RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Ashish Misra1, Zhonghui Feng1, Jiasheng Zhang1, Zhi-Yin Lou2,3, Daniel M. Greif1
1Yale Cardiovascular Research Center, Section of Cardiovascular Medicine, Department of Internal Medicine,Yale University School of Medicine, 2Department of Neurology,Yale University School of Medicine, 3Department of Neurology, Xinhua Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Vivo klonal analizi ve kader eşleme, aortik explants ve izole düz kas hücreleri ayrıntılı burada kullanarak embriyonik ve perinatal fare aort eğitim için kullanılan protokol. Bu farklı yaklaşımlar normal gelişim embriyonik ve perinatal aort ve hastalık patogenezinde morfogenez incelenmesi kolaylaştırmak.
Aort vücuttaki en büyük arter olduğunu. Aort duvar endotel hücrelerinin bir iç tabaka, elastik lamellae ve düz kas hücreleri (SMCs) alternatif bir orta katman ve fibroblastlar ve hücre dışı matriks ki dış tabakası oluşur. Patolojik modellerinde (Örneğin, ateroskleroz) Yetişkin aort yaygın bir çalışma aksine, embriyonik ve perinatal aort hakkında daha az bilinir. Burada, SMCs üzerinde ele ve embriyonik ve perinatal aort SMCs normal gelişim ve hastalığın patogenezi ve morfogenetik analizi için iletişim kuralları sağlar. Özellikle, dahil dört protokolü şunlardır: Ben) vivo embriyonik kader haritalama ve klonal analizi; II) embriyonik aort kültür explant; III) perinatal aort SMC izolasyon; ve IV) hamile (veya gebe olmayan) farelerde subkutan ozmotik Mini pompa yerleştirme. Böylece, bu yaklaşımlar origin(s), kader ve klonal SMCs mimarisinde aort içinde vivoincelenmesi kolaylaştırmak. Onlar sürekli maruz farmakolojik embriyonik aort morfogenez rahim içinde oransal için sağlar. Buna ek olarak, izole aort dokusu explants veya aort SMCs muscularization, nükleer silahların yayılmasına karşı ve göç gibi temel süreçler sırasında belirli bir gen hedefleri rolüne anlayışlar kazanmak için kullanılabilir. Bu hipotez oluşturma deneyler izole SMCs ve explanted aort sonra vivo içinde bağlamında farmakolojik ve genetik yaklaşımlar ile tespit edilebilir.
Hücrelere besin ve oksijen sağlamak için çok hücreli organizmalar işlevinin dolaşım sistemi bu değil dış çevre ile temas ve atık ürünlerin ve karbon dioksit bu hücrelerdeki kaldırmak için vardır. Omurgalılar, birincil dolaşım sistemi hangi pompalar kan damarlarının bir dizi sayesinde kan kalp oluşur. Atar ve toplar damarlardaki, gibi büyük kan damarlarının duvarlarında üç katmandan oluşur: Ben) intima veya iç tabaka endotel hücre; II) medya veya Orta tabaka, çepeçevre alternatif düz kas hücreleri SMCs ve elastik lamellae uzamış; ve III) adventitia veya bağ dokusu ve fibroblastlar dış tabakası. Vasküler Biyoloji çalışmalarda büyük çoğunluğu yeni endotel hücre kaplı borular aracılığıyla angiogenez oluşumu soruşturma endotel hücreleri üzerinde odaklanın. Buna karşılık, nispeten az ilgi SMCs alırsınız. Ancak, SMCs normal Arteryel duvar inşası ve vasküler patolojiler kritik hücre tipi vardır.
Aort vücuttaki kalp sol ventrikül kardiyak çıkış alma en büyük kalibreli arter olduğunu. Ateroskleroz, anevrizma ve diseksiyona dahil olmak üzere çeşitli insan hastalıkları dertli. Yetişkin canlılar arasında aorta ve büyük dalları yoğun damar hastalığı modellerinde incelenmektedir. Örneğin, düşük yoğunluklu lipoprotein reseptör veya apolipoprotein E, kodlama gen için boş olan fareler beslenen yüksek yağlı diyet geliştirmek ateroskleroz ve kader eşleme çalışmalar gösterir önceden varolan SMCs birden fazla hücre türü için neden olmaktadır aterosklerotik plak1. Aort Anevrizmalarının patolojik değişiklikler SMC Apoptozis ve hücre dışı matriks2,3remodeling içerir.
Önemli ölçüde daha az embriyonik ve perinatal dönemlerinde SMC morfogenez ve patogenezi ile ilgili olarak bilinir. Burada, embriyonik ve perinatal aort SMCs vivo içindedoku explants ve izole hücreler eğitimi için protokolleri sağlamak. Örneğin, protokol ilk bölümünü kader haritalama ve embriyonik farelerde klonal analiz delineates. Cre recombinase bir hücre özgü organizatörü kontrolü altında ifade belirli hücreleri işaretleme ve onların döl4,5,6kolaylaştırır; Ancak, farelerde embriyonik gelişim sırasında cep özel etiketleme zamansal kontrol zor olabilir. Bu bağlamda, bir organizatörü SMCs (e.g.,Myh11 veya Acta2) ve Cre muhabir etkin altında koşullu CreER ifade embriyo ile biz tamoxifen veya onun aktif metaboliti 4-OH-tamoxifen hamile barajlar içinde enjekte için yöntemleri sağlar ve embriyo veya postnatal çoluk çocuk etiketli hücreleri analiz etmek için. Ayrıca, hangi çoğunlukla Cre gazetecilere bir tek gazeteci fluorophore1,7ile kullanmak, kader Haritalama çalışmaları aksine, klonal analiz önemli ölçüde çok renkli Cre gazetecilere ile zenginleştirilmiştir.
İletişim kuralı ikinci ve üçüncü bölümlerde izole edip embriyonik aort explants ve gelen ventilasyon, aortik SMCs sırasıyla kültür yöntemleri açıklanmaktadır. Bu yaklaşımlar sinyal yollar, özellikle aort explants veya SMCs, manipülasyon ve farmakolojik ajanların doğrudan etkileri analiz etmek için izin verir. Böylece, faiz dokusunun belirli genlerin rol farelerde geleneksel genetik manipülasyon yoluyla çok daha hızlı bir biçimde tarandı. Buna ek olarak, izole SMC çalışmalar hücre göç çözümlemesini kolaylaştıran ve teknik olarak yapışma içinde vivosınırlı.
Son olarak, dördüncü protokol bölümünde subkutan ozmotik Mini pompa hamile (veya gebe olmayan) farelerde farmakolojik ajanlar ile yüklenen yerleşimini delineates. Bu yöntem embriyonik gelişme hızlı metabolizma nedeniyle sürekli infüzyon gerektiren ajanlar nedeniyle üzerindeki etkisinin analizi kolaylaştırır. Sık iğne alternatif birçok ajanlar için pratik değildir ve o hamile baraj önemli rahatsızlık neden olabilir, kaçınılmalıdır.
tüm fare protokolleri kurumsal hayvan bakım ve Yale Üniversitesi'nde kullanım Komitesi tarafından onaylanan.
1. In Vivo kader embriyonik eşleme ve klonal analizi
Not: Biz bu yaklaşımlar yaygın olarak hücreleri ve geliştirme ve hastalık modelleri klonal mimarileri kökenleri değerlendirmek için kullandık 7 , 8 , 9 , 10.
2. Embriyonik aort kültür explant
Not: Bu yaklaşım daha önce explanted, stenoz integrin beta3 rolü değerlendirmek için kullanılan Eln (- / -) embriyonik aort 9 , 18.
3. Perinatal aort SMC izolasyon
Not: Bu yaklaşım aort SMCs Eln (- / -) ve wildtype perinatal fareler izole Biyoloji karşılaştırmak için kullanılmakta olan.
4. Subkutan ozmotik Mini pompa yerleştirme hamile (veya sigara hamile) fareler
Not: Bu yaklaşım daha önce sürekli farmakolojik ajan (Örneğin, integrin β3 ve β5 inhibitörü teslim etmek için kullanılan cilengitide) embriyo rahimde 9. Pompa E13.5 hamile barajın takılı ve doğum kadar saklanır.
Bir temsilci klonal analizinde SMCs içinde embriyo mutant Eln (hücre dışı matriks proteini elastin kodlama gen) için Eln(+/-), Acta2-CreERT2 fareler de taşıyan Eln(+/-) fareler için şeklindeki çok renkli ROSA26R(Rb/Rb) muhabir. 1. adımda açıklandığı gibi bujileri kontrol edildi, hamile baraj E12.5 adlı bir tek tamoxifen enjeksiyon (1.5 mg) ile indüklenen ve onlar E18.5 kurban edildi. Embriyo hasat, sabit, dondurulmuş ve genotyped vardı. Aort cryosections azalan enine kesilmiş. Eln(+/-), Acta2-CreERT2, bölümlerden ROSA26R(Rb / +) embriyo göstermek aşırı iç tabaka SMCs bu Elniçinde birikir-null fareler (E15.5 sonra başlayan) birden çok renk () tarafından işaretlenir Şekil 1) ve bu nedenle, mevcut olan hücreler birden çok alfa-düz kas aktin (SMA)+ türetme yapıp yapmayacağınızı ~ E12.5. E12.5 aort SMA+ hücreleri tunica medyaya sınırlıdır.
ELN(- / -) embriyonik aortas explants, kadın ve erkek için oluşturmak için fare Eln(+/-) şeklindeki. 2. adımda açıklanan yöntemleri kullanarak, bujileri kontrol ve hamile Eln(+/-) baraj E15.5 kurban edildi. Aortas Eln(- / -) embriyolar izole edildi ve 0 veya 18 h bir anti-integrin β3 varlığında antikor veya Igg1 denetimini engelleme için kültürlü. Aortas o zaman sabit, dondurulmuş, ve cryosectioned ve cryosections SMA (SMC marker), lekeli CD31 (endotel hücre işaretçisi) ve çekirdek (DAPI) (Şekil 2). Kültür 18 h içinde hypermuscular E15.5/Eln(- / -) aort olur sonuçları göstermek ve stenotic. Bu işlem tarafından bir anti-integrin β3 engelleyen antikor zayıflatılmış.
SMCs P0.5, wildtype farelerin aort yalıtılmış. 3. adımda açıklandığı gibi SMCs disseke yenidoğan aort enzim sindirim tarafından izole edildi ve kültürlü. Hücreleri pasajlı, ve geçiş 3 hücreleri CD31 ve çekirdeği (DAPI) (şekil 3) SMC işaretçileri için (Yani, SMA, düz kas myosin ağır zincir (SMMHC) veya transgelin (Ayrıca SM22α da bilinir)), lekeli. Kültürlü hücrelerin çoğu SMC işaretleri ama değil CD31 hızlı.
Değerlendirmek için farmakolojik integrin β3 inhibisyonu hypermuscularization ve Eln(- / -) aort vivo içindebiz sürekli stenoz azaltmak inhibitörü cilengitide nedeniyle onun kısa yarılanma infüzyon plazmada. Eln(+/ −) kadın ve erkek şeklindeki ve adım 4'te açıklandığı gibi ozmotik mini-pompalar ile cilengitide yüklü E13.5, hamile barajlar implante edildi. P0.5, pups euthanized ve genotyped ve onların aortas analiz edildi. Cilengitide tedavi önemli ölçüde aortik stenoz ve hypermuscularization farelerde Eln(- / -) (şekil 4) wildtype aort9değiştirmeden zayıflar. Böylece, anti-integrin β3 elastin aortopathy tedavi etmek için potansiyel olarak umut verici bir noninvaziv yaklaşım olacaktır.

Resim 1 . Aşırı SMCs Eln(- / -) aort türetmek birden çok önceden varolan SMCs. Barajlar da çok renkli Cre muhabir taşıyan Eln(- / -), Acta2-CreERT2 embriyo ile hamile ROSA26R(Rb / +) tamoxifen (1.5 mg) E12.5 adlı tek bir mayi enjeksiyon ile indüklenen. Barajlar E18.5 feda ve embriyoların azalan aortas enine bölümlerini DAPI ve Rb renklerin doğrudan floresan için boyama ile analiz Cerulean (Cer), mCherry (mCh) ve mOrange (mOr). Aşırı SMCs birikir Elniç yüzeyi içinde-null aort E15.518sonra. Aşırı iç katman SMCs polyclonality gösteren birden çok renk (yıldızlar), hücreler içerir. Lu, aort Lümen. Ölçek çubuğu, 10 µm. Reprinted enesali vd., 20169dan. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Resim 2 . Anti-αvβ3 Integrin abluka zayıflar Hypermuscularization ve Eln(- / -) aort Explant stenoz. E15.5, hamile barajlar euthanized ve Eln(- / -) embriyo aortas hasat edildi. İzole aortas hemen sabit ya da bir izotip kontrol Igg1 veya fiksasyon önce 18 h için bir integrin αvβ3 engelleyen antikor huzurunda kültürlü. Sabit aortas CD31, SMA ve çekirdeği (DAPI) için lekeli. Lu, aort Lümen. Ölçek çubuğu, 100 µm. Reprinted enesali vd., 20169dan. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3 . İzole ve kültürlü yenidoğan fare hızlı düz kas işaretleri üzerinden aort SMCs.
Yazarlar ifşa gerek yok.
Vivo klonal analizi ve kader eşleme, aortik explants ve izole düz kas hücreleri ayrıntılı burada kullanarak embriyonik ve perinatal fare aort eğitim için kullanılan protokol. Bu farklı yaklaşımlar normal gelişim embriyonik ve perinatal aort ve hastalık patogenezinde morfogenez incelenmesi kolaylaştırmak.
Dean Li aort SMC yalıtım için onun laboratuvarı protokol paylaştığınız için teşekkür ederiz. Destek finansman sağlanan ulusal sağlık Enstitüleri tarafından (R21NS088854, R01HL125815 ve R01HL133016 D.M.G için), Amerikan Kalp Derneği (Grant-in-Aid 14GRNT19990019) D.M.G. için ve Yale Üniversitesi (kahverengi-Coxe Bursu için sabah ve başlangıç fonlar için D.M.G.).
| Tamoksifen | Sigma | T5648 | |
| Mısır yağı | Sigma | C-8267 | Tamoksifen |
| 4-OH-tamoksifen | için araç Sigma | H7904 | Tamoksifen Progesteron Sigma P8783-5G'ninaktif metaboliti |
| Tamoksifen OCT bileşiği konsantrasyonunun yarısında kullanın | |||
| Kriyobloklar yapmak için | Sakura dokusu tek | 4583 | |
| Cryomolds | Polysciences inc | 18986 | |
| DAPI | Sigma | D9542 | Çekirdeğin IHC boyaması, son konsantrasyon 5 mg / mL |
| Cy3 doğrudan konjuge anti-SMA antikoru | Sigma | A2547 | SMA'nın IHC boyaması, son seyreltme 1:500 |
| Anti-CD31 antikoru | BD Pharmingen | 550274 | GFP'nin IHC boyaması, son konsantrasyon 0.006 mg / mL |
| Anti-GFP antikoru | Thermo Fisher Scientific | A-11121 | CD31'in IHC boyaması, son konsantrasyon 0.0016 mg / mL |
| İkincil antikor keçi anti-tavşanı, Alexa 647 | Yaşam Teknolojileri | a21244 | IHC boyama, son konsantrasyon 0.004 mg / mL |
| İkincil antikor keçi anti-tavşanı, Alexa 488 | Yaşam Teknolojileri | a11008 | IHC boyama, son konsantrasyon 0.004 mg / mL |
| DMEM | Thermo Fisher Scientific | 10567-014 | Hücre kültürü için |
| FBS | Thermo Fisher Scientific | 10437028 | |
| Anti-integrin beta3 bloke edici antikor | BD Biosciences | 553343 | Clone 2C9. G2, son konsantrasyon 0.02 mg / mL |
| Kollajenaz | Worthington Biochemical Corp | 44H14977A | Aort |
| Elastazı | sindirmek için Worthington Biochemical Corp | 34K15139 | Aortu sindirmek için |
| Antibiyotik-antimikotik (100X) | Thermo Fisher Scientific | 15240062 | |
| Rekombinant insan FGF | Promega | G5071 | |
| Rekombinant insan EGF | Promega | G5021 | |
| Penisilin / streptomisin (10.000 U / mL) | Thermo Fisher Scientific | 15140122 | |
| Amfoterisin B | Thermo Fisher Bilimsel | 15290026 | |
| Doku kültürü plakaları | Corning | CLS430165 | |
| Alzet ozmotik mini pompa | Durect Corporation | 2001 | |
| ECLIPSE 80i Dik Floresan Mikroskop | Nikon | ||
| TCS SP5 | Leica | ||
| Branson Sonifier 450 | VWR | ||
| Myh11-CreERT2 fareler | Jackson Laboratuvarı | 19079 | |
| Acta2-CreERT2 fareleri | Dr. Pierre Chambon ve Daniel Metzger | ||
| ROSA26R-CreERT2 farelerinin | laboratuvarından elde edildiJackson Laboratuvarı | 8463 | |
| ROSA26R(mTmG/mTmG) fareler | Jackson Laboratuvarı | 026862 | |
| ROSA26R(EYFP/EYFP) fareler | Jackson Laboratuvarı | 006148 | |
| ROSA26R(Konfeti/Konfeti) fareler | Jackson Laboratuvarı | 13731 | |
| . Irv Weissman'ın | ROSA26R(Rb/Rb) fare | LaboratuvarıDr. Irv Weissman'ın | laboratuvarından alındı |