JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Risultati
Discussion
Divulgazioni
Acknowledgements
Materials
Riferimenti
Traduzione automatica
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicina

Utvärdering av vaskulär kontrollmekanismer utnyttja Video mikroskopi av isolerade motstånd artärer hos råttor

Published: December 05, 2017
doi:
10.3791/56133
, , , , , ,
1Department of Physical Therapy,Marquette University, 2Medical College of Wisconsin, 3Department of Physiology,Medical College of Wisconsin, 4Graduate Programs of Nurse Anesthesia,Texas Wesleyan University, 5Office of Research,Medical College of Wisconsin

Summary

Detta manuskript beskriver in vitro- video mikroskopi protokoll för att utvärdera vaskulär funktion i råtta cerebral motstånd artärer. Manuskriptet beskriver också tekniker för att utvärdera microvessel densitet med fluorescently märkta lektin och vävnad perfusion med Laser Doppler Flowmetry.

Abstract

Detta protokoll beskriver användning av in vitro- TV-mikroskopi att utvärdera vaskulär funktion i isolerade cerebral motstånd artärer (och andra fartyg) samt tekniker för att utvärdera vävnadsperfusion som använder Laser Doppler Flowmetry (LDF ) och microvessel densitet utnyttja fluorescently märkt Griffonia simplicifolia (GS1) lektin. Nuvarande metoder för att studera isolerade motstånd artärer på transmural tryck stött i vivo och i avsaknad av parenkymal cell influenser ge en kritisk länk mellan in-vivo studier och information som erhålls från molekylär reduktionistiska synsätt som ger begränsad inblick i integrativ svaren på hela djurens nivå. LDF och tekniker för att selektivt identifiera arterioler och kapillärer med fluorescently-märkt GS1 lektin tillhandahålla praktiska lösningar för att aktivera utredarna att förlänga den kunskap som erhållits från studier av isolerade motstånd artärer. Detta dokument beskriver tillämpningen av dessa tekniker att få grundläggande kunskap om vaskulär fysiologi och patologi hos råtta som allmänna experimentell modell och i en mängd specialiserade manipulerade genetiskt ”designer” råtta stammar som kan ge viktig insikt av specifika gener påverkar viktiga vaskulär fenotyper. Utnyttja dessa värdefulla experimentella metoder i råtta stammar som utvecklats av selektiv avel strategier och ny teknik för att producera gen knockout modeller hos råtta, kommer att expandera stringens av vetenskapliga lokaler utvecklats i knockout musmodeller och utvidga kunskap till en mer relevant djurmodell, med förstådda fysiologisk bakgrund och lämplighet för fysiologiska studier på grund av sin större storlek.

Introduction

De tidigaste studierna av vaskulär funktion i artärerna utnyttjas conduit artärer, och i många fall aorta. Styrkebidrag i stora artärer studerades generellt genom att fästa en ring segmentet av artären till en kraftgivare i badkar vävnad; När det gäller aorta, remsor genom att skära spiralformade av fartyget så att de glatta muskelfibrerna var orienterade i längdriktningen mellan fästpunkten och kraft givaren, att tillhandahålla den bästa uppskattningen av den kraft som genereras genom sammandragning av den glatta muskulaturen längs sin längsgående axel. Den standard tekniken för att skära spiralformade remsor av artärer var att placera en glasstav i lumen av fartyget, göra ett snitt i kärlväggen i önskad vinkel och håller till slutet av den synliga kanten av kärlväggen som snittet förlängdes för att producera en hel spiralformade remsa av fartyget. På den punkten, den endothelial sidan av fartyget var allmänt utplånas för att ta bort skräp innan bifoga fartyget remsan till kraftgivare och dränka preparatet i en syresatt och tempererad vävnad bad. Så småningom, härrör att synsätt ledde till en av de mest berömda och viktiga upptäckterna i historien om fysiologi av Furchgott och Zawadski1, nämligen rollen av endotel avslappnande faktor (EDRF), därefter identifieras som kväveoxid, i reglerar vaskulär funktion. Den avgörande händelse som leder till denna upptäckt var en situation där utredarna underhålls en intakt endotel genom att undvika kontakt av endothelial sidan av artären med utländska ytor, och märkte att aorta remsan inte uppvisade den förväntade kontraktion till acetylkolin (ACh), men istället avslappnad svar på ACh. Baserat på denna iakttagelse, utredarna utvecklat en ”sandwich” beredning där de fästa en aorta segment med en intakt endotel (men inte för att generera kontraktila kraft) till en standard spiralformade remsa av aorta och konverterade den ACh-inducerad sammandragning i en avkoppling.

Två stora framsteg på detta område som i stor utsträckning används idag är utvecklingen av förberedelserna för att mäta aktiva kontraktila kraft i litet motstånd artärer2,3 (till exempel de i intestinal krös3 ) och kanylerade motstånd artär preparat4,5,6. I en av de tidigaste rapporterna, Mulvany och Halpern3 beskrivs användningen av tråd myograph preparatet att studera aktiva kontraktila kraft i isolerade motstånd artärer från intestinal tarmkäxet från spontant hypertensiva råttor (SHR) och normotensiva WKY kontroller. Efter utvecklingen av tråd myograph systemet utvecklades kanylerade motstånd artär preparat för att möjliggöra studier av fartyg närmare till i vivo villkor4,5,6.  Medan båda metoderna ger värdefulla resultat, har kanylerade artär preparatet extra fördelarna med mer effektivt bevara inneboende aktiva tonen i artärerna; och gör att utredarna att studera aktiva myogenic svar på förändringar i transmural tryck och fartyget svar på förändringar i flödet och endotel skjuvspänning (se recension av Halpern och Kelley6).

Ett större mål av detta dokument är att beskriva hur man anställa den häfdvunna tekniken för video mikroskopi använda isolerade, kanylerade motstånd artärerna för att få exakt information om de mekanismer som reglerar aktiv tonen i dessa avgörande fartyg, oberoende av neurala, humorala eller parenkymal cell influenser. Denna grundläggande information, anställa en standard råtta modell och exempel från våra studier av nytt genetiskt konstruerade råtta stammar, kommer att ge läsaren en uppfattning om vilka typer av insikter om vaskulär funktion som kan vinnas med TV mikroskopi metoder, och som kan användas i studier där alla kontroll och experimentella grupp(er) av prövarens val, inklusive kraftfulla nya experimentella råtta modeller produceras av selektiv inavel och nyutvecklade genetiska ingenjörsteknik.

Tack vare precision av TV-mikroskopi strategier, kan mätning av diameter förändringar i kanylerade artär preparat ge värdefull information om endotel-beroende och endotel-oberoende mekanismer av vaskulär avkoppling, samt viktiga (och ibland oväntade) förändringar i vaskulär kontrollmekanismer som inträffar med hypertoni, hög salt kost och andra experimentella ingrepp. Dessutom, mätning av tryck-diameter relationer i isolerade och kanylerade motstånd artärer som maximally är avslappnad genom behandling med Ca2 +-gratis lösning eller ett farmakologiska vasodilaterande läkemedel, tillåter utredaren att bedöma strukturella förändringar i artärer på grund av vaskulär remodeling och för att beräkna passiva stress-stam relationer7 som kan ge viktiga insikter om förändringar i artärerna som kan påverka arteriell funktion passiva mekaniska egenskaper oberoende av (eller i tillägg till) förändringar i aktiva kontrollmekanismer. Det är också viktigt att notera att information som erhålls från studier av isolerade motstånd artärer kan kompletteras med information som erhållits genom att använda LDF, en praktisk metod för att utvärdera vävnadsperfusion på hela djurens nivå8,9 ,10, och av information de fått från att bedöma microvessel densitet med fluorescently märkta GS1 lektin, som specifikt binder till glykoprotein beståndsdelarna i basalmembranet små arterioler och kapillärer11 , 12. den senare metoden ger en mycket noggrann uppskattning av microvessel densitet som inte omfattas av de klassiska svårigheter i att uppskatta microvessel densitet genom att räkna fartyg i vivo, till exempel saknade icke-perfusion fartyg där blodflödet stoppas på grund av aktiva stängningen av arterioler. När de används tillsammans, kan dessa metoder ge viktig insikt för att korrelera funktionella förändringar i isolerade motstånd artärerna till förändringar i vävnadsperfusion på blodcirkulationens nivå. och några exempel på användning av dessa värdefulla metoder i samband med kanylerade artär tekniker kommer också att ges i det nuvarande manuskriptet.

Detta dokument fokuserar på användning av video mikroskopi tekniker att utvärdera vaskulära förändringar i artärerna i utkonkurrerat dö ut Sprague-Dawley-råttor. Det är dock viktigt att notera att dessa tekniker har visat sig vara mycket värdefullt att belysa fenotypiska förändringar i högspecialiserade genmanipulerade råtta stammar skapad av selektiv avel eller gen redigering med tekniker. I detta manuskript tillhandahåller vi exempel på hur video mikroskopi tekniker har gett viktig information angående vaskulär funktion i ett antal värdefulla råtta modeller, inklusive den Dahl salt-känsliga (SS) råtta-an inavlade råtta stam som är den mest används experimentell modell för att studera mekanismerna bakom salt känsliga hypertenson18,19,20,21,22,23. och consomic råttor skapas via selektiv avel av SS råttor med salt-okänsliga Brown Norge (BN) råtta stam. I panelerna consomic råtta varit varje kromosom från Brown Norge råttan introgressed individuellt in i Dahl SS24,25,26 genetiska bakgrunden. Användning av consomic råtta paneler har lämnat värdefulla ledtrådar om specifika kromosomer som bidrar till salt känslighet av blodtryck och andra fenotyper, däribland vaskulär reaktivitet24,25,26 ,27,28.

Selektiv avel strategier använder SS råttor och consomic råttor bär enskilda BN kromosomer har också aktiverat generationen av förträngda congenic stammar med små segment av enskilda Brown Norge kromosomer introgressed Dahl SS genetiska bakgrund22,29. Dessa kan ge mycket värdefull input på specifika gener eller smala regioner i kromosomer som kan påverka avgörande fysiologiska variabler, såsom blodtryck, njurskador och vaskulär reaktivitet22,29. Ett annat kraftfullt tillägg till råtta genetiska verktygslådan är utvecklingen av råtta gen knockout modeller utnyttja avancerade gen redigering tekniker inklusive motvilligt, transkriptionell aktivator-liknande-effektor nukleaser (TALENS), och mest nyligen CRISPR-Cas913 ,14,15,16,17. Tillkomsten av dessa kraftfulla tekniker som aktivera gener att vara utslagen hos råtta är en oerhört viktig utveckling eftersom genen knockout studier hittills har använt (och fortsätta att använda) möss nästan uteslutande. En annan experimentell komponent i detta dokument visar värdet av kanylerade artär tekniker och video mikroskopi att utvärdera fysiologiska kontrollmekanismer i knockout råttor saknar master antioxidant och cell skyddande transkription faktor, nuclear factor (erytroid-derived 2) – som – 2 (NRF2)30,31, som utvecklades med hjälp av TALEN teknik i Sprague-Dawley genetisk bakgrund17. I dessa experiment användes in vitro- video mikroskopi tekniker att tillhandahålla funktionell kontroll av förlust av NRF2 genen och testa ett potentiellt värdefulla terapeutiska tillvägagångssätt baserat på direkt uppreglering av NRF2-medierad antioxidant försvar. NRF-2 är av betydande terapeutisk betydelse i kampen mot vaskulär oxidativ stress hos människor, mot bakgrund av de nedslående resultaten av kliniska prövningar som inbegriper direkt administrering av antioxidanter som vitamin C och E32.

Protocol

De Medical College i Wisconsin institutionella Animal Care och användning kommittén (IACUC) godkänd alla protokoll som beskrivs i detta dokument och alla förfaranden är i överensstämmelse med den National Institutes of Health (NIH) Office av laboratorium djur välfärd (OLAW) förordningar. 1. beredning av lösningar och fartyget kammare Innan du utför en serie experiment, förbereda 2 L 20 x koncentrerad salt stamlösning bestående av 278 g/L NaCl. 14 g/L KCl; 11.52 HB MgSO…

Representative Results

In vitro mikroskopi av kanylerade motstånd artärer möjliggör studier av faktorer som påverkar active tonen i litet motstånd artärer (och större arterioler) vid normal i vivo transmural tryck och i avsaknad av parenkymal cell påverkan. Förutom att bedöma Reaktiviteten hos fartygen till olika vasodilaterande och kärlsammandragande stimuli och myogenic Svaren till transmural tryck höjd i normala PSS, den Ca2 +-gratis PSS kan läggas till perfusatet o…

Discussion

Som nämnts i inledningen, denna uppsats beskriver användningen av TV-mikroskopi och isolerade motstånd artär närmar sig för att utvärdera vaskulär funktion inte bara i standard råtta modeller (som anställda i videon), men också i högt specialiserade genetiskt bakåtkompilerade råtta stammar, som visar roman och kraftfulla insikter som kan vinnas genom att använda dessa metoder. Användningen av dessa kraftfulla tekniker att utvärdera active tonen och passiv mekaniska egenskaper av litet motstånd artärer …

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Författarna uttrycker sin uppriktiga tack Katie Fink och Lynn Dondlinger för deras ovärderliga hjälp i utarbetandet av detta manuskript.

Bidragsstöd: NIH #R21-OD018309; #R56-HL065289; och #R01-HL128242.

Materials

SS Rat Medical College of Wisconsin SS/JHsd/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
SS.5BN Consomic Rat Medical College of Wisconsin SS-Chr 5BN/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
SS.13BN Consomic Rat Medical College of Wisconsin SS-Chr 13BN/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Ren1-BN Congenic Rat Medical College of Wisconsin SS.BN-(D13hmgc41-D13)hmgc23/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Ren1-SSA Congenic Rat Medical College of Wisconsin SS.BN-(D13rat77-D13rat105/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Ren1-SSB Congenic Rat Medical College of Wisconsin SS.BN-(D13rat124-D13rat101/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Nrf2(-/-) Knockout Rat and Wild Type Littermates Medical College of Wisconsin SD-Nfe212em1Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Low Salt Rat Chow (0.4% NaCl)-AIN-76A Dyets, Inc. 113755
High Salt Rat Chow (4% NaCl)-AIN-76A Dyets, Inc. 113756
Colorado Video Caliper Colorado Video, Inc. Model 308
Video Camera Hitachi KPM1AN
Microscope Olympus Life Science CKX41
Television Monitor Panasonic WVBM1410
Pressure Transducers Stoelting 56360
Blood Pressure Display Unit Stoelting 50115
Cannulated Artery Chamber Living Systems Instrumentation CH-1 Single vessel chamber for general use
Temperature Controller for Single Chamber Living Systems Instrumentation TC-09S
Gas Dispersion Tube, Miniature,Straight Living Systems Instrumentation GD-MS Provides aeration in the vessel bath
Gas Exchange Oxygenator, Miniature Living Systems Instrumentation OX Allows gas exchange with perfusate
Laser-Doppler Flowmeter Perimed PeriFlux 5000 LDPM
GS1 Lectin Vector Labs RL-1102
Glass Capillary Tubes for Micropipettes Fredrich Haer Co. 27-33-1 2 mm ODX1 mm ID
Verticle Pipette Puller David Kopf Instruments Model 700C
Nylon suture material (10/0)-3 PLY Ashaway Line and Twine Manufacturing Co. 114-ANM-10 Single strands of 3 ply nylon suture teased out for use on vessels
Dumont #5 Forceps-Inox Fine Science Tools 11254-20
Vannas Scissors Fine Science Tools 15003-08
Protandim Protandim NRF2 Inducer: Contact Dr. Joe McCord (JOE.MCCORD@UCDENVER.EDU)
Sodium Chloride Fisher Bioreagents BP358-212
Sodium Bicarbonate Fisher Chemical S233-3
Dextrose (d-glucose) anhydrous Fisher Chemical D16-500
Magnesium Sulfate (MgSO4-7H2O) Sigma Aldrich M1880-500 G
Calcium Chloride (CaCl2-2 H2O) Sigma C5080-500G
Sodium Phosphate-Monobasic (NaH2PO4) Sigma S0751-500G
Potassium Chloride (KCl) Fisher Chemical P217-500G
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA) Sigma ED255-500G
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Riferimenti

  1. Furchgott, R. F., Zawadzki, J. V. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine. Nature. 288, 373-376 (1980).
  2. Bevan, J. A., Osher, J. V. A direct method for recording tension changes in the wall of small blood vessels in vitro. Agents Actions. 2, 257-260 (1972).
  3. Mulvany, M. J., Halpern, W. Contractile properties of small arterial resistance vessels in spontaneously hypertensive and normotensive rats. Circ. Res. 41, 19-26 (1977).
  4. Speden, R. N. The use of excised, pressurized blood vessels to study the physiology of vascular smooth muscle. Experientia. 41, 1026-1028 (1985).
  5. Osol, G., Halpern, W. Myogenic properties of cerebral blood vessels from normotensive and hypertensive rats. Am. J. Physiol. 249, H914-H921 (1985).
  6. Halpern, W., Kelley, M. In vitro methodology for resistance arteries. Blood Vessels. 28, 245-251 (1991).
  7. Feihl, F., Liaudet, L., Waeber, B. The macrocirculation and microcirculation of hypertension. Curr Hypertens Rep. 11, 182-189 (2009).
  8. Smits, G. J., Roman, R. J., Lombard, J. H. Evaluation of laser-Doppler flowmetry as a measure of tissue blood flow. J Appl Physiol. 61, 666-672 (1985).
  9. Hudetz, A. G., Roman, R. J., Harder, D. R. Spontaneous flow oscillations in the cerebral cortex during acute changes in mean arterial pressure. J Cereb Blood Flow Metab. 12, 491-499 (1992).
  10. Hudetz, A. G., Smith, J. J., Lee, J. G., Bosnjak, Z. J., Kampine, J. P. Modification of cerebral laser-Doppler flow oscillations by halothane, PCO2, and nitric oxide synthase blockade. Am J Physiol. 269, H114-H120 (1995).
  11. Hansen-Smith, F. M., Watson, L., Lu, D. Y., Goldstein, I. Griffonia simplicifolia I: fluorescent tracer for microcirculatory vessels in nonperfused thin muscles and sectioned muscle. Microvasc Res. 36, 199-215 (1988).
  12. Greene, A. S., Lombard, J. H., Cowley, A. W., Hansen-Smith, F. M. Microvessel changes in hypertension measured by Griffonia simplicifolia I lectin. Hypertension. 15, 779-783 (1990).
  13. Aitman, T., Dhillon, P., Geurts, A. M. A RATional choice for translational research?. Dis Model Mech. 9, 1069-1072 (2016).
  14. Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433 (2009).
  15. Geurts, A. M., et al. Generation of gene-specific mutated rats using zinc-finger nucleases. Methods Mol Biol. 597, 211-225 (2010).
  16. Geurts, A. M., Moreno, C. Zinc-finger nucleases: new strategies to target the rat genome. Clin Sci (Lond). 119, 303-311 (2010).
  17. Priestley, J. R., Kautenburg, K. E., Casati, M. C., Endres, B. T., Geurts, A. M., Lombard, J. H. The NRF2 knockout rat: a new animal model to study endothelial dysfunction, oxidant stress, and microvascular rarefaction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 310, H478-H487 (2016).
  18. Cowley, A. W., et al. Brown Norway chromosome 13 confers protection from high salt to consomic Dahl S rat. Hypertension. 37, 456-461 (2001).
  19. Rapp, J. P. Dahl salt-susceptible and salt-resistant rats. A review. Hypertension. 4, 753-763 (1982).
  20. Rapp, J. P., Wang, S. M., Dene, H. A genetic polymorphism in the renin gene of Dahl rats cosegregates with blood pressure. Science. 243, 542-544 (1989).
  21. Manning, R. D., Meng, S., Tian, N. Renal and vascular oxidative stress and salt-sensitivity of arterial pressure. Acta Physiol Scand. 179, 243-250 (2003).
  22. Moreno, C., et al. Multiple blood pressure loci on rat chromosome 13 attenuate development of hypertension in the Dahl S hypertensive rat. Physiol Genomics. 31, 228-235 (2007).
  23. Tobian, L., Lange, J., Iwai, J., Hiller, K., Johnson, M. A., Goossens, P. Prevention with thiazide of NaCl-induced hypertension in Dahl "S" rats. Evidence for a Na-retaining humoral agent in "S" rats. Hypertension. 1, 316-323 (1979).
  24. Mattson, D. L., et al. Chromosome substitution reveals the genetic basis of Dahl salt-sensitive hypertension and renal disease. Am J Physiol Renal Physiol. 295, F837-F842 (2008).
  25. Kunert, M. P., et al. Consomic strategies to localize genomic regions related to vascular reactivity in the Dahl salt-sensitive rat. Physiol Genomics. 26, 218-225 (2006).
  26. Cowley, A. W., Liang, M., Roman, R. J., Greene, A. S., Jacob, H. J. Consomic rat model systems for physiological genomics. Acta Physiol Scand. 181, 585-592 (2004).
  27. Kunert, M. P., Dwinell, M. R., Lombard, J. H. Vascular responses in aortic rings of a consomic rat panel derived from the Fawn Hooded Hypertensive strain. Physiol Genomics. 42A, 244-258 (2010).
  28. Liang, M., et al. Renal medullary genes in salt-sensitive hypertension: a chromosomal substitution and cDNA microarray study. Physiol Genomics. 8, 139-149 (2002).
  29. Durand, M. J., Moreno, C., Greene, A. S., Lombard, J. H. Impaired relaxation of cerebral arteries in the absence of elevated salt intake in normotensive congenic rats carrying the Dahl salt-sensitive renin gene. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 299, H1865-H1874 (2010).
  30. Hybertson, B. M., Gao, B., Bose, S. K., McCord, J. M. Oxidative stress in health and disease: the therapeutic potential of Nrf2 activation. Mol Aspects Med. 32, 234-246 (2011).
  31. Itoh, K., et al. An Nrf2/small Maf heterodimer mediates the induction of phase II detoxifying enzyme genes through antioxidant response elements. Biochem Biophys Res Commun. 236, 313-322 (1997).
  32. Myung, S. K., et al. Efficacy of vitamin and antioxidant supplements in prevention of cardiovascular disease: systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. BMJ. 346, f10 (2013).
  33. Fredricks, K. T., Liu, Y., Lombard, J. H. Response of extraparenchymal resistance arteries of rat skeletal muscle to reduced PO2. Am J Physiol. 267, H706-H715 (1994).
  34. Fredricks, K. T., Liu, Y., Rusch, N. J., Lombard, J. H. Role of endothelium and arterial K+ channels in mediating hypoxic dilation of middle cerebral arteries. Am J Physiol. 267, H580-H586 (1994).
  35. Frisbee, J. C., Maier, K. G., Falck, J. R., Roman, R. J., Lombard, J. H. Integration of hypoxic dilation signaling pathways for skeletal muscle resistance arteries. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 283, R309-R319 (2002).
  36. Pavlov, T. S., Ilatovskaya, D. V., Palygin, O., Levchenko, V., Pochynyuk, O., Staruschenko, A. Implementing Patch Clamp and Live Fluorescence Microscopy to Monitor Functional Properties of Freshly Isolated PKD Epithelium. J Vis Exp. (103), (2015).
  37. Nelson, M. T., Conway, M. A., Knot, H. J., Brayden, J. E. Chloride channel blockers inhibit myogenic tone in rat cerebral arteries. J Physiol. 502 (Pt 2), 259-264 (1997).
  38. Brayden, J. E., Halpern, W., Brann, L. R. Biochemical and mechanical properties of resistance arteries from normotensive and hypertensive rats. Hypertension. 5, 17-25 (1983).
  39. Weber, D. S., Lombard, J. H. Elevated salt intake impairs dilation of rat skeletal muscle resistance arteries via ANG II suppression. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 278, H500-H506 (2000).
  40. Weber, D. S., Lombard, J. H. Angiotensin II AT1 receptors preserve vasodilator reactivity in skeletal muscle resistance arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 280, H2196-H2202 (2001).
  41. Wang, J., Roman, R. J., Falck, J. R., de la Cruz, L., Lombard, J. H. Effects of high-salt diet on CYP450-4A omega-hydroxylase expression and active tone in mesenteric resistance arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 288, H1557-H1565 (2005).
  42. Raffai, G., et al. Modulation by cytochrome P450-4A omega-hydroxylase enzymes of adrenergic vasoconstriction and response to reduced PO2 in mesenteric resistance arteries of Dahl salt-sensitive rats. Microcirculation. 17, 525-535 (2010).
  43. Mishra, R. C., Wulff, H., Hill, M. A., Braun, A. P. Inhibition of Myogenic Tone in Rat Cremaster and Cerebral Arteries by SKA-31, an Activator of Endothelial KCa2.3 and KCa3.1 Channels. J Cardiovasc Pharmacol. 66, 118-127 (2015).
  44. Freed, J. K., Beyer, A. M., LoGiudice, J. A., Hockenberry, J. C., Gutterman, D. D. Ceramide changes the mediator of flow-induced vasodilation from nitric oxide to hydrogen peroxide in the human microcirculation. Circ Res. 115, 525-532 (2014).
  45. Beyer, A. M., Durand, M. J., Hockenberry, J., Gamblin, T. C., Phillips, S. A., Gutterman, D. D. An acute rise in intraluminal pressure shifts the mediator of flow-mediated dilation from nitric oxide to hydrogen peroxide in human arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 307, H1587-H1593 (2014).
  46. Durand, M. J., et al. Vascular actions of angiotensin 1-7 in the human microcirculation: novel role for telomerase. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 36, 1254-1262 (2016).
  47. Beyer, A. M., et al. Transition in the mechanism of flow-mediated dilation with aging and development of coronary artery disease. Basic Res Cardiol. 112, 5 (2017).
  48. Muller, J. M., Chilian, W. M., Davis, M. J. Integrin signaling transduces shear stress–dependent vasodilation of coronary arterioles. Circ Res. 80, 320-326 (1997).
  49. Liu, Y., Harder, D. R., Lombard, J. H. Interaction of myogenic mechanisms and hypoxic dilation in rat middle cerebral arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283, H2276-H2281 (2002).
  50. Potocnik, S. J., et al. Endothelium-dependent vasodilation in myogenically active mouse skeletal muscle arterioles: role of EDH and K+ channels. Microcirculation. 16, 377-390 (2009).
  51. Harder, D. R. Pressure-dependent membrane depolarization in cat middle cerebral artery. Circ Res. 55, 197-202 (1984).
  52. Greene, A. S., Rieder, M. J. Measurement of vascular density. Methods Mol. Med. 51, 489-496 (2001).
  53. Hernandez, I., Cowley, A. W., Lombard, J. H., Greene, A. S. Salt intake and angiotensin II alter microvessel density in the cremaster muscle of normal rats. Am J Physiol. 263, H664-H667 (1992).
  54. Resende, M. M., Amaral, S. L., Moreno, C., Greene, A. S. Congenic strains reveal the effect of the renin gene on skeletal muscle angiogenesis induced by electrical stimulation. Physiol Genomics. 33, 33-40 (2008).
  55. Petersen, M. C., Munzenmaier, D. H., Greene, A. S. Angiotensin II infusion restores stimulated angiogenesis in the skeletal muscle of rats on a high-salt diet. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 291, H114-H120 (2006).
  56. Frisbee, J. C., Weber, D. S., Liu, Y., DeBruin, J. A., Lombard, J. H. Altered structure and mechanics of skeletal muscle arteries with high-salt diet and reduced renal mass hypertension. Microvasc Res. 59, 323-328 (2000).
  57. Drenjancevic-Peric, I., Lombard, J. H. Introgression of chromosome 13 in Dahl salt-sensitive genetic background restores cerebral vascular relaxation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 287, H957-H962 (2004).
  58. Drenjancevic-Peric, I., Phillips, S. A., Falck, J. R., Lombard, J. H. Restoration of normal vascular relaxation mechanisms in cerebral arteries by chromosomal substitution in consomic SS.13BN rats. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 289, H188-H195 (2005).
  59. Lukaszewicz, K. M., Paudyal, M. P., Falck, J. R., Lombard, J. H. Role of vascular reactive oxygen species in regulating cytochrome P450-4A enzyme expression in Dahl salt-sensitive rats. Microcirculation. 23, 540-548 (2016).
  60. Lombard, J. H., Sylvester, F. A., Phillips, S. A., Frisbee, J. C. High-salt diet impairs vascular relaxation mechanisms in rat middle cerebral arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 284, H1124-H1133 (2003).
  61. Priestley, J. R., et al. Reduced angiotensin II levels cause generalized vascular dysfunction via oxidant stress in hamster cheek pouch arterioles. Microvasc Res. 89, 134-145 (2013).
  62. Velmurugan, K., Alam, J., McCord, J. M., Pugazhenthi, S. Synergistic induction of heme oxygenase-1 by the components of the antioxidant supplement Protandim. Free Radic Biol Med. 46, 430-440 (2009).
  63. Widlansky, M. E., Gokce, N., Keaney, J. F., Vita, J. A. The clinical implications of endothelial dysfunction. J Am Coll Cardiol. 42, 1149-1160 (2003).
  64. Lukaszewicz, K. M., Falck, J. R., Manthati, V. L., Lombard, J. H. Introgression of Brown Norway CYP4A genes on to the Dahl salt-sensitive background restores vascular function in SS-5BN consomic rats. Clin Sci (Lond). 124, 333-342 (2013).
  65. Lukaszewicz, K. M., Lombard, J. H. Role of the CYP4A/20-HETE pathway in vascular dysfunction of the Dahl salt-sensitive rat. Clin Sci (Lond). 124, 695-700 (2013).
  66. Roman, R. J. P-450 metabolites of arachidonic acid in the control of cardiovascular function. Physiol Rev. 82, 131-185 (2002).
  67. Roman, R. J., Maier, K. G., Sun, C. W., Harder, D. R., Alonso-Galicia, M. Renal and cardiovascular actions of 20-hydroxyeicosatetraenoic acid and epoxyeicosatrienoic acids. Clin Exp Pharmacol. 27, 855-865 (2000).
  68. Roman, R. J., Alonso-Galicia, M. P-450 eicosanoids: A novel signaling pathway regulating renal function. News Physiol Sci. 14, 238-242 (1999).

Tags

Vascular Control MechanismsVideo MicroscopyIsolated Resistance ArteriesRatsVascular BiologyEndothelial ControlVascular Smooth Muscle ControlPeripheral Vascular DiseaseCoronary Artery DiseaseMicrocannulationPhysiological Salt SolutionPH AdjustmentCalcium-free SolutionGas Equilibration

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citazione di questo articolo
Lukaszewicz, K. M., Durand, M. J., Priestley, J. R., Schmidt, J. R., Allen, L. A., Geurts, A. M., Lombard, J. H. Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats. J. Vis. Exp. (130), e56133, doi:10.3791/56133 (2017).
Scarica citazione
Ristampe e autorizzazioni

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image