我々は、単離され、十分に特徴付けられた環境で、in vivoで血管新生を分析するためのモデルとして動静脈（AV）ループの生成のための顕微的なアプローチを説明します。このモデルだけでなく、血管新生の研究のために有用であるだけでなく、最適なエンジニアリングを軸方向に血管および移植組織に適しています。
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この記事について
サマリー
要約
機能的な血管ネットワークは、人体のほぼすべての組織と器官の生存と成長のための前提条件です。また、がんなどの病理学的状況では、血管新生が疾患の進行に主導的な役割を果たします。そのため、血管新生のメカニズムを解明し、組織工学や再生医療のためのさまざまな血管新生アプローチを開発するためには、標準化され、十分に特徴付けられたin vivoモデルが強く求められています。
私たちは、動静脈(AV)ループに吻合された静脈と動脈からなる血管軸の誘導のための小動物モデルのための顕微手術アプローチについて説明します。AVループは密閉された移植チャンバーに移され、生体内で孤立した微小環境を作り出し、血管軸によってのみ生体に接続されます。3Dイメージング(MRI、マイクロCT)と免疫組織学を使用して、成長する血管系を経時的に視覚化できます。さまざまな細胞、成長因子、マトリックスを埋め込むことで、血管ネットワーク形成におけるそれらの機能を、十分に制御可能な環境で周囲からの邪魔な影響なしに分析できます。
血管新生の研究に加えて、AVループモデルは血管新生組織のエンジニアリングにも完全に適しています。一定の血管前形成時間の後、生成された組織を欠損部位に移植し、局所血管に顕微鏡手術で接続できるため、手術された組織の即時の血液供給と統合が保証されます。マトリックス、細胞、成長因子、チャンバー構造を変化させることで、さまざまな組織を作製し、個々の患者のニーズに合わせて調整することができます。
概要
人体のほとんどの組織や器官は、栄養素を供給するガスを交換し、老廃物を除去する機能血管網に依存しています。局所または全身の血管の問題によって引き起こされるこのシステムの機能不全は、深刻な病気の多数につながることができます。また、このような組織工学や再生医療などの研究分野において、人工的に生成された組織または移植された臓器内の機能的血管網が成功臨床応用のために不可欠です。
何十年もの研究者らは、新規な治療的介入を見つけて、血管障害のより良い予防を提供するために、病理学的な状況へのより深い洞察を得るために成長している血管系に関与する正確なメカニズムを調査してきました。第1のステップでは、そのような細胞-細胞相互作用または血管系の細胞上の分子の影響のような基本的なプロセスは、通常、インビトロ 2Dまたは3Dによって調査されています実験。従来の2Dモデルは、実行が容易であり、十分に確立されており、これらのプロセスのより良い理解に大きく貢献してきました。 1980年に初めて、フォークマンら 。ゼラチンコーティングしたプレート1上の毛細血管内皮細胞のin vitroでの血管新生の播種に報告しました。これはすぐに、さらに2D血管新生内皮細胞管形成アッセイ2、遊走アッセイ3と異なる細胞タイプ4の共培養上の実験と同様に、他の多数の出版物に....
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プロトコル
エアランゲン・ニュルンベルク（FAU）のフリードリヒ・アレクサンダー大学の動物実験委員会とミッテルフランケン、ドイツ政府は、すべての実験を承認しました。実験のため、300の体重を有する雄のLewisラット - 350 gを使用しました。
1.ラットにおける動静脈ループモデル
- 移植手順（図2）
- 麻酔のためにイソフルラン気化器にチューブを介して接続されており、蓋によって閉鎖されている特殊なプラスチック製のボックスを使用します。供給ガスをオンにして、0.8との間の流量計 - 1.5 L /分。
- 誘導プラスチックの箱にラットを置き、上部を密封します。 5パーセントにイソフルラン気化器の電源をオンにします。
- 慎重に麻酔の導入時にラットを観察します。 3後 - 4分、ラットを麻酔されます。
- 適切な麻酔の確認：正向反射の消失、眼瞼反射の消失、引っ込め反射、正の角膜反射を。
- 箱からラットを削除し、そのを確認します薬物の計算のための重量。麻酔下ながら乾燥を防ぐために、眼軟膏を適用します。
- 鎮痛薬と抗生物質投与（ 例えば 、7.5ミリグラム/キログラムのエンロフロキサシン皮下（s）、12.5ミリグラム/キログラムトラマドール及び/ kgのメタミゾール100mgの両方の静脈内（IV））。動作中の体重に適応クリスタを管理する（ 例え....
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結果
ヒト組織工学
骨組織工学の目的のために、異なる代用骨の数は、小動物ラットAVループモデル27,28,33,34に移植しました。血管新生は、完全な3Dマイクロコンピュータ断層撮影（マイクロCT）（ 図3A）によって実証することができます。処理された牛海綿骨（PBCB）行列の血管新生は、血管新生のない群と比較してループ群で有意に高かったです。常に成長とmaturating血管網は、8週間にわたって注入チャンバー内で開発します。いかなる増加は、非血管新生群33で検出されなかった4および8週の間に、構築物の中心に向かって血管組織の継続的な成長が観察されました。 AVループモデルでの6週間のPBCB行列のPrevascularizationは、コントロール骨芽細胞と比較して、注入された骨芽細胞の優れた生存につながりました。対照群とは対照的に、骨特異的遺伝子の発現は、移植骨芽細胞28とAVループ群で検出されました。さらに、マトリックスのよ.......
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ディスカッション
10年以上にわたり、我々は、組織工学のために動静脈（AV）ループを正常に使用していると、小さな動物モデルにおいてin vivoでの血管新生を研究します。我々は、この顕微モデルが異なる組織を操作するための、それはまた、血管新生または抗血管新生研究のために使用することができる非常によく適していることを示している可能性があります。
既存の/代替方法に関して技術の意義
操作された組織または器官は、彼らが欠損部位41への移植後の生存および統合の成功のために必要な栄養と酸素を供給するために機能的な血管網を必要とします。異なるprevascularization戦略の数は、in vitro対in vivoで 、固有のアプローチ対外因性に応じて区別することができる、過去数十年にわたって開発されてきました。
足場はファブリカすることができます管状の構造とテッドと、このような試験管42<.......
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開示事項
著者らは開示するものは何もない。
謝辞
私たちは、AVループ研究を支援するために、次の機関に感謝したいと思います：ステッドラー財団、博士フリッツエルラーフォン、ジェンダーと多様性のためのエルスクローネFesenius財団、バクスター・ヘルスケア社、DFG、IZKF / ELAN / EFI /オフィス、Forschungsstiftung Medizin 、エアランゲン・ニュルンベルク（FAU）、AO財団、マンフレッド・ロス財団、雪香港、ハンス・ゲオルク・ガイス財団、ドイツ学術交流会（DAAD）、ドイツ、および高等教育省と科学研究、イラクのフリードリヒ・アレクサンダー大学。私たちは、その優れた技術サポートのためのステファン・フライシャー、マリーナミルデ、カトリン・コーンとイルゼアーノルド・Herberthに感謝したいと思います。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.9% 塩化ナトリウム | Berlin-Chemie AG | 34592508 | |
| 11-0 エチロン/ポリアミド 6/6 | Ethicon | EH7438G | |
| 4-0 ビクリル/ポリガラクチン 910 | Ethicon | V392H | |
| 6-0 Prolene / ポリプロピレン | Ethicon | 8695H | |
| アルミニウムスプレー | Pharma Partner Vertriebs-GmbH | 1020 | |
| 防腐剤 | BODE Chemie GmbH | ||
| カテーテル | B Braun Meslungen AG | 4251612-02 | |
| 影剤 | フローテック | MV-122 | |
| エンブトラミド、ヨウ化メベゾニウム、塩酸テトラカイン注射液 | Intervet International GmbH | ||
| encre de chine intense Indian ink | Lefranc &ブルジョア | ||
| エンロフロキサシン | バイエルAG | ||
| 眼軟膏 | エルAG | ||
| ホルマリン4% | カールロスGmbH&Co. KG | P087.4 | |
| ヘパリン | レシオファームGmbH | ||
| イソフルラン | アボットラボラトリーズ | 6055482 | |
| ルイスラット、オスの | チャールズリバーラボラトリーズ | ||
| メタミゾール-ナトリウム | Ratiopharm GmbH | ||
| papaverine / Paveron N | Linden Arzneimittel-Vertrieb-GmbH | ||
| tramadol / Tramal | GrüネンタールGmbH |
参考文献
- Folkman, J., Haudenschild, C. Angiogenesis in vitro. Nature. 288 (5791), 551-556 (1980).
- DeCicco-Skinner, K. L., et al. Endothelial cell tube formation assay for the in vitro study of angiogenesis. J Vis Exp. (91), e51312(2014).
- Puddu, A., Sanguineti, R., Traverso, C. E., Viviani, G. L., Nicolo, ....
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再版と許可
