Articolo metodologico

Tono basale biassiale e test passivi del sistema riproduttivo Murine utilizzando un miografo a pressione

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DOI:

10.3791/60125

13 agosto 2019

In questo articolo

Sommario

Questo protocollo utilizzava un sistema miografo a pressione disponibile in commercio per eseguire test miografici di pressione sulla vagina murina e sulla cervice. Utilizzando i media con e senza calcio, i contributi del tono basale delle cellule muscolari lisce (SMC) e della matrice extracellulare passiva (ECM) sono stati isolati per gli organi in condizioni fisiologiche stimate.

Abstract

Gli organi riproduttivi femminili, in particolare la vagina e la cervice, sono composti da vari componenti cellulari e da una matrice extracellulare unica (ECM). Le cellule muscolari lisce presentano una funzione contrattile all'interno delle pareti vaginali e cervicali. A seconda dell'ambiente biochimico e della distensione meccanica delle pareti dell'organo, le cellule muscolari lisce alterano le condizioni contrattili. Il contributo delle cellule muscolari lisce in condizioni fisiologiche al basale è classificato come un tono basale. Più specificamente, un tono basale è la costrizione parziale della linea di base delle cellule muscolari lisce in assenza di stimolazione ormonale e neurale. Inoltre, l'ECM fornisce supporto strutturale per le pareti degli organi e funziona come serbatoio per segnali biochimici. Questi segnali biochimici sono vitali per varie funzioni degli organi, come incitare la crescita e mantenere l'omeostasi. L'ECM di ogni organo è composto principalmente da fibre di collagene (per lo più tipi di collagene I, III e V), fibre elastiche e glicosaminoglicani/proteoglicani. La composizione e l'organizzazione dell'ECM dettano le proprietà meccaniche di ogni organo. Un cambiamento nella composizione ECM può portare allo sviluppo di patologie riproduttive, come prolasso dell'organo pelvico o rimodellamento cervicale prematuro. Inoltre, i cambiamenti nella microstruttura e rigidità dell'ECM possono alterare l'attività delle cellule muscolari lisce e il fenotipo, con conseguente perdita della forza contrattile.

In questo lavoro, i protocolli riportati vengono utilizzati per valutare il tono basale e le proprietà meccaniche passive della vagina murina non incinta e della cervice a 4-6 mesi di età in estro. Gli organi sono stati montati in un miografo a pressione disponibile in commercio ed è stato eseguito sia il diametro della pressione che i test di lunghezza della forza. Sono inclusi dati di esempio e tecniche di analisi dei dati per la caratterizzazione meccanica degli organi riproduttivi. Tali informazioni possono essere utili per la costruzione di modelli matematici e per progettare razionalmente interventi terapeutici per le patologie della salute delle donne.

Introduzione

La parete vaginale è composta da quattro strati, l'epitelio, la mina propria, muscularis, e l'avvento. L'epitelio è composto principalmente da cellule epiteliali. La propriala ha una grande quantità di fibre di collagene elastico e fibrillare. Il muscolo è anche composto da elastina e fibre di collagene, ma ha una maggiore quantità di cellule muscolari lisce. L'avventtia è costituita da elastina, collagene e fibroblasti, anche se in concentrazioni ridotte rispetto agli strati precedenti. Le cellule muscolari lisce sono di interesse per i gruppi di ricerca motivati biomeccanicamente in quanto svolgono un ruolo nella natura contrattile degli organi. Come tale, quantific....

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Protocollo

Nulliparous 4-6 mesi trici C57BL6J topi (29.4 - 6.8 grammi) a estrus sono stati utilizzati per questo studio. Tutte le procedure sono state approvate dall'Institute Animal Care and Use Committee della Tulane University. Dopo la consegna, i topi si sono acclimatati per una settimana prima dell'eutanasia e sono stati alloggiati in condizioni standard (cicli di luce/buio di 12 ore).

1. Sacrificio del topo a estrus

  1. Determinare il ciclo esrous: Il ciclo esrous è stato monitorato dalla valutazione visiva in conformità agli studi precedenti15,33,34

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Risultati

Un'analisi efficace delle proprietà meccaniche degli organi riproduttivi femminili è subordinata a dissezione, cannolazione e test dell'organo appropriato. È imperativo espiantare le corna uterine alla vagina senza difetti (Figura 1). A seconda del tipo di organo, la dimensione della cannula varierà (Figura 2). La canonazione deve essere fatta in modo che l'organo non possa muoversi durante l'esperimento, ma non danneggiare anche la parete dell'organo durante la procedur.......

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Discussione

Il protocollo fornito in questo articolo presenta un metodo per determinare le proprietà meccaniche della vagina murina e della cervice. Le proprietà meccaniche analizzate in questo protocollo includono sia le condizioni di tono passivo che basale degli organi. Le condizioni di tono passivo e basale sono indotte alterando l'ambiente biochimico in cui l'organo è sommerso. Per questo protocollo, i media coinvolti nei test basali contengono calcio. Testare la condizione del tono basale permette l'isolamento del contributo m.......

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Ringraziamenti

Il lavoro è stato finanziato dalla borsa di #1751050 di premiazione NSF CAREER.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Catetere 2FMillarSPR-320per misurare la pressione cervicale
6-0 SuturaFine Science Tools18020-60lacci di sutura più grandi
CaCl2 (anidro)VWR97062-590Concentrazione HBSS: 140 mg/ mL
CaCl2-2H20Fischer chimicoBDH9224-1KGbr/> Concentrazione KRB: 3,68 g/L
Destrosio (D-glucosio)VWR101172-434Concentrazione HBSS: 1000 mg/mL
Concentrazione KRB: 19,8 g/
L Dumont #5/45 ForcipeFine Science Tools11251-35pinza curva
Dumont SS ForcipeFine Science Tools11203-25pinza diritta
EclipseNikonE200microscopio utilizzato per l'imaging
Misuratore di portatadanese MyoTechnologies161FMall'interno dell'apparecchiatura di prova
Trasduttore di forza - 110PTrasduttore di forza danese MyoTechnologies100079
ImageJSciJavaImageJ1utilizzato per misurare il volume
Custodie per strumentiFine Science Tools20830-00involucro per contenere strumenti di dissezione
KClFisher Chemical97061-566Concentrazione HBSS: 400 mg/ mL
Concentrazione KRB: 3,5 g/L
KH2PO4G-Biosciences71003-454Concentrazione HBSS: 60 mg/ mL
MgCl2VWR97064-150
Concentrazione KRB: 1,14 g/L
MgCl2-6H2OVWRBDH9244-500GConcentrazione HBSS: 100 mg/ mL
MgSO4-7H20VWR97062-134Concentrazione HBSS: 48 mg/ mL
Programma di6278402 Microsoftper il foglio di calcolo
Na2HPO4 (bibasico anidro)VWR97061-588Concentrazione HBSS: 48 mg/mL
Concentrazione KRB: 1,44 g/L
NaClVWR97061-274Concentrazione HBSS: 8000 mg/mL
Concentrazione KRB: 70,1 g/L
NaHCO3VWR97062-460Concentrazione HBSS: 350 mg/ mL
Concentrazione KRB: 21,0 g/L
Sistemimiografici a pressione Danesi MyoTechnologies110P e 120CPSistema miografo a pressione:
prorgramma, dispositivo di incannulamento,
e unità di controllo
Trasduttore di pressioneDanese MyoTechnologies100106trasduttore di pressione
Studente Dumont #5 PinzeStrumenti per le scienze fini91150-20pinze diritte
Studente Vannas Spring ForbiciFine Science Tools91500-09micro-forbici
Colorante per tessutiBradley Products1101-3inchiostro per misurare l'allungamento in vivo
Trasduttore a ultrasuoniFujiFilm VisualSonics LZ-550trasduttore a ultrasuoni utilizzato; 256 elementi, frequenza centrale 40 MHz
VEVO2100FujiFilm Visual SonicsVS-20035ultrasuoni utilizzati per l'imaging
Forbici di WagnerStrumenti di scienza fine14069-12forbici più grandi
Catetere <Misuratore di portata utilizzato

Riferimenti

  1. Capone, D., et al. Evaluating Residual Strain Throughout the Murine Female Reproductive System. Journal of Biomechanics. 82, 299-306 (2019).
  2. Danforth, D. The fibrous nature of th....

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Test meccanici passivicellule muscolari liscematrice extracellularevagina cervicetest forza lunghezzatest pressione diametromontaggio d organo

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