안구 미세 혈관 신생의 전 비보 코로이드 발아 분석
Summary
이 프로토콜은 마이크로 혈관 증식의 전 생체 모델인 초로이드 발아 분석체를 제시합니다. 이 분석체는 코로이드 마이크로 혈관의 증식에 관여하는 경로를 평가하고 야생 유형 및 유전자 변형 마우스 조직을 사용하여 약물 치료를 평가하는 데 사용할 수 있습니다.
Abstract
노화와 관련된 황반 변성의 현저한 특징인 병리학적인 천동 혈관신생은 시력 장애와 실명으로 이어집니다. 인체망막 내피 세포(EC) 증식 분석(HRMEC) 또는 분리된 1차 망막 IC를 이용한 증식 분석은 생체외 모델에서 망막 혈관신생을 연구하는 데 널리 사용된다. 그러나, 순수한 뮤린망 내피 세포를 격리하는 것은 기술적으로 도전적이고 망막 EC는 choroidal 내피 세포 및 다른 세포/세포 상호 작용과 다른 증식 반응을 가질 수 있다. 초로이드 미생물 증식의 모델로서 매우 재현 가능한 전 생체 균 발아 분석이 개발되었다. 이 모형은 choroid 혈관분기 (EC, 대식세포, pericytes) 및 망막 안료 상피 (RPE)사이 상호 작용을 포함합니다. 마우스 RPE/choroid/scleral 이병은 성장 인자 감소 기막 추출물(BME)(일 0)에서 분리되고 배양됩니다. 배지는 격일로 변경되고 코로이드 발아는 6일째에 정량화된다. 개별 choroid explant의 이미지는 반전된 상 현미경으로 촬영되고 발아 영역은 이 실험실에서 개발된 ImageJ 소프트웨어에 반자동 매크로 플러그인을 사용하여 정량화됩니다. 이 재현 가능한 ex vivo choroidal 발아 분석은 야생 유형 및 유전자 변형 마우스 조직을 사용하여 choroidal 마이크로 혈관 증식에 관여하는 경로를 평가하기 위해 잠재적 인 치료 및 마이크로 혈관 질환 연구에 대한 화합물을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.
Introduction
Choroidal 혈관 신생 이소화 조절은 신생 혈관 노화 관련 황반 변성 (AMD)1과관련이 있습니다. choroid는 망막 색소 상피 (RPE) 아래에 존재하는 미세 혈관 침대입니다. 코로이드의 혈류감소는 AMD2의진행과 관련이 있는 것으로 나타났다. 혈관 내피, RPE, 대식세포, 회낭체 및 기타 세포 사이의 복잡한 관계는 조직3,4,5의항상성에 대한 책임이 있다. 따라서, 재현 가능한 분석 모델링 choroidal 마이크로 환경은 neovascular AMD의 연구에 대 한 중요 한.
전 생체 혈관 신생 분석 및 체외 내피 세포 배양은 생체 내 미생물 의 행동, 신약 테스트 및 병인의 연구를 보완 할 수 있습니다. 인간 망막 미생물 내피 세포(HRMEC), 인간 배꼽 정맥 내피 세포(HUVEC), 격리된 원발성 동물 뇌 또는 망막 IC와 같은 내피 세포는 종종 안구 혈관 신생 연구6,7,8을위한 체외 연구에서 사용된다. 특히 HRMEC는 내피증, 이주, 관 형성 및 혈관 누설을 평가하여 체외 외 혈관 신생혈관화(CNV)9의 모델로 널리 사용되어 내정간섭6,10을평가한다. 그러나, 배양에 있는 EC는 choroid에서 찾아낸 그밖 세포 모형과의 상호 작용의 부족 때문에 CNV의 모형으로 제한되고 이 소집에서 이용되는 대부분의 EC는 choroid에서 유래하지 않기 때문에. 마우스 코로이드 EC는 문화권에서 분리하고 유지하기가 어렵습니다.
대동맥 고리 분석은 매크로 혈관 증식의 모델로 널리 사용된다. 대동맥 각출소에서 혈관 새싹은 EC, 백혈구 및대식세포(11)를포함한다. 대동맥 고리 분석모델은 큰 혈관 혈관신생을 잘12,13,14로모델한다. 그러나, 대동맥 고리로서 코로이드 외혈관화의 모델로서 한계가 있어 특징적인 초로이드 미생물 혈관 환경이 결여된 대색조직이며, 큰 혈관으로부터의 새싹은 미생물 병리학에 관여하는 모세관 네트워크로부터 새싹과 다를 수 있다. 최근 그룹은 전 생체 망막 분석15,16을발표했다. 망막 신혈관 질환에 적합하지만 AMD에서 볼 수 있듯이 코로이드 신혈관화에는 적합하지 않습니다.
마우스 RPE, 코로이드 및 경마 성 이식 조직을 이용한 코로이드 발아 분석체는 CNV를 더 잘 모델링하기 위해 개발되었다. 조직은 마우스 (또는 다른 종) 눈(17)로부터쉽게 분리 될 수 있습니다. 이 분석법은 약리학적 화합물의 프로 및 항 혈관 신생 잠재력의 재현 가능한 평가 및 유전자 변형 마우스로부터 조직을 사용하여 코로이드 신생 혈관화에서 특정 경로의 역할의 평가 및 제어18을허용한다. 이 코로이드 발아 분석체는 많은 후속 간행물9,10,18,19,20에서참조되었다. 여기서, 이 분석법의 사용에 관여하는 방법이 입증된다.
Protocol
Representative Results
Discussion
천로이드 발아 분석체는 NEovascular AMD9,10,18,19,20에서연구를 돕습니다. 초로이드 이질은 쥐뿐만 아니라 쥐와인간(17,21)으로부터분리될 수 있다. choroid 축출에는 EC, 대식세포 및 pericytes17이포함됩니다. 이 분석에서 ch…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 만페이 스즈키 당뇨병 재단 (YT), 보스턴 아동 병원 OFD / BTREC / CTREC 교수 진로 개발 보조금, 보스턴 아동 병원 안과 재단, BCH 파일럿 상, BCH 맨튼 센터 펠로우십의 보조금에 의해 지원되었다, 리틀 기린 재단 (ZF), 독일 연구 재단 (DFG; BC [CA1940/1-1]), NIH R24EY024868, EY017017, R01EY01717-13S1, EY030904-01, BCH IDDRC (1U54HD)
Materials
| AnaSed (Xylazine) | AKORN | 59339-110-20 | |
| Basal membrane extract (BME) Matrigel | BD Biosciences | 354230 | |
| Cell culture dish | NEST | 704001 | 10cm |
| Complete classic medium with serum and CultureBoost | Cell systems | 4Z0-500 | |
| Ethyl alcohol 200 Proof | Pharmco | 111000200 | use for 70% |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | 06-666 | |
| Microscope | ZEISS | Axio Observer Z1 | |
| Penicillin/Streptomycin | GIBCO | 15140 | 10000 U/mL |
| Tissue culture plate (24-well) | Olympus | 25-107 | |
| VetaKet CIII (Ketamine) | AKORN | 59399-114-10 |
Riferimenti
- Zarbin, M. A. Current concepts in the pathogenesis of age-related macular degeneration. Arch Ophthalmol. 122 (4), 598-614 (2004).
- Pemp, B., Schmetterer, L. Ocular blood flow in diabetes and age-related macular degeneration. Canadian Journal of Ophthalmology. 43 (3), 295-301 (2008).
- Murakami, Y., Ishikawa, K., Nakao, S., Sonoda, K. H. Innate immune response in retinal homeostasis and inflammatory disorders. Progress in Retinal and Eye Research. 74, 100778 (2020).
- Fu, Z., et al. Dyslipidemia in retinal metabolic disorders. EMBO Molecular Medicine. 11 (10), 10473 (2019).
- Daruich, A., et al. Mechanisms of macular edema: Beyond the surface. Progress in Retinal and Eye Research. 63, 20-68 (2018).
- Tomita, Y., et al. Long-Acting FGF21 Inhibits Retinal Vascular Leakage in In Vivo and In Vitro Models. International Journal of Molecular Sciences. 21 (4), 21041188 (2020).
- Maisto, R., et al. ARPE-19-derived VEGF-containing exosomes promote neovascularization in HUVEC: the role of the melanocortin receptor 5. Cell Cycle. 18 (4), 413-424 (2019).
- Mazzoni, J., et al. The Wnt Inhibitor Apcdd1 Coordinates Vascular Remodeling and Barrier Maturation of Retinal Blood Vessels. Neuron. 96 (5), 1055-1069 (2017).
- Fu, Z., et al. Adiponectin Mediates Dietary Omega-3 Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acid Protection Against Choroidal Neovascularization in Mice. Investigative Ophthalmology and Visual Sciences. 58 (10), 3862-3870 (2017).
- Gong, Y., et al. Cytochrome P450 Oxidase 2C Inhibition Adds to omega-3 Long-Chain Polyunsaturated Fatty Acids Protection Against Retinal and Choroidal Neovascularization. Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. 36 (9), 1919-1927 (2016).
- Nicosia, R. F., Zorzi, P., Ligresti, G., Morishita, A., Aplin, A. C. Paracrine regulation of angiogenesis by different cell types in the aorta ring model. International Journal of Developmental Biology. 55 (4-5), 447-453 (2011).
- Bellacen, K., Lewis, E. C. Aortic ring assay. Journal of Visulaized Experiments. (33), e1564 (2009).
- Masson, V. V., et al. Mouse Aortic Ring Assay: A New Approach of the Molecular Genetics of Angiogenesis. Biological Procedures Online. 4, 24-31 (2002).
- Katakia, Y. T., et al. Ex vivo model for studying endothelial tip cells: Revisiting the classical aortic-ring assay. Microvascular Research. 128, 103939 (2020).
- Rezzola, S., et al. In vitro and ex vivo retina angiogenesis assays. Angiogenesis. 17 (3), 429-442 (2014).
- Rezzola, S., et al. A novel ex vivo murine retina angiogenesis (EMRA) assay. Experimental Eye Research. 112, 51-56 (2013).
- Shao, Z., et al. Choroid sprouting assay: an ex vivo model of microvascular angiogenesis. PLoS One. 8 (7), 69552 (2013).
- Tomita, Y., et al. Free fatty acid receptor 4 activation protects against choroidal neovascularization in mice. Angiogenesis. 23, 385-394 (2020).
- Li, J., et al. Endothelial TWIST1 promotes pathological ocular angiogenesis. Investigative Ophthalmology and Vision Science. 55 (12), 8267-8277 (2014).
- Liu, C. H., et al. Endothelial microRNA-150 is an intrinsic suppressor of pathologic ocular neovascularization. Proceedings of the National Academy of Science U. S. A. 112 (39), 12163-12168 (2015).
- Zhou, Q., et al. LncEGFL7OS regulates human angiogenesis by interacting with MAX at the EGFL7/miR-126 locus. Elife. 8, 40470 (2019).
- Kobayashi, S., Fukuta, M., Kontani, H., Yanagita, S., Kimura, I. A quantitative assay for angiogenesis of cultured choroidal tissues in streptozotocin-diabetic Wistar and spontaneously diabetic GK rats. Japanese Journal of Pharmacology. 78 (4), 471-478 (1998).
- Kobayashi, S., et al. Inhibitory effects of tetrandrine and related synthetic compounds on angiogenesis in streptozotocin-diabetic rodents. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 22 (4), 360-365 (1999).
- Kobayashi, S., Shinohara, H., Tsuneki, H., Nagai, R., Horiuchi, S. N(epsilon)-(carboxymethyl)lysine proliferated CD34(+) cells from rat choroidal explant in culture. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 27 (9), 1382-1387 (2004).
- Kobayashi, S., et al. Overproduction of N(epsilon)-(carboxymethyl)lysine-induced neovascularization in cultured choroidal explant of streptozotocin-diabetic rat. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 27 (10), 1565-1571 (2004).
- Bergers, G., Song, S. The role of pericytes in blood-vessel formation and maintenance. Neuro-Oncology. 7 (4), 452-464 (2005).
- Browning, A. C., Stewart, E. A., Amoaku, W. M. Reply to: Phenotypic plasticity of human umbilical vein endothelial cells. British Journal of Ophthalmology. 96 (9), 1275-1276 (2012).
