تقييم الدالة Microvascular الأنسجة الدهنية البشرية باستخدام فيديوميكروسكوبي
Summary
تستخدم نظم فيديوميكروسكوبي لدراسة الخصائص الفنية للشرايين الأنسجة الدهنية معزولة في الاستجابة للمحفزات الفسيولوجية والدوائية. يمكن استخدام هذا الأسلوب لدراسة ميكروفاسكولار تعمل في مجالات مختلفة من الأنسجة الدهنية في البشر يعانون من السمنة المفرطة.
Abstract
في حين أن السمنة ترتبط ارتباطاً وثيقا بتطور المرض الأيضي والقلب والأوعية الدموية، يعرف الكثير عن الآليات التي تحكم هذه العمليات. هو الافتراض بأن الوسطاء المحترفين atherogenic صدر من الأنسجة الدهنية لا سيما بالاشتراك مع أديبوسيتي الوسطى/الحشوي قد تعزز التغييرات الأوعية الدموية المسببة للأمراض محلياً وعناصره، والفكرة أن أمراض القلب والأوعية الدموية قد تكون نتيجة للخلل في الأنسجة الدهنية لا تزال تتطور. وهنا يصف لنا طريقة فريدة من فيديوميكروسكوبي الذي ينطوي على تحليل لردود وعائي ومضيق للأوعية الشرايين البشرية الصغيرة سليمة إزالتها من مستودع الدهنية لمعيشة البشر. يتم استخدام فيديوميكروسكوبي لدراسة الخصائص الفنية من ميكروفيسيلس معزولة في الاستجابة للمحفزات الدوائية أو الفسيولوجية باستخدام نظام ضغط الذي يحاكي في فيفو الظروف. هذا الأسلوب هو نهجاً مفيداً فهم الفيزيولوجيا المرضية والآليات الجزيئية التي تسهم في ضعف الأوعية الدموية محلياً داخل الوسط الأنسجة الدهنية. وعلاوة على ذلك، ارتبطت أيضا تشوهات في ميكروفاسكولاتوري الأنسجة الدهنية مع الأمراض الجهازية. قمنا بتطبيق هذا الأسلوب لدراسة استجابات الأوعية الدموية الخاصة بمستودع في أشخاص يعانون من السمنة المفرطة. قمنا بتقييم البطانة تعتمد على توسع الأوعية لزيادة تدفق واستيل في الشرايين الدهنية (50-350 ميكرون قطرها الداخلي، 2-3 مم في الطول) المعزولة من مستودعين الدهنية مختلفة أثناء جراحات من الفرد نفسه. أظهرنا أن الشرايين من الدهون الحشوي يحمل البصر من توسع الأوعية البطانة تعتمد على مقارنة بالسفن معزولة من مستودع تحت الجلد. وتشير النتائج إلى أن المكروية الحشوي يرتبط بخلل وظيفي غشائي الأوعية الدموية التي قد تكون ذات صلة بالملاحظة الإكلينيكية ربط adiposity الحشوي زيادة آليات الأمراض الجهازية. يمكن استخدام هذا الأسلوب فيديوميكروسكوبي لفحص الأوعية الدموية تعمل من مخازن الدهون المختلفة، فضلا عن مقارنة النتائج بين الأفراد بدرجات مختلفة من السمنة والخلل الأيضي. يمكن أيضا استخدام الأسلوب دراسة استجابات الأوعية الدموية طوليا ردا على التدخلات السريرية.
Introduction
فيديوميكروسكوبي تقنية مفيدة تستخدم لفحص وظيفة الشرايين الصغيرة إزالة من معيشة البشر السابقين فيفوفاسوموتور. لدينا مختبر ركز على تشريح خارج ميكروفيسيلس صغيرة من حجرات مختلفة من الأنسجة الدهنية لوصف آثار ميكرونفيرونمينتس الدهنية المختلفة على ميكروفاسكولاتوري. وميزة رئيسية لهذا الأسلوب هو أن إزالتها من جسم الإنسان الأوعية الدموية تبقى وظيفية ويمكن فحص سهولة في غضون دقائق إلى ساعات بعد خزعة. هي تحاكي الظروف الفسيولوجية وثابت الضغط ترانسمورال في الفضاء intraluminal عبر cannulas الزجاج الصغير الذي الخص العديد من الخصائص في فيفو . 1 , 2 بالإضافة إلى ذلك، يسمح إنشاء فيديوميكروسكوبي موثوق بها مع برامج الكشف عن حافة الآلي لتقييم النوعية والكمية على حد سواء تعتمد على البطانة-المستقلة وعائي ومضيق للأوعية قدرة ومعزولة سفن في التقييم الفيزيولوجي السريع في الوقت الحقيقي، والسماح في الاستجابة للمحفزات المادية والدوائية. 3 تقنيات microvascular أخرى متاحة أيضا مثل سلك ميوجرافي الذي يميل إلى أن يكون أقل استهلاكاً للوقت وقياس استجابات التوتر ليضع مختلف بواسطة محول قوة.
وطبق لدينا مختبر فيديوميكروسكوبي دراسة العلاقة بين السمنة وخلل الأوعية الدموية، مع التركيز على آثار مجالات مختلفة من الأنسجة الدهنية على المفرج. أديبوسيتي المركزية مع تراكم الدهون داخل البطن الحشوي ارتبط أوثق لإنتاج أديبوسيتوكيني والخلل في التمثيل الغذائي وخطر كارديوميتابوليك. قد افترض أن خلل الأنسجة الدهنية مع الإفراط في إنتاج التقلبات السيتوكينات وأديبوكيني برو atherogenic متورطة بشدة في هذه العمليات، ولكن تبقى الجزيئات تنظيمية محددة وأهداف العلاج إلى حد كبير غير المكتشفة. وربطت 4 علاوة على ذلك، على الصعيد المحلي الأنسجة الدهنية، الاستنفاد الشعرية وضعف التروية بسيودوهيبوكسيا الأنسجة الدهنية والتقلبات الأيضية. وتتطور الفرضية القائلة بأن أمراض القلب والأوعية الدموية قد يكون نتيجة للخلل في الأنسجة الدهنية. تشجيع الوسطاء المحترفين atherogenic صدر من الدهون، ولا سيما بالاشتراك مع أديبوسيتي الوسطى/الحشوي، يحتمل الخلل بطانية وتغييرات الأوعية الدموية المسببة للأمراض التي يمكن أن تكون المجاهرة محلياً في المفرج الدهنية والكشف عن استخدام هذه الوثيقة وصف للمنهجية. 5
هو الوظيفية تقييم الشرايين الأنسجة الدهنية معزولة نهجاً مفيداً فهم الفيزيولوجيا المرضية والآليات الجزيئية التي تسهم في ضعف الأوعية الدموية في السمنة البشرية. للتحقيق في الآليات التي تسهم في الدهون الخاصة بمستودع الخلل، قمنا بتطوير أساليب لدراسة تعتمد على البطانة-والمستقلة ردود فاسوديلاتوري ميكروفاسكولاتوري، وتقييم التعبير عن مختلف التنظيمية المرشحين في إقران الحشوي وتحت الجلد (SC) الأنسجة الدهنية العينات التي تم الحصول عليها من أشخاص يعانون من السمنة في الوقت لجراحات.
Protocol
Representative Results
Discussion
تشريح والعزلة للشرايين الدهنية من الأنسجة المحيطة يمكن أن يكون عملية تستغرق وقتاً طويلاً وتتطلب عمالة مكثفة مع الحرص على الاهتمام بالتفاصيل والبروتوكول التقنية. يتطلب الإجراء ميكروديسيكتيون المهارات الدقيقة وأواني تشريح المتخصصة لمنع احتمال حدوث ضرر للعضلات الملساء أو غشائي خلية طبقا…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
المؤلف يود أن يشكر المتطوعين للمشاركة في هذه الدراسات وموظفي العمليات الجراحية في مركز بوسطن الطبي لتوفير خزعات الأنسجة الدهنية. جوكس الدكتور معتمد من قبل المعاهد الوطنية للصحة (المعاهد الوطنية للصحة) منح HL081587 و HL114675 و HL126141. النمساوية الدكتور معتمد من قبل المعهد الوطني للصحة منح K23 HL135394.
Materials
| Chemical Name | |||
| Acetylcholine | Sigma Aldrich | A6625 | |
| Calcium chloride (CaCl2) | Sigma Aldrich | 223506 | |
| D-(+)-Glucose | Sigma Aldrich | G5767 | |
| Endothelin-1 | Sigma Aldrich | E7764 | |
| Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N’,N’-tetra acetic acid (EGTA) | Sigma Aldrich | E3889 | |
| Ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) | Sigma Aldrich | E9884 | |
| HEPES | Sigma Aldrich | H3784 | |
| Nw-nito-L-arginine methyl ester hydrochloride | Sigma Aldrich | N5751 | |
| Magnesium sulfate (MgSO4) | Sigma Aldrich | M7506 | |
| Potassium chloride (KCL) | Sigma Aldrich | P3911 | |
| Potassium phosphate (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |
| Papaverine | Sigma Aldrich | P3510 | |
| Sodium bicarbonate (NaHCO3 ) | Sigma Aldrich | S6014 | |
| Sodium chloride (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |
| Sodium phosphate monobasic monohydrate (NaH2Po4) | Sigma Aldrich | S9638 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Forceps | Finescience tools | 15000-08 | |
| Inverted microscope | Zeiss Achromat | ||
| Laboratory tubing | Euro-Pharm | 250100306F999 | |
| Needle/pippette puller | David kopf instruments | 720 | |
| Ophthalmic monofilament nylon suture | Surgical specialties | A7756N | |
| Scissors | Finescience tools | 150000-08 | |
| Vessel Chamber | DMT | VAS v.2.1 |
Referenzen
- Schubert, R., Mulvany, M. J. The myogenic response: established facts and attractive hypotheses. Clin Sci (Lond). 96 (4), 313-326 (1999).
- Jadeja, R. N., Rachakonda, V., Bagi, Z., Khurana, S. Assessing Myogenic Response and Vasoactivity In Resistance Mesenteric Arteries Using Pressure Myography. J Vis Exp. (101), e50997 (2015).
- Gutterman, D. D., et al. The Human Microcirculation: Regulation of Flow and Beyond. Circ Res. 118 (1), 157-172 (2016).
- Fuster, J. J., Ouchi, N., Gokce, N., Walsh, K. Obesity-Induced Changes in Adipose Tissue Microenvironment and Their Impact on Cardiovascular Disease. Circ Res. 118 (11), 1786-1807 (2016).
- Farb, M. G., et al. Reduced adipose tissue inflammation represents an intermediate cardiometabolic phenotype in obesity. J Am Coll Cardiol. 58 (3), 232-237 (2011).
- Farb, M. G., et al. WNT5A-JNK regulation of vascular insulin resistance in human obesity. Vasc Med. 21 (6), 489-496 (2016).
- Durand, M. J., Phillips, S. A., Widlansky, M. E., Otterson, M. F., Gutterman, D. D. The vascular renin-angiotensin system contributes to blunted vasodilation induced by transient high pressure in human adipose microvessels. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 307 (1), H25-H32 (2014).
- Farb, M. G., et al. Cyclooxygenase inhibition improves endothelial vasomotor dysfunction of visceral adipose arterioles in human obesity. Obesity (Silver Spring). 22 (2), 349-355 (2014).
- Park, S. Y., et al. Impact of age on the vasodilatory function of human skeletal muscle feed arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 310 (2), H217-H225 (2016).
- Ives, S. J., et al. Human skeletal muscle feed arteries studied in vitro: the effect of temperature on alpha(1)-adrenergic responsiveness. Exp Physiol. 96 (9), 907-918 (2011).
- Grizelj, I., et al. Reduced flow-and acetylcholine-induced dilations in visceral compared to subcutaneous adipose arterioles in human morbid obesity. Microcirculation. 22 (1), 44-53 (2015).
- Farb, M. G., et al. Arteriolar function in visceral adipose tissue is impaired in human obesity. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 32 (2), 467-473 (2012).
- Tanner, M. J., et al. Dynamin-Related Protein 1 Mediates Low Glucose-Induced Endothelial Dysfunction in Human Arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. , (2016).
- Ives, S. J., et al. alpha1-Adrenergic responsiveness in human skeletal muscle feed arteries: the impact of reducing extracellular pH. Exp Physiol. 98 (1), 256-267 (2013).
- Dharmashankar, K., et al. Nitric oxide synthase-dependent vasodilation of human subcutaneous arterioles correlates with noninvasive measurements of endothelial function. Am J Hypertens. 25 (5), 528-534 (2012).
- Truran, S., et al. Adipose and leptomeningeal arteriole endothelial dysfunction induced by beta-amyloid peptide: a practical human model to study Alzheimer’s disease vasculopathy. J Neurosci Methods. 235, 123-129 (2014).
- Karki, S., et al. Forkhead box O-1 modulation improves endothelial insulin resistance in human obesity. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 35 (6), 1498-1506 (2015).
- Shahid, M., Buys, E. S. Assessing murine resistance artery function using pressure myography. J Vis Exp. (76), (2013).
