などの酸素グルコース欠乏および再酸素化<em>インビトロ</em>虚血再灌流傷害モデル血液脳関門の機能障害を研究するための
Summary
Ischemia-Reperfusion (IR) injury is associated with a high rate of morbidity and mortality. The goal of the in vitro model of oxygen-glucose deprivation and reoxygenation (OGD-R) described here is to assess the effects of ischemia reperfusion injury on a variety of cells, particularly in blood-brain barrier (BBB) endothelial cells.
Abstract
虚血再灌流（IR）傷害は、虚血性脳卒中に関連する罹患率および死亡率に大きく寄与することが知られています。虚血性脳血管障害は、すべてのストロークの80％を占めています。 IR傷害の一般的な原因は、血液の急性/慢性閉塞次流体、栄養素、フリーラジカルの形成を誘発する組織への酸素の迅速な流入です。
虚血性脳卒中は、血液脳関門（BBB）機能不全および血管原性脳浮腫が続きます。構造的には、内皮細胞間のタイトジャンクション（のTJ）は、血液脳関門（BBB）の完全性を維持する上で重要な役割を果たしています。 IR傷害は、非特異的、炎症反応を引き起こす早期二次損傷です。炎症次酸化および代謝ストレスがBBBの透過性とタイトジャンクション（TJ）の完全性の破壊などの二次的脳損傷を誘発します。
我々のプロトコルは、in vitroでの提示します</ em>のラット脳内皮細胞TJの整合性とストレスファイバー形成の酸素 – グルコース欠乏と再酸素化（OGD-R）の例。現在、in vivoモデルでいくつかの実験は、IR傷害の影響を研究するために使用されます。しかしそれらは、手術、遺伝子依存性分子の影響とメカニズムの関係を研究することの困難を行う際に技術的な問題など、いくつかの制限があります。しかし、in vitroモデルは、これらの制限の多くを克服するのを助けることができます。提示されたプロトコルは、潜在的な治療戦略を提供するために、様々な分子機構と機械的な関係を研究するために使用することができます。しかし、in vitro試験の結果は、in vivo試験で 、標準と異なる場合があり、注意して解釈されるべきです。
Introduction
虚血再灌流（IR）傷害は、脳卒中、心筋梗塞、外傷、末梢血管疾患および外傷性脳損傷1,2に関連する様々な衰弱性の合併症や死亡の頻繁な原因であることが見出されています。脳血管のIR傷害は、炎症および浮腫3につながる初期の二次的損傷です。酸化および炎症次代謝ストレスの結果として生じる重篤な合併症の一つは、恒常的なフリーラジカル形成をもたらすバランス、血液脳関門の変化（BBB）タイトジャンクション（のTJ）と微小血管透過性4,5の損失です。
現在、BBBにおけるIR傷害の影響を研究するために使用される生体内モデルにおいて 、中大脳動脈閉塞（MCAO）、微小塞栓、およびトランスジェニックまたはノックアウト動物を含みます。 Hossmann 6で説明したようにしかし、それぞれがその欠点と制限があります。 MCAOモデルはeffecを研究するために使用されますレドックスストレスのTS、BBBの接合部コミュニケーションの変化と脳と免疫細胞間の相互作用。しかし、彼らはその中に正確な顕微手順や困難の必要性など、様々な技術的な課題を提示します。脳虚血を研究するためのトランスジェニックまたはノックアウト動物の使用は、梗塞形成上の遺伝子に依存する分子の影響、血管構造の変化と変化させ、体重6のような課題を持っているかもしれないが微小塞栓は、瞬時にBBBを分解します。したがって、虚血のin vitroモデルは、薬物のための機構研究を行う際にその適用に起因する主に最近の関心を増大させる発見しました。しかし、in vitro試験の結果が完全にin vivo試験を表していない場合があり、注意6と解釈されなければなりません。
内皮細胞単層および微小血管透過性の低酸素濃度の反作用効果がありました小川7によって研究。ラット脳微小血管内皮細胞（RBMECs）はインビトロ BBBを開発するために使用されました。このプロトコルで提示酸素-グルコース欠乏と再酸素化（OGD-R）技術はスルエタらと朱ら 8,9によって研究から適応されています。我々は、0％O 2、5％CO 2及び95％N 2を含む、低酸素/無酸素チャンバー中に置くことにより、OGD-Rの脳内皮細胞を曝露しました。細胞は、後にそれぞれの免疫蛍光局在化およびローダミンファロイジンラベルを使用して、TJの整合性とストレスファイバー形成の変化について評価しました。閉鎖帯-1（ZO-1）についての免疫蛍光染色は、ZO-1と、TJの完全性を決定するために実行されることTJタンパク質に結合した重要な足場膜です。ローダミンファロイジン標識が細胞骨格に繊維状アクチン（Fアクチン ）を決定し、内皮細胞におけるアクチンストレスファイバー形成の明確な指標です。
<Pクラス= "jove_contentは">この方法の目的は、BBB内皮細胞TJの整合性とF-アクチンストレスファイバー形成を研究するためのin vitroでの IRモデルとしてOGD-Rの開発に洞察力を提供することにあります。結果は、TJタンパク質の運命についての情報を提供し、ZO-1およびOGD-R次のストレスファイバー形成します。これらの関係を理解することはOGD-R以下のトリガされる根底にある分子メカニズムを決定し、OGD-R処理後のBBB破壊を増強する潜在的な治療戦略を開発する機会を提供します。Protocol
Representative Results
Discussion
虚血再灌流障害のためのin vitroモデルとしてOGD-Rはよくニューロン10,11を研究するために設立されました。透過性及びTJの整合9における脳内皮細胞および変更のOGDの影響を示す研究もあります。しかし、我々の研究は、虚血性脳卒中後の発生のインビボ条件における虚血再灌流障害の近い表現である、OGDの影響だけでなく、再酸素化を示しています。
<p class="jov…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我々は、共焦点レーザー顕微鏡を使用するための財政支援と医療の統合イメージング研究所のテキサスA＆M健康科学センター大学のためにスコットと白病院研究費補助金プログラムを認めます。私たちは、原稿編集のヘルプ氏グレンクライヤーを認めます。
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Proox model 110 | Biospherix | Model 110 | |
| DMEM, no glucose | Gibco, Life technologies | 11966-025 | |
| Rhodamine Phalloidin | Life technologies | R415 | |
| ZO-1 Rabbit Polyclonal Antibody | Life technologies | 617300 | |
| Nunc Lab Tek II-CC 8 well sterile, glass slides | Thermo scientific | 177402 | |
| FITC-tagged anti-rabbit secondary antibody | Santa cruz | sc-2090 | |
| DPBS 1X | Thermo scientific | SH 30028.03 | Any other PBS available can be used |
References
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