mT/mG (voorraad nr. 007676) en Apoe-/- (voorraad nr. 002052) muizen werden gekocht van het Jackson Laboratory. Myh11-CreERT2 muizen waren een geschenk van Stefan Offermanns (verkrijgbaar bij het Jackson Laboratory als voorraad nr. 019079). Tgfbr2fl/fl muizen werden verkregen van Harold L. Moses (Vanderbilt University). Alle dierprocedures werden uitgevoerd met behulp van protocollen die zijn goedgekeurd door de Yale University Institutional Animal Care and Use Committee.
1. Muizen
- Produceer MYH11-CreERT2;mT/mGf/f; Apoe-/- en MYH11-CreERT2; Tgfbr2f/f;mT/mGf/f; Apoe-/- muizen zoals eerder beschreven7. Ras mutante stammen naar de C57BL /6J achtergrond voor meer dan tien generaties.
OPMERKING: De Myh11-CreERT2 Cre muislijn biedt een krachtig hulpmiddel voor het bestuderen van de rol van gladde spiercellen in vasculaire homeostase en vasculaire pathologie. Het Cre-allel wordt ingebracht in het Y-chromosoom; vrouwelijke muizen drukken deze constructie dus niet uit.
2. Muis genotypering, tamoxifen inductie, en hoog cholesterol vet dieet voeding
- Voer muisgenotypering uit met behulp van muisoor-DNA en PCR-analyse. Muisoor-DNA moet worden geïsoleerd met behulp van de DNA-isolatiekit voor bloed en weefsel (Materiaaltabel) volgens de instructies van de fabrikant. PCR-primers zijn vermeld in tabel 1.
- Induceer Cre-Lox recombinatie door tamoxifen injectie bij 1 mg / dag i.p. gedurende 5 dagen in 6 weken oude MYH11-CreERT2; mT / mGf / f; Apoe-/- en MYH11-CreERT2; Tgfbr2f/f;mT/mGf/f; Apoe-/- mannelijke muizen.
- Induceer atherosclerose door 8 weken oude mannelijke muizen (2 weken na behandeling met tamoxifen) gedurende 16 weken op een HCHF-dieet (40% kcal vet, 1,25% cholesterol, 0% cholzuur) te plaatsen.
3. Voorbereiding van reagentia en dissectiegereedschap
- Stock Oil Red O oplossingspreparaat: los 1 g Oil Red O op in 100 ml isopropylalcohol.
- Working Oil Red O solution preparation: meng 24 ml stock Oil Red O-oplossing met 16 ml dH2O. Filter de verdunde Oil Red O met steriele spuitfilters van 0,45 μm (de oplossing is slechts goed voor 1-2 uur).
- 60% isopropylalcoholpreparaat: meng 60 ml isopropylalcohol met 40 ml dH2O.
- 4% formaldehyde in 1x DPBS-preparaat: verdun 10 ml 16% formaldehyde in 30 ml 1x DPBS.
- Reinig alle dissectiegereedschappen met 70% ethanol (figuur 1).
4. Euthanasie (figuur 2A)
- Meet het gewicht van de muis voorafgaand aan euthanasie.
- Euthanaseer de muis door intraperitoneale injectie van ketamine en xylazine (elke milliliter bevat 10 mg / ml ketamine en 2 mg / ml xylazine).
- Plaats de muis in rugligging (buikzijde face-up).
5. Opening van borst- en buikholte en hartperfusie (figuur 2B)
- Bereid een spuit van 10 ml voor met 10 ml 1x DPBS. Dop met een naald van 25 G. De spuit zal worden gebruikt om het hart te spoelen.
- Houd de huid omhoog met een pincet (Style 5) en knip met een fijne schaar van de basis van de buik tot aan de bovenkant van de nek.
- Open de buikwand onder de ribbenkast.
- Til het borstbeen op met een pincet (Stijl 5) en snijd het diafragma af en snijd vervolgens de ribbenkast weg om de thoracale holte bloot te leggen.
- Maak een kleine incisie in het rechter atrium van het hart.
- Perfuseer door de apicale linkerventrikelpunctie door langzaam 10 ml 1x DPBS te injecteren. Eenmaal grondig doordrenkt, worden de lever en de nier lichtbruin van kleur.
- Reinig de borstholte van vreemd bloed en vocht door een niet-geweven spons te gebruiken om het materiaal te absorberen.
6. Isolatie van aorta en takken (figuur 2C)
- Verwijder organen (d.w.z. longen, lever, milt en gastro-intestinale en voortplantingsorganen) en knip het sleutelbeen door met een pincet (stijl 5) en een fijne schaar terwijl het hart, de nieren en de aorta intact blijven in situ.
OPMERKING: Zorg ervoor dat u het hart of belangrijke bloedvaten niet scheurt.
- Plaats de muis onder een stereomicroscoop.
- Ontleed aorta- en aortatakken, waaronder brachiocephalische slagaders, halsslagaders, subclaviaslagaders, nierslagaders, gemeenschappelijke iliacale slagaders en femorale slagaders met behulp van een pincet (stijl 4) en een lenteschaar.
OPMERKING: Bedek de aorta met een natte, niet-geweven spons om uitdroging te voorkomen tijdens het ontleden van de aortatakken.
- Ontleed en verwijder voorzichtig het adipale vet- en bindweefsel rond de aorta- en aortatakken met behulp van een pincet (Style 4) en een veerschaar.
OPMERKING: Omdat ontsteking prominent aanwezig is in de aneurysma hyperlipidemie muis, is het moeilijk om adventitia te verwijderen. Pas op dat u de aorta- en aortatakken niet scheurt of snijdt. Deze stap vereist oefening en geduld.
7. Fixatie van hart en aorta (Figuur 2D,E)
- Bereid een spuit van 10 ml met 10 ml 4% formaldehyde in 1x DPBS. Dop met een naald van 25 G.
LET OP: Formaldehyde is gevaarlijk. Lees het VIB voordat u met deze chemische stof werkt. Draag handschoenen en veiligheidsbrillen en produceer de verdunningsoplossingen in een zuurkast.
OPMERKING: 4% formaldehyde-oplossing wordt na verloop van tijd afgebroken. Het is belangrijk om vers gemaakte 4% formaldehyde te gebruiken voor fixatie.
- Fixeer de vasculaire boom door apicale linkerventrikelpunctie door langzaam 10 ml 4% formaldehyde te injecteren.
OPMERKING: Formaldehydefixatie interfereert met verschillende downstream-toepassingen, zoals celcultuur, FACS-analyse en eencellige RNA-sequencinganalyse. Sla deze stap over als de aorta voor een van deze toepassingen wordt gebruikt.
- Reinig de borstholte van vreemde vloeistof met een niet-geweven spons om het materiaal te absorberen.
- Scheid het hart van de aorta door het hart vast te houden met een pincet (Style 4) en met een micro-ontleedbare veerschaar.
OPMERKING: Om na deze stap en face Oil Red O-kleuring uit te voeren, wordt aanbevolen om de aorta ter plaatse open te snijden in plaats van ex vivo en door te gaan naar sectie 8. Hierdoor is het gemakkelijk voor de en face aorta om plat te liggen.
- Isoleer en snijd de aorta en zijn majeur van 1 mm boven de halsslagader tot het einde van de dijbeenslagader met behulp van een pincet (stijl 4) en een veerschaar.
- Breng het vat over in een was petrischaaltje of 1,5 ml microcentrifugebuis en vul met 1x DPBS totdat het de aorta bedekt.
OPMERKING: Het protocol kan hier worden gepauzeerd.
8. Olierode O-kleuring en beeldvorming van ongeopende hele aorta (figuur 3)
- Pin het vat op een wassen petrischaaltje met minutienpennen (figuur 3A).
- Spoel het vat eenmaal af met 1x DPBS.
- Giet 25 ml verse Oil Red O-oplossing in de petrischaal (figuur 3B).
OPMERKING: (1) Isopropanol is gevaarlijk en een brandbare vloeistof. Gebruik de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen. (2) Olie Red O-oplossing kan gemakkelijk neerslaan. De neergeslagen deeltjes kunnen de daaropvolgende kleuring verstoren. Het is belangrijk om het neerslag te verwijderen door de Oil Red O-oplossing vóór gebruik door een filter van 0,45 μm te filteren. (3) Het is het beste om verse Oil Red O-oplossing te bereiden en alle ongebruikte oplossing weg te gooien. (4) Naast Oil Red O is Sudan IV een andere chemische verbinding die wordt gebruikt voor het kleuren van lipiden, triglyceriden en lipoproteïnen. Oil Red O heeft Soedan IV echter geleidelijk vervangen omdat de rode kleur geproduceerd door Oil Red O intenser is en dus vet veel gemakkelijker te zien kan maken.
- Kleur de aorta gedurende 60 minuten bij kamertemperatuur (RT). Oil Red O zal lipiderijke plaque rood kleuren, waardoor andere niet-plaque bevattende gebieden bleek van kleur blijven.
- Eenmaal gedurende 20 minuten wassen met 60% isopropanol bij RT.
OPMERKING: Overspoelen kan de plaque vasthouden.
- Spoel de aorta 3x af met dH2O gedurende 5 minuten om isopropanol te verwijderen.
- Reinig onder een stereomicroscoop voorzichtig al het perivasculaire vetweefsel rond de aorta met een pincet (Stijl 4) en een veerschaar (figuur 3C,D).
OPMERKING: Het is belangrijk om al het perivasculaire vetweefsel rond de aorta en zijn takken na kleuring schoon te maken, omdat olierood O-gekleurd perivasculair vetweefsel een valse achtergrond kan opleveren en kan interfereren met plaquemorfometrie en kwantificering van plaquegebied. Zorg ervoor dat u een deel van de aortawand niet verwijdert. Vul de wasschaal met dH2O totdat deze de bevlekte aorta bedekt tijdens het reinigen. Deze stap vereist oefening en geduld.
- Breng het vat over op een schone, glazen microscoopglaasje.
- Verkrijg digitale microfoto's met behulp van een camera die is aangesloten op een lichtmicroscoop. Sla afbeeldingen met een hoge resolutie op, bij voorkeur in TIFF (Tagged Image File Format) (Figuur 3E).
OPMERKING: Het protocol kan hier worden gepauzeerd. Om te voorkomen dat de aorta uitdroogt, brengt u het vat over in een microcentrifugebuis van 1,5 ml en vult u met 1x DPBS totdat deze de aorta bedekt. Bewaren bij 4 °C.
9. Montage van aorta aan de voorkant (figuur 4, figuur 5)
- Breng het vat over in een was petrischaaltje en vul met 1x DPBS totdat het de aorta bedekt.
- Snijd de halsslagaders, subclavia van de aortaboog en iliacale slagaders in de abdominale aorta 1-2 mm na bifurcaties. Snijd de nierslagaders af. (Figuur 4A)
- Snijd het aortapreparaat langs de binnenste kromming (figuur 4B1) en alleen iliacale slagaders (figuur 4B2) in de lengterichting open met een micro-ontledende veerschaar.
- Knip de drie takken van de aortaboog (d.w.z. inmerineraat, linker halsslagader, linker subclaviaslagader) open langs de grotere kromming tot het basisniveau van de binnenkromming (x-markering) (figuur 4B3-B8) met micro-ontleedende veerschaar.
- Speld de aorta plat (lumen side face-up) in een wasschaal met minutien pinnen en breng 1x DPBS aan totdat deze de aorta bedekt om te voorkomen dat deze uitdroogt (figuur 4C).
OPMERKING: (1) Het is belangrijk om de opgerolde aorta plat te maken en vast te pinnen in het gezicht zonder uit te rekken. Deze stap duurt een paar dagen, afhankelijk van de ernst van atherosclerose. (2) Voor aorta's van Apoe-/- of Ldlr-/- dieren wordt aanbevolen om de aorta plat te pinnen gedurende 24 uur. (3) Het protocol kan hier worden gepauzeerd.
- Reinig de glazen microscoopglaasjes met 70% ethanol en delicate taakwissers (figuur 5A).
- Breng de aorta over in een microscoopglaasje van schoon glas en leg 15 druppels optimale snijtemperatuur (OCT) op een ander schoon glazen microscoopglaasje (figuur 5B).
- Plaats het glazen microscoopglaasje met OCT-verbinding voorzichtig over de aorta en vermijd het vangen van luchtbellen op de dia (figuur 5C).
- Label de dia's met voorbeeldnamen (figuur 5D).
OPMERKING: De gemonteerde en face aorta-dia's kunnen enkele maanden in de vochtkamer bij 4 °C worden bewaard.
10. Beeldvorming en kwantificering van laesies van en face aorta (figuur 6)
- Verkrijg digitale microfoto's met behulp van een camera die is aangesloten op een lichtmicroscoop. Sla afbeeldingen met een hoge resolutie op, bij voorkeur in TIFF (Tagged Image File Format) (Figuur 6A).
- Breng beelden van de met gezicht bevlekte hele aorta over naar een computer die is uitgerust met ImageJ-software.
- Selecteer in ImageJ het gereedschap "Selectie uit de vrije hand" en omcirkel alle olierode O-gekleurde plaque handmatig (intense rode vlekken) terwijl u op de toets "Alt" (voor Windows-pc) of "Shift" (voor Mac) drukt. Klik vervolgens op "Meten" in het menu "Analyseren" om laesiegebieden in het resultatenvenster weer te geven (figuur 6B links).
OPMERKING: Er zijn verschillende valkuilen van de kwantificering van atherosclerotische laesies: (1) kleine stukjes gekleurd adventsvet die vanaf stap 8.7 aan de aorta zijn blijven kleven, kunnen een valse achtergrond opleveren en de kwantificering van plaque verstoren; (2) het verwijderen van een deel van de aortawand of het beschadigen van de aorta uit stap 6.4 en 8.7 kan de kwantificering van plaque verstoren; (3) bellen en plooien gevormd in de aorta na montage (stap 9.8) kunnen de kwantificering van plaque verstoren; en (4) atherosclerotische plaque is een 3D-fenomeen en metingen uitgevoerd in een 2D-vlak weerspiegelen mogelijk niet de ware omvang van de plaque. Naast de analyse van het plaquegebied van en face aorta, wordt aanbevolen om de plaquegrootte in de aortawortel, brachiocephalische slagader, oplopende aorta en abdominale aorta afzonderlijk te analyseren8.
- Omcirkel de buitenste randlijn van de aorta en klik op "Meten" in het menu "Analyseren" om het aortagebied in het resultaatvenster weer te geven (figuur 6B rechts).
- Exporteer alle metingen naar een Excel-bestand.
- Bereken de verhouding van het plaqueoppervlak van het totale aortagebied en normaliseer de waarde als het percentage van het totale olierode O-oppervlak.
- Bereken de verhouding van het plaquegebied in 8-10 Apoe-/- en 8-10 TGFβR2iSMC-Apoe muizen. Presenteer de gegevens als gemiddelde ± SEM (figuur 6C).
- Voer een ongepaarde Student's t-test uit voor statistische analyse van de verhouding van plaquegebiedgegevens in vergelijking met een andere muisgroep. Beschouw de verschillen in gemiddelde waarden als significant bij p < 0,05.