Tutaj dostarczamy chip mikroprzepływowy i automatycznie sterowany, wysoce wydajny system mikroprzepływowy krążenia, który podsumowuje początkowe mikrośrodowisko neowaskularyzacji, umożliwiając stymulację komórek śródbłonka (EC) przez wysokie naprężenie ścinające światło, fizjologiczny poziom przepływu przezśródbłonkowego i rozkład różnych czynników wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) jednocześnie.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Model mikroprzepływowy naśladujący początkowe zdarzenie neowaskularyzacji
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Neowaskularyzacja jest zwykle inicjowana z istniejącego normalnego unaczynienia, a biomechaniczne mikrośrodowisko komórek śródbłonka (EC) w początkowej fazie różni się znacznie od następnego procesu neowaskularyzacji. Chociaż istnieje wiele modeli symulujących różne etapy neowaskularyzacji, nadal brakuje modelu 3D in vitro, który kapituluje początkowy proces neowaskularyzacji pod odpowiednimi stymulacjami normalnych mikrośrodowisk unaczynienia. W tym miejscu zrekonstruowaliśmy model 3D in vitro, który naśladuje początkowe zdarzenie neowaskularyzacji (MIEN). Model MIEN zawiera mikroprzepływowy chip kiełkujący i automatyczny, wysoce wydajny system cyrkulacji sterowania. Utworzono funkcjonalny, perfuzyjny mikrokanał pokryty śródbłonkiem, a proces kiełkowania symulowano w mikroprzepływowym chipie do kiełkowania. Początkowo fizjologiczne mikrośrodowisko neowaskularyzacji zostało podsumowane za pomocą mikroprzepływowego systemu sterowania, za pomocą którego EC byłyby narażone na wysokie naprężenia ścinające światło, fizjologiczny przepływ przezśródbłonkowy i różne rozkłady czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) jednocześnie. Model MIEN może być z łatwością zastosowany do badania mechanizmu neowaskularyzacji i jest potencjalnie obiecujący jako tania platforma do badań przesiewowych leków i zastosowań toksykologicznych.
Wprowadzenie
Neowaskularyzacja zachodzi w wielu normalnych i patologicznych procesach1,2,3,4, które obejmują dwa główne procesy u dorosłych, angiogenezę i arteriogenezę5. Oprócz najbardziej znanych czynników wzrostu, takich jak czynnik wzrostu śródbłonka naczyń krwionośnych (VEGF)6, stymulacje mechaniczne, w szczególności naprężenie ścinające wywołane przepływem krwi, są ważne w regulacji neowaskularyzacji7. Jak wiemy, wielkość i formy naprężeń ścinających różnią się dramatycznie i d....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Przygotowanie wafla
UWAGA: Ten protokół jest specyficzny dla negatywnego fotorezystu SU-8 2075 używanego podczas tych badań.
- Wyczyść płytkę krzemową 3 do 5 razy metanolem i izopropanolem na powlekarce wirowej w następujący sposób: najpierw wiruj przez 15 s przy 500 obr./min, a następnie wiruj przez 60 s przy 3,000 obr./min.
- Przenieś wafel silikonowy na płytę grzejną, która jest podgrzana do 180 °C i piecz wafel przez 10 minut.
- Wyjmij wafel silikonowy z płyty grzejnej i ostudź go do temperatury pokojowej. Ponownie wyczyść wafel sprężonym powietrzem przed przystąpieniem do powlekania wirowego. Nałóż 4 ml fot....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Przedstawiony tutaj model 3D in vitro do naśladowania początkowego zdarzenia neowaskularyzacji (MIEN) składał się z mikrofluidycznego chipa do kiełkowania oraz mikrofluidycznego systemu sterowania. Mikrofluidyczny chip do kiełkowania został zoptymalizowany na podstawie wcześniejszych publikacji22,23,37,40,51,52,.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Przez długi czas obserwacja neowaskularyzacji w czasie rzeczywistym stanowiła problem. Ostatnio opracowano kilka podejść do tworzenia perfundowanych naczyń wyściełających EC i przylegających do macierzy zewnątrzkomórkowej w celu kiełkowania 22,32,40,46,54, ale mikrośrodowisko mechaniczne jest nadal trudne do stałego utrzymania. Pozostaje trudnym tematem do naś.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca była wspierana przez National Natural Science Research Foundation of China Grants-in-Aid (granty nr 11827803, 31971244, 31570947, 11772036, 61533016, U20A20390 i 32071311), Narodowy Kluczowy Program Badań i Rozwoju Chin (granty nr 2016YFC1101101 i 2016YFC1102202), Projekt 111 (B13003) oraz Pekińską Fundację Nauk Przyrodniczych (4194079).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,25% Trypsyna-EDTA | Genview | GP3108 | |
| Kolagen I, ogon szczura | Corning | 354236 | |
| DAPI | Sigma-Aldrich | D9542 | |
| Elektromagnetyczny zawór zaciskowy | Wokun Technology | WK02-308-1/3 | |
| Pożywka dla komórek śródbłonka (ECM) | Sciencell | 1001 | |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | Każdy zielony | NA | |
| Fibronectin | Corning | 354008 | |
| FITC-dekstran | Miragen | 60842-46-8 | |
| Graficzne środowisko programowania | Lab ZOBACZ | NA | |
| Oprogramowanie do edycji obrazów | PhotoShop | NA | |
| Program do przetwarzania obrazów | ImageJ | NA | |
| Isopropanol | Sigma-Aldrich | 91237 | |
| Sprzęt litograficzny | Instytut Optyki i Elektroniki, Chińska Akademia Nauk | URE-2000/35 | |
| Metanol | Sigma-Aldrich | 82762 | |
| Pompa mikroperystaltyczna | Płyn ołowiowy | BT101L | |
| Pompa mikrostrzykawkowa | Płyn ołowiowy | TYD01 | |
| Plazma tlenowa | MING HENG | PDC-MG | |
| Paraformaldehyd | Sigma-Aldrich | P6148 | |
| PBS (10x) | Beyotime | ST448 | |
| Trwały fotorezystor epoksydowy ujemny | Microchem | SU-8 2075 | |
| Sól sodowa czerwieni fenolowej | Sigma-Aldrich | P5530 | |
| Polidimetylosiloksan (PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 | |
| Bromowodorek poli-D-lizyny (PDL) | Sigma-Aldrich | P7886 | |
| Politetrafluoroetylen-teflon | NA | ||
| Oprogramowanie programowe | MATLAB | NA | |
| Rekombinowany ludzki VEGF-165 | StemImmune LLC | HVG-VF5 | |
| Wodorotlenek sodu (NaOH) | Sigma-Aldrich | 1.06498 | |
| Inkubator górny | Tokai Hit | NA | |
| SU-8 wywoływacz | Microchem | NA | |
| Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooktylo)silan | Sigma-Aldrich | 448931 | |
| TRITC Phalloidin | Sigma-Aldrich | P5285 |
Bibliografia
- Potente, M., Gerhardt, H., Carmeliet, P. Basic and therapeutic aspects of angiogenesis. Cell. 146 (6), 873-887 (2011).
- Barger, A. C., Beeuwkes, R. D., Lainey, L. L., Silverman, K. J. Hypothesis: vasa vasorum and neovasculariza....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
