ניתן לחקור תגובות וסקולריות של זרימת הדם הריאתית העורקית באמצעות עורק תוך פולמונרי (IPA) ותאי שריר חלק וסקולריים (VSMCs). המחקר הנוכחי מתאר בפירוט את הבידוד של IPA ואת הפרוטוקולים המשמשים לחקר vasorelaxation בתגובה לגירויים פיזיולוגיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
ניתן לחקור תגובות וסקולריות של זרימת הדם הריאתית העורקית באמצעות עורק תוך פולמונרי (IPA) ותאי שריר חלק וסקולריים (VSMCs). המחקר הנוכחי מתאר בפירוט את הבידוד של IPA ואת הפרוטוקולים המשמשים לחקר vasorelaxation בתגובה לגירויים פיזיולוגיים.
ניתן להשתמש בעורק התוך-ריאתי (IPA) ובתאי השריר החלק של כלי הדם (VSMCs) שבודדו מריאות חולדות כדי לחקור את המנגנונים הבסיסיים של התפשטות כלי דם ו-vasorelax. לאחר בידוד ה- IPA וה- VSMCs, ניתן להעריך את המאפיינים של תגובות כלי הדם בתנאים פיזיולוגיים ופתולוגיים בהעדר גורמים חיצוניים כגון אותות עצביים, הורמונים, ציטוקינים וכו '. לפיכך, ה- IPA וה- VSMCs משמשים מודלים מצוינים לחקר פיזיולוגיה / פתופיזיולוגיה של כלי הדם, יחד עם חקירות ניסיוניות שונות, כגון אפנון על ידי סוכנים פרמקולוגיים, ניתוח אלקטרופיזיולוגי של מהדק טלאי, הדמיית סידן וכו '. כאן, השתמשנו בטכניקה לבידוד ה-IPA כדי לחקור תגובות וסקולריות במערך אמבט איברים. מקטעי IPA הורכבו על תא אמבט האיברים באמצעות חוטים אינטראלומינליים ועוררו על ידי סוכנים פרמקולוגיים שונים. השינויים בטונוס כלי הדם של IPA (כלומר, vasoconstriction ו-vasorelax), תועדו באמצעות מתמר כוח איזומטרי ותוכנה לניתוח נתונים פיזיולוגיים. יישמנו מספר פרוטוקולים ניסיוניים, שניתן להתאים אותם כדי לחקור את המנגנונים של vasorelax/vasoconstriction לחקר הפעילות הפרמקולוגית של תרופות פיטוכימיות או סינתטיות. הפרוטוקולים יכולים לשמש גם להערכת תפקידן של תרופות בוויסות מחלות שונות, כולל יתר לחץ דם ריאתי עורקי. מודל IPA מאפשר לנו לחקור את עקומת תגובת הריכוז, שהיא חיונית בהערכת הפרמטרים הפרמקודינמיים של תרופות.
כלי הדם הריאתיים הם מערכת כלי דם בלחץ נמוך שבה הפונקציה העיקרית היא לספק דם deoxygenated לאזור החלפת גז של הריאות. העורקים הריאתיים בריאות מסודרים בענפים מקבילים לעץ הסימפונות, ובסופו של דבר יוצרים רשת נרחבת של נימים שהיא רציפה על פני כמה נאדיות, ולבסוף, מתאחדת לתוך ורידים וורידים. הטון הווסקולרי של עורק הריאה נשלט על ידי מספר גורמים, המערבים את האינטראקציה בין האנדותל לבין תאי השריר החלק של כלי הדם (VSMCs)1.
במחקר זה אנו מתמקדים בכלי הדם התלויים-תלותיים והעצמאיים של העורק התוך-פולמונרי (IPA). בנוגע לווסורגנציה התלויה באנדותל, מנגנונים שונים המתרחשים על פני השטח של תאי האנדותל עשויים להגביר את ריכוז Ca2+ התוך-תאי (לדוגמה, קשירת אצטילכולין [ACh] עם קולטן מוסקריני [M3]), מה שמוביל להיווצרות תחמוצת החנקן (NO), פרוסטציקלין (PGl 2) וגורם היפרפולריזציה שמקורו באנדותל (EDHF) (איור 1 ). NO הוא הגורם המרגיע העיקרי שמקורו באנדותל, המסונתז מ-L-ארגינין על-ידי סינתאז תחמוצת החנקן של האנדותל (eNOS)2, אשר לאחר מכן מתנתק מתאי האנדותל ל-VSMCs (איור 1) וממריץ את האנזים המסיס גואניליל ציקלאז (sGC); האנזים הזה משנה את הגואנוזין טריפוספט (GTP) לגואנוזין מונופוספט מחזורי (cGMP), שמפעיל את החלבון קינאז G (PKG) ומפחית את רמות Ca2+ הציטוזוליקיות, ובכך גורם לדלקת כלי הדם (איור 1). PGl 2 מסונתז על ידי תאי אנדותל דרך מסלול ציקלו-אוקסיגנאז (COX) 3,4. הוא נקשר לקולטן הפרוסטציקלין (IP) ב-VSMCs וממריץ את האנזים אדניליל ציקלאז (AC), אשר לאחר מכן ממיר אדנוזין טריפוספט (ATP) לאדנוזין מונופוספט מחזורי (cAMP) (איור 1)3,4. cAMP מפעיל את החלבון קינאז A (PKA), מפחית את רמות Ca2+ הציטוזולי וגורם לווזורגנציה5 (איור 1). מסלול ה-EDHF משתתף גם בוויסורגנציה תלוית אנדותל באמצעות מתווכי אנדותל שונים ואירועים חשמליים. ההפעלה של מסלול EDHF מובילה להיפרפולריזציה של VSMCs, ובכך סוגרת ערוצי Ca2+ (VOCCs) המופעלים באמצעות מתח, מפחיתה את רמותCa 2+ התוך-תאיות, וגורמת לוויסורגנציה6. הוויסורגנציה הבלתי תלויה באנדותל מתרחשת ישירות על VSMCs באמצעות מספר מנגנונים, כגון הפחתת רמתCa 2+ תוך-תאית, עיכוב של קינאז שרשרת אור מיוזין (MLCK), הפעלת פוספטאז שרשרת אור מיוזין (MLCP), והפחתת רגישות Ca2+ למנגנון ההתכווצות של VSMCs. במחקר זה, אנו מתמקדים בווזורגנציה הנגרמת על ידי פתיחת ערוצי K+ שונים, חסימת תרכובות אורגניות נדיפות ועיכוב שחרור Ca 2+ מהרשתית הסרקופלסמית7, מה שמוביל לירידה ברמות Ca 2+ תוך-תאיות, ובכך מפחית את זרחון שרשרת האור VSMC מיוזין וקשירת מיוזין-אקטין או היווצרות גשר צולב, בהתאמה, ובסופו של דבר התוצאה היא vasorelaxation.
הטכניקה להערכת מדידות vasoconstriction ו vasorelaxation ב IPA מבודד מבוססת היטב עבור מכרסמים, אבל הנתונים השתנו בהתאם לפרוטוקולים הניסוי. המחקר הנוכחי מתאר את השיטה המשמשת להערכת תגובתיות כלי הדם של תכשירי IPA של חולדות במבחנה, שנעשו בהיעדר גורמים חיצוניים המווסתים את תגובת כלי הדם in vivo, כגון אותות עצביים, הורמונים, ציטוקינים, לחץ דם וכו '.
השתמשנו במספר פרוטוקולים ניסיוניים תוך שימוש בתמצית הצמח כדוגמה לחקר תגובתיות כלי הדם של IPA. חוסמים שונים (איור 1) שימשו כדי לזהות את המנגנונים של כלי דם תלויי אנדותל ובלתי תלויים המושרים על-ידי תמצית הצמח. עם זאת, ניתן להתאים את אותם פרוטוקולים כדי להעריך את תגובות כלי הדם של IPA לכל תרופות, תמציות או פיטוכימיקלים המשמשים לטיפול בפאתולוגיות ריאתיות שונות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניסויים שבוצעו במחקר זה אושרו על ידי ועדת האתיקה של ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת Naresuan (NUACUC), פרוטוקול מספר NU-AE620921, לטיפול ושימוש בבעלי חיים למטרות מדעיות.
1. הרכב של פתרונות פיזיולוגיים
2. בידוד של עורק תוך פולמונרי (IPA)
3. בידוד של תאי שריר חלק וסקולריים (VSMCs)
4. טכניקת אמבט איברים
5. תגובת וזורקסנטים לתמצית צמחים
6. מנגנון של וזורגנציה הנגרמת על ידי תמצית צמחים באמצעות האנדותל
7. מנגנון של וזורגנציה המושרה על ידי תמצית צמחים באמצעות תעלות K+ של שריר חלק וסקולרי
8. מנגנון של וזורגנציה הנגרמת על ידי תמצית צמחים באמצעות עיכוב של זרם סידן חוץ-תאי (Ca2+) ב-VSMCs
9. מנגנון של וזורגנציה הנגרמת על ידי תמצית צמחים באמצעות עיכוב של סידן תוך תאי (Ca2+) מהרשתית הסרקופלסמית (SR)
10. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול במחקר הנוכחי פותח כדי לקבוע את תנאי הניסוי האופטימליים למדידת תופעות פיזיולוגיות שנצפו בתגובות כלי הדם של תכשירי IPA מבודדים. ניסויי הפיילוט בוצעו כדי לתאר את התוצאות הפוטנציאליות המסייעות להבנת ההשפעות הווסקולריות והבסיס המכניסטי של פעולת הווזו-רלאקסנט של תמצית הצמח, כדלקמן.
אפקט Vasorelaxant של תמצית הצמח
כפי שניתן לראות באיור 6A,B, ב-IPA שלם של אנדותל (E+), תמצית הצמח עוררה תגובה תלוית ריכוז של כלי דם (EC50 = 66.88 מיקרו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בכתב יד זה אנו מתארים את הטכניקה לבידוד של חולדות IPA ו- VSMCs. מספר פרוטוקולים ניסיוניים שימשו כדי לחקור את התגובה הווסקולרית של IPA במבחנה, אשר ניתן להשתמש בהם כדי לאפיין את האפקט הפרמקולוגי ואת הבסיס המכניסטי של IPA vasorelaxation המושרה על ידי תמצית צמחים.
בנוגע לפעולת מרחיב כלי הדם התלוי באנדותל של תמצית הצמח, נעשה שימוש בחוסמים שונים כגון L-NAME (eNOS), אינדומתצין (COX) ואפמין+charybdotoxin (EDHF). הנתונים המייצגים הראו הן תוצאות חיוביות (כלומר, הפחתה משמעותית של תגובת מרחיבי כל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מבקשים להודות למועצת המחקר הלאומית של תאילנד, למרכז המצוינות לחדשנות בכימיה (PERCH-CIC) ולרשת המחקר הבינלאומית (IRN61W0005) על מתן תמיכה כספית, ולמחלקה לפיזיולוגיה הפקולטה למדעי הרפואה, אוניברסיטת נארסואן, על תמיכה במתקני מחקר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1,4-דיתיותרייטול (DTT) | סיגמא-אולדריץ' | D0632 CAS מס' 348-12-3 | |
| 4-אמינופירידין (4-AP) | אולדריץ' כימיקל | A78403 CAS מס' 504-24-5 | |
| אצטילכולין | סיגמא-אולדריץ' | A6625 CAS מס' 60-31-1 | |
| אפאמין | סיגמא-אולדריץ' | A9459 CAS מס' 24345-16-2 | |
| בקר אלבומין בסרום (BSA) | סיגמא-אולדריץ' | A2153 CAS מס' 9048-46-8 | |
| כוריד סידן | Ajax Finechem | AJA960 CAS מס' 1707055184 | |
| Charybdotoxin | Sigma-Aldrich | C7802 CAS מס' 95751-30-7 | |
| קולגנאז מסוג 1A | סיגמא-אולדריץ' | C9891 CAS מס' 9001-12-1 | מ- Clostridium histolyticum |
| D(+)- גלוקוז מונוהידראט | Millipore Corporation | K50876942 924 CAS מס' 14431-43-7 | |
| דימתיל סולפוקסיד (DMSO) | סיגמא-אולדריץ' | D4540 CAS מס' 67-68-5 | |
| אתילן גליקול-ביס (2-אמינואתילאתר)-N,N,N',N'-חומצה טטראצטית (EGTA) | סיגמא-אולדריץ' | E3889 CAS מס' 67-42-5 | |
| חומצה אתילנדיאמינטטראצטית (EDTA) | סיגמא-אולדריץ' | E9884 CAS מס' 60-00-4 | |
| מלקחיים 11 ס"מ. | ללא חלודה | ||
| 14 ס"מ. | Rustless Dumoxel-Glibenclamide | ||
| Sigma-Aldrich | G6039 CAS NO. 16673-34-0 | ||
| GraphPad Prism תוכנית | תוכנה גרסת תוכנה 5.0 (סן דייגו, קליפורניה, ארה"ב) | ||
| HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 CAS מס' 7365-45-9 | |
| Iberiotoxin | Sigma-Aldrich | I5904 CAS מס' 1002546960 | רקומביננטי מ- Mesobuthus tamulus |
| Indomethacin | Sigma-Aldrich | I7378 CAS מס' 53-86-1 | |
| תוכנת תוכנית Labchart | גרסה 7.0 (A.D. Instrument, Castle Hill, אוסטרליה). | ||
| מגנזיום כלוריד | Ajax Finechem | 296 CAS מס' 1506254995 | |
| חולדות וויסטאר זכר | Nomura Siam International Co. Ltd., בנגקוק, תאילנד | ||
| NG-nitro-L-ארגינין מתיל אסטר (L-NAME) | סיגמא-אולדריץ' | N5751 CAS מס' 51298-62-5 | |
| ניקרדיפין | סיגמא-אולדריץ' | N7510 CAS מס' 54527-84-3 | |
| אמבט איברים 15 מ"ל. | - | - | הזמנה ספציפית של החוקרים |
| פפאין | סיגמא-אולדריץ' | P4762 CAS מס' 9001-73-4 | מפפאיה לטקס |
| פנאלי אדום | סיגמא-אולדריץ' | P5530 CAS מס' 34487-61-1 | |
| פנילפרין | סיגמא-אולדריץ' | P6126 CAS מס' 61-76-7 | |
| אשלגן כלורי | קמאוס | KA383 CAS מס' 7447-40-7 | |
| אשלגן דיהידרוגנפוספט | Aldrich כימיקל | EC231-913-4 CAS מס' 7778-77-0 | |
| S+A2:E36odium כלוריד | Kemaus | KA465 CAS מס' 7647-14-5 | |
| מספריים 11 ס"מ. | מספריים אל חלד | ||
| 14 ס"מ. | Spall | נירוסטה-נתרן | |
| ביקרבונט | Ajax Finechem | 475 CAS מס' 912466 | |
| נתרן דיהידרוגנפוספט | אולדריץ' כימיקל | 33,198-8 CAS מס' 7558-80-7 | |
| נתרן הידרוקסיד | Ajax Finechem | 482 CAS מס' 1506196602 | |
| נתרן תיופנטל | אנסטל | JPN3010002 CAS מס' 1C 314/47 | |
| טאורין | סיגמא-אולדריץ' | T0625 CAS מס' 107-35-7 | |
| ווטרבאת' WBU 45 | Memmert | 2766 CAS מס' - |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.