On-Chip Endotel İnflamatuar fenotipleme
Summary
Fotolitografi tarafından kazınmış ve PDMS imal Mikroakışkan akışı odaları EC disfonksiyonu ve inflamasyon ile ilişkili fonksiyonel sonuçlarını araştırmak için uygulanır. Temsili bir deneyde, diferansiyel kayma gerilmesi yeteneği sitokin aktive AK monolayers için monositik hücre adezyon modüle gösterilmiştir.
Abstract
Aterogenezin endotelyal disfonksiyona yol açan sistemik enflamasyon artan devlet katkıda metabolik anormallikleri tarafından daha da güçlendirilmektedir. Ancak, risk bireyin düzeyi anlatıyor endotel erken fonksiyonel değişiklikler doğrudan kılavuzu tedavi stratejisi yardım klinik değerlendirilmemektedir. Diğer taraftan, yerel hemodinami ile inflamasyon düzenleme, ateroskleroz, tesadüfi olmayan bir uzaysal dağılımının katkıda bulunur, ama mekanizmalar, in vivo tarif etmek zordur. Biz hassas akış şartlarında insan endotel hücreleri (EC) ve monositler inflamatuar olayların kantitatif tayini metabolik pertürbasyon için bir laboratuvar-on-a-chip bazlı yaklaşım açıklanmaktadır. Yumuşak litografi standart yöntemlerle kültive EC mono tabakalara direkt olarak bağlı olan damar taklit eden microfluidic odaları (VMMC), microfabricate etmek için kullanılır. 1. Bu cihazlar, reaktiflerin küçük miktarlar ise kullanma avantajına sahiptiriyi tanımlanmış bir kesme alanına maruz AK membran inflamatuar olayların doğrudan görüntüleme için bir platform sağlar. Biz başarıyla insan aort EC (HAEC) sitokin-2 lipid-3, 4 ve RAGE indüklenen 5 inflamasyon araştırmak için bu cihazlar uyguladık. Burada tahlil monositik hücre (THP-1) haddeleme ve diferansiyel kayma özellikleri altında klimalıdır ve inflamatuar sitokin TNF-α tarafından aktive edilir HAEC mono tabakaları üzerinde durmasına VMMC kullanımı belgelemek. Bu gibi çalışmalar metabolik risk faktörleri altında atherosusceptibility içine mekanistik anlayış sağlıyor.
Protocol
Discussion
Biz CAM ifade ve monosit adezyon gerçek zamanlı görüntüleme yoluyla endotelyal inflamatuvar fenotip on-chip değerlendirme için mikroakışkan PDMS cihazların kullanımını açıklar. Bizim yaklaşımın önemli bir avantajı gibi aterojenik damarlarda makaslama stresi ayna tanımlanan hidrodinamik koşullar altında diyet lipid ve sitokinler gibi inflamatuvar mediatörlerin maruz hücrelerde endotel disfonksiyonu ile ilişkili sonuçları sayısal yeteneği yatıyor. VMMC reaktifler veya sınırlı kaynağı ol…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Scott I. Simon ve Anthony G. Passerini NIH / NHLBI hibe R01 HL082689 tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Item | Company | Catalogue Number |
| 100 x 20mm Petri Dishes | BD Falcon | 353003 |
| Ethanol 95% | EMD Chemicals | EX0290-1 |
| DPBS | Cellgro | 21-031-CV |
| Type I Rat Tail Derived Collagen | Gibco | A10483-01 |
| Human Aortic Endothelial Cells | Genlantis | PH30405A |
| Antibiotic-Antimycotic Solution | Invitrogen | 15240-062 |
| Endothelial BulletKit | Lonza | CC-4176 |
| Endothelial Basal Media-2 | Lonza | CC-3156 |
| 10 ml Syringes | BD Falcon | 309604 |
| Polyurethane tubing | Tygon | ABW0001 |
| Leibovitz-15 Media | Gibco | 11415-069 |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Base | Dow Corning | 184 |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Curing Agent | Dow Corning | 184 |
| SU8 Photoresist Master Wafer | UC Davis Pan Lab | N/A |
| Eclipse TE200 Inverted Microscope | Nikon | Eclipse TE200 |
| Syringe Pump | Harvard Apparatus | PHD2000 |
| 19 gauge hypodermic needle | Kendall | 8881 |
| THP-1 Monocytic Cell Line | ATCC | TIB-202 |
| HBSS (Hanks Buffered Saline Solution) with Ca2+/Mg2+ | Gibco | 14025-092 |
| Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF-α) | R&D Systems | 210-TA-010 |
| Stromal Derived Factor – 1 (SDF-1) | R&D Systems | 350-NS-010 |
| RPMI 1640 | Cellgro | 10-040-CV |
| Human Serum Albumin (HSA) | ZLB Behring | NDC 0053-7680-32 |
Table 2. Specific reagents and equipment.
Riferimenti
- Schaff, U. Y., Xing, M. M., Lin, K. K., Pan, N., Jeon, N. L., Simon, S. I. Vascular mimetics based on microfluidics for imaging the leukocyte–endothelial inflammatory response. Lab Chip. 7, 448-456 (2007).
- Tsou, J. K., Gower, R. M., Ting, H. J., Schaff, U. Y., Insana, M. F., Passerini, A. G., Simon, S. I. Spatial regulation of inflammation by human aortic endothelial cells in a linear gradient of shear stress. Microcirculation. 15, 311-323 (2008).
- Ting, H. J., Stice, J. P., Schaff, U. Y., Hui, D. Y., Rutledge, J. C., Knowlton, A. A., Passerini, A. G., Simon, S. I. Triglyceride-rich lipoproteins prime aortic endothelium for an enhanced inflammatory response to tumor necrosis factor-alpha. Circ. Res. 100, 381-390 (2007).
- Wang, Y. I., Schulze, J., Raymond, N., Tomita, T., Tam, K., Simon, S. I., Passerini, A. G. Endothelial inflammation correlates with subject triglycerides and waist size after a high-fat meal. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 300, H784-H791 (2011).
- Deverse, J. S., Bailey, K. A., Jackson, K. N., Passerini, A. G. Shear stress modulates rage-mediated inflammation in a model of diabetes-induced metabolic stress. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. , (2012).
- Dai, G., Kaazempur-Mofrad, M. R., Natarajan, S., Zhang, Y., Vaughn, S., Blackman, B. R., Kamm, R. D., Garcia-Cardena, G., Gimbrone, M. A. Distinct endothelial phenotypes evoked by arterial waveforms derived from atherosclerosis-susceptible and -resistant regions of human vasculature. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 14871-14876 (2004).
- Young, E. W., Wheeler, A. R., Simmons, C. A. Matrix-dependent adhesion of vascular and valvular endothelial cells in microfluidic channels. Lab Chip. 7, 1759-1766 (2007).
- Davies, P. F., Civelek, M., Fang, Y., Guerraty, M. A., Passerini, A. G. Endothelial heterogeneity associated with regional athero-susceptibility and adaptation to disturbed blood flow in vivo. Semin Thromb Hemost. 36, 265-275 (2008).
- Burdge, G. C., Calder, P. C. Plasma cytokine response during the postprandial period: A potential causal process in vascular disease. Br. J. Nutr. 93, 3-9 (2005).
- Hotamisligil, G. S. Inflammation and metabolic disorders. Nature. 444, 860-867 (2006).
- Libby, P. Inflammation in atherosclerosis. Nature. 420, 868-874 (2002).
- Nigro, P., Abe, J., Berk, B. C. Flow shear stress and atherosclerosis: A matter of site specificity. Antioxid Redox Signal. 15, 1405-1414 (2011).
- Chiu, J. J., Lee, P. L., Chen, C. N., Lee, C. I., Chang, S. F., Chen, L. J., Lien, S. C., Ko, Y. C., Usami, S., Chien, S. Shear stress increases icam-1 and decreases vcam-1 and e-selectin expressions induced by tumor necrosis factor-[alpha] in endothelial cells. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 24, 73-79 (2004).
- Li, Y. S., Haga, J. H., Chien, S. Molecular basis of the effects of shear stress on vascular endothelial cells. J. Biomech. 38, 1949-1971 (2005).
- Usami, S., Chen, H. H., Zhao, Y., Chien, S., Skalak, R. Design and construction of a linear shear stress flow chamber. Ann. Biomed. Eng. 21, 77-83 (1993).
- Helmke, B. P. Molecular control of cytoskeletal mechanics by hemodynamic forces. Physiology (Bethesda). 20, 43-53 (2005).
- Gower, R. M., Wu, H., Foster, G. A., Devaraj, S., Jialal, I., Ballantyne, C. M., Knowlton, A. A., Simon, S. I. Cd11c/cd18 expression is upregulated on blood monocytes during hypertriglyceridemia and enhances adhesion to vascular cell adhesion molecule-1. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 31, 160-166 (2011).
- Wu, H., Gower, R. M., Wang, H., Perrard, X. Y., Ma, R., Bullard, D. C., Burns, A. R., Paul, A., Smith, C. W., Simon, S. I., Ballantyne, C. M. Functional role of cd11c+ monocytes in atherogenesis associated with hypercholesterolemia. Circulation. 119, 2708-2717 (2009).
- Bussolari, S. R., Dewey, C. F., Gimbrone, M. A. Apparatus for subjecting living cells to fluid shear stress. The Review of scientific instruments. 53, 1851-1854 (1982).
