We presenteren een protocol voor humane endotheliale pericyte-interacties in muizen te bestuderen onder toepassing van een variatie van de matrix gel plug angiogenese assay.
Methodenartikel
We presenteren een protocol voor humane endotheliale pericyte-interacties in muizen te bestuderen onder toepassing van een variatie van de matrix gel plug angiogenese assay.
Angiogenesis is het proces waarbij nieuwe bloedvaten worden gevormd uit bestaande vaten. Nieuwe vaatgroei vereist gecoördineerde proliferatie, migratie en uitlijning van endotheelcellen om buisvormige structuren te vormen, gevolgd door de rekrutering van pericyten om wandondersteuning te bieden en de vatmaturatie te vergemakkelijken. Huidige in vitro celkweekbenaderingen kunnen het complexe biologische milieu waarin endotheelcellen en pericyten interageren om functionele vaten te produceren niet volledig reproduceren. We presenteren een nieuwe toepassing van de in vivo matrix gel plug test om endotheel-periccyte interacties en de vorming van functionele bloedvaten te bestuderen met behulp van muizen met een ernstige gecombineerde immuundeficiëntiemutatie (SCID). In het kort, matrixgel wordt gemengd met een oplossing die endotheelcellen bevat met of zonder pericyten, gevolgd door injectie in de rug van geanesthetiseerde SCID-muizen. Na 14 dagen worden de matrix gel plugs verwijderd, gefixeerd en gesneden voor histologische analyse. De lengte, het aantal, de grootte en de mate van periccytenbedeking van volwassen vaten (gedefinieerd door de aanwezigheid van rode bloedcellen in het lumen) kunnen worden gekwantificeerd en vergeleken tussen experimentele groepen met behulp van commerciële statistische platforms. Naast het gebruik als een angiogenesis test, kan deze matrix gel plug test worden gebruikt om genetische studies uit te voeren en als platform voor medicijnontdekking. Kortom, dit protocol zal onderzoekers in staat stellen om beschikbare in vitro tests aan te vullen voor de studie van endotheel-periccyte interacties en hun relevantie voor systemische of pulmonaire angiogenesis.
Angiogenese is het proces waardoor nieuwe bloedvaten worden gevormd uit een reeds bestaande vasculaire netwerk 1 en is het onderwerp van onderzoek in vele gebieden, variërend van normale ontwikkeling ziekten. Dit dynamische proces omvat de proliferatie en migratie van endotheelcellen (EC) en de aanwerving van pericytes een vasculaire buis die is gericht op de site die zuurstof en voedingsstoffen levering 2 moet construeren. Studeren vereist deze werkwijze een even dynamische test, vooral degene die de driedimensionale aard van vaatvorming kan herhalen. In vitro 3D matrix assays ontwikkeld om deze behoefte en goed gefunctioneerd om onderzoekers de discrete stappen in ruimte en tijd waarin angiogenese plaatsvindt 3, 4, 5, 6 definiëren. Echter, deze in vitro 3D matrixmodellen beperkt tot het bestuderen van niet-geperfuseerde vaten ind daarom geen kritische componenten die relevant zijn voor het proces van angiogenese (bijv circulerende groei en remmende factoren, onnatuurlijke spanningen / krachten over het vasculaire bed) en niet aan de complexe omgeving aanwezig in levend weefsel te simuleren. Om deze beperking te pakken zijn verscheidene in vivo angiogenese assays ontwikkeld 7, waaronder de matrixgel plug assay die de focus van ons rapport 8, 9 zijn.
De matrix gel plug test is een gevestigde in vivo angiogenese assay dat een beroep op de onderzoekers omdat het een robuust platform om de rol van de verschillende cellen en stoffen bij angiogenese te testen. Matrixgel is een commercieel verkrijgbare basaalmembraan oplossing die wordt afgescheiden door de Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) muizen sarcoma cellijn die stolt tot een gel-achtig materiaal bij 37 ° C. De gel matrix kan worden gemengd met cellen en / of stoffen, zoals groeifactoren en injesubcutaan cted in de muis. De gastheer EC zal de plug binnenvallen meer dan 14 dagen, vormen een vasculair netwerk, en raken perfusie met bloed van de gastheer. Tot op heden zijn matrixgel plug assays uitsluitend gericht op de studie van endotheelcellen gedrag tijdens angiogenese echter om ons beste weten geen inspanningen nog uitgevoerd om te bepalen of deze assay kan worden gebruikt voor co-kweek endotheelcellen en pericyten te bestuderen hoe deze twee celtypen interactie tijdens angiogenese. Specifiek, inzicht in de relatie tussen EC en pericyten is waardevol voor het bestuderen van ziekten waarbij bloedvat verlies pathologisch, waaronder microvasculaire ischemie en perifere vaatziekte 10, 11, 12.
We beschrijven een protocol dat humaan afgeleide pericytes introduceert de matrixgel mengsel samen met humane EC en fibroblast groeifactor (bFGF). Dit mengsel kan vervolgens subcutaan in het dorsale gedeelte van SCID muizen om de vorming van volledig functioneel, pericyte gecoat, hybride schepen toe te staan. Ons protocol beschrijft hoe matrix gel pluggen die humane EC met of zonder menselijke pericytes, plaatsing in SCID muizen en hoe de histologische secties voor kritische angiogenese eindpunten te analyseren voor te bereiden.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Ethiek Verklaring: Procedures waarbij proefdieren zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite aan de Stanford University School of Medicine.
LET OP: De dieren zijn onder verdoving met 3% verdamper isofluraan en 3% levering van O 2 gas. Het gebruik van vet zalf op de ogen kan helpen tot droog te voorkomen dat tijdens het onder narcose.
1. Celbereiding
2. Matrix gelbereiding
3. Meng Matrix Gel met cellen
4. Mouse Voorbereiding
5. Matrix Gel Injection
6. Matrix Gel Plug Isolatie: 14 dagen na de injectie
7. Paraffine Verwerk de Matrix Gel Plug
8. Stain secties met hematoxyline en eosine Stain (H & E) 13
9. Stain Andere Slides for Human haarvaten en pericytes
10. Kwantificeer capillaire dichtheid en structuur 14
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Vertegenwoordiger H & E en immunofluorescentie kleuring van matrix gel plug secties worden weergegeven in figuur 2. De artikelen van EG uitsluitend stekkers weer enkele schepen die meestal niet worden geperfuseerd met bloed (Figuur 2 linksboven, zwarte pijlen), terwijl pluggen die zowel EC en pericytes tonen verschillende geperfundeerde schepen met grotere diameters en complete pericyte dekking, zoals blijkt uit de positieve SMA kleuring direct grenz...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De matrix gel plug bepaling blijkt een gemakkelijke en krachtige methode om genregulatie in angiogenese, angiogene en anti-angiogene verbindingen in vivo te evalueren en in vitro testen kunnen vullen. Hier beschrijven we in detail een nieuwe matrix gel plug assay van humane angiogenese die de interactie tussen endotheliale cellen en pericyten onderzoekt bij bloedvatvorming.
Er zijn een paar nieuwe en kritische stappen in dit protocol. Cellen in lage passage (passage 1-4) de...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Geen concurrerende financiële belangen inbegrepen.
Dr. K. Yuan werd ondersteund door een American Heart Association Scientist Development Grant (15SDG25710448) en de Pulmonary Hypertension Association Proof of Concept Award (SPO121940). Dr. V. de Jesus Perez werd ondersteund door een carrièreontwikkelingsaward van de Robert Wood Johnson Foundation, een NIH K08 HL105884-01 award, een Pulmonary Hypertension Association Award, een Biomedical Research Award van de American Lung Association en een Translational Research and Applied Medicine award van Stanford University.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| PBS (Phosphate buffered saline) | Corning | 21-031-CV | |
| 0.25% Trypsin/0.53 mM EDTA | Corning | 25-053-CI | |
| Endothelial Cell Media (ECM) kit | Sciencell | 1001 | includes media, EC growth supplement, and penicillin/streptomycin, each supplied at the appropriate volume for easy mixing |
| Pericyte Media (PM) kit | Sciencell | 1201 | includes media, Pericyte growth supplement, and penicillin/streptomycin, each supplied at the appropriate volume for easy mixing |
| primary human pulmonary microvascular endothelial cells | Pulmonary Hypertension Breakthrough Initiative | this cell type is also available commercially. Cells used at passage 1-4 | |
| primary human pulmonary pericytes | Pulmonary Hypertension Breakthrough Initiative | this cell type is not available commercially, but brain paricytes are. Cells used at passage 1-4 | |
| bFGF (basic Fibroblast Growth Factor) | Peprotech | 100-18B | stock solution is 50 µg/ml in 0.1% BSA in PBS, aliquots at 50 µl and stored at -20 degrees |
| Matrigel Basement Membrane Matrix | BD | 356237 | |
| 28 G 1 cc Insluin Syringe | BD | 329410 | |
| SCID (Severe Combined Immune Deficiency) mice | The Jackson Laboratory | 5557 | NOD.SCID IL2R gamma knockout strain is the best strain; 4-6 weeks of age |
| 1.5 ml microcentrifuge tubes, sterile | Thermo Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| 15 ml screw top tubes, sterile | BD Biosciences | 352096 | |
| PAP pen | Life Technologies | 8899 | |
| hemocytometer | ThermoFisher Scientific | 02-671-6 | |
| Nair hair removal cream | Walmart | ||
| anti-human CD31 primary antibody | LifeSpan Biosciences | LS-B4737 | working solution is 1:50 |
| anti-human Smooth Muscle actin CY3 primary fluorescent antibody | Sigma | C6198 | working solution is 1:300 |
| goat anti-rabbit secondary antibody; 488/green | ThermoFisher Scientific | A-11008 | working solution is 1:250 |
| Prolong Gold DAPI solution | Cell Signaling | 8961S | |
| microscope slides | VWR | 48300-047 | |
| no. 1.5 cover slips | Thermo Fisher Scientific | 12-544-D | |
| citrate buffer 10x | Millipore | 21545 | |
| extra fine surgical scissors | Fine Science Tools | 14084-08 | |
| Formalin (paraformaldehyde) | Thermo Fisher Scientific | 245-685 | |
| Tissue cassettes | Simport | M492-12 | |
| goat serum | Dako | X0907 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen