El uso de todos los animales en este protocolo siguió las directrices del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Estatal de Ball (IACUC).
1. Establecimiento de criadores de ratón y detección de tapones vaginales para embarazos cronometrados
- Establecer una jaula de cría de ratones con ratones machos y hembras de tipo salvaje. Asegúrese de que la edad de los ratones reproductores es entre 6-8 semanas. Preparar un par (1 macho y 1 hembra) o como un trío (1 macho y 2 hembras) para la cría.
- Compruebe si hay un tapón vaginal a la mañana siguiente. Utilice una sonda de metal en ángulo para detectar un enchufe profundo insertándolo en la abertura vaginal. Designar la mañana de un tapón vaginal positivo como día embrionario 0.5 (e0.5).
NOTA: Un enchufe vaginal puede ser superficial (que es fácilmente visible, ver Figura 1) o profundo (que no es fácilmente visible). La presencia de un enchufe profundo bloqueará la inserción completa de la sonda, mientras que la ausencia de un enchufe permitirá la inserción completa sin resistencia.
- Mantener el embarazo cronometrado hasta que los embriones alcancen e11.5 en el que serán cosechados. Para confirmar el embarazo antes de cosechar embriones, registre el peso de los ratones hembra entre e7.5 y e11.5.
NOTA: El aumento diario del peso de la madre indicará un embarazo exitoso, mientras que ningún cambio en el peso indicará un embarazo fallido.
2. Cosecha de embriones de ratones embarazadas
NOTA: Antes de empezar, asegúrese de tener los siguientes equipos y reactivos: una cámara de eutanasia CO2, 70% etanol, toallas de papel, fórceps regulares, fórceps finos, tijeras, 1 solución salina estéril con fosfato (PBS), platos estériles de 10 cm Petri, recipiente con hielo, cuchara perforada, estereomicroscopio de disección.
- Coloque un ratón embarazada e11.5 en una cámara de eutanasia de CO2 limpia para sacrificarlo. Cierre la tapa de la cámara para evitar que el ratón escape.
- Después de fijar el ratón en la cámara de eutanasia, encienda CO2. Asegúrese de regular el caudal de CO2 por recomendaciones de la IACUC (es decir, 10-30% de desplazamiento por minuto). Después de que el ratón esté completamente eutanasiado, realice la luxación cervical para asegurar la muerte.
- Rocíe el ratón con 70% de etanol. Levante la piel sobre el vientre usando fórceps, haga una pequeña incisión usando un par de tijeras y extienda la incisión lateralmente. Agrandar la incisión anteriormente hasta el diafragma y exponer el cuerno uterino que contiene los embriones(Figura 2).
- Extraiga la cadena de embriones (cuerno uterino + embriones) agarrando el útero y cortando libremente. Coloque la cadena de embriones en hielo frío estéril 1x PBS.
- Diseccionar los embriones individuales del cuerno del útero despegando el músculo uterino, el saco de yema y el amnión uno por uno(Figura 3A-F)bajo un estereomicroscopio. Transfiera los embriones limpios usando una cuchara perforada a una placa Petri que contenga 1 pbS estéril en hielo. Asegúrese de mantener los embriones fríos.
3. Aislar corazones de e11.5 Embriones
NOTA: Antes de comenzar, asegúrese de tener los siguientes equipos y reactivos: fórceps regulares, fórceps finos, 1x PBS estéril, plato Petri estéril de 10 cm, plato Petri estéril de 6 cm, recipiente con hielo, cuchara perforada, estereomicroscopio de disección.
- Configure un nuevo plato Petri con hielo estéril 1x PBS bajo un estereomicroscopio. Transfiera un embrión del paso 2.5 al plato de Petri para diseccionar el corazón.
- Retire la cabeza del embrión con fórceps. Primero, apriete la cabeza entre los fórceps con una mano y luego retire la cabeza raspando con la otra mano usando fórceps cerrados(Figura 4A-C).
- Después de extraer la cabeza, oriente el embrión con su lado ventral hacia arriba sosteniendo el embrión con fórceps en su vientre con una mano(Figura 4D).
- Con la otra mano, abra la pared torácica del embrión haciendo primero una pequeña incisión en el pecho ligeramente por encima del diafragma usando fórceps finos. Luego, agrandar la incisión con mucho cuidado insertando fórceps cerrados y rompiendo la pared torácica abriendo los fórceps. Asegúrese de no empujar demasiado profundo, lo que puede dañar el corazón. Con la ayuda de los fórceps, mantenga la pared torácica abierta para exponer el corazón y los pulmones en la cavidad torácica(Figura 4E).
- Con fórceps finos, mueva suavemente el corazón antes (90o) y exponga la aorta/vena dorsal. Extraiga el corazón/pulmones antes capturando la aorta/vena dorsal en la base del corazón(Figura 4F-H).
NOTA: Sea suave mientras saca el corazón/pulmones para evitar el desgarro del SV, que se encuentra en el lado dorsal del corazón.
- Enjuague el corazón/pulmones con 1 pbS frío para eliminar las células sanguíneas.
- Repita los pasos 3.1-3.6 para extraer el corazón/pulmones de los embriones restantes. Asegúrese de mantener el corazón/pulmones aislados en hielo.
4. Isolating SVs and Ventricles from e11.5 Embryonic Mouse Hearts
- Coloque la placa Petri con corazón/pulmones del paso 3.7 bajo un estereomicroscopio para aislar los SVs y ventrículos enteros. Retire los lóbulos adheridos de los pulmones uno por uno de su raíz usando fórceps finos.
- Orientar el corazón en su lado dorsal y eliminar las arerias y el tejido adyacente que rodea el SV anteriormente sin romper el SV. Retire las arículas izquierda y derecha del corazón sosteniendo en su base y raspando usando fórceps finos(Figura 5B). Retire el tejido adyacente que rodea el SV utilizando una técnica similar(Figura 5C).
NOTA: Tenga en cuenta que la aurícula derecha está unida al SV, así que tenga cuidado de retirar sólo la aurícula.
- Para aislar el SV, primero oriente el corazón con su lado dorsal hacia arriba (porque el SV está en el lado dorsal) y mantenga el corazón quieto en esta posición sosteniendo suavemente el corazón en sus ventrículos con fórceps.
NOTA: El SV es un órgano de entrada de un corazón embrionario que se encuentra entre las mismas en el lado dorsal del corazón.
- Retire el SV despegándolo cuidadosamente del corazón donde está unido o sosteniendo el SV en la base de su accesorio con fórceps finos y raspando con fórceps cerrados(Figura 5D,E).
- Transfiera el SV aislado a una nueva placa Petri de 6 cm con p.pbs estéril de hielo 1x en hielo utilizando una pipeta de transferencia estéril y etiquete la placa Petri como SV.
- Para aislar los ventrículos enteros, retire el tracto de salida (aorta y tronco pulmonar) del corazón después de extraer el SV(Figura 5F, G).
- Transfiera los ventrículos enteros a una nueva placa Petri de 6 cm que contenga 1 pbS estéril en hielo utilizando una pipeta de transferencia estéril y etiquete la placa Petri como ventrículos. Mantenga el SV aislado y los ventrículos en hielo.
- Repita los pasos 4.1-4.7 para aislar SVs y ventrículos de los corazones restantes.
5. Configuración de placas de cultivo de tejido con inserciones y recubrimiento de matriz extracelular
NOTA: Antes de comenzar, asegúrese de tener los siguientes equipos y reactivos: solución de matriz extracelular comercial (ECM; por ejemplo, Matrigel), plaquitas de tereftalato de polietileno (PET) de 8,0 m, 24 placas de pozo, 37 oC, incubadora de CO2 al 5%.
- Deje que la solución de ECM se desconda sobre hielo. Mantenga la solución de ECM sobre hielo para evitar la solidificación.
- Colocar las plaquitas de cultivo de membrana PET (tamaño de los poros a 8,0 m, área de filtración a 0,3 cm2, diámetro del filtro a 6,5 mm) en los pocillos del cultivo no tisular tratado 24 placas de pozo. Etiquete las placas como SV o ventrículos para el SV o los ensayos de angiogénesis endocardial, respectivamente.
NOTA: Configure las plaquitas en placas separadas para el SV y los ventrículos al realizar ambos cultivos simultáneamente. Asegúrese de configurar suficientes pozos para todas las muestras y controles experimentales.
- Después de descongelar la solución de ECM, diluir inmediatamente ECM 1:2 en medio basal preenfriado (es decir, medio basal EBM-2, ver Tabla de materiales)a un volumen suficiente (100 l/insertar x número de plaquitas).
NOTA: Por ejemplo, si hay seis plaquitas, el volumen total será de 100 s x 6 x 600 l. Añadir 200 l de ECM en 400 ml de medio basal.
- Recubrir las plaquitas con 100 l de ECM recién diluido agregándolo directamente en la parte superior de la membrana. Incubar la placa a 37 oC durante al menos 30 minutos para permitir que el ECM se solidifique.
NOTA: Esto debe realizarse bajo una campana de cultivo de tejido de flujo laminar para evitar la contaminación.
6. SVs y cultivos ventrículos enteros
NOTA: Antes de comenzar, asegúrese de tener los siguientes equipos y reactivos: 70% etanol, pipeta de transferencia, estereomicroscopio, fórceps, capucha de cultivo de tejido de flujo laminar, kit de suplemento celular endotelial microvascular(Tabla de materiales),medio basal, 1x PBS estéril). La Figura 6 muestra el flujo de trabajo del cultivo SV y del ventrículo.
- Descongelar el contenido del kit de suplemento sobre hielo. Preparar el medio completo añadiendo todo el contenido del kit de suplemento en 500 ml de medio basal bajo una capucha de cultivo de tejido de flujo laminar certificado. Mezclar bien el medio y distribuirlo en alícuotas de 50 ml.
- Esterilice la base del estereomicroscopio y el área de trabajo circundante con 70% de etanol.
- Obtenga las placas de cultivo de tejidos del paso 5.4. Con la ayuda de una pipeta de transferencia, transfiera cuidadosamente los explantes del paso 4.7 en la parte superior de la membrana de la plaquita. Bajo un estereomicroscopio y con la ayuda de fórceps limpios, coloque los explantes en el centro de las plaquitas para asegurarse de que no están atascados en la esquina de las plaquitas o unidos a las paredes laterales.
- Después de colocar los explantes y centrarlos en las plaquitas, retire cuidadosamente cualquier PBS adicional de las plaquitas y cierre las tapas de las placas.
- Bajo una capucha de cultivo de tejido de flujo laminar, agregue 100 s de la media completa precalentada en la parte superior de las plaquitas y 200 l en los pozos para cultivar los explantes en la interfaz aire-líquido de tal manera que la superficie basal de la plaquita esté en contacto con el medio , pero la superficie superior está expuesta al aire.
NOTA: Asegúrese de ajustar el volumen para obtener una interfaz aire-líquido si utiliza inserciones de diferentes tamaños / placas de pozo.
- Añadir 300 s l de PBS en los pocillos no utilizados de las 24 placas de pozo y cubrir con la tapa. Incubar la placa en una incubadora de CO2 de 37oC, 5%, y cultivar los cultivos durante 5 días.
- En los días siguientes, observe rutinariamente los cultivos bajo un microscopio de luz invertida para evaluar el estado de los cultivos explantados. Asegúrese de que los explantes exhiben palizas contrácteas y que todos los explantes estén unidos a la parte inferior de la membrana incrustada con ECM. Tome nota de cualquier explantes flotantes.
NOTA: La contracción periódica de los explantes indica que están vivos. Los explantes flotantes deben omitirse del análisis.
- Después de evaluar el estado de la cultura, vuelva a colocar la placa de cultivo en la incubadora y continúe creciendo la cultura durante un máximo de 5 días.
7. Tratamiento de cultivos con VEGF-A (Control Positivo)
NOTA: Antes de comenzar, asegúrese de tener los siguientes equipos y reactivos: capucha de cultivo de tejido de flujo laminar, 1x PBS, medio basal + 1% suero bovino fetal (FBS), medio basal + VEGF-A, pipetas y puntas de pipeta.
- Preparar el medio basal + 1% FBS y el medio basal + VEGF-A.
- Para preparar el medio basal + 1% FBS, primero determine el número de pozos de control necesarios. Por ejemplo, si hay tres pozos de control, entonces 300 l/bien x 3 x 900 l es el volumen total necesario. Añadir 9 l de FBS en 891 l de medio basal para hacer el medio basal + 1% FBS.
- Para preparar el medio basal + VEGF-A, primero determine el número total de pozos que necesitan el medio VEGF-A. Si hay tres pozos, entonces 300 l/bien x 3 x 900 l es el volumen total y 50 ng/well x 3 a 150 ng VEGF-A. Añadir 150 ng de VEGF-A en 900 l de medio basal para hacer el medio basal + VEGF-A.
NOTA: Ensamble esta solución a un volumen mayor que el calculado para asegurar un número suficiente de alícuotas más pequeñas para cada experimento.
- En el día 2, retire el soporte de ambas cámaras (las inserciones y los pozos). Lave los cultivos con 300 s de 1pbS añadiendo 100 s a las plaquitas y 200 l en los pozos. Gire firmemente las placas unas cuantas veces y retire la PBS.
- Añadir 300 s de medio basal + 1% FBS (100 l en la plaquita y 200 l en los pozos) para matar de hambre los cultivos durante 24 h.
- En el día 3, después de la inanición, añadir 300 éL de medio basal + 1% FBS (100 ol en el inserto y 200 l en los pozos) en los pozos de control y medio basal + VEGF-A (50 ng/bien) en los pozos de tratamiento, respectivamente.
- Después del tratamiento, seguir creciendo los cultivos en la incubadora.
8. Fijación e inmunomancha
NOTA: Antes de comenzar, asegúrese de tener los siguientes equipos y reactivos: 4% paraformaldehído (PFA), 1x PBS, anticuerpos primarios y secundarios, un agitador, un tensioactivo no iónico al 0,5% en PBS (PBT).
- En el sexto día de cultivo, retire los cultivos de medio y lavado con 1x PBS a temperatura ambiente (RT).
- Corrija los cultivos añadiendo 200 sl de solución de PFA al 4% en los pozos y 100 l en las plaquitas. Arreglar cultivos en 4 oC durante 20 minutos mientras se balancea.
- Después de 20 minutos de fijación, retire el PFA de los cultivos en una campana de humo y lave los cultivos con 1x PBS añadiendo 200 l en los pozos y 100 l en las plaquitas.
- Repetir lavados 3x, 10 min cada uno, mientras se balancea. A continuación, proceda a realizar inmunomanchas.
NOTA: Todos los pasos de lavado se realizan en una mesa de trabajo en RT.
- Diluir los anticuerpos primarios (anti-VE-Cadherin, anti-ERG 1/2/3) en solución de bloqueo (5% suero de burro, 0.5% PBT). Añadir 300 l de solución de anticuerpos primarios (200 ml en los pozos inferiores y 100 l en las plaquitas). Incubar cultivos en anticuerpos primarios durante la noche a 4oC mientras se balancea.
NOTA: Anti-VE-Cadherin se utiliza para etiquetar la membrana celular endotelial y anti-ERG 1/2/3 se utiliza para etiquetar el núcleo celular endotelial con el fin de visualizar los brotes angiogénicos de células endoteliales.
- Al día siguiente, lavar y mecer las placas de cultivo 10 veces en 0.5% PBT, cambiando PBT cada 10 min.
- Diluir los anticuerpos secundarios (donkey anti-rat Alexa Fluor 488 y burro anticonejo Alexa Fluor 555) en solución de bloqueo. Añadir 300 s de los anticuerpos secundarios como en el paso 8.2 e incubar los cultivos durante la noche a 4 oC mientras se balancea. Al día siguiente, lavar los anticuerpos secundarios 10 veces en PBT, cambiando PBT cada 10 min.
NOTA: Lave un mínimo de 10 veces, pero más lavados son mejores. Una vez completados los lavados, los cultivos se pueden almacenar con 1 PBS hasta que se montan en diapositivas.
9. Montaje de cultivos en diapositivas, imágenes y análisis
NOTA: Antes de comenzar, asegúrese de tener los siguientes equipos y reactivos: fórceps finos, portaobjetos, medio de montaje con 4o,6-diamidino-2-fenilindolo (DAPI), cubreobjetos y microscopio confocal. Después de la tinción secundaria de anticuerpos, monte los cultivos en diapositivas para obtener imágenes siguiendo los siguientes pasos.
- Pelar la membrana cuidadosamente de la plaquita utilizando fórceps finos y transferirla a las diapositivas colocando el lado de la membrana hacia abajo y colocando los cultivos explantados hacia arriba. Coloque las muestras de réplica en las mismas diapositivas y etiquete las diapositivas como control o VEGF-A. Agregue unas gotas de medio de montaje con DAPI directamente sobre la membrana y cubra las diapositivas con resbalones de cubierta.
NOTA: Asegúrese de evitar las burbujas de aire mientras coloca los labios de las cubiertas.
- Cierre los bordes de las diapositivas con esmalte de uñas transparente y deje secar.
NOTA: Las diapositivas se pueden almacenar en -20 oC para un almacenamiento a largo plazo.
- Diapositivas de imagen utilizando un microscopio confocal.
- Realizar análisis para medir la longitud del crecimiento angiogénico. Cuantifique la longitud del crecimiento angiogénico midiendo la distancia de las células endoteliales (Ve-Cadherin+/ERG 1/2/3+) extendidas desde el límite interior de las células ERG 1/2/3+ en los cultivos ventrículos y desde el centro de los explantes SV en los cultivos SV.
- Para realizar la cuantificación con FIJI/ImageJ, primero descargue el software FIJI.
- Abrir archivos de imagen en FIJI: ir a Archivo ? Abiertos ? Carpeta ? Nombre de archivo ? Abrir.
- Ir a Analizar ?? Ajuste de Medidas (Set Measurements) Seleccione Perímetro.
- Seleccione la herramienta Línea recta en la ventana principal.
- Dibuje una línea a lo largo de la longitud de un brote como se sugiere en el paso 9.4.
- Ir a Analizar ?? Medir.
NOTA: Las medidas de longitud se muestran en la nueva ventana.
- Realice la cuantificación en imágenes que representen al menos tres campos de visión seleccionados aleatoriamente. Promedio de las mediciones de la longitud del brote e informar de ellas como media de desviación estándar.