Hier presenteren we een protocol voor het behoud van de menselijke arteriële architectuur door weefselstabiliserende gel in het vaatlumen te infuseren voordat deze wordt doorgesneden voor moleculaire of histopathologische analyse.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Hier presenteren we een protocol voor het behoud van de menselijke arteriële architectuur door weefselstabiliserende gel in het vaatlumen te infuseren voordat deze wordt doorgesneden voor moleculaire of histopathologische analyse.
Weerstandsslagaders, waaronder kleine slagaders en arteriolen, spelen een essentiële rol bij het reguleren van de bloeddruk en weefselperfusie. Disfunctie in deze slagaders kan leiden tot verschillende cardiovasculaire aandoeningen zoals hypertensie, atherosclerose en hartfalen, evenals neurovasculaire aandoeningen. Het onderzoek van menselijke weerstandsslagaders is cruciaal voor het begrijpen van de mechanismen van hart- en vaatziekten en het ontwikkelen van gerichte therapeutische strategieën. Deze studie presenteert een innovatieve methode voor het voorbereiden van geïsoleerde menselijke weerstandsslagaders door een weefselstabiliserende gel in het lumen te infuseren, waardoor hun oorspronkelijke architectuur en cellulaire integriteit behouden blijven. Menselijk omentair weefsel werd verkregen van patiënten die buikoperaties ondergingen, en kleine weerstandsslagaders (100-300 μm in diameter) werden geïsoleerd door zorgvuldige microdissectie. De slagaders werden vervolgens gecanuleerd, onder druk gezet in een cultuurmyograafkamer en gefixeerd met 10% neutraal gebufferd formaline. Een weefselstabiliserende gel werd in het lumen van de gecanuleerde slagader toegediend, die kon stollen om de driedimensionale structuur te behouden. Histologische, immunohistochemische en genexpressieanalyses werden uitgevoerd om het behoud van de slagaders te beoordelen. Histologische secties onthulden de goed bewaarde structurele integriteit en natuurlijke architectuur van de slagaders, met behoud van goed gedefinieerde endotheel- en gladde spierlagen. Immunohistochemische kleuring toonde een duidelijke lokalisatie van markers zoals CD31 en actine in de α-gladde spieren. In situ hybridisatie onthulde specifieke genexpressiepatronen, wat inzicht gaf in de moleculaire mechanismen. Deze geavanceerde methode van intraluminale gelinfusie biedt aanzienlijke voordelen en maakt geavanceerde beeldvorming en uitgebreide analyse van arteriële structuur, remodellering en cellulaire interacties in zowel gezonde als zieke toestanden mogelijk. Deze methode heeft het potentieel om de klinische diagnostiek en therapeutische strategieën voor vaatziekten te verbeteren, waardoor het een waardevol hulpmiddel is voor het bevorderen van vasculair biologisch onderzoek.
Weerstandsslagaders reguleren de bloedstroom en druk en ondergaan aanzienlijke veranderingen bij aandoeningen zoals hypertensie, diabetes en atherosclerose 1,2,3,4,5. Het onderzoeken van menselijke weerstandsslagaders is essentieel voor het begrijpen van cardiovasculaire pathologieën en het ontwikkelen van gerichte therapieën 6,7,8,9,10. Traditionele methoden voor het onderzoeken van bloedvaten hebben vaak geleid tot artefacten en verlies van driedimensionale integriteit 10,11,12,13,14,15. Om deze beperkingen aan te pakken, presenteren we een innovatieve methode voor het voorbereiden van geïsoleerde menselijke weerstandsslagaders door een gel in het lumen te infuseren, waardoor hun ex vivo en/of in vivo structuur bij benadering behouden blijft.
Deze intraluminale gelinfusietechniek behoudt de natuurlijke architectuur van de slagaders, waardoor een nauwkeurigere weergave van hun fysiologische toestand mogelijk is. Door de vaatstructuur te stabiliseren, vergemakkelijkt deze methode gedetailleerd onderzoek van arteriële remodellering, cellulaire structuur, microdomeinen, heterocellulaire juncties en gen-/eiwitexpressie over verschillende cellagen. Deze techniek is vooral voordelig voor het bestuderen van celtype-specifieke componenten in zowel gezonde als zieke toestanden.
Deze techniek is met succes toegepast in onze recente studie16, waarmee de effectiviteit ervan is aangetoond bij het behoud van de structurele en moleculaire integriteit van menselijke weerstandsslagaders, waardoor geavanceerde beeldvorming en uitgebreide analyse mogelijk zijn. Het succes van deze applicatie inspireerde ons om dit gedetailleerde protocol te documenteren voor gebruik door anderen.
In dit methodedocument beschrijven we het protocol voor het voorbereiden van geïsoleerde menselijke weerstandsslagaders en het infuseren ervan met een biocompatibele weefselstabiliserende gel (Tissue Guard Gel). Hier beschrijven we de experimentele methode en illustreren we de toepassingen ervan voor de beoordeling van de arteriële structuur en het onderzoek naar gen- en eiwitexpressiepatronen in verschillende cellagen. Door een uitgebreide en reproduceerbare techniek te bieden voor de voorbereiding van menselijke weerstandsslagaders, willen we het cardiovasculaire biologisch onderzoek bevorderen, de reproduceerbaarheid van resultaten verbeteren en bijdragen aan nieuwe diagnostische en therapeutische benaderingen voor hart- en vaatziekten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Voordat u de volgende experimenten uitvoert, moet u ervoor zorgen dat het gebruik van menselijke weefsels en de volgende procedures zijn goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB). Het verzamelen van omentaal weefsel van patiënten die klinisch geïndiceerde buikoperaties ondergaan in het National Institutes of Health (NIH) Clinical Center werd uitgevoerd met goedkeuring van de NIH Institutional Review Board (NCT01915225). Alle deelnemers gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming.
1. Materialen en uitrusting
2. Verzameling van menselijk oogvuil
3. Microdissectie van menselijke kleine weerstandsslagaders
4. Voorbereiding van de cultuurmyograafkamer
5. Cannulatie en druk van slagaders
6. Fixatie van de slagader
7. Bereiding van weefselstabiliserende gel
8. Intraluminale gelinfusie en inbedding
9. Histopathologie
10. Immunohistochemie
11. RNAScope chromogene in situ hybridisatie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Menselijk omentair weefsel werd verkregen van patiënten die klinisch geïndiceerde buikoperaties ondergingen. Kleine weerstandsslagaders (100-300 μm in diameter) werden minutieus geïsoleerd van het omringende vet- en bindweefsel onder een dissectiemicroscoop (Figuur 1A-C). De geïsoleerde slagaders werden gereinigd, met succes gecanuleerd en op de glazen canules in de kweekmyograafkamer gemonteerd voor drukregeling (
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Vooruitgang in medische beeldvorming, chirurgische technieken en onderzoeksmethodologieën hebben ons begrip van 3D-vasculaire architectuur verbeterd, wat een revolutie teweegbrengt in diagnostiek, chirurgische planning en onderzoek 17,18,19,20. Ondanks deze innovaties blijft het behoud van de 3D-structuur van geïsoleerde menselijke weerstandsslagaders een uitda...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
NIAID GenAI werd gebruikt om een eerste schets en ontwerp van het manuscript te genereren, dat grondig werd geschreven, beoordeeld en bewerkt door de menselijke auteurs om nauwkeurigheid en samenhang te garanderen.
Dit onderzoek werd gefinancierd door de afdeling Intramuraal Onderzoek van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases, projectnummer AI001150 van HCA. We danken ons voormalige laboratoriumlid, Dr. Steven Brooks, evenals onze huidige laboratoriumleden, Mohamed Ibrahim, Mary Jackson en Jian Wu van de sectie Malaria Functional Genomics, voor hun hulp bij het vastleggen van beelden tijdens het proces.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 1% Focus Acid Alcohol | StatLab | SL89-1 | |
| 10% NBS | Leica Biosystems | 3800598 | |
| 4K Microscopy HDMI Camera | Hitech Instruments, Inc. | HT-XP4K8MA | |
| Antibody Diluent- Background Reducing | Dako | S3022 | |
| Automated Tissue Processor | Leica Biosystems | HistoCore PEGASUS/Cat# 14048858005 | |
| Bond Dewax Solution | Leica Biosystems | AR9222 | |
| Bond Epitope Retrieval Solution 1 | Leica Biosystems | AR9961 | |
| Bond Epitope Retrieval Solution 2 | Leica Biosystems | AR9640 | |
| Bond Polymer Refine Detection | Leica Biosystems | DS9800 | |
| Bond Polymer Refine Red Detection | Leica Biosystems | DS9390 | |
| Bond Wash Solution (10x) | Leica Biosystems | AR9590 | |
| Cannula Pack (glass), 80–100 μm | DMT | Product Code: 300407 | |
| CD31 | Abcam | ab28364 | |
| Dissection Dishes, Large (pyrex glass), 93 mm | Living Systems Instrumentation | SKU: DD-90 | |
| Dissection Dishes, Small | Living Systems Instrumentation | SKU: DD-50 | |
| Dissection Microscope | Hitech Instruments, Inc. | ZEISS SteREO Discovery.V8 | |
| Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | Item No. 11295-10 | |
| Dumont #5SF Forceps | Fine Science Tools | Item No. 11252-00 | |
| EcoMount | BioCare Medical | EM897L | |
| Eosin | IHC World | IW-3100B | |
| Hematoxylin | BioCare Medical | Cathe-MM | |
| Iamging camera | Olyumpus | DP28 | |
| Imaging Microscope | Olyumpus | BX51 | |
| Krebs Henseleit Buffer (with 2 mM Calcium Chloride) | Boston BioProducts, Inc. | SKU: C-10625N-200mL | |
| Krebs-Henseleit Buffer (without Calcium) | Boston BioProducts, Inc. | SKU: C-9906W-200mL | |
| Mounting Media | ThermoFisher Scientific | 4111 | |
| Myograph chamber and Unit | DMT | 202/204CM | |
| PBS (phosphate buffered saline) | Thermofisher Scientific | 10010023 | |
| PPIB | ACDBio | 313908 | |
| RNAscope 2.5 LS Reagent Kit-RED | ACDBio | 322150 | |
| Stainer | Leica | Leica Bond RX automated system | |
| Stainless steel dissection pins | Living Systems Instrumentation | SKU: PIN-0.1MM | PIN-0.2MM | PIN-#3 | PIN-VP-1 | |
| Surgipath Paraplast | Leica Biosystems | 39601006 | |
| Tissue Guard Gel | StatLab | TissueGuard/SKU: TG12 | |
| Vannas Spring Scissors - 2 mm Cutting Edge | Fine Science Tools | Item No. 15000-03 | |
| Vannas Spring Scissors - 2.5 mm Cutting Edge | Fine Science Tools | Item No. 15000-08 | |
| Vannas Spring Scissors - 3 mm Cutting Edge | Fine Science Tools | Item No. 15000-00 | |
| α-SMA | Abcam | ab5694 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.