Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Forsamlingen og anvendelse av 'Skjær Rings': A Novel endotel modell for Orbital, Enveis og Periodisk Fluid Flow og skjærspenning

Published: October 31, 2016 doi: 10.3791/54632

Abstract

Avvik fra normale nivåer og mønstre for vaskulære væskeskjær spille viktige roller i vaskulær fysiologi og patofysiologi ved å fremkalle adaptiv samt patologiske forandringer i endothelial fenotype og genuttrykk. Spesielt kan mistilpasset virkningene av periodiske, ensrettet strømningsinduserte skyvspenningen utløse en rekke virkninger på flere vaskulære celletyper, særlig endotelceller. Mens nå endotelceller fra ulike anatomiske opprinnelse har vært dyrket, med inngående analyser av deres svar på væske skjær har vært hemmet av den relative kompleksiteten av skjær modeller (f.eks parallell plate flyt kammer, kjegle og plate flytmodell). Mens alle disse representerer gode tilnærminger, slike modeller er teknisk komplisert og lider av ulempene inkludert relativt langvarig og komplisert oppsett tid, lav overflateområder, krav til pumper og trykksetting ofte krever tetningsmidler og pakninger, noe som skaper utfordringer for both vedlikehold av sterilitet og en manglende evne til å kjøre flere eksperimenter. Men hvis høyere gjennomstrømning modeller av flyt og skjær var tilgjengelig, større fremgang på vaskulære endotelceller skjær reaksjoner, spesielt periodisk skjær forskning på molekylært nivå, kan være raskere avansert. Her beskriver vi bygging og bruk av skjærringer: en roman, enkel å montere, og rimelig vev kultur modell med en relativt stor overflate som enkelt gjør det mulig for et høyt antall eksperimentelle replikater i ensrettede, periodisk skjærspenning studier på endotelceller.

Introduction

Fluid skjærspenning har vist seg å modulere endotel-genet programmer 1 - 5 gjennom aktivering av cis-regulatoriske elementene 6, histon acetyltransferase aktiviteten 7 og skjærspenninger responselementer (SSRE) 8. Skjærspenning påvirker endotelial bidrag til koagulering ved å modulere vevsfaktor 9 og vevsplasminogenaktivator (tPA) 10 ekspresjon. Skjærspenning påvirker også kontroll av angiogenese 11 og fartøy ombygging ved å regulere PDGF-B syntese og reaksjonsevne 8. Den endothelial avledet vasoaktive mediatorer adrenomedullin, endotelin-1, urotensin II og relaxin er også regulert av skjær 12. Transkripsjonen av endotel nitrogenoksid syntase produksjon og nitrogenoksydproduksjon er begge skjæravhengig 10. Skjær styrer også endothelial ICAM-1 uttrykk 13. Flow-indusert skjærspenning kan derfor powerfully påvirker et stort utvalg av endotel-responser. Viktigere, vaskulære impulser nå også synes å spille en viktig rolle i patofysiologien av både normal vaskulær aldring og former av vaskulær demens 14 og kan til og med bidra til andre nevrodegenerative sykdommer, for eksempel multippel sklerose 15.

Venøse og arterielle endoteliale celler er naturlig utsatt for diverse hemodynamiske strømningsmønstre in vivo, og mange forskjellige endotelcelle fenotyper kan bli utstilt 16. Avhengig av størrelsen og periodisitet av strømning, kan virkninger på endotelceller inkluderer inflammatorisk celleaktivering og apoptose, noe som kan gjenspeile endringer i genet eller proteinekspresjon 17,18. Studier på endothelial celle responser for å klippe fenomener derfor forblir komplisert av vanskelighetene i å produsere in vitro modeller som i tilstrekkelig grad produserer slike skjær mønstre.

Mange forskjellige experimental protokoller har blitt utviklet for å søke væske skjærspenning til endotelceller monolagene. En av de mest vanlig anvendte systemer er den parallelle platen strømningskammeret, noe som skaper ensartet laminær strømning i kammeret 19-21. En peristaltisk pumpe er typisk forbundet til å lage periodisk strømning, noe som kan rekapitulere strømningskarakteristika som vanligvis finnes på mange steder in vivo 22. En annen vanlig oppsett anvender den "kjegle og plate 'modell, hvor fluidskjærspenning er bestemt av rotasjonshastigheten av kjeglen 23. Begge systemene, og andre ordninger som ligner på dem, kan være kjedelig å sette opp og krever komponenter som kan være relativt dyrt og utilgjengelig for mange laboratorier.

En annen vesentlig begrensning av disse nåværende modeller er det forholdsvis lave antall gjentatte undersøkelser som kan utføres samtidig, hver med et relativt lavt overflateareal. Dette øker tiden og co mplexity av slike tilnærminger. Derfor kan en ideell modell som induserer ensrettet og periodisk skjær være en hvor et høyt antall studie gjentak kan enkelt settes opp, hver med en relativt stor overflate. Videre er de ovenfor nevnte modeller krever en relativt sofistikert oppsett, som kan være kostnads ​​prohibitive for mange brukere. En modell som kan produsere fluidskjær forstyrrelser ved bruk av basiske laboratorium materialer kan ha flere fordeler.

En enkel og meget økonomisk fremgangsmåte for å påføre ensrettet, periodisk skjærbelastning innebærer plassering av sirkulære retter på en orbital-rystemaskin 24. Denne protokollen er svært enkel og kan bli skalert opp for å oppnå et høyt antall replikater studium, hver med et forholdsvis stort overflateareal, etter behov. Imidlertid er celler lokalisert i sentrum av skålen utsettes for ulike strømningsmønstre enn celler langs periferien, hvilket ga blandede cellulære fenotypiske responser i det samme fatet.

_content "> I denne aktuelle rapporten beskriver vi bygging og bruk av 'skjærringer', vår modell for å skape enveis og periodisk skjærspenning. Utformingen for skjærring effektivt begrenser 'blandet' cellulære skjær-indusert fenotyper ved å begrense strømmen sti innenfor en sirkulær kultur rett til periferien gjennom plassering av en indre ring. bygging og drift av skjærring er enkel og økonomisk og kan enkelt skaleres for å imøtekomme et bredt spekter av orbital shakers bruker allment tilgjengelig vev kultur forsyninger. Denne modellen kan brukes i endotel-celleforsøk for å tilveiebringe ensrettede og periodiske strømningsmønster innenfor fysiologiske og patofysiologiske nivåer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Bygging av 150 mm Diameter Skjær Rings (figur 1)

MERK: Skjærringene kan være konstruert for å lage mange forskjellige dimensjoner ved å variere de ytre og indre petriskål størrelser, noe som resulterer i enheter med forskjellige totale overflatearealer, celleutbytte og utviklet serier av skjærkrefter. Denne rapporten beskriver en 150 mm skål i kombinasjon med en indre 100 mm skål for et totalt overflateareal på 98 cm 2 (figur 2).

Figur 1
Figur 1. Skjærringsammenstilling. Den øverste delen av figuren viser en delvis montert skjærring. Injiser 0,5 ml metylenklorid ved 3 mm hull med en overføring pipette hvis en tett forsegling ikke har fullstendig dannet mellom de indre og ytre retter. Skjærringen er forseglet lukket ved å anvende en 1 mm tykk vulst av silisium gummiklebemiddel rundt den indre EDGe av skjærringen øverst. Den nederste del av figuren viser den monterte skjærringen. Den blå representerer det området av belagt endotelceller. De ytre og indre røde piler indikerer orbital bevegelse av skjærring og media inne i skjærringen når den plasseres på en orbital shaker. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2
Figur 2. Overflate målinger for en 150 mm skjærring (ikke tegnet i målestokk). Øvre panel viser sentrifugal forskyvning av væske mot ytre ring som svar på orbital rotasjon. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

  1. Lag en skjærring konstruksjon mal ved å generere en150 mm ytre kantprofilen i presentasjonsverktøy med en 100 mm innvendig diameter plassert i sentrum av den 150 mm sirkel. Skriv ut malen på et A4-hvitt papir.
  2. Pipetter 10 ml metylenklorid (diklormetan) til en 150 mm glasspetriskål. Det er viktig at parabolen er glass og ikke isopor (eller andre vinyl plast), som metylenklorid solubiliserer de fleste typer plast og brukes her for å bli plastkomponenter.
    FORSIKTIG: Bruk hansker for all konstruksjon med tilstrekkelig hette ventilasjon. Metylenklorid er en kontakt irriterende og er hepatotoxic.
  3. Justere en 150 mm petriskål av plast på den ytre skjærring mal.
  4. Bore et 3 mm hull i sentrum av en 100 mm skål ved hjelp av et roterende verktøy. Fjern eventuelle plastspon produsert fra boringen.
  5. Mens du holder med en hansker hånd, snu og dypp den øverste kanten av 100 mm petriskål fra forrige trinn i bassenget av metylenklorid for ca 3 sek.
  6. transfer den "fuktede" 100 mm skål kant-ned på midten av en 150 mm skål, omhyggelig innretting av 100 mm skål på den merkede malen. Metylenkloriden vil smelte plasten, slutte seg til 100 mm og 150 mm retter. Forsiktig rotere 100 mm skål med og mot klokken et par ganger for å sikre god vedheft til 150 mm fatet.
    MERK: Ta stor forsiktighet for å sikre riktig justering av den indre retten til sentrum av den ytre fatet. Eksentriske innretting kan føre til variasjoner av skjærspenningen ved forskjellige steder i skjærringen. Vær nøye med å ikke tillate metylenklorid til uhell dryppe på den ytre spor parti av 150 mm petriskål under plassering av 100 mm skål. Dette vil smelte plasten på bunnen hvor cellene skal vokse, noe som skaper en ujevn overflate som kan forårsake strømningsforstyrrelser.
  7. Når metylenklorid har tørket, snu den nylig bundet petriskåler over og nøye inspisere kontaktpunkter for å sikre aten tett forsegling er blitt dannet mellom de to petriskåler.
  8. Hvis en tett forsegling ikke er fullstendig dannet, injisere 0,5 ml metylenklorid ved 3 mm hull med en pipette overføring. Plukk opp parabolen og forsiktig rotere det å la metylenklorid å nå kanten.
    MERK: Hvis roteres for raskt, kan den metylenklorid søle til den ytre del av den 150 mm skål, deformasjon av overflaten hvor cellene skal vokse og ødelegger skjærringen. Lekkasje skjærringer skal kastes.
  9. Avtette hullet i 100 mm skål ved å anvende en 3 mm perle av silikongummi tetningsmasse.
  10. Ved hjelp av en roterende verktøy utstyrt med en flat skjærehode, kuttet av toppen 3 cm del av en 15 ml konisk polystyren vev kultur tube, etterlot minst 1 cm av røret under lokket. Polere kanten av kuttet røret til glatt og flat med flate siden av skjærehodet. Fjern eventuelle plastspon produsert ved sliping.
  11. Spore kuttes 15 ml konisk rør påLokket på 150 mm parabolen med en markør, ca 0,5 cm fra kanten av fatet. Bor et hull i den tegnede sirkelen, og etterlater en margin ca 1-2 mm fra kanten av sirkelen.
  12. Plasser avskåret konisk rør toppen over hullet. Ved hjelp av en overføring pipette, gjelder ca 250 ul av metylenklorid til de avskårne kanter av den koniske rør for å binde den koniske rør til 150 mm lokket.
  13. Forsegle 150 mm lokket på 150 mm skål ved å anvende en 1 mm tykk vulst av silikongummi tetningsmasse rundt den indre kant av den øvre petriskål.

2. Sterilisering av Skjær Rings

  1. Pipetter ca. 10 ml fosfatbufret saltoppløsning inn i den nylig dannede skjærring gjennom 15 ml konisk rør port. Virvle rundt for å fjerne eventuelle rester inne i skjærringen. Fjern det fosfatbufret saltoppløsning med en Pasteur-pipette / vakuum aspirator.
  2. Gjenta forrige trinn til rusk blir fjernet.
  3. til klorLize skjærring, bruke en kombinasjon av en 70% etanol skylling med UV-bestråling.
    1. Skru av ventilert cap, pipette ca 10 ml 70% etanol gjennom tilgang port, og skru lokket på igjen. Rotere og flip over skjærringen flere ganger, slik at innsiden av skjærringen blir grundig vasket.
    2. Under en avtrekkshette, aspirer ut overflødig 70% etanol. Med en sprayflaske, grundig spray hetten og atkomstporten med 70% etanol.
    3. Plasser skjærring og lue under UV-stråling i vevskultur panseret før den er helt tørr.
  4. Når det er tørt, skru lokket på igjen og lagre sterilisert skjærringer ved romtemperatur inntil anvendelse i cellekultur plating.

3. Skjær stress

  1. Plate endotelceller i steriliserte skjærringer følgende standard cellekulturprotokoll typisk anvendelse av en 1: 4 Delingsforholdet for transformerte endotel-cellelinjer.
    MERK: Rat retinal microvascular endotelceller ble oppnådd kommersielt. Menneskelige hjerne endotelceller (hCMEC / D3) celler ble gitt som en sjenerøs gave fra Dr. Pierre-Oliver Couraud (Inserm, Frankrike) og ble dyrket i fullstendig endothelial basal medium (EBM).
  2. Tillat kulturer å nå samløpet før initiering av strømnings studier. Bruk 30 ml vevskultur medium (10% føtalt kalveserum, Dulbeccos modifiserte Eagles medium med 1% penicillin / streptomycin / amfotericin). Endre celledyrkingsmedium etter 3 dager og opprettholde cellene ved 37 ° C med 7,5% CO2 og 92,5% romluft.
  3. Plasser orbital shaker i kuvøse.
    Merk: Orbital Shakers er vanligvis tunge (> 10 kg). Plasser orbital shaker på nederste hylle i kuvøse for å minimere hylle stress og vibrasjon.
  4. Plasser de eksperimentelle skjærringer på orbital shaker. Plasser statiske kontrollgruppe skjærringer inne i samme inkubatoren.
  5. Estimere maksimal skjærspenning i shøre ring med likningen ligning 1 hvor ligning 2 er radien for rotasjon for orbital shaker (i cm), ligning 3 er viskositeten av mediet (i poise), ligning 4 er tettheten av mediet (i g / ml), og ligning 5 er frekvensen for rotasjon (i rotasjon / sek) 24.
  6. Initiere rotasjon innstillingen på orbitalrister i ønsket rpm (for eksempel, 90 rpm), slik at skjærringer for ryste for ønsket varighet av skjærspenning anvendelse (for eksempel 72 timer).
    MERK: Orbital Shaker kan produsere varme, så inkubatoren temperaturen bør overvåkes innledningsvis for å sikre 37 ° C blir opprettholdt gjennom hele varigheten av forsøket. Alternativt, sHør ringene kan overføres til miljøkamre (f.eks modulær inkubator kammer) og deretter plassert i en roterende inkubator.
  7. Etter cellelag har vært utsatt for å skjære til ønsket lengde av tid, ta skjærringer fra inkubatoren. Trekk av skjærringen lokket og hente celler og / eller media for å undersøke ønsket endepunkt analyser (f.eks, Western blotting, fluorescens-aktivert cellesortering, etc.) 25.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Her presenterer vi representative resultater fra både hCMEC / D3 hjerne endotelceller og rotte retinal microvascular endotelcelle monolag dyrket i skjærringer.

Etter at hCMEC / D3-hjerne endotel-cellemonolagene for å vokse til konfluens i fullstendig EBM, ble skjærringer anbragt på en orbital-rystemaskin i 72 timer. Ved hjelp av ligning fra trinn 3.5, den beregnede maksimale skjærspenning ligning 6 var ca. 2,8 dyn / cm 2 (med parametre ligning 2 = 0,95 cm, ligning 3 = 0,0101 kroppsholdning, ligning 4 = 0,9973 g / ml 24, ligning 5 = 1,5 rotasjoner / andre ). Vi har funnet at disse endotel-cellemonolagene viser noen ganger innretting parallelt med retningen av den periodiske strømmen (figur 3), selv om dette ikke er jevnt observeres fordi cellelagene vanligvis har utmerket adhesjon til skjærringen overflate gjennom hele studien.

Etter at rotte-retina mikrovaskulære endotelceller cellemonolagene for å vokse til konfluens i full rotte endotelcelle medium, inkludert EGF / VEGF-vekstfaktor kosttilskudd, ble skjærringer anbragt på en orbital-rystemaskin i 72 timer. Ved hjelp av ligning fra trinn 3.5, den beregnede maksimale skjærspenning ligning 6 var omtrent 12 dyn / cm 2 (med parametere ligning 2 = 0,95 cm, ligning 3 = 0,0101 kroppsholdning,iles / ftp_upload / 54632 / 54632eq4.jpg "/> = 0,9973 g / ml 24, ligning 5 = 4 omdreininger / sekund). Figur 4 viser at i forhold til laste kontroll av β-aktin, var det en stor og vesentlig tap av blodplate-endotelial celleadhesjonsmolekyl (PECAM-1 / CD31) fra den endoteliale celleoverflaten.

PECAM-1 er en integrert membranprotein som er et medlem av immunoglobulin (Ig) -superfamily som inneholder en immunoreceptor tyrosin avhengige inhiberende motiv eller 'ITIM' 26. PECAM-1 er ikke bare uttrykkes på endotel-celler, men er også funnet på hematopoetiske celler. PECAM-en spiller viktige roller i endothelial celle-celle adhesjon, leukocytter junctional sjelevandring, cellesignalering, og viktigere, mekanisk-transduksjon av skjærspenning. PECAM-en rolle i sensing skjærspenning er kritisk for funksjonene til vaskulære endotheli al celler og homeostase 17. Når endotel-monolag blir utsatt for skjærspenning, PECAM-1 svarer direkte til den mekaniske kraft som utøves på det ved å endre dens tyrosinfosforylering, og påfølgende aktivering av ERK1 / to signalkaskade 27. Videre er PECAM-1-eNOS-komplekset krets er avbrutt av forstyrrelser i skjærspenning 28. Derfor PECAM-1 aktiverer vaskulære endotelceller for å avføle endringer i fluidskjærbelastningskrefter som kan føre til reaktiv utvidelse av beholderveggen 29.

Disse data understøtter denne modellen viser at endotelcellene svare på eksponering for periodisk, ensrettet fluidskjærkraft ved å nedregulere en viktig junctional og klebemiddel determinant, som medierer intercellulært kontakt samt transvascular celle utveksling.

632fig3.jpg "/>
Figur 3. Brain endotelcelle-morfologi i løpet av en skjærring. Utseendet av hCMEC / D3endothelial cellemonolag i skjær-ringene etter 48 timer med periodisk fluidskjær eller statisk eksponering. Justering av kulturer er ikke alltid observert parallelt flyte retning (vist med pil). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 4
Figur 4. Celle svar til periodisk skjær. Rotte retinal mikrovaskulære endotelceller monolag dyrket i skjærringer viste en reduksjon i PECAM1 / CD31 i forhold til p-aktin (n = 3 hver, studenter uparet t-test, * -p <0,05, feilfeltene refererer til standard avvik), etter 72 timer med periodisk fluid shear i skjærringer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Konstruksjonen av skjærringen system for å utsette endotelceller til å skjære seg er en enkel metode for å utføre skjærspenning studier. Likevel er det noen få trinn som er kritisk for å oppnå overlegen skjærringer og bedre resultater. En fullstendig tetning bør gjøres mellom den indre og ytre ring for å hindre at mediet fra å lekke noe som kan skape inkonsekvent skjærspenning mellom prøvene. Hvis en fullstendig tetning ikke er fremstilt, bør en minimal mengde metylenklorid tilsettes til kanten mellom de indre og ytre fatet med en overføring pipette gjennom hullet i den indre ringen. Forsiktig roterende ringen bør tillate metylenklorid for å danne en fullstendig forsegling. Dessuten kan plastspon utilsiktet produsert fra skjære være til stede på skjær ring spor, så skylle ut skjærringen etter at byggingen skal fjerne eventuelle rester som kan påvirke cellevekst og gi inkonsekvent skjærspenning søknad.

de sHør ringer som er beskrevet i artikkelen er relativt store i størrelse, noe som fører til et høyt volum av utgangs per prøve. Imidlertid kan mindre versjoner bygges bruke mindre petriskåler (f.eks 100 mm petriskål med en 60 mm innsats). Bygging av flere mindre skjærringer kan tillate høyere tall studie replikerer samtidig opprettholde relativt store væskemengder og flater per prøve sammenlignet med andre metoder.

Noen problemer har blitt registrert ved bruk av skjærringer. Først noen orbital shaker produsere overskuddsmengder av varme, og noen inkubatorer ikke klarer å kontrollere denne temperaturøkning. Dette kan unngås ved passende valg av rotatorer og bruk av ikke-vannkappe inkubatorer, som utveksler varme mye lettere. Kultur forurensning er en annen potensiell bekymring når du bruker skjærringer, spesielt etter montering i en utendørs miljø. Skjærringene må være grundig steriliseres før bruk.

etc. ) for å generere den ønskede periodiske, ensrettet skjærspenning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

J. Winny Yun har et forskningsstipend fra Annette Funicello fundament. J. Steven Alexander har forskningsstøtte fra Nevrologisk avdeling, LSUHSC-S.

Acknowledgments

Forfatterne ønsker å takke hjelp av Mr. Christopher Nguyen, Aaron Hunter og Shreveport Jumpstart, SMART, og Biostart opplæringsprogrammer samt Centenary College of Louisiana avdeling for biofysikk, Shreveport, LA.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
100 x 20 mm plastic tissue culture dish Corning 430167 The dishes must be polystyrene
150 x 25 mm plastic tissue culture dish Corning 430599 The dishes must be polystyrene
150 mm glass Petri dish Fisher 3160150BO
15 ml polystyrene tissue culture plastic tubes Falcon 352099
Methylene chloride Sigma-Aldrich D65100
silicone rubber sealant DAP 7079808641
ethanol Decon 2701
3 ml transfer pipette Becton-Dickinson 357524
printer paper
scissors
gloves
rotary tool and set Dremel 4000-6/50
rotary tool cutting head Dremel EZ476
rotary tool drill head
distilled water
orbital shaker VWR 57018-754
incubator
Rat retinal microvascular endothelial cells Cell Biologics RA-6065

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Resnick, N., Gimbrone, M. A. Hemodynamic forces are complex regulators of endothelial gene expression. FASEB J. 9 (10), 874-882 (1995).
  2. Malek, A. M., Izumo, S. Control of endothelial cell gene expression by flow. J Biomech. 28 (12), 1515-1528 (1995).
  3. Ando, J., Kamiya, A. Flow-dependent Regulation of Gene Expression in Vascular Endothelial Cells. Jpn Heart J. 37 (1), 19-32 (1996).
  4. Resnick, N., Yahav, H., et al. Endothelial Gene Regulation by Laminar Shear Stress. Adv Exp Med Biol. 430, 155-164 (1997).
  5. Gaucher, C., et al. In vitro impact of physiological shear stress on endothelial cells gene expression profile. Clin Hemorheol Mico. 37 (1-2), 99-107 (2007).
  6. Fisslthaler, B., et al. Identification of a cis -Element Regulating Transcriptional Activity in Response to Fluid Shear Stress in Bovine Aortic Endothelial Cells. Endothelium-J Endoth. 10 (4-5), 267-275 (2003).
  7. Chen, W., Bacanamwo, M., Harrison, D. G. Activation of p300 Histone Acetyltransferase Activity Is an Early Endothelial Response to Laminar Shear Stress and Is Essential for Stimulation of Endothelial Nitric-oxide Synthase mRNA Transcription. J Biol Chem. 283 (24), 16293-16298 (2008).
  8. Sumpio, B. E., et al. Regulation of PDGF-B in Endothelial Cells Exposed to Cyclic Strain. Arterioscl Throm Vas. 18 (3), 349-355 (1998).
  9. Yang, Y., et al. Triplex-forming oligonucleotide inhibits the expression of tissue factor gene in endothelial cells induced by the blood flow shear stress in rats. Acta Pharm Sinic. 41 (9), 808-813 (2006).
  10. Sumpio, B. E., Chang, R., Xu, W. -J., Wang, X. -J., Du, W. Regulation of tPA in endothelial cells exposed to cyclic strain: role of CRE, AP-2, and SSRE binding sites. Am J Physiol. 273 (5 Pt 1), C1441-C1448 (1997).
  11. Silberman, M., et al. Shear stress-induced transcriptional regulation via hybrid promoters as a potential tool for promoting angiogenesis. Nato Adv Sci Inst Se. 12 (3), 231-242 (2009).
  12. Dschietzig, T., et al. Flow-induced pressure differentially regulates endothelin-1, urotensin II, adrenomedullin, and relaxin in pulmonary vascular endothelium. Biochem Biophys Res Commun. 289 (1), 245-251 (2001).
  13. Nagel, T., Resnick, N., Atkinson, W. J., Dewey, C. F., Gimbrone, M. A. Shear stress selectively upregulates intercellular adhesion molecule-1 expression in cultured human vascular endothelial cells. J Clin Invest. 94 (2), 885-891 (1994).
  14. Bateman, G. A., Levi, C. R., Schofield, P., Wang, Y., Lovett, E. C. The venous manifestations of pulse wave encephalopathy: windkessel dysfunction in normal aging and senile dementia. Neuroradiology. 50 (6), 491-497 (2008).
  15. Juurlink, B. H. J. Is there a pulse wave encephalopathy component to multiple sclerosis. Curr Neurovasc Res. 12 (2), 199-209 (2015).
  16. Topper, J. N., Gimbrone, M. A. Jr Blood flow and vascular gene expression: fluid shear stress as a modulator of endothelial phenotype. Mol Med Today. 5 (1), 40-46 (1999).
  17. Tzima, E., et al. A mechanosensory complex that mediates the endothelial cell response to fluid shear stress. Nature. 437 (7057), 426-431 (2005).
  18. Li, Y. -S. J., Haga, J. H., Chien, S. Molecular basis of the effects of shear stress on vascular endothelial cells. J Biomech. 38 (10), 1949-1971 (2005).
  19. Reinhart-King, C. A., Fujiwara, K., Berk, B. C. Physiologic Stress-Mediated Signaling in the Endothelium. Method Enzymol. 443, 25-44 (2008).
  20. Frangos, J. A., McIntire, L. V., Eskin, S. G. Shear stress induced stimulation of mammalian cell metabolism. Biotechnol Bioeng. 32 (8), 1053-1060 (1988).
  21. Lane, W. O., et al. Parallel-plate Flow Chamber and Continuous Flow Circuit to Evaluate Endothelial Progenitor Cells under Laminar Flow Shear Stress. J Vis Exp. (59), (2012).
  22. Reinitz, A., DeStefano, J., Ye, M., Wong, A. D., Searson, P. C. Human brain microvascular endothelial cells resist elongation due to shear stress. Microvasc Res. 99, 8-18 (2015).
  23. Dewey, C. F., Bussolari, S. R., Gimbrone, M. A., Davies, P. F. The Dynamic Response of Vascular Endothelial Cells to Fluid Shear Stress. J Biomed Eng. 103 (3), 177 (1981).
  24. Dardik, A., et al. Differential effects of orbital and laminar shear stress on endothelial cells. J Vasc Surg. 41 (5), 869-880 (2005).
  25. Honda, S., et al. Ligand-induced adhesion to activated endothelium and to vascular cell adhesion molecule-1 in lymphocytes transfected with the N-formyl peptide receptor. J Immunol. 152 (8), 4026-4035 (1994).
  26. Watt, S. M., Gschmeissner, S. E., Bates, P. A. PECAM-1: its expression and function as a cell adhesion molecule on hemopoietic and endothelial cells. Leukemia Lymphoma. 17 (3-4), 229-244 (1995).
  27. Fujiwara, K. Platelet endothelial cell adhesion molecule-1 and mechanotransduction in vascular endothelial cells. J Intern Med. 259 (4), 373-380 (2006).
  28. Dusserre, N. PECAM-1 Interacts With Nitric Oxide Synthase in Human Endothelial Cells: Implication for Flow-Induced Nitric Oxide Synthase Activation. Arterioscl Throm Vas. 24 (10), 1796-1802 (2004).
  29. Bagi, Z. PECAM-1 Mediates NO-Dependent Dilation of Arterioles to High Temporal Gradients of Shear Stress. Arterioscl Throm Vas. 25 (8), 1590-1595 (2005).

Tags

Cellular Biology skjærspenning endotelceller flyt periodisk flyt cellulær fysiologi hjerte bioteknologi endotelet væske skjærspenning celle adhesjon
Forsamlingen og anvendelse av &#39;Skjær Rings&#39;: A Novel endotel modell for Orbital, Enveis og Periodisk Fluid Flow og skjærspenning
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

White, L. A., Stevenson, E. V., Yun, More

White, L. A., Stevenson, E. V., Yun, J. W., Eshaq, R., Harris, N. R., Mills, D. K., Minagar, A., Couraud, P. O., Alexander, J. S. The Assembly and Application of 'Shear Rings': A Novel Endothelial Model for Orbital, Unidirectional and Periodic Fluid Flow and Shear Stress. J. Vis. Exp. (116), e54632, doi:10.3791/54632 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter