Den neonatale murine nethinden giver et godt karakteriseret fysiologisk model af angiogenese, der tillader undersøgelser af de roller, som forskellige gener eller narkotika, der modulerer angiogenese i en<em> In vivo</em> Kontekst. Immunfluorescensfarvning præcist visualisere det vaskulære plexus er afgørende for succes i disse typer af undersøgelser.
Angiogenese er den komplekse proces nye blodkar dannes defineret ved spiring af nye blodkar fra en allerede eksisterende fartøj netværk. Angiogenese spiller en vigtig rolle ikke kun i den normale udvikling af organer og væv, men også i mange sygdomme, hvori blodkar dannes er dysreguleret, såsom kræft, blindhed og iskæmiske sygdomme. I voksenlivet, er blodkar generelt hvilende så angiogenese er et vigtigt mål for nye lægemiddeludvikling at forsøge regulere nye fartøj dannelse specifikt sygdom. For bedre at forstå angiogenese og at udvikle passende strategier til at regulere det, er modeller, der kræves som nøjagtigt afspejler de forskellige biologiske trin, der er involveret. Musen neonatale retina giver en fremragende model af angiogenese fordi arterier, vener og kapillærer udvikler at danne en vaskulær plexus i den første uge efter fødslen. Denne model har også den fordel at have en to-dimensional (2D) struktur gør analyse ligetil sammenlignet med den komplekse 3D anatomi af andre vaskulære netværk. Ved at analysere den retinale vaskulære plexus på forskellige tidspunkter efter fødslen, er det muligt at observere de forskellige stadier af angiogenese under mikroskop. Denne artikel viser en enkel procedure til analyse vaskulaturen af en mus nethinden med fluorescerende farvning med isolectin og vaskulær specifikke antistoffer.
Angiogenese er en kompleks udviklingsproces defineret ved dannelsen af nye blodkar fra en allerede eksisterende fartøj netværket og er reguleret af flere signalveje. Den mest fremtrædende af disse er VEGF vej. VEGF er udgivet af iskæmiske celler og fører til indledningen af angiogene spiring i tilstødende blodkar. Den førende endotelcelle fra en ny vaskulær spire er en "spids" celle, der producerer filopodia at nå ud mod kilden af VEGF, og efterfølges af prolifererende 'stilk' endotelceller. På denne måde migrere aktiverede endotelceller og formere mod en avaskulær region, hvor de danner nye vaskulære rør. For at stabilisere disse rør til støtte blodgennemstrømning, endotelceller interagerer med pericytes og glatte muskelceller, som omgiver de nye blodkar 1.. Angiogenese er afgørende for vaskularisering af embryonet og voksende væv. Men det bidrager også til mange pathological lidelser, såsom kræft, hvorimod defekter i angiogenese er forbundet med iskæmiske sygdomme. Udviklingen af effektive lægemiddelbehandlinger at regulere angiogenese som et middel til behandling af sygdom er derfor af stor interesse. For eksempel vil en effektiv antiangiogene faktorer reducere kræft vækst, mens pro-angiogene strategier kan anvendes til behandling af iskæmisk sygdom. Således modeller for angiogenese er afgørende for bedre at forstå reguleringen af nye fartøj dannelse og for at udvikle nye terapeutiske strategier for at forbedre eller mindske vaskulær vækst.
Et grundlæggende element i angiogenese forskning er valget af en passende vaskulær model. Mange in vitro-modeller er blevet designet til at gengive de grundlæggende trin af angiogenese, såsom endotelcellemigration, spredning og overlevelse 2,3. En hyppigt anvendt in vitro assay er dannelsen af et forgrenet netværk af endotelceller på en Matrigel matrix, selvom thans er ikke specifikke for endotelceller, heller ikke inkorporerer sædvanligvis støtte pericytes eller glatte muskelceller. Vurdering af ex vivo spiring angiogenese ved hjælp af musen orgelkultur såsom embryoid organ assay den aortaringen assayet og fostrets metatarsal assay tillader analyse af angiogenese af endotelceller i forbindelse med yderligere understøttende celler. Men de største begrænsninger af disse assays indbefatter manglende blodgennemstrømning og regression af fartøjer over tid, hvilket giver et begrænset vindue til analyse. Derfor, for at forstå reguleringen af angiogenese mere præcist, er in vivo modeller kræves, såsom dem, der er udviklet i mus ved hjælp subkutant implanterede svampe eller Matrigel stik samt bagbenet iskæmi model. Men disse modeller udfordrende at analysere på grund af den komplekse 3D arkitektur neovessels. I modsætning hertil har zebrafisk embryo vist en fremragende model til visualisering angiogenese i heleorganisme 4.. Men musen er evolutionært meget mere nært beslægtet med human end zebrafisk, gør musen en foretrukken model i mange tilfælde. Derfor angiogenese af postnatal muse nethinden repræsenterer et godt karakteriseret foretrukne metode til angiogenese forskning. Det er ikke alene et fysiologisk indstilling, men også en 2D vaskulær plexus, der let kan visualiseres ved hjælp af passende fluorescerende pletter. Arkitekturen af fartøjet netværket, endotel proliferation, spiring, perivaskulær celle rekruttering og skib remodeling kan alle blive undersøgt ved hjælp af denne teknik.
I den neonatale mus nethinden, opstår udvikling af retinale blodkar i den første uge af postnatal liv. Mus, i modsætning til mennesker, er født, er blind og nethinder bliver kun vaskulariseret efter fødslen. Nethindekar opstår fra midten af nethinden tæt på synsnerven på postnatal dag 0 (P0), og udvikles ved angiogenese at danne en meget organisered vaskulær plexus, der når nethinden periferien med ca P8 5.. Blodkar udvikle sig i en karakteristisk måde med kapillarrøret plexus gradvist voksende udad fra synsnervepapillen mod periferien til at generere en regelmæssig skiftende mønster af arterier og vener med en mellemliggende kapillær netværk. Den nethinden kar giver en ideel model for at studere angiogenese som skibene let kan identificeres som de vokser i, hvad det væsentlige er en 2D-plan, hvilket gør det relativt nemt at undersøge nethinden kar i flat-mount forberedelser 5. En fremgangsmåde til isolering af muse neonatal nethinden til analyse af endotheliale tip celle responser over flere timer ex vivo er blevet rapporteret 6.. Alternativt en mere detaljeret undersøgelse af hele nethinden kar og tilknyttede vaskulære markører kræver immunfarvning af faste nethinden prøver på forskellige stadier af udvikling.
Her giver vien detaljeret beskrivelse af en pålidelig og teknisk ligetil metode, som vi bruger til hele mount farvning af det murine nethinden vaskulære plexus, fra den indledende enucleation af postnatale øje (se også 7) gennem farvningsresultaterne protokoller til den endelige billeddannelse under mikroskop.
Metoden præsenteres her giver en enkel og effektiv måde at få billeder af farvede hele mount præparater af neonatale mus nethinder, hvilket gør det en let kvantificerbare og fysiologisk relevant model af angiogenese. I første omgang, kan musen øjet være ganske vanskeligt at dissekere på grund af sin lille størrelse og kloden form, så nogle praksis og gode dissektion værktøjer er nødvendige for pålidelige resultater. Dissektion af øjne fremstillet i 2x koncentration af PBS er vigtigt, fordi det forårsage…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev finansieret af Wellcome Trust og British Heart Foundation.
Material | |||
Plastic pipettes 3 ml | Scientific Laboratory Supplies | PIP4210 | Remove tip with scissors to create a wide bore |
BD Falcon 24-well plates | Scientific Laboratory Supplies | 353226 | |
Select Petri dishes TV 90 mm | Scientific Laboratory Supplies | SLS2002 | |
Histobond slides | VWR | 631-0624 | |
Coverslips 22 x 22 mm | VWR | 631-1336 | |
Dumont Tweezers #5 | World precision instruments | 14095 | |
Spring scissors 10.5 cm long, with straight 8 mm blades | World precision instruments | 501235 | Used for enucleation |
Vannas scissors 8.5 cm long, with straight 7 mm blades, and 0.025 x 0.015 mm superfine tips | World precision instruments | 500086 | Used for dissecting retina |
Superfine vannas scissors 8 cm long with straight 3 mm blades, and 0.015 x 0.015 mm superfine tips | World precision instruments | 501778 | Used for dissecting retina |
crystal clear’ tubes 2 ml | Starlab | E1420-2000 | |
Reagents | |||
Sodium phosphate dibasic | Sigma | S0876 | PBS reagent |
Potassium phosphate monobasic | Sigma | P5655 | PBS reagent |
Sodium chloride | Sigma | S9625 | PBS reagent |
Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | Make up in 2x PBS and store at -20 °C |
BSA | Sigma | A7638 | |
Triton X-100 | Sigma | T9284 | |
Donkey serum | Sigma | D9663 | |
Goat serum | Vector | S-1000 | |
Prolong Gold anti-fade reagent | Invitrogen | P36930 | Mounting reagent |
Isolectin GS-IB4-alexa 594 | Invitrogen | I21413 | Use at 1:200 dilution |
Isolectin GS-IB4-alexa 488 | Invitrogen | I21411 | Use at 1:200 dilution |
Primary Antibodies | |||
Anti-NG2 (rabbit polyclonal ) | Millipore | AB5320 | Detects pericytes |
Anti-GFAP (clone GA5, mouse monoclonal) | Millipore | MAB360 | Detects astrocytes |
Anti-Desmin (clone Y66, rabbit monoclonal) | Millipore | 04-585 | Detects pericytes |
Anti-Collagen IV (rabbit polyclonal ) | Chemicon | AB756P | Detects vascular basement membrane |
Anti-alpha smooth muscle actin-Cy3 (clone 1A4, mouse monoclonal) | Sigma | C6198 | Detects vascular smooth muscle cells. |
Anti-Endoglin (clone MJ7/18, rat monoclonal) | BD Pharmingen | 550546 | Detects endothelial cells |
Anti-CD31 (clone MEC13.3, rat monoclonal) | BD Pharmingen | 553370 | Detects endothelial cells |
Anti-VE-Cadherin (clone 11D4.1, rat monoclonal) | BD Pharmingen | 550548 | Detects endothelial cell junctions |
Anti-Alk1 (goat polyclonal) | R&D Systems | AF770 | Detects endothelial cells |
Secondary Antibodies | |||
Goat anti-rabbit-Alexa594 | Invitrogen | A11012 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Goat anti-rat-Alexa488 | Invitrogen | A11006 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Goat anti-rat-Alexa594 | Invitrogen | A11007 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Goat anti-mouse-Alexa488 | Invitrogen | A11029 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Donkey anti-goat-Alexa594 | Invitrogen | A11058 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Microscopes | |||
Dissection microscope | Zeiss | Stemi SV6 | |
Camera | Zeiss | Axiocam HRc | Camera for dissection microscope |
Epifluorescent Microscope | Zeiss | Axioimager with Apotome | |
Camera | Zeiss | Axiocam HRm | Camera for Axioimager |
Confocal Microscope | Nikon | A1R |