אנו מציגים פרוטוקול ללמוד אינטראקציות אנדותל-pericyte אדם העכבר באמצעות וריאציה של assay אנגיוגנזה תקע ג'ל מטריקס.
מאמר שיטה
אנו מציגים פרוטוקול ללמוד אינטראקציות אנדותל-pericyte אדם העכבר באמצעות וריאציה של assay אנגיוגנזה תקע ג'ל מטריקס.
אנגיוגנזה היא התהליך שבו נוצרים כלי דם חדשים מכלי דם קיימים. צמיחת כלי דם חדשים דורשת התפשטות מתואמת של תאי אנדותל, נדידה ויישור ליצירת מבנים צינוריים ואחריהם גיוס פריציטים כדי לספק תמיכה בציורי קיר ולהקל על התבגרות כלי הדם. גישות תרבית תאים במבחנה הנוכחיות אינן יכולות לשחזר באופן מלא את הסביבה הביולוגית המורכבת שבה תאי אנדותל ופריציטים מתקשרים לייצור כלי דם פונקציונליים. אנו מציגים יישום חדשני של בדיקת תקע ג'ל מטריצת in vivo לחקר אינטראקציות אנדותל-פריציטים ויצירת כלי דם פונקציונליים באמצעות עכברי מוטציה משולבת חמורה של כשל חיסוני (SCID). בקצרה, ג'ל מטריקס מעורבב עם תמיסה המכילה תאי אנדותל עם או בלי פריציטים ואחריו הזרקה לחלק האחורי של עכברי SCID מורדמים. לאחר 14 יום, פקקי ג'ל המטריצה מוסרים, קבועים ונחתכים לניתוח היסטולוגי. ניתן לכמת ולהשוות את האורך, המספר, הגודל וההיקף של כיסוי פריציטים של כלי דם בוגרים (המוגדר על ידי נוכחות של כדוריות דם אדומות בלומן) בין קבוצות ניסוי באמצעות פלטפורמות סטטיסטיות מסחריות. מעבר לשימוש בו כבדיקת אנגיוגנזה, ניתן להשתמש בבדיקת תקע ג'ל מטריקס זו לביצוע מחקרים גנטיים וכפלטפורמה לגילוי תרופות. לסיכום, פרוטוקול זה יאפשר לחוקרים להשלים את מבחני המבחנה הזמינים לחקר אינטראקציות אנדותל-פריציטים ואת הרלוונטיות שלהם לאנגיוגנזה מערכתית או ריאתית.
אנגיוגנזה הוא התהליך שבו כלי דם חדשים נוצרים מרשת וסקולרית קיים 1 והוא במוקד מחקר המתמשך על פני תחומים רבים, החל התפתחות תקינה למחלות. תהליך דינאמי זה כרוך ההתפשטות וההגירה של תאי האנדותל (EC) וגיוס pericytes לבנות צינור כלי דם כי היא מכוונת כלפי האתר שצריך העברת חמצן וחומרי הזנה 2. כדי ללמוד את התהליך הזה דורש assay דינמית לא פחות, והכי חשוב אחד שיכול לשחזר את הטבע תלת ממדי של היווצרות צינור. במבחנת מבחני מטריקס 3D פותחו כדי לתת מענה לצורך הזה עבדו היטב על מנת לאפשר לחוקרים לקבוע את הצעדים הבדידים במרחב ובזמן שבו אנגיוגנזה מתקיים 3, 4, 5, 6. עם זאת, מודלים מטריקס במבחנה 3D אלה מוגבלים ללימוד כלי הלא perfusedד ולכן הם חסרים רכיבים קריטיים רלוונטיים לתהליך אנגיוגנזה (למשל, במחזור צמיחה וגורם מעכבים, מתח טבעי / כוחות לרוחב מיטת כלי הדם) ולא מצליח לדמות את הסביבה המורכבת נוכח רקמת חיים. כדי לטפל מגבלה זו, כמה in vivo מבחני אנגיוגנזה פותחו 7, כולל assay תקע מטריקס ג'ל אשר יהיה המוקד של הדו"ח שלנו 8, 9.
את assay תקע ג'ל מטריקס הוא assay אנגיוגנזה ומבוסס in vivo שמושך חוקר כפי שהוא מספק פלטפורמה יציבה על מנת לבחון את התפקידים של תאים וחומרים שונים אנגיוגנזה. ג'ל מטריקס הוא פתרון קרום במרתף זמין מסחרי כי מופרש על ידי Engelbreth-הולם-הנחיל (EHS) שורת תאי סרקומה עכבר מבצרת לחומר דמוי ג'ל על 37 מעלות צלזיוס. הג'ל מטריקס ניתן לערבב עם תאים ו / או חומרים, כגון גורמי גדילה, ו Injected מתחת לעור לתוך העכבר. מארח ECS יפלוש התקע למעלה מ -14 ימים, יוצר רשת כלי דם, ולהפוך להיות perfused עם של דם המארח. נכון להיום, מבחני תקע ג'ל מטריקס התמקדו אך ורק על חקר התנהגות תא האנדותל במהלך אנגיוגנזה, עם זאת, למיטב ידיעתנו לא נעשה מאמץ עדיין לקבוע אם assay זה יכול לשמש כדי תאי האנדותל שיתוף תרבות pericytes ללמוד כיצד סוגי תאים אלה שני אינטראקציה במהלך אנגיוגנזה. באופן ספציפי, הבנת הקשר בין ECS ו pericytes היא בעל ערך לחקר מחלות שבו אובדן כלי דם הוא פתולוגי, כולל איסכמיה כלי דם ומחלות היקפיות וסקולרית 10, 11, 12.
כאן אנו מתארים פרוטוקול מציג pericytes נגזרות האנושיות לתערובת ג'ל מטריקס יחד עם ECS האדם גורם גדילה פיברובלסטים (bFGF). תערובת זו לאחר מכן ניתן מוזרק מתחת לעור in את dorsum של עכברי SCID כדי לאפשר היווצרות של מצופית מתפקד במלואה, pericyte, כלי היברידי. הפרוטוקול שלנו מתאר כיצד להכין אטמי ג'ל מטריקס המכילים ECS אדם עם או בלי pericytes האנוש, שם לעכברי SCID וכיצד לנתח את הסעיפים היסטולוגית עבור נקודות קצה אנגיוגנזה קריטיות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
משפט ואתיקה: הנהלים הקשורים בנושאים בעלי חיים אושרו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים ועדת השתמש בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת סטנפורד.
הערה: בעלי חיים נמצאים תחת הרדמה עם 3% מאדה isoflurane ו -3% באספקת הגז O 2. שימוש במשחת וטרינר על עיניים על מנת למנוע יובש לאחר הרדמה.
1. תא הכנה
2. מטריקס ג'ל הכנה
3. ג'ל מטריקס מערבבים עם תאים
4. הכנת עכבר
הזרקת מטריקס ג'ל 5.
6. בידוד מטריקס ג'ל הכנס: 14 ימים לאחר ההזרקה
7. תהליך פרפין הכנס ג'ל מטריקס
8. סעיפים הכתם עם Hematoxylin ו Eosin הכתם (H & E) 13
9. שקופיות כתם אחרות עבור נימי אדם pericytes
צפיפות 10. לכמת נימים ומבנה 14
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נציג צביעת H & E ו- immunofluorescent סעיפי תקע ג'ל מטריקס מוצגת באיור 2. חלקים מן EC רק תקעים להציג כמה כלים כי הם בעיקר לא perfused עם דם (איור 2 צד ימין למעלה, חיצים שחורים) ואילו תקעים המכילים גם ECS ו pericytes להציג כמה perfused כלי בקטרים גדולים וכיסוי pericyte המלא, כפי שמעידים מכתים SMA חיובית מיד בסמוך ECS CD31 חיובי. התוצאות מראות כי pericytes לשחק תפקיד משמעותי היווצרות כלי דם המתהווה וכי תהלי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
את assay תקע ג'ל מטריקס הוכיחה להיות שיטה נוחה וחזקה כדי להעריך ויסות הגנים ב אנגיוגנזה, תרכובות angiogenic ו antiangiogenic in vivo, וכדי להשלים בדיקות במבחנה. כאן אנו מתארים בפרוטרוט assay תקע ג'ל מטריקס הרומן של אנגיוגנזה אדם שחוקר את האינטראקציה בין תאי האנדותל pericytes במהלך היווצרות כלי.
ישנם כמה צעדים רומן וביקורתיים בפרוטוקול זה. תאי מעבר נמוך (מעבר 1 - 4) תמיד יהיו בעדיפות בגלל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לא צורפו אינטרסים פיננסיים מתחרים.
ד"ר ק. יואן נתמך על ידי מענק פיתוח מדענים של איגוד הלב האמריקאי (15SDG25710448) ופרס הוכחת הרעיון של האגודה ליתר לחץ דם ריאתי (SPO121940). ד"ר ו. דה חסוס פרז נתמך על ידי פרס פיתוח קריירה מקרן רוברט ווד ג'ונסון, פרס NIH K08 HL105884-01, פרס האגודה ליתר לחץ דם ריאתי, פרס מחקר ביו-רפואי מאיגוד הריאות האמריקאי ומחקר תרגומי ורפואה יישומית פרס מאוניברסיטת סטנפורד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| PBS (מי מלח עם חוצץ פוספט) | קורנינג | 21-031-CV | |
| 0.25% טריפסין/0.53 מ"מ ערכת | EDTA Corning | 25-053-CI | |
| Endothelial Cell Media (ECM) | Sciencell | 1001 | כוללת מדיה, תוסף גדילה EC ופניצילין/סטרפטומיצין, כל אחד מסופק בנפח המתאים לערבוב קל |
| ערכת Pericyte Media (PM) Sciencell | 1201 | כולל מדיה, תוסף גידול פריציטים ופניצילין/סטרפטומיצין, כל אחד מהם מסופק בנפח המתאים לערבוב קל | |
| של תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים ריאתיים אנושיים ראשוניים | יוזמת פריצת דרך יתר לחץ דם ריאתי | תאים המשמשים במעבר 1-4 | |
| פריציטים ריאתיים אנושיים ראשוניים | יוזמת פריצת דרך יתר לחץ דם ריאתי | תאים המשמשים במעבר 1-4 | |
| bFGF (גורם גדילה פיברובלסטים בסיסי) | Peprotech | 100-18B | היא 50 μ גרם/מ"ל ב-0.1% BSA ב-PBS, ב-50 μ l ומאוחסן ב -20 מעלות |
| מטריג'ל מטריצת קרום מרתף | BD | 356237 | |
| 28 גרם 1 סמ"ק מזרק אינסלואין | BD | 329410 | |
| עכברי SCID (כשל חיסוני משולב חמור) | מעבדת ג'קסון | 5557 | NOD. זן נוקאאוט גמא SCID IL2R הוא הזן הטוב ביותר; גיל 4-6 שבועות |
| 1.5 מ"ל צינורות מיקרוצנטריפוגה, סטרילי | Thermo Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| 15 מ"ל צינורות עליונים עם בורג, סטרילי | BD Biosciences | 352096 | |
| PAP עט | Life Technologies | 8899 | |
| המוציטומטר | ThermoFisher Scientific | 02-671-6 | |
| קרם הסרת שיער Nair | Walmart | ||
| אנטי-אנושי CD31 נוגדן ראשוני | LifeSpan Biosciences | LS-B4737 | פתרון עבודה הוא 1:50 |
| אנטי-אנושי אקטין שריר חלק CY3 נוגדן פלואורסצנטי ראשוני | Sigma | C6198 | פתרון עבודה הוא 1:300 |
| נוגדן משני נגד ארנב עז; 488/ירוק | ThermoFisher Scientific | A-11008 | פתרון עבודה הוא 1:250 |
| Prolong Gold DAPI | solution Cell איתות | 8961S | |
| שקופיות מיקרוסקופ | VWR | 48300-047 | |
| מס' 1.5 החלקות כיסוי | Thermo Fisher Scientific | 12-544-D | |
| מאגר ציטראט 10x | Millipore | 21545 | |
| מספריים כירורגיות עדינות במיוחד | Fine Science Tools | 14084-08 | |
| פורמלין (פרפורמלדהיד) | תרמו פישר סיינטיפיק | 245-685 | |
| קלטות טישו | Simport | M492-12 | |
| סרום עיזים | Dako | X0907 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה