Здесь мы представляем протокол сохранения артериальной архитектуры человека путем вливания тканестабилизирующего геля в просвет сосуда перед срезом для молекулярного или гистопатологического анализа.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы представляем протокол сохранения артериальной архитектуры человека путем вливания тканестабилизирующего геля в просвет сосуда перед срезом для молекулярного или гистопатологического анализа.
Артерии сопротивления, которые включают в себя мелкие артерии и артериолы, играют важную роль в регулировании артериального давления и перфузии тканей. Дисфункция этих артерий может привести к различным сердечно-сосудистым заболеваниям, таким как гипертония, атеросклероз и сердечная недостаточность, а также к сосудисто-нервным заболеваниям. Изучение резистентных артерий человека имеет решающее значение для понимания механизмов сердечно-сосудистых заболеваний и разработки целенаправленных терапевтических стратегий. В этом исследовании представлен инновационный метод подготовки изолированных артерий сопротивления человека путем вливания в просвет тканестабилизирующего геля, сохраняя их нативную архитектуру и клеточную целостность. У пациентов, перенесших операции на брюшной полости, были получены ткани сальника человека, а путем тщательной микродиссекции были выделены небольшие артерии сопротивления (100-300 мкм в диаметре). Затем артерии канюлировали, под давлением в камере культивального миографа и фиксировали с помощью 10% нейтрального буферного формалина. В просвет канюлированной артерии вводили тканестабилизирующий гель, которому давали затвердеть для сохранения трехмерной структуры. Гистологический, иммуногистохимический анализ и анализ экспрессии генов были проведены для оценки сохранности артерий. Гистологические срезы выявили хорошо сохранившуюся структурную целостность и естественную архитектуру артерий, сохраняя четко выраженные эндотелиальные и гладкомышечные слои. Иммуногистохимическое окрашивание показало отчетливую локализацию таких маркеров, как CD31 и α-гладкомышечный актин. Гибридизация in situ выявила специфические паттерны экспрессии генов, что дало представление о молекулярных механизмах. Этот усовершенствованный метод внутрипросветной инфузии геля обладает значительными преимуществами, позволяя проводить расширенную визуализацию и всесторонний анализ артериальной структуры, ремоделирования и клеточных взаимодействий как в здоровом, так и в больном состоянии. Этот метод имеет потенциал для улучшения клинической диагностики и терапевтических стратегий сосудистых заболеваний, тем самым предоставляя ценный инструмент для продвижения исследований в области сосудистой биологии.
Артерии сопротивления регулируют кровоток и давление и претерпевают значительные изменения при таких состояниях, как гипертония, диабет и атеросклероз 1,2,3,4,5. Исследование резистентных артерий человека имеет важное значение для понимания сердечно-сосудистых патологий и разработки таргетной терапии 6,7,8,9,10. Традиционные методы исследования кровеносных сосудов часто приводили к артефактам и потере трехмерной целостности 10,11,12,13,14,15. Чтобы устранить эти ограничения, мы представляем инновационный метод препарирования изолированных артерий сопротивления человека путем вливания геля в просвет, тем самым сохраняя их приблизительную структуру ex vivo и/или in vivo.
Эта техника внутрипросветной инфузии геля поддерживает естественную архитектуру артерий, позволяя более точно представить их физиологическое состояние. Стабилизируя структуру сосудов, этот метод способствует детальному исследованию артериального ремоделирования, клеточной структуры, микродоменов, гетероклеточных соединений и экспрессии генов/белков в различных клеточных слоях. Этот метод особенно полезен для изучения компонентов, специфичных для типа клеток, как в здоровом, так и в больном состоянии.
Этот метод был успешно применен в нашемнедавнем исследовании, продемонстрировав его эффективность в сохранении структурной и молекулярной целостности резистентных артерий человека, способствуя расширенной визуализации и всестороннему анализу. Успех этого приложения вдохновил нас на документирование этого подробного протокола для использования другими.
В данной методической работе мы описываем протокол подготовки изолированных артерий сопротивления человека и введения в них биосовместимого тканестабилизирующего геля (Tissue Guard Gel). В данной статье мы опишем экспериментальный метод и проиллюстрируем его применение для оценки артериальной структуры и исследования паттернов экспрессии генов и белков в различных слоях клеток. Предоставляя комплексную и воспроизводимую технику для подготовки артерий сопротивления человека, мы стремимся продвигать исследования в области сердечно-сосудистой биологии, улучшать воспроизводимость результатов и вносить свой вклад в новые диагностические и терапевтические подходы к сердечно-сосудистым заболеваниям.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перед проведением следующих экспериментов убедитесь, что использование человеческих тканей и следующие процедуры одобрены Институциональным наблюдательным советом (IRB). Забор сальниковой ткани у пациентов, перенесших клинически показанные операции на брюшной полости в Клиническом центре Национальных институтов здравоохранения (NIH), был проведен с одобрения Институционального наблюдательного совета NIH (NCT01915225). Все участники дали письменное информированное согласие.
1. Материалы и оборудование
2. Сбор тканей сальника человека
3. Микродиссекция артерий малого сопротивления человека
4. Подготовка камеры культурального миографа
5. Канюляция и давление артерий
6. Фиксация артерии
7. Приготовление тканестабилизирующего геля
8. Внутрипросветная инфузия геля и заделка
9. Гистопатология
10. Иммуногистохимия
11. Хромогенная гибридизация in situ RNAScope
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Ткани сальника человека были получены от пациентов, перенесших клинически показанные операции на брюшной полости. Небольшие артерии сопротивления (100-300 мкм в диаметре) были тщательно изолированы от окружающих жировых и соединительных тканей под микроскопом (рис. 1A-C). Изолированные артерии очищали, успешно канюлировали и устанавливали на стеклянные канюли в камере культурального миографа для повышения давления (рис. 1D-F
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Достижения в области медицинской визуализации, хирургических техник и исследовательских методологий улучшили наше понимание 3D-сосудистой архитектуры, произведя революцию в диагностике, хирургическом планировании и исследованиях 17,18,19,20. Несмотря на эти новшества, сохранение 3D-структуры изолированных артерий сопротивления человека остается сложной задачей ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
NIAID GenAI был использован для создания первоначального плана и черновика рукописи, который был тщательно написан, проверен и отредактирован авторами-людьми для обеспечения точности и согласованности.
Это исследование финансировалось Отделом внутренних исследований Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, проект номер AI001150 HCA. Мы благодарим нашего бывшего сотрудника лаборатории, доктора Стивена Брукса, а также наших нынешних сотрудников лаборатории, Мохамеда Ибрагима, Мэри Джексон и Цзянь Ву из отдела функциональной геномики малярии, за их помощь в получении изображений во время процесса.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 1% Focus Acid Alcohol | StatLab | SL89-1 | |
| 10% NBS | Leica Biosystems | 3800598 | |
| HDMI-камера 4K-микроскопии | Hitech Instruments, Inc. | HT-XP4K8MA | |
| Разбавитель антител — фоновое уменьшение | Дако | S3022 | |
| Автоматизированный тканевой процессор | Leica Biosystems | HistoCore PEGASUS/Cat# 14048858005 | |
| Раствор девоска связей | Leica Biosystems | AR9222 | |
| Решение для извлечения эпитопа связи 1 | Leica Biosystems | AR9961 | |
| Решение для извлечения эпитопа связи 2 | Leica Biosystems | AR9640 | |
| Обнаружение рафинирования полимеров связей | Leica Biosystems | DS9800 | |
| Обнаружение красного цвета Bond Polymer Refine | Leica Biosystems | DS9390 | |
| Раствор для промывания (10 раз) | Leica Biosystems | AR9590 | |
| Cannula Pack (стекло), 80– 100 & MU; m | DMT | Код продукта: 300407 | |
| CD31 | Abcam | ab28364 | |
| Дисекционные чашки, большие (стекло пирекса), 93 мм | Инструментация живых систем | АРТИКУЛ: DD-90 | |
| Тарелки для вскрытия, маленькие | Инструментация живых систем | АРТИКУЛ: DD-50 | |
| Микроскоп для рассечения | Hitech Instruments, Inc. | ZEISS SteREO Discovery.V8 | |
| Щипцы Dumont #5 | Тонкие научные инструменты | Пункт No 11295-10 | |
| Дюмон #5SF щипцы | Тонкие научные инструменты | Пункт No 11252-00 | |
| EcoMount | BioCare Medical | EM897L | |
| Эозин | IHC World | IW-3100B | |
| Гематоксилин | BioCare Medical | Cathe-MM | |
| Камера для удлинения | Olyumpus | DP28 | |
| Визуализационный микроскоп | Olyumpus | BX51 | |
| Krebs Henseleit Buffer (с 2 мМ хлорида кальция) | Boston BioProducts, Inc. | SKU: C-10625N-200mL | |
| Буфер Кребса-Хензелейта (без кальция) | Boston BioProducts, Inc. | SKU: C-9906W-200mL | |
| Монтажные носители | ThermoFisher Scientific | 4111 | |
| Камера и блок миографа | DMT | 202/204 см | |
| PBS (физиологический раствор с фосфатным буфером) | Thermofisher Scientific | 10010023 | |
| PPIB | ACDBio | 313908 | |
| RNAscope 2.5 LS Reagent Kit-RED | ACDBio | 322150 | |
| Стайнер | Leica | Автоматизированная система Leica Bond RX | |
| Штифты из нержавеющей стали для диссекции | Инструментация живых систем | SKU: PIN-0.1MM | ПИН-0,2 ММ | PIN-#3 | PIN-VP-1 | |
| Парапласт Surgipath | Leica Biosystems | 39601006 | |
| Гель защиты тканей | StatLab | TissueGuard/SKU: TG12 | |
| Пружинные ножницы Vannas — режущая кромка диаметром 2 мм | Тонкие научные инструменты | Пункт No 15000-03 | |
| Пружинные ножницы Vannas — режущая кромка 2,5 мм | Тонкие научные инструменты | Пункт No 15000-08 | |
| Пружинные ножницы Vannas — режущая кромка 3 мм | Тонкие научные инструменты | Пункт No 15000-00 | |
| α-SMA | Abcam | ab5694 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.