Nós apresentamos um protocolo para estudar as interações endotelial-pericyte humanos no rato usando uma variação do ensaio plugue angiogênese gel matriz.
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Artigo de método
Nós apresentamos um protocolo para estudar as interações endotelial-pericyte humanos no rato usando uma variação do ensaio plugue angiogênese gel matriz.
A angiogênese é o processo pelo qual novos vasos sanguíneos são formados a partir de vasos existentes. O crescimento de novos vasos requer proliferação, migração e alinhamento coordenados de células endoteliais para formar estruturas tubulares, seguidos pelo recrutamento de pericitos para fornecer suporte mural e facilitar a maturação dos vasos. As abordagens atuais de cultura de células in vitro não podem reproduzir totalmente o ambiente biológico complexo onde as células endoteliais e os pericitos interagem para produzir vasos funcionais. Apresentamos uma nova aplicação do ensaio de tampão de gel de matriz in vivo para estudar as interações endotelial-pericito e a formação de vasos sanguíneos funcionais usando camundongos com mutação de imunodeficiência combinada grave (SCID). Resumidamente, o gel de matriz é misturado com uma solução contendo células endoteliais com ou sem pericitos, seguido de injeção nas costas de camundongos SCID anestesiados. Após 14 dias, os tampões de gel da matriz são removidos, fixados e seccionados para análise histológica. O comprimento, número, tamanho e extensão da cobertura de pericitos de vasos maduros (definidos pela presença de glóbulos vermelhos no lúmen) podem ser quantificados e comparados entre grupos experimentais usando plataformas estatísticas comerciais. Além de seu uso como um ensaio de angiogênese, este ensaio de tampão de gel de matriz pode ser usado para conduzir estudos genéticos e como uma plataforma para a descoberta de medicamentos. Em conclusão, este protocolo permitirá aos pesquisadores complementar os ensaios in vitro disponíveis para o estudo das interações endotelial-pericito e sua relevância para a angiogênese sistêmica ou pulmonar.
A angiogénese é o processo pelo qual novos vasos sanguíneos são formados a partir de uma rede vascular pré-existente e 1 é o foco da pesquisa em curso em muitas áreas, desde o desenvolvimento normal da doença. Este processo dinâmico envolve a proliferação e migração de células endoteliais (ECS) e recrutamento de pericitos para a construção de um tubo vascular que é dirigida para o local que necessita de oxigénio e de nutrientes de entrega 2. Para estudar este processo requer um ensaio dinâmico igualmente, o mais importante que pode recapitular a natureza tridimensional de formação de tubos. Os ensaios in vitro de matrizes 3D foram desenvolvidos para atender a essa necessidade e têm funcionado bem para permitir que pesquisadores para definir os passos discretos no espaço e no tempo em que a angiogénese ocorre 3, 4, 5, 6. No entanto, estes modelos in vitro de matrizes 3D estão limitadas a estudar navios não-perfundidos umd, por conseguinte, não têm componentes críticos pertinentes para o processo de angiogese (por exemplo, circulando o crescimento e factores inibitórios, a tensão não natural / forças através do leito vascular) e falhar para simular o ambiente complexo presente no tecido vivo. Para resolver esta limitação, vários ensaios in vivo da angiogénese têm sido desenvolvidos 7, incluindo o ensaio de tampão de gel de matriz, que será o foco do nosso relatório 8, 9.
O ensaio de matriz de tampão de gel é um ensaio in vivo de angiogénese bem estabelecido que atrai pesquisadores, pois proporciona uma plataforma robusta para testar os papéis dos diferentes células e substâncias na angiogênese. gel de matriz é uma membrana basal solução disponível comercialmente que é segregado pela linha celular de Engelbreth-Holm-Swarm (EHS) sarcoma de rato que solidifica em um material semelhante a gel a 37 ° C. A matriz de gel pode ser misturado com as células e / ou substâncias, tais como factores de crescimento, e injected subcutaneamente no mouse. O anfitrião ECs vai invadir a ficha ao longo de 14 dias, formar uma rede vascular, e tornar-se perfusão com sangue do hospedeiro. Até à data, os ensaios camada de gel de matriz têm-se centrado exclusivamente no estudo do comportamento da célula endotelial durante a angiogénese, no entanto, com o melhor de nosso conhecimento nenhum esforço foi feito ainda para determinar se este ensaio pode ser utilizado células endoteliais para co-cultura e pericitos para estudar como estes dois tipos de células interagem durante a angiogênese. Especificamente, a compreensão da relação entre ECs e pericitos é valioso para o estudo de doenças em que a perda de vasos sanguíneos é patológico, incluindo isquemia microvascular e doença vascular periférica 10, 11, 12.
Aqui, nós descrevemos um protocolo que introduz pericitos derivadas de humanos para a mistura de gel da matriz juntamente com ECs humano e factor de crescimento de fibroblastos (bFGF). Esta mistura pode então ser injectado por via subcutânea in o dorso de ratinhos SCID para permitir a formação de pericitos, revestidos, vasos híbridos totalmente funcionais. Nosso protocolo descreve como preparar tampões de gel matriz contendo ECs humanos com ou sem pericitos humanos, colocação em ratinhos SCID e como analisar os cortes histológicos para endpoints angiogênese críticos.
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Declaração de Ética: Procedimentos envolvendo indivíduos animais foram aprovados pelo Institutional Animal Care e do Comitê Use na Stanford University School of Medicine.
NOTA: Os animais estão sob anestesia com 3% de isoflurano vaporizador e fornecimento 3% de O2 gás. O uso de pomada veterinário nos olhos pode ajudar a prevenir o ressecamento enquanto sob anestesia.
1. Preparação de células
2. Preparação matriz de gel
3. Misturar matriz de gel com células
4. Rato Preparação
5. Injecção matriz de gel
6. Matrix Gel plug Isolamento: 14 dias após a injecção
7. Parafina Processo Matrix Gel plug
8. Secções mancha com hematoxilina e eosina (H & E) 13
9. Stain outros slides para Capilares Humanos e pericitos
10. Quantificar Capilar Densidade e Estrutura 14
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Representante H & E e imunofluorescência coloração das seções camada de gel de matriz são mostrados na Figura 2. Os pontos de CE apenas fichas de exibir alguns vasos que na maioria não são perfundidos com sangue (Figura 2 parte superior esquerda, setas pretas), enquanto fichas contendo tanto ECs e pericitos mostrar vários perfundido vasos com diâmetros maiores e cobertura pericyte completa, como evidenciado por coloração SMA positivo imediatamente ad...
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O ensaio de tampão de gel de matriz tem provado ser um método conveniente e poderoso para avaliar a regulação do gene na angiogénese, os compostos angiogénicos e anti-angiogénicos in vivo, e para complementar os testes in vitro. Aqui, descrevemos em detalhe um ensaio tampão de gel matriz novela de angiogênese humana que investiga a interação entre as células endoteliais e pericitos durante a formação de vasos.
Existem alguns passos novos e críticos neste protocolo....
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Nenhum interesse financeiro conflitante está incluído.
Dr. K. Yuan foi apoiado por um Subsídio de Desenvolvimento de Cientistas da American Heart Association (15SDG25710448) e pelo Prêmio de Prova de Conceito da Associação de Hipertensão Pulmonar (SPO121940). O Dr. V. de Jesus Perez foi apoiado por um prêmio de desenvolvimento de carreira da Fundação Robert Wood Johnson, um prêmio NIH K08 HL105884-01, um Prêmio da Associação de Hipertensão Pulmonar, um Prêmio de Pesquisa Biomédica da American Lung Association e um Prêmio de Pesquisa Translacional e Medicina Aplicada prêmio da Universidade de Stanford.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| PBS (Solução salina tamponada com fosfato) | Corning | 21-031-CV | |
| 0,25% Tripsina/0,53 mM EDTA | Corning | 25-053-CI | |
| Kit de mídia de células endoteliais (ECM) | Sciencell | 1001 | inclui mídia, suplemento de crescimento EC e penicilina/estreptomicina, cada um fornecido no volume apropriado para fácil mistura |
| Kit de mídia pericitária (PM) | Sciencell | 1201 | inclui meios, suplemento de crescimento de pericitos e penicilina/estreptomicina, cada um fornecido no volume apropriado para facilitar a mistura |
| de células endoteliais microvasculares pulmonares humanas primárias | Iniciativa de Avanço da Hipertensão Pulmonar | este tipo de célula também está disponível comercialmente. Células usadas na passagem 1-4 | |
| pericitos pulmonares humanos primários | Iniciativa de Avanço da Hipertensão Pulmonar | este tipo de célula não está disponível comercialmente, mas os paricitos cerebrais estão. Células usadas na passagem 1-4 | |
| bFGF (Fator de Crescimento de Fibroblastos básico) | Peprotech | 100-18B | solução estoque é 50 μ g/ml em 0,1% BSA em PBS, alíquotas a 50 μ l e armazenado a -20 graus |
| Matriz de Membrana Basal Matrigel | BD | 356237 | |
| 28 G 1 cc Seringa Insluin | BD | 329410 | |
| SCID (Deficiência Imunológica Combinada Grave) camundongos | The Jackson Laboratory | 5557 | NOD. A cepa SCID IL2R gamma knockout é a melhor cepa; 4-6 semanas de idade |
| Tubos de microcentrífuga de 1,5 ml, estéreis | Thermo Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| Tubos com tampa de rosca de 15 ml, estéril | BD Biosciences | 352096 | |
| caneta PAP Hemocitômetro | Life Technologies | 8899 | |
| ThermoFisher Scientific | 02-671-6 | ||
| Creme de depilação Nair | Walmart | ||
| anticorpo primário CD31 anti-humano | LifeSpan Biosciences | LS-B4737 | solução de trabalho é 1:50 |
| anti-humano Smooth Muscle actina CY3 anticorpo fluorescente primário | Sigma | C6198 | solução de trabalho é 1:300 |
| anticorpo secundário anti-coelho de cabra; 488 / verde | ThermoFisher Scientific | A-11008 | solução de trabalho é 1:250 |
| Prolongar a solução DAPI de ouro | Célula Lâminas de microscópio de sinalização | 8961S | |
| VWR | 48300-047 | ||
| nº 1.5 lamínulas | Thermo Fisher Scientific | 12-544-D | |
| 10x | Millipore | 21545 | |
| Fine Science Tools | 14084-08 | ||
| Formalina (paraformaldeído) | Thermo Fisher Scientific | 245-685 | |
| de tecido | Simport | M492-12 | |
| soro de cabra | Dako | X0907 |
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