18 июня 2012 г.
Эндогенного оксида азота (NO), который регулирует широкий спектр биологических функций. Становится все более очевидным, что нарушение или нарушение регуляции NO на основе сигнализации участвует во многих заболеваний человека. Методы количественного соответствующих метаболитов NO может обеспечить новых диагностических и прогностических биомаркеров для человека заболеваний.
Общая цель данного эксперимента — продемонстрировать, как точно и конкретно обнаруживать метаболиты оксида азота в биологических образцах. Это достигается за счет предварительной обработки образцов крови сразу после сбора, чтобы предотвратить потерю метаболитов или образование артефактов. В то же время выполняется быстрый и эффективный забор тканей для минимизации воздействия гипоксической окружающей среды на метаболиты оксида азота.
Кольца аорты собирают и подвешивают в органной ванне для оценки их эндотелиальной функции. Кроме того, биохимические анализы используются для количественного определения уровней нитратов, нитритов и относительных уровней нитротиолов и других продуктов нитронасыщения в тканях. Используя эти анализы, правильное сравнение экспериментальных и контрольных животных может получить ценную информацию о производстве оксида азота и метаболизме.
Основное преимущество использования этого мультисистемного подхода по сравнению с одиночными методами или анализами заключается в том, что это позволит получить более широкую картину биохимии оксида азота в системах нескольких органов. Таким образом, мы можем начать понимать, какие из этих метаболитов могут иметь прогностическую или диагностическую ценность, и как репертуар метаболитов оксида азота отражает образование и доступность эндотелиального оксида азота. Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение, поскольку каждый шаг в процессе имеет решающее значение для сохранения целостности образца.
Некоторые из этих шагов не очевидны при чтении раздела «Методы» в типичном журнале из-за мелких деталей сбора образцов и извлечения ткани. Демонстрировать эту процедуру будет доктор Хун Цзин. Старший научный сотрудник в моей лаборатории: Для этого протокола имеется человек или подопытное животное для забора крови у подопытных животных, ткани которых также будут исследованы.
Сначала соберите цельную кровь, вставив иглу 25 калибра в нижнюю полую вену. После того, как будет собрано от 500 до 1000 микролитров, перфузируйте животное без остатков крови, вводя физиологический буфер через верхушку левого желудочка и обеспечьте полное замещение крови, поскольку кровь и буфер выходят через нижнюю кровеносную систему. Венозную кровь следует собирать в центрифужные пробирки объемом 1,5 миллилитра, содержащие NEM и EDTA, сразу после забора.
Раскручивайте кровь при 14, 300 RCF в течение семи минут после центрифугирования. Аспирируйте плазму из гранулы эритроцитов с помощью пипетки и перенесите ее в отдельную пробирку. Подготовьте изолированные образцы плазмы для ВЭЖХ, добавив сначала один к одному объем холодного метанола к 50 микролитрам плазменного сбора.
Вихрите, смесь энергично в течение трех-пяти секунд, пока не помутнеет. Затем центрифугируйте смесь при температуре 14, 300 RCF в течение семи минут. Чтобы осаждать белки плазмы, соберите супернат в отдельную пробирку объемом 1,5 миллилитра и храните его при температуре четыре градуса Цельсия до тех пор, пока его можно будет проанализировать.
Чтобы подготовить плазму к хемилюминесцентному анализу, возьмите оставшийся объем плазмы, который должен составлять от 200 до 400 микролитров, и разделите его на два объема. Приготовьте половину плазмы, добавив 10% объема 5% подкисленного сульфида, и подождите 10 минут. Теперь этот образец готов к анализу CLD.
Приготовьте еще одну половину плазмы, добавив 10% объема 2% хлорида ртути через пять минут. При комнатной температуре добавьте 10% объема подкисленного сульфаниламида. Подождите еще 10 минут и введите этот образец в ХЛД, как плазму.
Гранулы эритроцитов могут быть подготовлены для ВЭЖХ и ХЛД для любого анализа. Начните с смешивания одной части клеточной гранулы с четырьмя частями раствора гипотонического лизиса. Тщательно обработайте смесь вихрем для анализа CLD.
Подготовка к клеткам такая же, как и к плазме. Начните с добавления равного объема метанола. Затем энергично перебивайте смесь в течение трех-пяти секунд, после чего вращайте ее в течение семи минут при температуре 14 300 RCF.
Теперь отведите надосадочную жидкость от пипетки и храните ее при температуре четыре градуса Цельсия до тех пор, пока она не будет проанализирована с помощью ВЭЖХ для определения уровня метаболитов оксида азота в тканях. В тканях, представляющих интерес у экспериментальных животных, кровь должна быть сначала собрана и подготовлена, как описано в предыдущем разделе, забор тканей должен быть выполнен как обычно, с особым вниманием к скорости и эффективности, чтобы ткани не стали гипоксическими. После сбора гомогенизировали образцы тканей в соотношении один к пяти N-E-M-E-D-T-A, содержащему PBS.
Затем подготовьте гомогенизированные ткани для анализа ВЭЖХ и ХЗЛ, как описано в предыдущих разделах для эритроцитов. После обезболивания взрослой мыши датиловым эфиром и подтверждения того, что она не реагирует на защемление пальца ноги, проведите торакотомию. Разрез по средней линии делается от грудины до области лобка, чтобы обнажить грудную и брюшную полости.
Далее перфузируйте животное насыщенным кислородом буфером Krebs Alite. С помощью шприца 25 калибра введите буфер в верхушку левого желудочка. При этом правое предсердие разрезается, чтобы обеспечить выход для крови.
После перфузии изолируйте брюшную аорту, вырезав и удалив печень, легкие и другие ткани, которые могут покрывать аорту. Далее зажмите сердце парой щипцов и аккуратно отрежьте аорту от задней стенки животного. Поместите сердце и аорту в чашку Петри, наполненную льдом.
Холодный буфер Кребса в блюде. Аккуратно срежьте и очистите аорту от жира и адвентиции. Избегайте повреждения эндотелия внутри сосуда во время очистки.
Поддерживайте медленный метаболизм аорты, чтобы предотвратить гипоксию, переводя его в свежий холодный кислородный буфер каждые пять минут. Теперь с помощью скальпеля разрежьте аорту на трехмиллиметровые кольцеобразные сегменты. Перенесите сегменты в четырехканальную 10-миллилитровую ванну для тканевых органов, загруженную кислородосодержащим буфером Кребса.
С помощью ручки датчика нанесите по 1,5 грамма предварительного напряжения на каждое кольцо аорты. Согласно эмпирическим выводам. 1,5 грамма – это подходящее начальное напряжение для оптимальной вазомоторной функции.
В мышином мониторе и запишите измерение силы с помощью восьмиканального восьмеричного моста и программного обеспечения для сбора данных, дайте кольцам уравновеситься в течение 80 минут, меняя буфер каждые 20 минут, а затем продолжайте экспериментировать. После того, как напряжение тканей уравновесится, добавьте 100 наномолярных ринов фенхеля в каждое кольцо для субмаксимального сокращения. Как только напряжение кольца стабилизируется и уровень тонуса стабилизируется, проведите анализ реакции на дозу агониста эндотелия, такого как ацетилхолин.
От этого будет зависеть выработка оксида азота и степень расслабления сосудов. После реакции дозы на ацетилхолин промойте ванны буфером Кребса и добавьте 100 наномоляров фенхеля в каждую ванну для органов, чтобы сузить сосуды. Опять же, затем определите реакцию гладкомышечных колец на экзогенный источник оксида азота, такой как нитропресс натрия со стороны и без ODQ, ингибитора растворимой гиляциклазы.
Этот тип подхода позволит определить 100% значение релаксации сосудов, а также продемонстрирует сущностную природу растворимой гайлциклазы в опосредовании реакции оксида азота на сосудистую релаксацию. Поскольку ODQ предотвращает релаксацию нитро натрия IDE в ответ на ацетилхолин, аортальные кольца у здоровых мышей расслаблялись, в то время как аортальные кольца у мышей с эндотелиальной дисфункцией демонстрировали сниженную релаксацию из-за снижения выработки оксида азота. Групповые специфические анализы de nitro sation также проводились на контрольных животных на хемилюминесценцию нитритов.
RSNO и RNNO были обнаружены с помощью восстановительного анализа de nitros. Путем вычитания пиковых площадей измеряли уровни нитритов и rsno. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области оксида азота и сосудистой биологии, например, как циркулирующие уровни этих метаболитов оксида азота отражают уровни в тканях и как изменяются метаболиты заболевания при различных заболеваниях?
Определение равновесных концентраций и периода полувыведения этих соответствующих метаболитов оксида азота в нескольких системах органов и на протяжении циркуляции одного животного позволит идентифицировать специфические молекулярные сигнатуры патологических процессов и поможет нам определить новые методы лечения на основе оксида азота, что позволит врачу вооружиться лучшими биомаркерами тяжести или прогрессирования заболевания. Как правило, люди, плохо знакомые с азотной кислотой, испытывают трудности, потому что многие из них достаточно чувствительны, чтобы обнаружить и количественно оценить эти низкие уровни метаболизма триновой кислоты, обнаруженные в биологических образцах. Прежде всего, один неквалифицированный специалист в области искусства, скорее всего, создаст артефакты во время обработки образца, которые приведут к ошибочным данным и их неправильной интерпретации.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном исследовании представлен метод точного определения метаболитов оксида азота в биологических образцах, при этом подчеркивается важность обработки проб крови непосредственно после забора. В эксперименте также особое внимание уделяется минимизации гипоксических эффектов во время забора тканей.
Точное определение метаболитов оксида азота в нескольких биологических компартментах позволяет снизить механистические риски при валидации сердечно-сосудистых и нейроваскулярных мишеней. Данный многокомпонентный подход повышает прогностическую достоверность при поиске биомаркеров за счет разграничения динамики NO в системном кровотоке и в конкретных тканях. Описанный метод обеспечивает трансляционную преемственность — от изучения базовых механизмов до доклинической оценки функции эндотелия и биодоступности NO.
Данный метод интегрируется в рабочие процессы поиска новых лекарственных средств, предоставляя количественные данные о метаболитах NO, которые используются для валидации мишеней, оценки готовности анализа и принятия решений на доклиническом этапе.