Artykuł metodologiczny

zwapnienie komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych oraz obrazowanie zwapnień i stanów zapalnych aorty

20K wyświetleń

DOI:

10.3791/54017

31 maja 2016

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

Zwapnienie naczyń krwionośnych jest ważnym czynnikiem predykcyjnym i przyczyniającym się do chorób sercowo-naczyniowych u ludzi. Protokół ten opisuje metody indukowania zwapnienia hodowanych pierwotnych komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych oraz ilościowego określania zwapnienia i obciążenia makrofagami w aorcie zwierzęcej za pomocą obrazowania fluorescencyjnego w bliskiej podczerwieni.

Streszczenie

Choroby układu krążenia są główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności na świecie. Blaszki miażdżycowe, składające się z makrofagów obciążonych lipidami i zwapnień, rozwijają się w tętnicach wieńcowych, zastawce aortalnej, aorcie i tętnicach obwodowych i są cechą charakterystyczną chorób sercowo-naczyniowych. U ludzi obrazowanie za pomocą tomografii komputerowej pozwala na ilościowe określenie zwapnienia naczyń krwionośnych; Obecność zwapnienia naczyń krwionośnych jest silnym predyktorem przyszłych zdarzeń sercowo-naczyniowych. Rozwój nowych terapii chorób sercowo-naczyniowych opiera się przede wszystkim na pogłębieniu wiedzy na temat mechanizmów molekularnych leżących u podstaw miażdżycy. Pogłębienie naszej wiedzy na temat mechanizmów miażdżycowych opiera się na modelach mysich i komórkowych. W tym miejscu szczegółowo opisano metodę obrazowania zwapnienia aorty i infiltracji makrofagów przy użyciu dwóch spektralnie odrębnych sond do obrazowania fluorescencyjnego w bliskiej podczerwieni. Obrazowanie fluorescencyjne w bliskiej podczerwieni pozwala na ilościową ocenę ex vivo zwapnień i akumulacji makrofagów w całej aorcie i może być wykorzystane do pogłębienia naszego zrozumienia mechanistycznego związku między stanem zapalnym a zwapnieniem w miażdżycy. Dodatkowo opisano metodę izolacji i hodowli zwierzęcych komórek mięśni gładkich naczyń aorty oraz protokół wywoływania zwapnienia w hodowanych komórkach mięśni gładkich z mysich aort lub z ludzkich tętnic wieńcowych. Ta metoda modelowania zwapnienia naczyń krwionośnych in vitro może być wykorzystana do identyfikacji i scharakteryzowania szlaków sygnałowych, które mogą być ważne dla rozwoju choroby naczyniowej, w nadziei na odkrycie nowych celów terapii.

Wprowadzenie

Choroby układu krążenia są główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności na świecie, w tym w Stanach Zjednoczonych, gdzie odpowiadają za ponad 780 000 zgonów rocznie. 1 Zwapnienie tętnic wieńcowych i zwapnienie aorty są cechami charakterystycznymi choroby miażdżycowej i służą jako silne predyktory zdarzeń sercowo-naczyniowych. 2-4 U dorosłych zgłaszano dwa główne typy zwapnienia naczyń krwionośnych: zwapnienie błony wewnętrznej, związane z miażdżycą, oraz zwapnienie przyśrodkowe (znane również jako Mönckeberg), związane z przewlekłą chorobą nerek i cukrzycą. 5 Zwapnienie błony wewnętrznej występuje w otoczeniu akumulacji lipidów i i....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Wszystkie badania na myszach zostały przeprowadzone zgodnie z zaleceniami zawartymi w Przewodniku po opiece i użytkowaniu zwierząt laboratoryjnych National Institutes of Health. Trzymanie i wszystkie procedury z udziałem myszy opisane w tym badaniu zostały zatwierdzone przez Instytucjonalne Komitety ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Szpitala Ogólnego w Massachusetts (Podkomitet ds. Opieki nad Zwierzętami Badawczymi). Wszystkie zabiegi zostały wykonane z dbałością o zminimalizowanie cierpienia.

1. Przygotowanie odczynników

  1. Obrazowanie fluorescencyjne w bliskiej podczerwieni całych aort
    Uwaga: Sonda do obrazowania f....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Zwapnienia aorty u myszy MGP-/- oraz myszy typu dzikiego zmierzono za pomocą obrazowania fluorescencji wapnia w bliskiej podczerwieni (NIR). W aortach myszy typu dzikiego nie wykryto sygnału wapnia NIR, co wskazuje na brak zwapnień (Rycina 2). W aortach myszy z niedoborem MGP wykryto silny sygnał wapnia NIR, co jest zgodne z zaawansowanym zwapnieniem naczyń. Przekroje tkanek aorty myszy typu dzikiego i MGP-/- barwiono Alizariną czerwoną25 .......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Zwapnienie tętnic jest ważnym czynnikiem ryzyka chorób sercowo-naczyniowych u ludzi i może bezpośrednio przyczyniać się do patogenezy zdarzeń sercowo-naczyniowych. 1,5,52 Zaproponowano, że odkładanie się wapnia w błonie wewnętrznej w cienkich włóknistych czapeczkach choroby miażdżycowej zwiększa miejscowy stres biomechaniczny i przyczynia się do pękania blaszki miażdżycowej. 53,54 Zwapnienie przyśrodkowe wpływa na wyniki kliniczne poprzez zwiększenie sztywności tętnic, co może wywołać przerost mięśn.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Massachusetts General Hospital złożył wniosek o patenty związane z małocząsteczkowymi inhibitorami receptorów BMP typu I oraz zastosowaniem ALK3-Fc w leczeniu miażdżycy i zwapnienia naczyń krwionośnych, a MD, PBY, KDB i RM mogą być uprawnione do opłat licencyjnych.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez Sarnoff Cardiovascular Research Foundation (MFB i TET), Howard Hughes Medical Institute (TM), Ladue Memorial Fellowship Award od Harvard Medical School (DKR), START-Program Wydziału Lekarskiego RWTH Aachen (MD), Niemiecką Fundację Badawczą (DE 1685/1-1, MD), National Eye Institute (R01EY022746, ESB), Fundację Leducq (Multidyscyplinarny Program Wyjaśniający Rolę Morfogenetycznej Sygnalizacji Białkowej Kości w zakresie patogenezy płuc i układowych chorób naczyniowych, PBY, KDB i DBB), Narodowy Instytut Zapalenia Stawów oraz Chorób Układu Mięśniowo-Szkieletowego i Skóry (R01AR057374, PBY), Narodowy Instytut Cukrzycy i Chorób Układu Pokarmowe....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
15 ml probówka stożkowaFalcon352096
Igła 30 GBD305106
Alfa przeciwciało aktynowe do mięśni gładkichSigmaSAB2500963
Szkiełko komoroweNunc Lab-Tek154461
Kolagenaza, Typ 2 WorthingtonLS004176
DeksametazonSigmaD4902
Zmodyfikowany Dulbecco's Eagle Technologie ŚredniegoŻycia11965-084
Sól fizjologiczna buforowana fosforanem Dulbecco, bez wapniaGibco14190-144
ElastazaSigmaE1250
Płodowa surowica bydlęcaGibco16000-044
Kleszcze drobnoziarnisteRobozRS-4972
Kleszcze, ząbkowane na całej krzywejRobozRS-5138
Formalina (10%)Mikroskopia elektronowa Nauki15740
Zrównoważony roztwór soli HankaGibco14025-092
Ludzkie komórki mięśni gładkich tętnic wieńcowychPromoCellC-12511
Strzykawka insulinowa z igłąTerumoSS30M2913
Kwas L-askorbinowySigmaA-7506
Nożyczki sprężynowe do mikropreparacji (13 mm)RobozRS-5676
Nożyczki sprężynowe do mikropreparacji (3 mm)RobozRS-5610
NIR, katepsyna (ProSense-750EX)Perkin ElmerNEV10001EX
NIR, osteogenne (OsteoSense-680EX)Perkin ElmerNEV10020EX
Normalna sólfizjologiczna Hospira0409-4888-10
Jądrowo szybki czerwonySigma-AldrichN3020
System obrazowania OdysseyLi-CorOdyssey 3.0
Penicylina/StreptomycynaCorning30-001-CI
Azotan srebra (5%)Ricca Chemical Company6828-16
Fosforan sodu dwuzasadowy siedmiowodnySigma-AldrichS-9390
Tiosiarczan soduSigmaS-1648
ß-glicerofosforan sól disodowa hydrat SigmaG9422
Kolba do hodowli tkankowych, 25 cm2Falcon353108
Posiew tkankowy płytka (35 mm x 10 mm)Falcon353001
Płytka do hodowli tkankowej, sześciodołkowaFalcon353046
TrypsinCorning25-053-CI
Rurkowy uchwyt na gryzonieKent Scientific RSTR551
Próżniowy system filtracjiMilliporeSCGP00525

Bibliografia

  1. Go, A. S., et al. Heart disease and stroke statistics--2014 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 129 (3), e28-e292 (2014).
  2. Wilson, P. W., et al. Abdominal aortic calcific deposit....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Obrazowanie zwapnienia aortyobrazowanie fluorescencyjne w bliskiej podczerwienimysie kom rki mi ni g adkich aortyindukcja w po ywce do zwapnianiabarwienie metod Von Kossawstrzykni cie do y y ogonowejroztw r do trawienia aortyocena infiltracji makrofag wkwantyfikacja w programie ImageJ

Powiązane artykuły