Opisujemy procedury ilościowego określania i charakteryzowania zmian miażdżycowych w modelach mysich, wykorzystując precyzyjne przekroje zatoki aortalnej aorty i aorty wstępującej w połączeniu z analizą histochemiczną i immunohistochemiczną.
Artykuł metodologiczny
Opisujemy procedury ilościowego określania i charakteryzowania zmian miażdżycowych w modelach mysich, wykorzystując precyzyjne przekroje zatoki aortalnej aorty i aorty wstępującej w połączeniu z analizą histochemiczną i immunohistochemiczną.
Miażdżyca jest chorobą dużych tętnic i główną przyczyną zawału mięśnia sercowego i udaru mózgu. Opracowano kilka różnych modeli mysich, aby ułatwić badanie molekularnej i komórkowej patofizjologii tej choroby. W niniejszym manuskrypcie opisano konkretne techniki kwantyfikacji i charakterystyki zmian miażdżycowych w mysiej zatoce aortalnej i aorcie wstępującej. Zaletą tej procedury jest to, że zapewnia dokładny pomiar pola przekroju poprzecznego i całkowitej objętości zmiany, co można wykorzystać do porównania progresji miażdżycy w różnych grupach leczenia. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu ulotek zaworów jako anatomicznego punktu orientacyjnego, wraz ze staranną regulacją kąta przekroju. Opisujemy również podstawowe metody barwienia, które można zastosować, aby rozpocząć charakterystykę progresji miażdżycy. Mogą one być dalej modyfikowane w celu zbadania antygenów o szczególnym znaczeniu dla badacza. Opisane techniki mają ogólne zastosowanie do szerokiej gamy istniejących i nowo powstałych dietetycznych i genetycznie indukowanych modeli miażdżycy.
W ciągu ostatnich dwóch dekad rozwój i wykorzystanie modeli myszy podatnych na miażdżycę poprzez dietetyczne i/lub genetyczne manipulacje znacznie zwiększyły nasze zrozumienie molekularnych i komórkowych mechanizmów związanych z rozwojem zmian miażdżycowych1-3. Duża część naszej wiedzy i zrozumienia miażdżycy pochodzi z badań przeprowadzonych na apolipoproteinie (Apo)-E deficient4 myszy, u których zmiany miażdżycowe rozwijają się spontanicznie i z niedoborem receptora lipoprotein o niskiej gęstości (LDLR)5 myszy, u których miażdżyca jest wywołana dietą. Ważną zaletą tych modeli jest to, że pozwalają one na badanie stosunkowo dużej liczby genetycznie zdefiniowanych zwierząt w kontrolowanych warunkach żywieniowych i środowiskowych. Ponadto zaawansowane zmiany miażdżycowe, które rozwijają się w niektórych z tych szczepów myszy, wydają się być bardzo podobne do tych obserwowanych u ludzi, zawierających wypełnione lipidami nekrotyczne rdzenie i włókniste czapeczki. Miażdżyca rozwija się szybko w tych modelach mysich, co sprawia, że bardzo możliwe jest badanie rozwoju zmian, od smug tłuszczowych do zaawansowanej płytki nazębnej, w ciągu kilku tygodni. Ponadto wykazano, że znane czynniki ryzyka chorób sercowo-naczyniowych u ludzi, w tym cukrzyca6, dyslipidemia7, otyłość8, nadciśnienie 9, dym papierosowy10 i siedzący tryb życia11, dodatkowo przyspieszają rozwój zmian.
W większości, jeśli nie we wszystkich modelach myszy podatnych na miażdżycę, rozwój zmian można najpierw wykryć w zatoce aortalnej. Czas wystąpienia zależy od szczepu myszy i diety. W miarę powiększania się zmian mają tendencję do wyrastania z aorty wstępującej. U myszy ApoE-/- i LDLR-/- późniejszy rozwój zmian można wykryć w rozwidleniach aorty w łuku aorty, w aorcie zstępującej i w innych większych tętnicach12-14. Dr Beverly Paigen i współpracownicy, oprócz opracowania jednych z najwcześniejszych modeli miażdżycy wywołanej dietą, ustanowili również test do ilościowego oznaczania zmian miażdżycowych w zatoce aortalnej, który stał się standardem pomiaru zmian w modelach mysich15. Z biegiem lat technika ta została udoskonalona i szczegółowo opisana16. Poniżej przedstawiamy zmodyfikowaną wersję "metody Paigena" do kwantyfikacji i charakterystyki zmian miażdżycowych u myszy. Analiza szeregowych przekrojów poprzecznych aorty z określonego obszaru naczyniowego oraz w określonej i ustalonej orientacji ułatwia precyzyjne gromadzenie danych i pozwala na dokładne wykrycie zmian w rozwoju zmian w różnych grupach leczenia. Przedstawione tutaj metody opierają się na poprzednich technikach. W szczególności opisujemy, w jaki sposób możliwa jest charakterystyka zmiany pod względem obszaru, objętości, martwicy i zawartości komórkowej poprzez badanie odcinków seryjnych przy użyciu kombinacji histochemii i immunohistochemii.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Komisja Etyki Badań nad Zwierzętami Uniwersytetu McMaster wstępnie zatwierdziła wszystkie procedury opisane w niniejszym dokumencie.
1. Zbieranie serca i aorty
2. Przygotowanie aorty
3. Przekrój aorty
4. Barwienie i kwantyfikacja zmian miażdżycowych
Zmiany miażdżycowe mogą być analizowane na wiele różnych sposobów przy użyciu różnych technik. Najbardziej podstawowa analiza polega na określeniu pola przekroju poprzecznego zmiany. Aby dokładnie porównać obszar zmiany chorobowej, ważne jest, aby punkt wyjścia do pomiaru zmiany był spójny dla każdej próbki. Jest to ułatwione dzięki zastosowaniu ulotek zaworów do orientacji. Aby ułatwić dokładną identyfikację i kwantyfikację obszaru zmiany, wybrane przekroje poprzeczne są barwione hematoksyliną i eozyną. Polega to na zanurzeniu szkiełek w serii roztworów na określony czas, które będą deparafinizować/zabarwić tkankę.
Protokół barwienia hematoksyliny i eozyny:
5. Dalsza charakterystyka zmiany miażdżycowej
Szczegółowe informacje dotyczące etapu rozwoju miażdżycy można określić poprzez barwienie przeciwciałami skierowanymi przeciwko określonym typom komórek lub markerom. Immunohistochemia skrawków parafiny jest standardową techniką stosowaną do identyfikacji określonych typów komórek lub markerów w kontekście otaczającej niebarwionej tkanki. Wykrywanie antygenu jest zwykle osiągane przy użyciu substratu peroksydazy chrzanowej.
Barwienie immunofluorescencyjne wymaga użycia przeciwciał sprzężonych z fluoroforem i wymaga mikroskopu fluorescencyjnego oraz odpowiednich filtrów do wykrywania. Technika ta pozwala na jednoczesne barwienie dwóch (lub więcej) antygenów.
Ogólny protokół barwienia immunohistochemicznego:
6. Ogólny protokół barwienia immunofluorescencyjnego
Podobny protokół, z niewielkimi zmianami, może być stosowany do barwienia immunofluorescencyjnego.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Pięciotygodniowe myszy LDLR-/- były karmione standardową dietą lub dietą wysokotłuszczową przez dziesięć tygodni. Myszy zostały złożone w ofierze i perfundowane formaliną, jak opisano powyżej. Przekroje poprzeczne zatoki aortalnej przygotowano i wybarwiono hematoksyliną i eozyną w celu określenia obszaru i objętości zmiany (ryc. 4). Kiedy myszy są karmione standardową dietą żywieniową, rozwój miażdżycy jest bardzo ograniczony i może nie być wykrywalny w wieku 15 tygodni. Dieta wysokotłuszczowa znacznie ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Miażdżyca jest złożoną, przewlekłą chorobą dużych tętnic mięśniowych, która jest główną przyczyną zawału mięśnia sercowego i udaru mózgu. Postęp choroby obejmuje wzajemne oddziaływanie wielu różnych typów komórek w ścianie tętnicy, z krążącymi krwinkami, cząsteczkami lipoprotein i innymi czynnikami przenoszonymi przez krew, które dopiero zaczynamy rozumieć. Znaczna część naszej obecnej wiedzy na temat rozwoju i progresji miażdżycy pochodzi z badań przeprowadzonych w specjalnie zaprojektowanych systemach modeli myszy poda...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
To badanie zostało sfinansowane z grantu operacyjnego z Kanadyjskich Instytutów Nauk o Zdrowiu i Kanadyjskiego Towarzystwa Diabetologicznego. DEV jest wspierany przez stypendium Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT, Chile).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Myszy z niedoborem LDLR ( D2.129S7(B6)-Ldlrtm1Her/J) | Zapas Jackson Laboratory | #002207 | |
| Formalina | Sigma-Aldrich | HT5011 | |
| Formy histologiczne | Ted Pella Inc | 27195 | |
| Paramat parafinowy | 19286-10 | ||
| Szkiełka powlekane | Fisher | 12-550-15 | |
| Pojemniki na rozpuszczalniki | Tissue Tek II | 4457 | |
| Mikrotom | Leica | RM22S5 | |
| Kąpiel wodna | VWR | 80086-982 | |
| Mikroskop | Olympus | BX41TF | |
| Aparat | Olympus | DP72 | |
| ImageJ | NIH | www.rsbweb.nih.gov/ij/ | |
| Procesor | Sakura Finetek | VIP6-A1 | |
| Kasety do przetwarzania | VWR | 18000-134 | |
| Preassure Cooker | Nordic Ware | ||
| Szkiełko nakrywkowe | Fisher | 12-545-M | |
| PBS | Sigma-Aldrich | P3813 | |
| Ostrze mikrotomu | Thermo Scientific | 30-518-35 | |
| Mocowanie przeciwblaknięcia średnie | Sigma-Aldrich | F-4680 | |
| Mocowanie ksylenu Średnie | Sigma-Aldrich | 44581 | |
| Podłoże montażowe Aquous | Sigma-Aldrich | I1161 | |
| Mac-3 anbody | BD Pharmingen | 553322 | |
| DAPI | Przeciwciało Sigma-Aldrich | D9542 | |
| F4/80 | Abcam | Ab6640 | |
| Przeciwciało alfa aktyny | Santa Cruz Biotechnology | SC-32251 | |
| Mayer’ s Hematoxylin | Sigma-Aldrich | E4382 | |
| Eosin Y | Sigma-Aldrich | MHS16 | |
| DAB (3,3'-Diaminobenzydyna) | Dako | K3468 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie