$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ранние исследования функции сосудистого в артерии артерии использованы каналом и во многих случаях аорту. Формирование сил в крупных артерий обычно изучал прикрепляется кольцо сегмента артерии преобразователь силы в ванну ткани; в случае аорты методом спиральной резки полосы судна таким образом, чтобы гладкие мышечные волокна были ориентированы в продольном направлении между точкой крепления и датчик силы, для предоставления наиболее точной оценки сил, порожденных сокращение гладкие мышцы вдоль его продольной оси. Стандартным методом для резки винтовой полоски аорты было место стеклянной палочкой в просвет сосуда, сделать разрез в стенке сосуда на желаемый угол и Держись до конца подвергаются края стенки сосуда, как разрез был продлен производить весь Спиральные полосы судна. В тот момент эндотелиальные стороны судна обычно смыты для удаления мусора перед присоединением полосы судно для датчика силы и погружаемой подготовки в насыщенной кислородом и температуры ткани ванна. В конце концов что подход привел к одному из самых известных и важных открытий в истории физиологии Furchgott и Завадским1, а именно роль эндотелия производные расслабляющий фактор (EDRF), впоследствии определены как оксид азота, в регулирующие функции сосудистого. Решающим событием, ведущих к это открытие было положение, в котором следователи сохранить нетронутыми эндотелия, избегая контакта со стороны эндотелия артерии с внешней поверхности и заметил, что аортальной газа не сделал exhibit ожидаемых сокращение ацетилхолина (ACh), но вместо этого расслабленным в ответ ACh. На основе этого наблюдения, следователи Подготовка «сэндвич», в которой они придают сегмент аорты с нетронутыми эндотелия (но не в состоянии генерировать сократительной силы) разработать стандартные спиральные полосы аорты и преобразован, ACh индуцированной сокращение в релаксации.
Два основных достижений в этой области, которые широко используются сегодня являются разработка препаратов для измерения активной сократительной силы в малое сопротивление артерии2,3 (например в кишечной брыжейка3 ) и канюлированной сопротивления артерии препараты4,5,6. В одном из первых сообщений, Mulvany и Халперном3 описал применение препарата myograph проволока для изучения активной сократительной силы в изолированных сопротивления артерии от кишечных брыжейка спонтанно гипертензивных крыс (ШРМ) и нормотензивной WKY элементов управления. После разработки системы myograph проволока канюлированной сопротивления артерии препаратов были разработаны для исследования сосудов, ближе к в vivo условия4,,5-6. Хотя оба подхода обеспечивают ценные результаты, подготовка канюлированной артерия имеет добавил преимущества более эффективного сохранения встроенные активные тон в артериях; и позволяя следователей для изучения активных миогенных реакции на изменения в Трансмуральное давление и сосуд реакции на изменения в скорости потока и эндотелиальных касательное напряжение (см. Обзор Халперн и Келли6).
Основная цель настоящего документа заключается в описывают, как использовать проверенный временем метод видео микроскопии с помощью изолированных, канюлированной сопротивления артерий для того чтобы получить точную информацию о механизмах, которые регулируют активные тон в этих важнейших судов, независимо от влияний нейронные, гуморальные или Паренхиматозный клеток. Этот основной информации, используя стандартный мышиной модели и примеры из нашего исследования новых генетически инженерии крыса штаммов, будет предоставить читателю представление о виды идеи относительно сосудистой функции, которые могут быть получены с телевидение микроскопия подходы, и которые могут быть использованы в исследованиях с участием любого управления и экспериментальной группы следователя выбора, включая мощные новые экспериментальные крыса модели производимые селективного инбридинга и недавно разработанный генетический Инженерные технологии.
Благодаря точности телевидения микроскопии подходов измерение диаметра изменений в канюлированной артерии препараты могут обеспечить весьма ценную информацию о эндотелий зависимых и эндотелий независимые механизмы сосудов релаксации, а также важные (и иногда неожиданных) изменения в механизмах контроля сосудов, происходящие с гипертонией, высоким содержанием соли и другие экспериментальные мероприятия. Кроме того, измерение давления диаметр отношений в изолированных и канюлированной сопротивления артерий, которые максимально расслаблены, лечение с Ca2 +-бесплатные решения или фармакологических сосудорасширяющего препарат, позволяет следователю оценить структурные изменения в артериях благодаря сосудистого ремоделирования и для вычисления отношения пассивной напряженно деформированного7 , который может обеспечить важные понимание изменений в пассивной механических свойств артерий, которые могут повлиять на функцию артериальной независимые (или в дополнение к) изменения в механизмы активного контроля. Важно также отметить, что информация, полученная от исследования артерий изолированных сопротивление может быть дополнена информация, полученная, используя LDF, практический метод для оценки перфузии тканей в целом животного уровня8,9 ,10, и на информации, полученной от оценки плотности microvessel, используя дневно помечены GS1 Лектин, который специально связывает гликопротеина постановление в базальной мембраны мелких артериол и капилляров11 , 12. Последний метод обеспечивает очень точную оценку плотности microvessel, что не подлежит классический трудности в оценке microvessel плотность путем подсчета судов в естественных условиях, например пропавших без вести, не увлажненную сосуды, где поток крови остановлена из-за закрытия активных артериол. При совместном использовании, эти подходы могут предоставить важную информацию для соотнесения функциональные изменения в артериях изолированных сопротивление изменениям в перфузии тканей на уровне микроциркуляторного; и некоторые примеры использования этих ценных подходов в сочетании с методами канюлированной артерия будет также оказываться в настоящей рукописи.
Настоящий документ посвящен использованию методов видео микроскопии для оценки сосудистые изменения в артериях беспородных крысах Sprague-Dawley. Однако важно отметить, что эти методы оказались весьма ценными в разъяснение фенотипические изменения в узкоспециализированных генетически крыса штаммов, созданные селекции или гена редактирования с использованием методов. В этой рукописи мы предоставляем примеры методов как видео микроскопии предоставили важную информацию о функции сосудистого ряда ценных крыса моделей, в том числе даль соли чувствительных (СС) крыса ан беспородных крыс штамм, который является наиболее широко используется Экспериментальная модель для изучения механизмов соли чувствительных hypertenson18,19,20,21,,2223; и consomic крысы, созданные с помощью селекции СС крыс с Солт нечувствительны штамм крыса Норвегии Браун (BN). В consomic крыса панелей Каждая хромосома из крыса Норвегии Браун был introgressed индивидуально в генетический фон Даль СС24,25,26 . Использование панелей крыса consomic предоставил ценные подсказки относительно конкретных хромосом, которые способствуют соли чувствительности кровяного давления и другие фенотипы, включая сосудистой реактивности24,25,26 ,27,28.
Селекция стратегии использования СС крыс и consomic крысы, перевозящих отдельные хромосомы BN позволили также поколения суженного congenic штаммы с небольших сегментов отдельных introgressed хромосомы Браун Норвегии в даль СС генетических 22,фон29. Эти можно предоставить чрезвычайно ценным ввода на конкретные гены или узких областей хромосом, которые могут повлиять на важнейших физиологических переменные, такие как кровяное давление, повреждение почек и сосудистой реактивности22,29. Еще одно мощное дополнение к крыса генетических элементов является развитие крысы Джин нокаут моделей использования передовых гена, редактирование методы, включая ZFNs, transcriptional nucleases активатор как эффекторных (ТАЛЕНС) и совсем недавно ТРИФОСФАТЫ-Cas913 ,14,,1516,17. Наступление эти мощные методы, позволяющие генов в нокаут в крыса является чрезвычайно важным событием, поскольку исследования Нокаут гена к настоящему времени использовали (и продолжают использовать) мышей почти исключительно. Другой экспериментальный компонент в настоящем документе демонстрирует значение методов канюлированной артерии и видео микроскопии для оценки контроля физиологических механизмов в нокаут крыс не хватает мастер антиоксидант и ячейки защитной транскрипции фактор, ядерный фактор (эритроидные производные 2) - как - 2 (NRF2)30,31, которые были разработаны с помощью технологии TALEN Sprague-Dawley генетический фон17. В этих экспериментах в пробирке видео микроскопии методы были использованы для обеспечения функциональной верификации потеря гена NRF2 и тестирования потенциально ценный лечебный подход, основанный на прямой upregulation антиоксидант, NRF2-опосредованной оборону. СР-2 имеет существенное терапевтическое значение в борьбе с сосудистой окислительный стресс в организме человека, учитывая разочаровывающие результаты клинических испытаний с участием прямого управления антиоксидантов, таких как витамины C и E32.