente |
| Miografía | |||
| a presión manipulador mecánico de 3 ejes | Scientifica | LBM-7 | x2 (o cualquier producto equivalente) |
| Grifería de 3 vías | Cole-Parmer | UY-30600-02 | O cualquier producto equivalente |
| Mesa de aire | Technical Manufacturing Corporation | Banco | limpio o cualquier producto equivalente |
| Software de análisis | Image J | https://downloads.imagej.net/fiji/ | Software de imagen gratuito |
| Plugin de análisis | Myotraker | https://doi.org/10.1371/journal.pone.0091791.s002 | Plugin personalizado para imageJ Disponible gratuitamente para descargar |
| Pipeta de canulación de vidrio | Instrumentos de percisión del mundo | TW150F-4 | O cualquier producto equivalente |
| Computadora | Dell | Optiplex 7010 | O cualquier producto equivalente |
| Termómetro digital | RS | 206-3722 | O cualquier producto equivalente |
| Fluo-4-AM | Thermo Fisher Scientific | F14201 | Hacer 1 mM de culata en DMSO |
| Pinzas | World Precision Instruments | Dumont #7 14097 | Cualquier pinza fina equivalente |
| Fura-2-AM | Thermo Fisher Scientific | F1221 | Hacer 1 mM de culata en DMSO |
| Cámara de grabación con fondo de vidrio | Warner Instruments | 64-0759 | O cualquier producto equivalente |
| Vidrio | de pipeta auxiliarInstrumentos de percusión mundial | IB150F-3 | O cualquier producto equivalente |
| Calentador en línea Hecho | a medida | Calentador en línea de solución comercial equivalente SH-27B de Harvard Apparatus | |
| Microscopio invertido | Nikon | Eclypse TE 300 | O cualquier producto equivalente |
| Manómetro | Riester | LF1459 | O cualquier producto equivalente |
| Extractor | de microelectrodosInstrumentos Sutter | P97 | O cualquier producto equivalente |
| Microforge + Microscopio Olympus CX 31 | Glassworks | Fine Point F-550 | O cualquier producto equivalente |
| Micromanipulador | Sutter instruments | MP-285 | O cualquier producto equivalente |
| Colector de suministro multicanal | Automate Scientific | Perfusion Pencil | O cualquier producto equivalente |
| Relleno de pipetas | BD Plastipak | 1mL | Jeringa calentada y estirada al diámetro interno de la pipeta |
| Soporte de pipeta | Molecular Devices | 1-HL-U | O cualquier producto equivalente |
| Bomba de succión | Interpet | AP1 | Bomba de aireación convertida por fuelle invertible |
| Jeringa | BD Plastipak | 20mL Luer-lok | O cualquier producto equivalente |
| Alambre de tungsteno | Advent | W558818 | 75μ m de diámetro |
| Tygon Tubing | VWR | tamaños varios | O cualquier producto equivalente |
| Cámara USB | Logitech | HD Pro Webcam C920 | O cualquier producto equivalente |
| Software de captura de vídeo | Hypercam | versión 2.28.01 | O cualquier producto equivalente |
| Baño de agua | Grant | Sub Aqua 12 Plus | O cualquier producto equivalente |
| x20 lente | Nikon | 20x/0.40 WD 3.8, ∞/0.17 | O cualquier producto equivalente |
| x4 lente | Nikon | 4x/0.10, WD 30, ∞/- | O cualquier producto equivalente |
| Conectores en Y World | Percision Instruments | 14012 | O cualquier producto equivalente |
| Abrazadera | |||
| de 3 vías | Cole-Parmer | UY-30600-02 | O cualquier producto equivalente |
| manipulador mecánico de 3 ejes | Scientifica | LBM-7 | O cualquier producto equivalente |
| la mesa de aire | Banco limpio | O cualquier producto equivalente | |
| Anfotericina B | Sigma-Aldrich | A2411 | 3 mg disueltos diariamente en 50 μ L de DMSO (sonicato para disolver) |
| Amplificador | Dispositivos Moleculares | Axopatch 200a | O cualquier producto equivalente |
| Convertidor digital analógico | Axon | Digidata 1440A | O cualquier producto equivalente |
| Colagenasa Tipo 1A | Sigma-Aldrich | C9891 | 0,1 mg/ml en HCL |
| Computadora | Dell | Optiplex 7010 | O cualquier producto equivalente |
| Termómetro digital | RS | 206-3722 | O cualquier producto equivalente |
| DNAse I | Millipore | 260913 | Material de trabajo 1 MU mL-1 (10 MU diluido en 10 mL LCH) |
| Jaula de Faraday | Hecho a | Cualquier producto comercial equivalente | |
| Pinzas finas | Dumont | No. 7 | Cualquier pinza superfina |
| Cámara de grabación con fondo de vidrio | Warner Instruments | 64-0759 | O cualquier producto equivalente |
| Headstage | Molecular Devices | CV203BU | O cualquier producto equivalente |
| Calentador en línea Hecho | a medida | Equilavent comercial SH-27B Solución Calentador en línea de Harvard Apparatus | |
| Microscopio invertido | Nikon | Eclypse TE 300 | O cualquier producto equivalente |
| Extractor de microelectrodos | Sutter instruments | P97 | O cualquier producto equivalente |
| Microforge + Microscopio Olympus CX 31 | Glassworks | Fine Point F-550 | O cualquier producto equivalente |
| Micromanipulador | Sutter instruments | MP-285 | O cualquier producto equivalente |
| Colector de suministro multicanal | Automatice Scientific | Perfusion Pencil | O cualquier producto equivalente |
| Software de parcheo | Molecular Devices | Pclamp v10.2 | O cualquier producto equivalente |
| Pipeta filler | BD Plastipak | 1mL | Jeringa calentada y estirada hasta el diámetro interno de la pipeta Soporte de |
| pipeta | Molecular Devices | 1-HL-U | O cualquier producto equivalente |
| Proteasa Tipo XIV | Sigma-Aldrich | P5147 | 0,01 mg/ml en HCL |
| Pipeta monocanal de vidrio | World Percision instruments | IB150F-3 | O cualquier producto equivalente |
| Bomba de succión | Interpet | AP1 | Bomba de aireación convertida por fuelle invertible |
| Jeringa | BD Plastipak | 20mL Luer-lok | O cualquier producto equivalente |
| Alambre de tungsteno | Advent | W557418 | 50μ m de diámetro |
| Tygon Tubing | VWR | varios tamaños | Cualquier producto equivalente para adaptarse a |
| cámara USB | Logitech | HD Pro Webcam C920 | O cualquier producto equivalente |
| Baño de agua | Grant | Sub Aqua 12 Plus | O cualquier producto equivalente |
| Pipeta de celda entera | vidrio Warner Instruments | GC150TF-7.5 | O cualquier producto equivalente |
| x20 lente | Nikon | 20x/0.40 WD 3.8, ∞/0.17 | O cualquier producto equivalente |
| x4 lente | Nikon | 4x/0.10, WD 30, ∞/- | O cualquier producto equivalente |
| x40 lente Nikon | 40x/0.55, WD 2.1, ∞/1.2 | O cualquier producto equivalente | |
| Conectores en Y World | Percision Instruments | 14012 | O cualquier producto equivalente |
| Ca2+ de imagen | |||
| vías | Cole-Parmer | UY-30600-02 | O cualquier producto equivalente |
| de 3 ejes manipulador mecánico | Scientifica | LBM-7 | O cualquier producto equivalente |
| Software de adquisición | Cairn Investigación Ltda. | Motor de adquisición V1.1.5 | O cualquier producto equivalente; microfluorimetría |
| Mesa de aire | Corporación Técnica de Fabricación | Banco | limpio O cualquier producto equivalente Software de |
| análisis para imágenes confocales | Image J | https://downloads.imagej.net/fiji/ | Software de imagen gratuito |
| Computadora | Dell | Optiplex 7010 | O cualquier producto equivalente |
| Microscopio confocal | Leica Geosystems | SP5 | O cualquier producto equivalente; confocal |
| Termómetro digital | RS | 206-3722 | O cualquier producto equivalente |
| Pinzas finas | Dumont | No. 7 | Cualquier pinza superfina |
| Cámara de grabación con fondo de vidrio | Warner Instruments | 64-0759 | O cualquier producto equivalente |
| Calentador en línea Hecho | a medida | Equilavent comercial SH-27B Solución Calentador en línea de Harvard Apparatus | |
| Invertido microscopio | Nikon | Eclipse TE2000 | O cualquier producto equivalente; microfluorimetría |
| Monocromador | Cairn Investigación Ltda. | Optoscan | O cualquier producto equivalente; microfluorimetría |
| Colector de suministro multicanal | Automate Scientific | Perfusion Pencil | O cualquier producto equivalente |
| Relleno de pipetas | BD Plastipak | 1mL | Jeringa calentada y estirada al diámetro interno de la pipeta |
| Software para microscopio confocal | Leica Geosystems | LAS-AF versión 3.3. | O cualquier producto equivalente; confocal |
| Bomba de aspiración | Interpet | AP1 | Bomba de aireación convertida por fuelle inversor |
| Jeringa | BD Plastipak | 20mL Luer-lok | O cualquier producto equivalente |
| Alambre de tungsteno | Advent | W557418 | 50μ m de diámetro |
| Tygon Tubing | VWR | varios tamaños | Cualquier producto equivalente para adaptarse Baño |
| de agua | Grant | Sub Aqua 12 Plus | O cualquier producto equivalente |
| Lente Nikon x100 | N.A. 1.3 aceite | O cualquier producto equivalente; microfluorimetría | |
| lente x20 | Nikon | 20x/0.40 WD 3.8, ∞/0.17 | O cualquier producto equivalente; microfluorimetría |
| Lente x20 | Leica Geosystems | HCX PL FLUOTAR, 20x/0.50, ∞/0.17/D | O cualquier producto equivalente; lente confocal |
| x4 | Nikon | 4x/0.10, WD 30, ∞/- | O cualquier producto equivalente; microfluorimetría |
| lente x63 | Leica Geosystems | HCX PL APO, 63x/1.40 - 0.60 OIL CS ∞/0.17/E | O cualquier producto equivalente; conectores Y confocales |
| World Percision Instrumentos | 14012 | O cualquier producto | |
| equivalentePipetas | Especificaciones y ajustes para la fabricación de pipetas para experimentación | ||
| Helper pipeta | World Percision instruments | IB150F-3 | Diámetro interior: 0,86 mm Rampa: 261 Presión: 300 Calor: 280 Tirón : 0 Velocidad: 56 Tiempo: 250 Nº de ciclos: 4 Diámetro de la punta: 0.5-2 μ m Pulido: sí Resistencia final: >10 MΩ |
| Pipeta de canulación | World Percision instruments | TW150F-4 | Diámetro interior: 1,17 mm Rampa: 290 Presión: 300 Calor: 280 Tirón: 0 Velocidad: 58 Tiempo: 150 Nº de ciclos: 4 Diámetro de la punta: 3-10 μ m Pulido: no Resistencia final: < 1 MΩ |
| Parcheo en celda | Instrumentos World Percision | IB150F-3 | Diámetro interior: 0,86 mm Rampa: 261 Presión: 300 Calor: 280 Tirón: 0 Velocidad: 56 Tiempo: 250 Nº de ciclos: 4 Diámetro de la punta: 0,5-2 μ m pulido: sí resistencia final: >5 MΩ |
| Parcheo de celda completa | Warner Instruments | GC150TF-7.5 | Diámetro interior: 1.17 mm Rampa: 296 Presión: 200 Calor: 287 Tirón: 0 Velocidad: 50 Tiempo: 250 Nº de ciclos: 4 Diámetro de la punta: 2-3 μ m Pulido: útil pero no necesario Resistencia final: 1-2 MΩ |