Waiting
Elaborazione accesso...

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

Biology

Модифицированный матричный гель-пробка in vivo для исследований ангиогенеза

Published: June 30, 2023 doi: 10.3791/65567
* These authors contributed equally

Summary

Представленный здесь метод позволяет оценить влияние реагентов на ангиогенез или проницаемость сосудов in vivo без окрашивания. Метод использует инъекцию декстрана-FITC через хвостовую вену для визуализации неососудов или сосудистой утечки.

Abstract

Было разработано несколько моделей для исследования ангиогенеза in vivo. Однако большинство из этих моделей сложны и дороги, требуют специализированного оборудования или сложны в выполнении для последующего количественного анализа. Здесь мы представляем модифицированный матричный гель-пробка для оценки ангиогенеза in vivo. В этом протоколе сосудистые клетки смешивали с матриксным гелем в присутствии или отсутствии проангиогенных или антиангиогенных реагентов, а затем подкожно вводили в спину мышей-реципиентов. Через 7 дней через хвостовую вену вводят фосфатный солевой раствор, содержащий декстран-ФИТК, и циркулируют в сосудах в течение 30 мин. Матричные гелевые пробки собираются и помещаются в тканевый гель для встраивания, затем нарезаются срезы по 12 мкм для обнаружения флуоресценции без окрашивания. В этом анализе декстран-FITC с высокой молекулярной массой (~150 000 Да) может быть использован для обозначения функциональных сосудов для определения их длины, в то время как декстран-ФИТК с низкой молекулярной массой (~4 400 Да) может быть использован для обозначения проницаемости неососудов. В заключение можно сказать, что данный протокол может обеспечить надежный и удобный метод количественного изучения ангиогенеза in vivo.

Introduction

Ангиогенез, процесс образования новых сосудов из ранее существовавших сосудов, играет важнейшую роль во многих физиологических и патологических процессах, таких как эмбриональное развитие, заживление ран, атеросклероз, развитие опухолей и т.д.1,2,3,4,5. Этот динамический процесс включает в себя несколько этапов, включая деградацию матрикса, пролиферацию сосудистых клеток, миграцию и самоорганизацию для формирования трубчатых структур и стабилизацию новых сосудов6. Было продемонстрировано, что стимулирование ангиогенеза имеет решающее значение при лечении инфаркта миокарда, инсульта и других видов ишемическихзаболеваний7, в то время как ингибирование ангиогенеза считается перспективной стратегией в лечениирака8 и ревматоидных заболеваний9. Ангиогенез считается организующим принципом для открытия лекарств10. Таким образом, создание надежного и удобного метода оценки степени ангиогенеза имеет решающее значение для механических исследований или разработки лекарств при ангиогенез-зависимых заболеваниях.

Для оценки ангиогенеза было разработано несколько моделей in vitro и in vivo 11. Среди них двумерные (2-D) модели, такие как матричная гелевая трубка12, не могут формировать функциональные трубчатые структуры. Животные модели, такие как модель ишемии задних конечностей 13,14, могут воспроизводить процесс ангиогенеза, но сложны и требуют лазерной системы визуализации кровотока. 3D-модели морфогенеза сосудов, такие как матричный гель-пробка, предоставляют простую платформу, которая может имитировать процесс ангиогенеза in vivo15, но для обнаружения ангиогенеза требуется иммуногистохимия или иммунофлуоресцентное окрашивание 16,17,18, которые являются вариабельными и плохо визуализируются.

Здесь мы опишем протокол модифицированного анализа матричной гелевой пробки, при котором сосудистые клетки смешивали с матриксным гелем и подкожно вводили в заднюю часть мышей для формирования пробки. В пробке сосудистые клетки должны разрушать матрикс, пролиферировать, мигрировать и самоорганизовываться, чтобы, наконец, сформировать функциональные сосуды с током крови во внутренней среде. После этого флуоресцентно меченый декстран вводится через хвостовую вену, чтобы протекать через пробку, и метка визуализируется, чтобы указать на неососуды. Содержание ангиогенеза можно количественно оценить по длине сосудов. Этот метод может формировать функциональные сосуды, которые не могут быть получены в 2-D моделях ангиогенеза12, и не требует сложного процесса окрашивания, как в обычном матричном гелевом пробке11. Он также не требует дорогостоящих специальных инструментов, таких как лазерная система визуализации кровотока при ишемии задних конечностей модели 13,14,19. Этот метод является универсальным, недорогим, поддающимся количественной оценке и простым в исполнении, и может быть использован для определения про- или антиангиогенной способности лекарств или может быть использован в механических исследованиях, участвующих в ангиогенезе.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Всепроцедуры, связанные с животными, были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) Медицинского университета Вэньчжоу (XMSQ2021-0057, 19 июля 2021 г.). Все реактивы и расходные материалы перечислены в Таблице материалов.

1. Приготовление питательной среды

  1. 10-кратная питательная среда M199: Растворите порошок M199 до 10-кратной концентрации с 90 мл деионизированной воды и добавьте 10 мл фетальной бычьей сыворотки (FBS), затем пропустите через фильтр 0,22 мкм. Хранить средство при температуре 4 °C до 2 месяцев.
  2. Полная эндотелиальная питательная среда: добавьте 50 мл FBS, 5 мл пенициллина/стрептомицина и 5 мл добавки для роста эндотелиальных клеток к 460 мл эндотелиальной клеточной среды (ECM). Хранить при температуре 4 °C до 1 месяца.

2. Подготовка сосудистых клеток

  1. Культивирование 1 x 105 сосудистых клеток (первичные культивируемые эндотелиальные клетки-предшественники14, эндотелиальные клетки или линии эндотелиальных клеток) с 8 мл полной эндотелиальной питательной среды в 100 мм тканевой культуральной чашке при 37 °C и слиянии 5% COот 2 до 70%.
  2. Удалите питательную среду и промойте чашку 2 раза 1 фосфатно-солевым буфером (PBS), чтобы удалить неприкрепленные клетки и мусор. Удалить PBS и добавить 3 мл 0,25% трипсина, содержащего 2,21 мМ ЭДТА, и инкубировать при 37 °C в течение 1 мин.
  3. Нейтрализуйте трипсин 7 мл полной эндотелиальной питательной среды и осторожно смойте клетки с чашки для культивирования. Подтвердите отслоение клеток под световым микроскопом (40-кратное увеличение).
  4. Соберите клеточную суспензию в пробирку объемом 15 мл и центрифугируйте при концентрации 400 x g в течение 10 мин. Удалить надосадочную жидкость и ресуспендировать клетки с помощью 5 мл полной эндотелиальной питательной среды.
  5. Подсчитайте клетки с помощью гемоцитометра и переместите суспензию, содержащую 2 x 10,6 клеток, в стерильную пробирку объемом 1,5 мл. Каждая заглушка содержит ячейки 1,5 х 106 , дополнительные 25% ячеек используются на случай отходов. Каждая группа включает в себя не менее 3 заглушек.
    ПРИМЕЧАНИЕ: После испытаний было обнаружено, что клетки 1,5 x 10,6 в 300 мкл матричного геля приводят к правильному развитию ангиогенеза, и поэтому были выбраны для эксперимента.
  6. Центрифужную клеточную суспензию при 400 х г в течение 5 мин до гранулированных клеток, а затем удаляют надосадочную жидкость.

3. Приготовление матричного геля

  1. Предварительно охладите стерильные пробирки объемом 1,5 мл, содержащие клеточные гранулы, на водяной бане с температурой 4 °C. Предварительно охладите инсулиновые шприцы 30 г по 1 мл в холодильнике с температурой 4 °C.
  2. Полностью разморозьте матричный гель на водяной бане с температурой 4 °C. Не смешивайте и не перемешивайте. Предварительно охладите 10x M199 и исследуйте реагент/препарат на водяной бане с температурой 4 °C.
  3. Смешайте предварительно охлажденный матричный гель с 10х М199, содержащим 10% ФБС, и реагентом, подлежащим испытанию, в объемном соотношении 8,8:1:0,2, чтобы получить матричный гель и смесь М199, содержащую 1% ФБС и реагент.
  4. Ресуспендируйте клетки с 400 мкл матричной гелевой смеси, аккуратно перемешайте, чтобы избежать образования пузырьков. Держите трубку на льду до тех пор, пока мыши не будут подготовлены к инъекции. Постоянно держите матричную гелевую смесь на льду, чтобы избежать коагуляции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь для формирования гелевой пробки использовали 300 мкл матричной гелевой смеси, содержащей ячейки 1,5 x 106 . Приготовьте 25% дополнительного геля в соответствии с 25% дополнительными клетками на шаге 2.

4. Подготовка мыши

  1. Обезболить 6-8-недельного самца Nu/Nu мышей (18-25 г) в камере наркозного аппарата животного изофлураном (3% изофлурана в 100% кислороде при скорости потока 1 л/мин). После успешного обезболивания, подтвержденного отсутствием выпрямляющего рефлекса и щипкового рефлекса, мышь выводят из камеры, выводят мышь из камеры и надевают на мышь наркозную маску и изменяют концентрацию изофлурана до 1,5% в 100% кислороде при расходе 1 л/мин.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Обеспечьте животному тепловую поддержку с помощью грелки на протяжении всей процедуры.
  2. Наносите ветеринарную мазь на глаза, чтобы предотвратить сухость. Заклейте конечности мышей на операционной доске в положении лежа.

5. Впрыск матричной гелевой смеси

  1. Загрузить 300 мкл матричной гелевой смеси в инсулиновый шприц объемом 1 мл иглой 30G. Избегайте образования пузырьков. Быстро загрузите матричный гель (в течение 2 минут), чтобы избежать застывания в течение этого времени. Немедленно поместите инсулиновый шприц, наполненный матричным гелем, на лед.
  2. Очистите кожу на спине мышей с помощью 75% спиртовых салфеток. Подкожно вводят 300 мкл матричной гелевой смеси в одну сторону спины мышей.
  3. Аккуратно извлеките иглу из места инъекции, чтобы не допустить утечки матричной гелевой смеси. Проверьте, нет ли небольшой горбинки в месте инъекции (рисунок 1).
  4. Поместите мышь на грелку на 2 минуты, чтобы матричная гелевая смесь коагулировала и образовала пробку.
  5. Повторите шаги 5.2. до 5.4. , чтобы создать заглушку на другой стороне задней панели мыши. Отметьте края горбов с помощью маркера.
  6. Наблюдайте за мышью до тех пор, пока она не придет в сознание настолько, чтобы поддерживать положение грудины. Поместите мышь в отдельную клетку до полного выздоровления. Поместите мышей в лабораторию для экспериментальных животных SPF-класса при температуре 22 ± 2 °C с 12-часовым циклом света и темноты в течение 7 дней.

6. Инъекция декстрана-ФИТК через хвостовую вену

  1. Через 7 дней введения матричного геля повторно суспендировать 0,5 мг декстрана-FITC с 500 мкл двойной дистиллированной воды (ddH2O), а затем сильно вихрнуть для получения раствора декстрана-FITC в конечной концентрации 1 мкг/мкл.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте декстран-FITC с молекулярной массой ~150 кДа для анализа ангиогенеза и используйте декстран-FITC с молекулярной массой ~4 кДа для анализа проницаемости сосудов.
  2. Загрузите 50 мкл раствора декстрана-ФИТК в шприцы 29G.
  3. Зафиксируйте мышь на инструменте для инъекции в хвостовую вену. Очистите хвост ватным тампоном с содержанием 75% спирта и аккуратно введите 50 мкл декстрана-FITC через хвостовую вену.
  4. Прижмите место укола ватным тампоном на 1 минуту, чтобы остановить кровотечение, а затем поместите мышей обратно в клетку на 30 минут.
  5. Повторите шаги 6.3. и 6.4. до тех пор, пока все мыши не получат инъекцию декстрана-FITC.

7. Коллекция матричных гелевых пробок

  1. Внутрибрюшинно вводят 1% пентобарбитал натрия в PBS (200 мг/кг массы тела) и усыпляют мышей с помощью процедуры, одобренной IACUC.
  2. Разрежьте кожу по отмеченной границе пробки хирургическими ножницами и удалите кожу над матричной гелевой пробкой.
  3. Соберите пробку и промойте в небольшом стакане с 1x PBS, чтобы смыть лишнюю кровь (Рисунок 2A). По цвету пробки можно примерно очертить степень обилия крови и содержание неососудов (рис. 3А).

8. Подготовка закладной и секции матрицы

  1. Накройте кнопку кассеты для встраивания ткани примерно 0,5 мл геля для заделки ткани, затем немедленно поместите заглушку матричного геля на гель для встраивания ткани в желаемой ориентации, как показано на рисунке 2B. Затем вставьте заглушку с дополнительным гелем для заделки ткани.
  2. Поместите кассеты в морозильную камеру при температуре -80 °C на 12 часов для застывания.
  3. Для подготовки толстых срезов выньте затвердевший блок пробок и отрежьте срезы толщиной 12 мкм с помощью замораживающего микротома в соответствии с инструкцией, и установите на предметные стекла микроскопа.
  4. Отрежьте 5-10 секций от каждого блока вилки.

9. Количественная оценка ангиогенеза (рисунок 3)

  1. Получение флуоресцентных изображений из 5 независимых полей разреза с помощью инвертированного флуоресцентного микроскопа на длине волны 488 нм при 10-кратном увеличении.
  2. Откройте файл изображения с помощью программы Image J (https://imagej.en.softonic.com/) и нажмите кнопку Angiogenesis Analyze . Затем нажмите кнопку «Анализ фазового контраста HUVEC » и переключитесь на таблицу результатов статистики для сбора информации. Измерьте все 5 полученных флуоресцентных изображений для каждого участка.
  3. Проанализируйте общую длину неососудов из разных групп, чтобы статистически оценить разницу в ангиогенезе между этими группами.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Общая длина мастер-сегментов указывает на общую длину нео-сосудов. Реагент, увеличивающий длину неососудов, называется проангиогенным, в то время как реагент, уменьшающий длину неососудов, является антиангиогенным.

10. Количественная оценка проницаемости сосудов (рис. 4)

  1. Получение флуоресцентных изображений из 5 независимых полей разреза с помощью инвертированного флуоресцентного микроскопа на длине волны 488 нм при 20-кратном увеличении.
  2. Откройте файл изображения с помощью программы Image J. Нажмите кнопку Freehand Selection (Произвольное выделение ) и обведите область утечки, затем щелкните меню Analyze (Анализ) и выберите опцию Measure (Измерить ), чтобы получить информацию о области утечки. Используйте соотношение площади утечки и площади изображения для обозначения проницаемости сосудов.
  3. Проанализируйте соотношение площади утечки и площади изображения из разных групп, чтобы статистически оценить разницу в проницаемости сосудов между этими группами.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

На рисунке 1 представлена блок-схема, показывающая, как приготовить смесь матричного геля, сосудистых клеток, питательной среды и реагента. Затем смесь подкожно вводили в спину мышей Nu/Nu и нагревали с помощью грелки, чтобы ускорить ее коагуляцию и, наконец, образовать гелевую пробку.

На рисунке 2А показана блок-схема для обозначения сосудов с флуоресцентным меченым декстраном. Флуоресцентный меченый декстран вводили через хвостовую вену и круг в течение 30 мин, чтобы он мог попасть в функциональный сосуд в гелевой пробке. После этого гелевые пробки собирали, внедряли с помощью тканевого геля для заделки (ориентация матричного геля при внедрении была указана на рисунке 2Б). От пробок отрезали срез толщиной 12 мкм (по 5 срезов с каждой стороны) и делали флуоресцентные снимки для количественного анализа ангиогенеза и/или проницаемости сосудов.

На рисунке 3 показано влияние антиангиогенного реагента пальмитата и проангиогенного реагента фактора роста фибробластов 1 (FGF1) на ангиогенез в гелевой пробке. На рисунке 3А показан внешний вид гелевых пробок с транспортным средством, пальмитатом или FGF1. Кровь может попадать в функциональный неососуд в гелевой пробке, что делает пробку красной в разной степени. На рисунке 3Б представлено флуоресцентное изображение матричных гелевых пробок, в которых функциональные сосуды визуализировались декстраном-ФИТК с высокой молекулярной массой. На рисунке 3С показан количественный результат длины сосудов различной группы. Пальмитат может значительно уменьшить длину неососудов, в то время как обработка FGF1, очевидно, может увеличить длину.

На рисунке 4 сравнивается проницаемость сосудов в гелевых пробках с лечением фактором роста эндотелия сосудов (VEGF) или без него. На рисунке 4А приведено флуоресцентное изображение матричных гелевых пробок, на котором область утечки визуализирована декстраном-FITC с низкой молекулярной массой и обозначена стрелками. На рисунке 4B показан количественный результат площади утечки. Увеличение площади утечки в группе лечения VEGF показало, что VEGF может увеличивать проницаемость сосудов.

Figure 1
Рисунок 1. Блок-схема, показывающая формирование гелевой пробки у мышей. Сосудистые клетки, культивируемые в монослойной культуре, диссоциируют, гранулируют, ресуспендируют эндотелиальной клеточной средой (ECM) и подсчитывают (I-IV). После гранулирования и ресуспензии в матричной гелевой смеси (содержащей 8,8 объемного матричного геля, 1 объемный 10х М199 с добавлением 10% FBS и 0,2 объемного реагента) 300 мкл гелевой смеси вводили подкожно в заднюю часть мышей (V-VII) для формирования пробок. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 2
Рисунок 2. Блок-схема, показывающая инъекцию декстрана-FITC и количественную оценку ангиогенеза. (А) Декстран-ФИТК вводили через хвостовую вену (I). Через 30 мин гелевая пробка была получена, внедрена и срезы нарезаны с помощью замораживающего микротома (II, III). После этого с помощью флуоресцентного микроскопа (IV) были получены флуоресцентные изображения, а ангиогенез был количественно проанализирован с помощью программного обеспечения Image J (V). (B) Схема ориентации матричной гелевой пробки при встраивании в тканевую закладную кассету. Сокращения: OCT = компаунд с оптимальной температурой резания. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 3
Рисунок 3. Оценка ангиогенеза с помощью модифицированной матричной гелевой пробки. (A) Внешний вид репрезентативных матричных гелевых пробок. (B) Флуоресцентная картина функциональных сосудов в матричных гелевых пробках, указанная Декстраном-FITC. (C) Количественный анализ длины функциональных сосудов в матричных гелевых пробках с использованием односторонней ANOVA. *p<0,05 по отношению к транспортному средству; p<0.001 по сравнению с транспортным средством. Масштабная линейка составляет 100 мкм. Сокращения: FGF1 = фактор роста фибробластов 1. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 4
Рисунок 4. Оценка проницаемости сосудов с помощью модифицированной матричной гелевой пробки. (A) Репрезентативное флуоресцентное изображение сосудов в гелевой пробке, стрелки указывают место утечки. (B) Количественный анализ площади утечки для оценки проницаемости сосудов с использованием t-критерия Стьюдента. стр<0.001. Масштабная линейка составляет 100 мкм. Сокращения: VEGF = фактор роста эндотелия сосудов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Представлен надежный и удобный метод количественной оценки ангиогенеза in vivo без окрашивания. В этом протоколе сосудистые клетки смешивали с матриксным гелем в присутствии проангиогенных или антиангиогенных реагентов, а затем подкожно вводили в спину мышей Nu/Nu с образованием гелевой пробки (рис. 1). Через 7 дней после образования гелевой пробки декстран-ФИТК вводили внутривенно и циркулировали в течение 30 мин. Гелевая пробка была собрана и помещена в ткань геля для встраивания, а срезы размером 12 мкм были нарезаны для фотографирования (рис. 2). Декстран-ФИТК может указывать на функциональные сосуды без окрашивания, а длина неососудов может быть использована для количественной оценки проангиогенной или антиангиогенной функции реагентов. В примере, представленном в данном протоколе, лечение пальмитатом уменьшало длину неососудов, в то время как FGF1 увеличивало длину неососудов (рис. 3), что указывало на то, что пальмитат является антиангиогенным, а FGF1 – проангиогенным. Кроме того, этот протокол также может быть использован для оценки проницаемости сосудов (рис. 4).

Следует проявлять осторожность при отборе мышей-реципиентов, обращении с матриксным гелем и его введении, сборе гелевой пробки и определении длины сосудов. Рекомендуются мыши с иммунодефицитом в возрасте 6-8 недель, хотя мыши C57BL/6 также пригодны для лечения. Учитывая вариабельность вилки, рекомендуется 3-5 вилок в каждой группе. Количество сосудистых клеток должно быть равномерным между разными группами. С матричным гелем следует обращаться осторожно в соответствии с инструкциями и не следует использовать, если он затвердел или содержит твердые частицы или многочисленные пузырьки. На этапе приготовления матричного геля конечная концентрация матричного геля не должна быть менее 80%, и вихрь не допускается, так как могут образовываться пузырьки. Следует отметить, что форма гелевой пробки может влиять на воспроизводимость результатов, поэтому для ускорения затвердевания матричной гелевой пробки использовалась грелка. Также можно использовать инкубатор для животных с температурой 37 °C. Кроме того, при заделке гелевых пробок и подготовке срезов заглушки и секции должны быть защищены от яркого света, а также как можно скорее сфотографированы под флуоресцентным микроскопом.

Среди различных анализов ангиогенеза in vivo анализ матричной гелевой пробки является одним из наиболее широко используемых методов, поскольку он универсален, менее дорог и прост в выполнении11. Тем не менее, процесс окрашивания в обычном матричном гелевом пробке подвержен ошибкам. Пробка хрупкая и с высоким содержанием воды. Этапы обезвоживания и фиксации, включенные в процесс окрашивания, могут деформировать гелевую пробку и в дальнейшем повлиять на оценку длины сосудов. Кроме того, рассеянные сосудистые клетки в пробке могут быть окрашены и распознаны как функциональные сосуды в обычном матричном гелевом пробке. Одним из наиболее важных преимуществ этого модифицированного матричного гелевого пробки является то, что функциональные сосуды могут быть визуализированы без окрашивания. Для обозначения сосудов использовался декстран, меченный FITC, и могут быть указаны только функциональные сосуды, имеющие кровоток, что способствует удобству и надежности этого анализа.

Помимо длины неососудов, проницаемость также влияет на функцию неососудов20. Флуоресцентно-меченый декстран с низкой молекулярной массой (~4400 Да) может проходить через щель в сосудах и может быть использован для индикации проницаемости неососудов. При необходимости исследователи могут оценить как ангиогенез, так и проницаемость сосудов в одной и той же гелевой пробке, используя как флуоресцентно меченный декстран с низкой молекулярной массой, так и флуоресцентный декстран с высокой молекулярной массой21.

На ангиогенез может влиять среда in vivo 22, такая как диабет 13,14,19 и т.д. Эту среду in vivo трудно воспроизвести на этих моделях in vitro. Тем не менее, в этом модифицированном протоколе среда in vivo может быть легко воспроизведена путем выбора подходящих мышей-реципиентов. Кроме того, взаимодействие между различными сосудистыми клетками также влияет на процесс ангиогенеза. Различные виды сосудистых клеток, включая эндотелиальные клетки, гладкомышечные клетки и перициты, могут быть добавлены для формирования нео-сосудов в пробке в этом протоколе для изучения вклада различных сосудистых клеток в ангиогенез.

Однако у этого метода есть и некоторые ограничения. На образование неососудов может влиять форма гелевой пробки. Более того, неососуды, образующиеся в гелевой пробке, не равномерны. На краю гелевой пробки больше функциональных сосудов, чем в центре (рис. 2А). Таким образом, на результаты может повлиять мастерство исполнителя.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Acknowledgments

Эта работа финансировалась Фондом естественных наук провинции Чжэцзян (LY22H020005) и Национальным фондом естественных наук Китая (81873466).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Adhesion Microscope Slides CITOTEST 188105
Anesthesia System RWD R640-S1
Cell Counter Invitrogen AMQAX1000
Cell Culture Dish Corning 430167
Cryoslicer Thermo Fisher CryoStar NX50
Dextrans-FITC-150kDa WEIHUA BIO WH007N07
Dextrans-FITC-4kDa WEIHUA BIO WH007N0705
Embedding Cassettes CITOTEST 80203-0007
Endothelial Cell Medium ScienCell 35809
Endothelial Growth Supplements ScienCell 1025
Fetal Bovine Serum Gibco 10100147C
Fibroblast Growth Factor 1 AtaGenix 9043p-082318-A01 FGF1
Fluorescence Microscope Nikon ECLIPSE Ni
Heating Pad Boruida 30-50-30
Insulin Syringe BD 300841
Isoflurane RWD R510-22-10
Laboratory Balance Sartorius BSA124S-CW
Matrigel Corning 356234 Matrix gel
Medium 199 powder Gibco 31100-035
Microtubes Axygen MCT-150-C
Optimal Cutting Temperature (OCT) Compound SUKURA 4583 Tissue embedding gel
Palmitate Acid KunChuang KC001
Penicillin-Streptomycin Liquid Solarbio P1400
Phosphate Buffer Saline Solarbio P1022
Surgical Instruments RWD RWD
Tail Vein Injection Instrument KEW BASIS KW-XXY
Trypsin-EDTA Solution Solarbio T1320
Ultra-Low Temperature Freezer eppendorf U410
Vascular Endothelial Growth Factor CHAMOT CM058-5HP VEGF

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bikfalvi, A. History and conceptual developments in vascular biology and angiogenesis research: a personal view. Angiogenesis. 20 (4), 463-478 (2017).
  2. Carmeliet, P., Jain, R. Principles and mechanisms of vessel normalization for cancer and other angiogenic diseases. Nature reviews Drug discovery. 10 (6), 417-427 (2011).
  3. De Palma, M., Biziato, D., Petrova, T. Microenvironmental regulation of tumour angiogenesis. Nature reviews Cancer. 17 (8), 457-474 (2017).
  4. Griffioen, A., Molema, G. Angiogenesis: potentials for pharmacologic intervention in the treatment of cancer, cardiovascular diseases, and chronic inflammation. Pharmacological reviews. 52 (2), 237-268 (2000).
  5. Viallard, C., Larrivée, B. Tumor angiogenesis and vascular normalization: alternative therapeutic targets. Angiogenesis. 20 (4), 409-426 (2017).
  6. Craig, M., Sumanas, S. ETS transcription factors in embryonic vascular development. Angiogenesis. 19 (3), 275-285 (2016).
  7. Losordo, D., Dimmeler, S. Therapeutic angiogenesis and vasculogenesis for ischemic disease. Part I: angiogenic cytokines. Circulation. 109 (21), 2487-2491 (2004).
  8. Folkman, J. Anti-angiogenesis-new concept for therapy of solid tumors. Annals of Surgery. 175 (3), 409-416 (1972).
  9. Folkman, J. Angiogenesis in cancer, vascular, rheumatoid and other disease. Nature Medicine. 1 (1), 27-31 (1995).
  10. Folkman, J. Opinion - Angiogenesis: an organizing principle for drug discovery. Nature Reviews Drug Discovery. 6 (4), 273-286 (2007).
  11. Nowak-Sliwinska, P., et al. Consensus guidelines for the use and interpretation of angiogenesis assays. Angiogenesis. 21 (3), 425-532 (2018).
  12. Fan, X., et al. Interleukin-1β augments the angiogenesis of endothelial progenitor cells in an NF-κB/CXCR7-dependent manner. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 24 (10), 5605-5614 (2020).
  13. Dai, X., et al. Nrf2 transcriptional upregulation of IDH2 to tune mitochondrial dynamics and rescue angiogenic function of diabetic EPCs. Redox Biology. 56, 102449 (2022).
  14. Yan, X., et al. Liraglutide Improves the Angiogenic Capability of EPC and Promotes Ischemic Angiogenesis in Mice under Diabetic Conditions through an Nrf2-Dependent Mechanism. Cells. 11 (23), 3821 (2022).
  15. Koh, W., Stratman, A., Sacharidou, A., Davis, G. In vitro three dimensional collagen matrix models of endothelial lumen formation during vasculogenesis and angiogenesis. Methods in enzymology. 443, 83-101 (2008).
  16. Nowak-Sliwinska, P., et al. Consensus guidelines for the use and interpretation of angiogenesis assays. Angiogenesis. 21 (3), 425-532 (2018).
  17. Malinda, K. In vivo matrigel migration and angiogenesis assay. Methods in molecular biology (Clifton, NJ). , 287-294 (2009).
  18. Rezzola, S., et al. In vitro and ex vivo retina angiogenesis assays. Angiogenesis. 17 (3), 429-442 (2014).
  19. Dai, Q., et al. FGF21 promotes ischaemic angiogenesis and endothelial progenitor cells function under diabetic conditions in an AMPK/NAD+-dependent manner. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 25 (6), 3091-3102 (2021).
  20. Gavard, J., Gutkind, J. S. VEGF controls endothelial-cell permeability by promoting the beta-arrestin-dependent endocytosis of VE-cadherin. Nature cell biology. 8 (11), 1223-1234 (2006).
  21. Birdsey, G. M., et al. The endothelial transcription factor ERG promotes vascular stability and growth through Wnt/β-catenin signaling. Developmental Cell. 32 (1), 82-96 (2015).
  22. Yan, X., et al. A Novel CXCR4 antagonist enhances angiogenesis via modifying the ischaemic tissue environment. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 21 (10), 2298-2307 (2017).

Tags

Ангиогенез in vivo матриксный гель-пробка сосудистые клетки проангиогенные антиангиогенные подкожные инъекции мыши-реципиенты фосфатный буферный раствор декстран-FITC функциональные сосуды неососуды флуоресцентное обнаружение количественный анализ
Модифицированный матричный гель-пробка <em>in vivo</em> для исследований ангиогенеза
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lu, Z., Yi, M., Chen, T., He, Y.,More

Lu, Z., Yi, M., Chen, T., He, Y., Fan, X., Chen, H., Huang, Y., Niu, J., Yan, X. Modified In Vivo Matrix Gel Plug Assay for Angiogenesis Studies. J. Vis. Exp. (196), e65567, doi:10.3791/65567 (2023).

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