Angiogeneza, proces tworzenia nowych naczyń krwionośnych z wcześniej istniejących naczyń, odgrywa kluczową rolę w wielu procesach fizjologicznych i patologicznych, takich jak rozwój embrionalny, gojenie się ran, miażdżyca, rozwój nowotworu, itp.1,2,3,4,5. Ten dynamiczny proces obejmuje kilka etapów, w tym degradację macierzy, proliferację komórek naczyniowych, migrację i samoorganizację w celu utworzenia struktur rurkowych oraz stabilizację neo-naczyń krwionośnych6. Wykazano, że promowanie angiogenezy ma kluczowe znaczenie w leczeniu zawału mięśnia sercowego, udaru mózgu i innych rodzajów chorób niedokrwiennych7, podczas gdy hamowanie angiogenezy zostało uznane za obiecującą strategię w leczeniu nowotworów8 i chorób reumatoidalnych9. Angiogeneza została uznana za zasadę organizacyjną odkrywania leków10. W związku z tym skonstruowanie wiarygodnej i wygodnej metody oceny stopnia angiogenezy ma kluczowe znaczenie dla badań mechanicznych lub odkrywania leków w chorobach zależnych od angiogenezy.
Opracowano kilka modeli in vitro i in vivo do oceny angiogenezy11. Wśród nich modele dwuwymiarowe (2-D), takie jak test tworzenia rurki żelowej z matrycą12, nie mogą tworzyć funkcjonalnych struktur rurowych. Modele zwierzęce, takie jak model niedokrwienia kończyn tylnych13,14, mogą odtworzyć proces angiogenezy, ale są złożone i wymagają laserowego systemu obrazowania przepływu krwi plamkowego. Modele 3D morfogenezy naczyń krwionośnych, takie jak test czopa żelowego matrycy, zapewniają prostą platformę, która może naśladować proces angiogenezy in vivo15, ale wykrycie angiogenezy wymaga immunohistochemii lub barwienia immunofluorescencyjnego16,17,18, które są zmienne i słabo zwizualizowane.
Tutaj opisujemy protokół zmodyfikowanego testu z zatyczką żelową matrycy, w którym komórki naczyniowe były mieszane z żelem macierzowym i podskórnie wstrzykiwane do grzbietu myszy w celu utworzenia czopki. W czopie komórki naczyniowe muszą degradować macierz, namnażać się, migrować i samoorganizować, aby ostatecznie utworzyć funkcjonalne naczynia z przepływem krwi w środowisku wewnętrznym. Następnie znakowany fluorescencyjnie dekstran jest wstrzykiwany przez żyłę ogonową, aby przepływać przez korek, a etykieta jest wizualizowana w celu wskazania naczyń krwionośnych. Zawartość angiogenezy można ilościowo ocenić na podstawie długości naczyń. Ta metoda może tworzyć funkcjonalne naczynia, których nie można wytworzyć w modelach angiogenezy 2D12 i nie wymaga skomplikowanego procesu barwienia, jak w zwykłym teście zatyczek żelowych matrycy11. Nie wymaga również drogich specjalistycznych instrumentów, takich jak laserowy system obrazowania przepływu krwi w modelu niedokrwienia kończyn tylnych13,14,19. Metoda ta jest wszechstronna, tania, policzalna i łatwa do wykonania, i może być stosowana do określania pro- lub antyangiogennych zdolności leków lub może być stosowana w badaniach mechanicznych związanych z angiogenezą.