Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Forsamlingen og anvendelse af 'Shear Rings ": A Novel Endothelial Model for Orbital, ensrettet og periodisk Fluid Flow og Shear stress

Published: October 31, 2016 doi: 10.3791/54632

Abstract

Afvigelser fra normale niveauer og mønstre for vaskulære væske play shear vigtige roller i vaskulær fysiologi og patofysiologien ved at inducere adaptive samt patologiske ændringer i endothelial fænotype og genekspression. Især kan maladaptive virkninger af periodiske, ensrettet flow induceret forskydningsspænding udløse en række virkninger på flere vaskulære celletyper, især endotelceller. Mens nu endotelceller fra forskellige anatomiske oprindelser har været dyrket, dybdegående analyser af deres svar på væske forskydning er blevet vanskeliggjort af den relative kompleksitet shear modeller (f.eks parallel plade flow kammer, kegle og plade flow-model). Mens disse alle repræsenterer fremragende tilgange, disse modeller er teknisk kompliceret og lider af ulemper, herunder relativt langvarig og kompliceret setup tid, lave arealer, krav til pumper og overtryk ofte kræver fugemasser og pakninger, hvilket skaber udfordringer for both vedligeholdelse af sterilitet og en manglende evne til at køre flere eksperimenter. Men hvis højere gennemløb modeller af flow og shear var til rådighed, større fremskridt på vaskulær endotel shear reaktioner, især periodisk forskydning forskning på det molekylære niveau, kunne være hurtigere avancerede. Her beskriver vi konstruktionen og anvendelsen af ​​shear ringe: en roman, enkel-til-samle og billig vævskultur model med et relativt stort areal, der nemt giver mulighed for et stort antal eksperimentelle gentagelser i ensrettede, periodisk forskydning stress undersøgelser endotelceller.

Introduction

Væske forskydningsspænding er blevet vist at modulere endoteliale genprogrammer 1 - 5 ved aktivering af cis-regulatoriske elementer 6, histonacetyltransferase aktivitet 7 og shear-stress responselementer (SSRE) 8. Forskydningsspænding påvirkninger endotelceller bidrag til koagulation ved at modulere vævsfaktor 9 og vævsplasminogenaktivator (tPA) 10 ekspression. Shear stress påvirker også kontrol af angiogenese 11 og fartøj remodellering ved at regulere PDGF-B-syntese og reaktionsevne 8. Den endotel afledte vasoaktive mediatorer Adrenomedullin, endothelin-1, urotensin II og relaxin er også reguleret af forskydning 12. Transskription af endotel nitrogenoxid syntase produktion og nitrogenoxid produktion er både forskydning afhængige 10. Shear styrer også endotel ICAM-1-ekspression 13. Flow-induceret forskydningsspænding kan derfor kraftflly påvirke en lang række endotheliale responser. Vigtigere, vaskulære pulsationer nu også synes at spille en vigtig rolle i patofysiologien af både normal vaskulær ældning og parternes vaskulær demens 14 og kan endog bidrage til andre neurodegenerative sygdomme, såsom multipel sklerose 15.

Venøse og arterielle endothelceller ifølge sagens natur udsat for forskellige hæmodynamiske strømningsmønstre in vivo, og mange forskellige endotheliale cellefænotyper kan udstilles 16. Afhængig af størrelsen og hyppigheden af flow, kan virkninger på endothelceller omfatter inflammatorisk celle aktivering og apoptose, hvilket kan afspejle ændringer i gen eller protein-ekspression 17,18. Undersøgelser af endotel celle responser at forskyde fænomener derfor forblive kompliceres af vanskelighederne i at producere in vitro modeller, der i tilstrækkelig grad producerer sådanne shear mønstre.

Mange forskellige experimental protokoller er blevet udviklet til at anvende fluid forskydningsspænding endotel cellemonolag. En af de mest anvendte systemer er parallelle plader strømningskammeret, hvilket skaber ensartet laminar strømning i kammeret 19 -. 21 En peristaltisk pumpe er typisk forbundet til at skabe periodiske strømning, som kan rekapitulere strømningsegenskaber typisk findes i mange steder i vivo 22. En anden almindelig opsætning anvender 'kegle og plade' model, hvor forskydningsspænding fluidum bestemmes af rotationshastigheden for keglen 23. Begge systemer, og andre arrangementer, der ligner dem, kan være trættende at sætte op og kræver komponenter, der kan være relativt dyre og utilgængelige for mange laboratorier.

En anden væsentlig begrænsning af disse nuværende modeller er det relativt lave antal replikater undersøgelser, der kan udføres samtidigt, hver med et relativt lavt overfladeareal. Dette forøger den tid og co mplexity af sådanne tilgange. Derfor kan en ideel model, der inducerer ensrettet og periodisk forskydning være et, hvor et stort antal studier replikater kan let oprettes, hver med et relativt stort overfladeareal. Desuden de førnævnte modeller kræver en temmelig sofistikeret setup, som kan være omkostningseffektive uoverkommelige for mange brugere. En model, der kan producere forstyrrelser væske shear ved hjælp af grundlæggende laboratorium materialer kan have flere fordele.

En enkel og meget økonomisk fremgangsmåde til at påføre ensrettet, periodisk forskydningsspænding indebærer placeringen af cirkulære retter på en orbitalryster 24. Denne protokol er meget enkel og kan skaleres op for at opnå høje numre af undersøgelsen replikater, hver med et relativt stort overfladeareal, som er nødvendigt. Imidlertid er celler beliggende i centrum af skålen udsat for forskellige strømningsmønstre end celler langs periferien, hvilket gav blandede cellulære fænotypiske responser i samme skålen.

_content "> I denne aktuelle rapport beskriver vi konstruktionen og anvendelsen af ​​'shear ringe', vores model til at skabe ensrettet og periodisk forskydningsspænding. Designet for shear ringen effektivt begrænser" blandet "cellulære shear-induceret fænotyper ved at begrænse strømmen pathway i en cirkulær dyrkningsskål til periferien gennem placeringen af ​​en indre ring. konstruktionen og driften af ​​shear ring er simpel og økonomisk og let kan skaleres til at rumme en lang række orbital shakers benyttes alment tilgængelige vævskulturplader forsyninger. Denne model kan anvendes i endotheliale celle eksperimenter for at tilvejebringe ensrettede og periodiske strømningsmønstre inden for fysiologiske og patofysiologiske niveauer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Konstruktion af 150 mm Diameter Shear Rings (figur 1)

BEMÆRK: Shear ringe kan være konstrueret til at skabe mange forskellige dimensioner ved at variere de ydre og indre petriskål størrelser, hvilket resulterer i enheder med forskellige samlede areal, celleudbytter og udviklet serier af forskydningskræfter. Denne rapport beskriver en 150 mm skål kombineret med en indre 100 mm skål til et samlet overfladeareal på 98 cm2 (figur 2).

figur 1
Figur 1. Shear ringaggregat. Den øverste del af figuren viser et delvis samlet forskydning ring. Injicer 0,5 ml methylenchlorid gennem hullet 3 mm med en overførselspipette hvis en tæt forsegling ikke er fuldstændig dannet mellem de indre og ydre retter. Shear ringen er tætnet lukket ved at påføre en 1 mm tyk vulst af silikonegummi klæbemiddel rundt om den indre EDGe af shear ring top. Den nederste del af figuren viser den samlede forskydning ring. Den blå repræsenterer arealet af udpladede endotelceller. De ydre og indre røde pile angiver den kredsende bevægelse af shear ringen og medier inde i shear ringen, når de anbringes på en orbitalryster. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2. Overflade målinger til en 150 mm shear ring (ikke tegnet i skala). Top panel viser centrifugal forskydning af væske mod ydre ring som svar på orbital rotation. Klik her for at se en større version af dette tal.

  1. Opret en forskydningshastighed ring konstruktion skabelon ved at generere en150 mm yderkant profil i præsentation software med en indvendig diameter 100 mm anbragt i midten af ​​150 mm cirkel. Udskriv skabelonen på et ark A4 hvidt papir.
  2. Pipetter 10 ml methylenchlorid (dichlormethan) i en 150 mm glas petriskål. Det er kritisk, at skålen er glas og ikke polystyren (eller andet vinyl plastic), methylenchlorid opløser fleste plastmaterialer og anvendes her for at deltage plastkomponenter.
    ADVARSEL: Brug handsker for alle konstruktion med tilstrækkelig hætte ventilation. Methylenchlorid er en kontakt irriterende og er hepatotoksisk.
  3. Juster en 150 mm plast petriskål på den ydre forskydning ring skabelon.
  4. Bor et 3 mm hul i midten af ​​en 100 mm skål under anvendelse af en roterende værktøj. Fjern eventuelle plastic spåner fremstillet af boringen.
  5. Hold med en behandsket hånd, vendes og dyppe den øverste kant af den 100 mm petriskål fra det foregående trin i puljen af ​​methylenchlorid i ca. 3 sek.
  6. Transfer den "befugtes" 100 mm skål kant-ned på midten af ​​en 150 mm skål, omhyggeligt tilpasse 100 mm skål på den markerede skabelon. Methylenchloridet vil smelte plasten, der forbinder 100 mm og 150 mm skåle. Drej forsigtigt 100 mm skål med og mod uret et par gange for at sikre god vedhæftning til 150 mm skål.
    BEMÆRK: Vær meget omhyggelig med at sikre korrekt tilpasning af den indre skål til midten af ​​den ydre fad. Excentrisk tilpasning kan resultere i variationer af forskydningsspændingen på forskellige steder i shear ring. Passe til ikke tillade methylenchlorid til uheld drypper på den ydre spor portion af 150 mm petriskål under anbringelsen af ​​100 mm skål. Dette vil smelte plasten på bundfladen hvor celler vil være voksende, hvilket skaber en ujævn overflade, der kan forårsage flowforstyrrelser.
  7. Når methylenchlorid er tørret, flip de nyligt bundne petriskåle igen og omhyggeligt inspicere kontaktpunkter for at sikre, aten tæt forsegling er blevet dannet mellem de to petriskåle.
  8. Hvis en tæt forsegling ikke er fuldstændig dannet, injiceres 0,5 ml methylenchlorid gennem hullet 3 mm med en overførsel pipette. Afhente skålen og forsigtigt dreje den til at tillade methylenchloridet at nå kanten.
    BEMÆRK: Hvis roteres for hurtigt, kan den methylenchlorid spildes ind i den ydre del af 150 mm skål, deformerer overfladen, hvor celler vil vokse og ødelægger shear ring. Utætte shear ringe skal kasseres.
  9. Tætne hullet i 100 mm skål ved anvendelse af en 3 mm vulst af silicium gummitætning.
  10. Ved hjælp af en roterende værktøj er udstyret med en flad skærehoved, afbrød top 3 cm del af en 15 ml konisk polystyren vævskultur rør, forlader mindst 1 cm af røret under hætten. Polere kanten af ​​snittet rør indtil glat og flad ved hjælp af den flade side af skærehovedet. Fjern eventuelle plast spåner produceret ved slibning.
  11. Spore afskåret 15 ml konisk rør pålåget af 150 mm skål med en markering, ca. 0,5 cm fra kanten af ​​skålen. Bore et hul inden i tegnet cirkel, hvilket giver en margen på ca. 1-2 mm fra kanten af ​​cirklen.
  12. Placer afskåret konisk rør top i det borede hul. Ved hjælp af en overførselspipette, anvendes ca. 250 pi methylenchlorid til de afskårne kanter af det konisk rør til at binde den konisk rør til 150 mm låget.
  13. Forsegl 150 mm låget på 150 mm skål ved at anvende en 1 mm tyk vulst af silicium gummitætning omkring den indre kant af den øverste petriskål.

2. Sterilisering af Shear Rings

  1. Pipetter ca. 10 ml phosphatbufret saltvand ind i nydannede shear ring gennem 15 ml konisk rør port. Swirl rundt for at fjerne eventuelle rester inde i shear ring. Fjern phosphatpufret saltvand med en Pasteur-pipette / vakuum aspirator.
  2. Gentag det forrige trin, indtil snavs fjernes.
  3. at SteriLize shear ring, bruge en kombination af en ethanol skylning 70% med UV-bestråling.
    1. Skru ventilerede hætte, pipette ca. 10 ml 70% ethanol gennem adgang porten, og skru hætten på igen. Rotere og flip over shear ring flere gange, hvilket sikrer, at indersiden af ​​shear ringen grundigt vaskes.
    2. Under en emhætte, aspireres ud overskydende 70% ethanol. Med en sprayflaske, grundigt spray hætten og adgang port med 70% ethanol.
    3. Placer shear ring og hætte under UV-stråling i vævskultur hætte indtil den er helt tør.
  4. Når tør, skru hætten på igen og gemme steriliseret shear ringe ved stuetemperatur indtil anvendt i cellekultur plating.

3. forskydningsspænding Studies

  1. Plate endotelceller i steriliserede shear ringe, som anvender standard cellekultur protokol typisk under anvendelse af en 1: 4 delingsforholdet for transformerede endotheliale cellelinier.
    BEMÆRK: Rotte retinal microvascular endotelceller blev opnået kommercielt. Humane hjerne endotelceller (hCMEC / D3) celler blev tilvejebragt som en generøs gave fra Dr. Pierre-Oliver Couraud (Inserm, Frankrig) og blev dyrket i komplet endotel basalt medium (EBM).
  2. Tillad kulturer at nå sammenløb før initiering af flow undersøgelser. Brug 30 ml vævskulturmedium (10% føtalt kalveserum, Dulbeccos modificerede Eagles medium med 1% penicillin / streptomycin / amphotericin). Skift celledyrkningsmedium hver 3. dag og opretholde cellerne ved 37 ° C med 7,5% CO2 og 92,5% rumluft.
  3. Placer orbitalryster i inkubatoren.
    Bemærk: Orbital shakers er typisk tunge (> 10 kg). Placer orbitalryster på den nederste hylde i kuvøsen for at minimere hylde stress og vibrationer.
  4. Placer de eksperimentelle shear ringene på orbitalryster. Placer statiske kontrolgruppe shear ringe inde i samme inkubator.
  5. Vurdere den maksimale forskydningsspænding i shørering med ligningen ligning 1 hvor ligning 2 er radius af rotation for orbitalryster (i cm), ligning 3 er viskositeten af ​​mediet (i poise), ligning 4 er massefylden af ​​mediet (ig / ml), og ligning 5 er frekvensen af rotation (i rotation / sek) 24.
  6. Indlede indstillingen rotation på orbitalrysteren til det indstillede omdrejningstal (f.eks, 90 rpm), forlader shear ringene på rysteapparat i den ønskede varighed af forskydningsspænding program (f.eks, 72 timer).
    BEMÆRK: Orbital shakers kan producere varme, så bør overvåges inkubatoren temperatur i første omgang at sikre 37 ° C fastholdes under hele forsøget. Alternativt sHør ringe kan overføres til miljøkamre (f.eks modulære inkubator kammer) og derefter anbragt i en roterende inkubator.
  7. Efter cellelag har været udsat for forskydning i det ønskede tidsrum fjernes shear ringe fra inkubatoren. Træk shear ring låg og hente celler og / eller medier til at undersøge den ønskede endepunkt analyser (fx Western blotting, fluorescens aktiveret celle sortering, etc.) 25.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Her præsenterer vi repræsentative resultater fra både hCMEC / D3 hjerne endotelcelle og rotte retinale mikrovaskulære endotelceller cellemonolag, dyrket i shear ringe.

Efter at have ladet hCMEC / D3 hjernen endotel cellemonolag til at vokse til konfluens i komplet EBM blev shear ringene anbringes på en orbital ryster i 72 timer. Brug af ligningen fra trin 3.5, den beregnede maksimale forskydningsspænding ligning 6 var ca. 2,8 dyn / cm2 (med parametre ligning 2 = 0,95 cm, ligning 3 = 0,0101 poise, ligning 4 = 0,9973 g / ml 24, ligning 5 = 1,5 omdrejninger / sekund ). Vi har fundet, at disse endotelceller cellemonolag undertiden udviser tilpasning parallelt med retningen af den periodiske strømning (figur 3), selv om dette ikke er ensartet observeret fordi cellelag normalt har fremragende vedhæftning til forskydning ring overflade under hele undersøgelsen.

Efter at have ladet rotte retinale mikrovaskulære endotel cellemonolag til at vokse til konfluens i komplet rotte endotelcelle medium, herunder EGF / VEGF vækstfaktor kosttilskud blev shear ringene anbringes på en orbital ryster i 72 timer. Brug af ligningen fra trin 3.5, den beregnede maksimale forskydningsspænding ligning 6 var cirka 12 dyn / cm2 (med parametre ligning 2 = 0,95 cm, ligning 3 = 0,0101 poise,Iles / ftp_upload / 54.632 / 54632eq4.jpg "/> = 0,9973 g / ml 24, ligning 5 = 4 rotationer / sekund). Figur 4 viser, at sammenlignet med ladningskontrol af β-actin, der var en stor og signifikant tab af blodplade endotelcelle-adhæsionsmolekyle (PECAM-1 / CD31) fra endotelcelleoverfladen.

PECAM-1 er et integreret membranprotein, som er et medlem af immunoglobulin (Ig) -superfamily der indeholder en immunoreceptor tyrosin-afhængig inhibitorisk motiv eller »ITIM« 26. PECAM-1 er ikke kun udtrykkes på endotelceller, men findes også på hæmatopoietiske celler. PECAM-1 spiller betydelige roller i endotelcelle-celleadhæsion leukocyt junktionel transmigration, cellesignalering, og vigtigere, mekanisk-transduktion af forskydningsspænding. PECAM-1 rolle i sensing forskydningsspænding er kritisk for funktionerne af vaskulær endotheli al-celler og homeostase 17. Når endoteliale monolag udsættes for forskydningsspænding, PECAM-1 direkte svar på den mekaniske kraft, der udøves på det ved at ændre dets tyrosinphosphorylering, og efterfølgende aktivering af ERK1 / 2 signaleringskaskade 27. Endvidere er PECAM-1-eNOS kompleks forening afbrudt af forstyrrelser i forskydningsspænding 28. Derfor PECAM-1 aktiverer vaskulære endotelceller til at fornemme ændringer i fluid shear stress kræfter, som kan føre til reaktiv dilatation af karvæggen 29.

Disse data understøtter denne model, der viser, at endotelceller reagerer på udsættelse for periodisk, envejs væske forskydning ved at nedregulere en vigtig junktionel og klæbende determinant, der formidler intercellulære kontakt samt transvascular celle udveksling.

632fig3.jpg "/>
Figur 3. Brain endotelcelle morfologi i en forskydningshastighed ring. Udseendet af hCMEC / D3endothelial cellemonolag i shear ringe efter 48 timers periodisk fluid shear eller statisk eksponering. Justering af kulturer er ikke altid overholdes parallelt flow retning (vist med pil). Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4
Figur 4. cellereaktioner på periodisk forskydning. Rotte retinal mikrovaskulære endotel cellemonolag dyrket i shear ringe viste en reduktion i PECAM1 / CD31 i forhold til p-actin (n = 3 hver, studerende uparret t-test, * -p <0,05, fejlsøjler refererer til standardafvigelse), efter 72 timers periodisk væske sheari shear ringe.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Konstruktionen af ​​shear ringsystem til eksponering endothelceller for forskydning er en enkel fremgangsmåde til udførelse af forskydningsspænding undersøgelser. Alligevel er der et par trin, der er afgørende for at opnå overlegne shear ringe og bedre resultater. bør foretages en fuldstændig tætning mellem den indre og ydre ring for at forhindre medier fra utæt, der kunne skabe inkonsekvent forskydningsspænding blandt prøver. Hvis et komplet tætning ikke stilles, skal en minimal mængde methylenchlorid, hvormed kanten mellem den indre og ydre skål med en overførsel pipette gennem hullet i den indre ring. Forsigtigt dreje ringen bør give mulighed for methylenchlorid til dannelse af en komplet forsegling. Desuden kan plast spåner uforvarende fremstillet af skæring være til stede på shear ring sporet, så skylle ud shear ring efter opførelsen skulle fjerne enhver snavs, der kan påvirke cellevækst og giver inkonsekvent forskydningsspænding ansøgning.

sHør ringe beskrevet i artiklen er forholdsvis store i størrelse, hvilket fører til en stor mængde af output per prøve. Imidlertid kunne mindre versioner konstrueres under anvendelse mindre petriskåle (f.eks 100 mm petriskål med en 60 mm insert). Konstruktion flere mindre shear ringe kan tillade højere tal af undersøgelsen replikerer samtidig bibeholde relativt store væskevolumener og overfladearealer pr prøve i forhold til andre metoder.

Enkelte spørgsmål er blevet bemærket, når du bruger shear ringe. Først nogle orbital shakere producerer overskydende mængder af varme, og nogle væksthuse undlader at styre denne stigning i temperatur. Dette kan undgås ved passende valg af rotatorer og brug af ikke-vandkappe inkubatorer, der udveksler varme meget lettere. Kultur forurening er et andet potentielt problem ved brug af shear ringe, især efter samling i en open-air miljø. Shear ringene skal være grundigt steriliseres før brug.

etc. ) for at generere den ønskede periodiske, ensrettet forskydningsspænding.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

J. Winny Yun har en forskningsbevilling fra Annette Funicello fundament. J. Steven Alexander har forskningsstøtte fra Institut for Neuro- LSUHSC-S.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne anerkende bistand fra Mr. Christopher Nguyen, Aaron Hunter og Shreveport Jumpstart, SMART, og Biostart træningsprogrammer samt Centenary College of Louisiana afdeling for Biofysik, Shreveport, LA.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
100 x 20 mm plastic tissue culture dish Corning 430167 The dishes must be polystyrene
150 x 25 mm plastic tissue culture dish Corning 430599 The dishes must be polystyrene
150 mm glass Petri dish Fisher 3160150BO
15 ml polystyrene tissue culture plastic tubes Falcon 352099
Methylene chloride Sigma-Aldrich D65100
silicone rubber sealant DAP 7079808641
ethanol Decon 2701
3 ml transfer pipette Becton-Dickinson 357524
printer paper
scissors
gloves
rotary tool and set Dremel 4000-6/50
rotary tool cutting head Dremel EZ476
rotary tool drill head
distilled water
orbital shaker VWR 57018-754
incubator
Rat retinal microvascular endothelial cells Cell Biologics RA-6065

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Resnick, N., Gimbrone, M. A. Hemodynamic forces are complex regulators of endothelial gene expression. FASEB J. 9 (10), 874-882 (1995).
  2. Malek, A. M., Izumo, S. Control of endothelial cell gene expression by flow. J Biomech. 28 (12), 1515-1528 (1995).
  3. Ando, J., Kamiya, A. Flow-dependent Regulation of Gene Expression in Vascular Endothelial Cells. Jpn Heart J. 37 (1), 19-32 (1996).
  4. Resnick, N., Yahav, H., et al. Endothelial Gene Regulation by Laminar Shear Stress. Adv Exp Med Biol. 430, 155-164 (1997).
  5. Gaucher, C., et al. In vitro impact of physiological shear stress on endothelial cells gene expression profile. Clin Hemorheol Mico. 37 (1-2), 99-107 (2007).
  6. Fisslthaler, B., et al. Identification of a cis -Element Regulating Transcriptional Activity in Response to Fluid Shear Stress in Bovine Aortic Endothelial Cells. Endothelium-J Endoth. 10 (4-5), 267-275 (2003).
  7. Chen, W., Bacanamwo, M., Harrison, D. G. Activation of p300 Histone Acetyltransferase Activity Is an Early Endothelial Response to Laminar Shear Stress and Is Essential for Stimulation of Endothelial Nitric-oxide Synthase mRNA Transcription. J Biol Chem. 283 (24), 16293-16298 (2008).
  8. Sumpio, B. E., et al. Regulation of PDGF-B in Endothelial Cells Exposed to Cyclic Strain. Arterioscl Throm Vas. 18 (3), 349-355 (1998).
  9. Yang, Y., et al. Triplex-forming oligonucleotide inhibits the expression of tissue factor gene in endothelial cells induced by the blood flow shear stress in rats. Acta Pharm Sinic. 41 (9), 808-813 (2006).
  10. Sumpio, B. E., Chang, R., Xu, W. -J., Wang, X. -J., Du, W. Regulation of tPA in endothelial cells exposed to cyclic strain: role of CRE, AP-2, and SSRE binding sites. Am J Physiol. 273 (5 Pt 1), C1441-C1448 (1997).
  11. Silberman, M., et al. Shear stress-induced transcriptional regulation via hybrid promoters as a potential tool for promoting angiogenesis. Nato Adv Sci Inst Se. 12 (3), 231-242 (2009).
  12. Dschietzig, T., et al. Flow-induced pressure differentially regulates endothelin-1, urotensin II, adrenomedullin, and relaxin in pulmonary vascular endothelium. Biochem Biophys Res Commun. 289 (1), 245-251 (2001).
  13. Nagel, T., Resnick, N., Atkinson, W. J., Dewey, C. F., Gimbrone, M. A. Shear stress selectively upregulates intercellular adhesion molecule-1 expression in cultured human vascular endothelial cells. J Clin Invest. 94 (2), 885-891 (1994).
  14. Bateman, G. A., Levi, C. R., Schofield, P., Wang, Y., Lovett, E. C. The venous manifestations of pulse wave encephalopathy: windkessel dysfunction in normal aging and senile dementia. Neuroradiology. 50 (6), 491-497 (2008).
  15. Juurlink, B. H. J. Is there a pulse wave encephalopathy component to multiple sclerosis. Curr Neurovasc Res. 12 (2), 199-209 (2015).
  16. Topper, J. N., Gimbrone, M. A. Jr Blood flow and vascular gene expression: fluid shear stress as a modulator of endothelial phenotype. Mol Med Today. 5 (1), 40-46 (1999).
  17. Tzima, E., et al. A mechanosensory complex that mediates the endothelial cell response to fluid shear stress. Nature. 437 (7057), 426-431 (2005).
  18. Li, Y. -S. J., Haga, J. H., Chien, S. Molecular basis of the effects of shear stress on vascular endothelial cells. J Biomech. 38 (10), 1949-1971 (2005).
  19. Reinhart-King, C. A., Fujiwara, K., Berk, B. C. Physiologic Stress-Mediated Signaling in the Endothelium. Method Enzymol. 443, 25-44 (2008).
  20. Frangos, J. A., McIntire, L. V., Eskin, S. G. Shear stress induced stimulation of mammalian cell metabolism. Biotechnol Bioeng. 32 (8), 1053-1060 (1988).
  21. Lane, W. O., et al. Parallel-plate Flow Chamber and Continuous Flow Circuit to Evaluate Endothelial Progenitor Cells under Laminar Flow Shear Stress. J Vis Exp. (59), (2012).
  22. Reinitz, A., DeStefano, J., Ye, M., Wong, A. D., Searson, P. C. Human brain microvascular endothelial cells resist elongation due to shear stress. Microvasc Res. 99, 8-18 (2015).
  23. Dewey, C. F., Bussolari, S. R., Gimbrone, M. A., Davies, P. F. The Dynamic Response of Vascular Endothelial Cells to Fluid Shear Stress. J Biomed Eng. 103 (3), 177 (1981).
  24. Dardik, A., et al. Differential effects of orbital and laminar shear stress on endothelial cells. J Vasc Surg. 41 (5), 869-880 (2005).
  25. Honda, S., et al. Ligand-induced adhesion to activated endothelium and to vascular cell adhesion molecule-1 in lymphocytes transfected with the N-formyl peptide receptor. J Immunol. 152 (8), 4026-4035 (1994).
  26. Watt, S. M., Gschmeissner, S. E., Bates, P. A. PECAM-1: its expression and function as a cell adhesion molecule on hemopoietic and endothelial cells. Leukemia Lymphoma. 17 (3-4), 229-244 (1995).
  27. Fujiwara, K. Platelet endothelial cell adhesion molecule-1 and mechanotransduction in vascular endothelial cells. J Intern Med. 259 (4), 373-380 (2006).
  28. Dusserre, N. PECAM-1 Interacts With Nitric Oxide Synthase in Human Endothelial Cells: Implication for Flow-Induced Nitric Oxide Synthase Activation. Arterioscl Throm Vas. 24 (10), 1796-1802 (2004).
  29. Bagi, Z. PECAM-1 Mediates NO-Dependent Dilation of Arterioles to High Temporal Gradients of Shear Stress. Arterioscl Throm Vas. 25 (8), 1590-1595 (2005).

Tags

Cellular Biology forskydningsspænding endotelcelle flow periodisk strømning cellulær fysiologi kardiovaskulære bioteknologi endotel fluid forskydningsspænding celleadhæsion
Forsamlingen og anvendelse af &#39;Shear Rings &quot;: A Novel Endothelial Model for Orbital, ensrettet og periodisk Fluid Flow og Shear stress
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

White, L. A., Stevenson, E. V., Yun, More

White, L. A., Stevenson, E. V., Yun, J. W., Eshaq, R., Harris, N. R., Mills, D. K., Minagar, A., Couraud, P. O., Alexander, J. S. The Assembly and Application of 'Shear Rings': A Novel Endothelial Model for Orbital, Unidirectional and Periodic Fluid Flow and Shear Stress. J. Vis. Exp. (116), e54632, doi:10.3791/54632 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter