Articolo metodologico

Calcificazione vascolare cellule muscolari lisce e imaging di aortica calcificazioni e infiammazione

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DOI:

10.3791/54017

31 maggio 2016

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

La calcificazione vascolare è un importante predittore e contribuisce alle malattie cardiovascolari umane. Questo protocollo descrive i metodi per indurre la calcificazione delle cellule muscolari lisce vascolari primarie in coltura e per quantificare la calcificazione e il carico di macrofagi nelle aorte animali utilizzando l'imaging a fluorescenza nel vicino infrarosso.

Abstract

Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morbilità e mortalità nel mondo. Le placche aterosclerotiche, costituite da macrofagi carichi di lipidi e calcificazioni, si sviluppano nelle arterie coronarie, nella valvola aortica, nell'aorta e nelle arterie dei condotti periferici e sono il segno distintivo delle malattie cardiovascolari. Nell'uomo, l'imaging con tomografia computerizzata consente la quantificazione della calcificazione vascolare; La presenza di calcificazioni vascolari è un forte predittore di futuri eventi cardiovascolari. Lo sviluppo di nuove terapie per le malattie cardiovascolari si basa in modo decisivo sul miglioramento della nostra comprensione dei meccanismi molecolari alla base dell'aterosclerosi. L'avanzamento delle nostre conoscenze sui meccanismi aterosclerotici si basa su modelli murini e cellulari. Qui, viene descritto in dettaglio un metodo per l'imaging della calcificazione aortica e dell'infiltrazione di macrofagi utilizzando due sonde di imaging fluorescenti nel vicino infrarosso spettralmente distinte. L'imaging fluorescente nel vicino infrarosso consente la quantificazione ex vivo della calcificazione e dell'accumulo di macrofagi nell'intera aorta e può essere utilizzato per approfondire la nostra comprensione della relazione meccanicistica tra infiammazione e calcificazione nell'aterosclerosi. Inoltre, viene descritto un metodo per isolare e coltivare cellule muscolari lisce vascolari aortiche animali e un protocollo per indurre la calcificazione in cellule muscolari lisce in coltura da aorte murine o da arterie coronarie umane. Questo metodo in vitro di modellazione della calcificazione vascolare può essere utilizzato per identificare e caratterizzare le vie di segnalazione probabilmente importanti per lo sviluppo della malattia vascolare, nella speranza di scoprire nuovi bersagli per la terapia.

Introduzione

Le malattie cardiovascolari sono la principale causa di morbilità e mortalità nel mondo, compresi gli Stati Uniti dove rappresenta oltre 780.000 morti ogni anno. 1 coronarica calcificazione delle arterie e calcificazione aortica sono le caratteristiche della malattia aterosclerotica e fungono da forti predittori di eventi cardiovascolari. 2- 4 Due tipi principali di calcificazione vascolare sono stati riportati in adulti: calcificazione intimale, associata con l'aterosclerosi, e mediale (noto anche come Mönckeberg) calcificazione, associata a malattia renale cronica e diabete 5 intimale la calcificazione si verifica nel contesto d....

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Protocollo

Tutti gli studi con i topi sono stati eseguiti in stretta conformità con le raccomandazioni contenute nella Guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio del National Institutes of Health. Corpo e tutte le procedure che coinvolgono i topi descritti in questo studio sono stati approvati dalla cura degli animali e Istituzionale Uso comitati del Massachusetts General Hospital (sottocomitato per Animal Care Research). Tutte le procedure sono state eseguite con cura per ridurre al minimo le sofferenze.

1. Preparazione dei reagenti

  1. Near-Infrared imaging di fluorescenza di Whole aorte
    Nota:. Un bisfosfonato-derivato, ....

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Risultati

Calcificazione aortica in MGP - / - e wild-type topi è stata misurata utilizzando l'imaging di NIR calcio fluorescenza. Nessun segnale NIR calcio è stato rilevato nelle aorte di topi wild-type, che indica l'assenza di calcificazione (figura 2). Un segnale NIR calcio forte è stata rilevata nelle aorte da MGP-carente topo, che è coerente con la calcificazione vascolare avanzata. Le sezioni di tessuto di aorte da wild-type e MGP - / - mice eran.......

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Discussione

Calcificazione arteriosa è un importante fattore di rischio per le malattie cardiovascolari negli esseri umani e può contribuire direttamente alla patogenesi di eventi cardiovascolari. 1,5,52 deposizione di calcio intimale nei sottili tappi fibrose di malattia aterosclerotica è stato proposto di aumentare lo stress biomeccanico locale e contribuire alla rottura della placca. 53,54 calcificazione impatti mediale risultati clinici, aumentando la rigidità arteriosa, che può indurre l'ipertrofia ca.......

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Dichiarazioni

Il Massachusetts General Hospital ha richiesto brevetti relativi a inibitori di piccole molecole dei recettori BMP di tipo I e all'applicazione di ALK3-Fc per il trattamento dell'aterosclerosi e della calcificazione vascolare, e MD, PBY, KDB e RM possono avere diritto a royalties.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione Sarnoff per la Ricerca Cardiovascolare (MFB e TET), dall'Howard Hughes Medical Institute (TM), dal Ladue Memorial Fellowship Award della Harvard Medical School (DKR), dal Programma START della Facoltà di Medicina della RWTH Aachen (MD), dalla Fondazione Tedesca per la Ricerca (DE 1685/1-1, MD), dall'Istituto Nazionale per la Scienza della Scienza (R01EY022746, ESB), dalla Fondazione Leducq (Programma Multidisciplinare per Chiarire il Ruolo della Segnalazione Proteica Morfogenetica Ossea nella patogenesi delle malattie vascolari polmonari e sistemiche, PBY, KDB e DBB), l'Istituto nazionale di artrite e malattie muscolosc....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Tubo conico da 15 mlFalcon352096
ago da 30 GBD305106
Anticorpo alfa actina muscolare lisciaSigmaSAB2500963
Vetrino da cameraNunc Lab-Tek154461
Collagenasi, Tipo 2 WorthingtonLS004176
DesametasoneSigmaD4902
Dulbecco's Modified Eagle MediumLife Technologies11965-084
Dulbecco's Phosphate Buffered Saline, no calciumGibco14190-144
ElastaseSigmaE1250
Siero fetale bovinoGibco16000-044
Pinze, punta fineRobozRS-4972
Pincipe, curva completa seghettataRobozRS-5138
Formalina (10%)Scienze della microscopia elettronica15740
Soluzione salina bilanciata di HankGibco14025-092
Cellule muscolari lisce dell'arteria coronarica umanaPromoCellC-12511
Siringa da insulina con agoTerumoSS30M2913
acido L-ascorbicoSigmaA-7506
Forbici a molla per microdissezione (13 mm)RobozRS-5676
Forbici a molla per microdissezione (3 mm)RobozRS-5610
NIR, catepsina (ProSense-750EX)Perkin ElmerNEV10001EX
NIR, osteogenico (OsteoSense-680EX)Perkin ElmerNEV10020EX
soluzione salina normaleHospira0409-4888-10
Nucleare veloce rossoSigma-AldrichN3020
Odyssey Imaging SystemLi-CorOdyssey 3.0
Penicillina/StreptomicinaCorning30-001-CI
Nitrato d'argento (5%)Ricca Chemical Company6828-16
Sodio fosfato bibasico eptaidratoSigma-AldrichS-9390
Sodio tiosolfatoSigmaS-1648
ß-glicerofosfato sale disodico idratoSigmaG9422
Pallone per coltura tissutale, 25 cm2Falcon353108
Coltura tissutale piastra (35 mm x 10 mm)Falcon353001
Piastra per coltura tissutale, a sei pozzettiFalcon353046
TripsinaCorning25-053-CI
Porta roditore per provetteKent ScientificRSTR551
Sistema di filtrazione a vuotoMilliporeSCGP00525

Riferimenti

  1. Go, A. S., et al. Heart disease and stroke statistics--2014 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 129 (3), e28-e292 (2014).
  2. Wilson, P. W., et al. Abdominal aortic calcific deposit....

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