JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
의학

تقييم آليات مراقبة الأوعية الدموية استخدام الفحص المجهري الفيديو الشرايين المقاومة المعزولة من الفئران

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

ويصف هذه المخطوطة في المختبر بروتوكولات الفحص المجهري الفيديو لتقييم وظيفة الأوعية الدموية في الشرايين الدماغية مقاومة الفئران. ويصف المخطوط أيضا تقنيات لتقييم كثافة ميكروفيسيل مع فلوريسسينتلي المسمى نضح يكتين والأنسجة باستخدام الليزر دوبلر Flowmetry.

Abstract

هذا البروتوكول وصف الاستخدام في المختبر مجهرية التلفزيون لتقييم وظيفة الأوعية الدموية في الشرايين المقاومة الدماغية المعزولة (وغيرها من السفن)، ويصف تقنيات لتقييم نضح الأنسجة باستخدام الليزر دوبلر Flowmetry (LDF ) والمسمى ميكروفيسيل كثافة استخدام فلوريسسينتلي يكتين سيمبليسيفوليا جريفونيا (GS1). الأساليب الحالية لدراسة معزولة الشرايين المقاومة في ترانسمورال الضغوط التي تواجه في فيفو وفي غياب التأثيرات خلية متني بتوفير ارتباط حرجة بين في فيفو الدراسات والمعلومات المكتسبة من جزيئية النهج الاختزالية التي توفر البصيرة محدودة إلى استجابات متكاملة على مستوى الحيوان كله. LDF وتقنيات تحديد الشرايين والشعيرات الدموية بشكل انتقائي مع المسمى فلوريسسينتلي يكتين GS1 تقديم حلول عملية لتمكين المحققين لتوسيع المعرفة المكتسبة من الدراسات للشرايين المقاومة المعزولة. هذا الكتاب يصف تطبيق هذه التقنيات على اكتساب المعرفة الأساسية بالأوعية الدموية علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض في الفئران كنموذج تجريبي عام، وفي مجموعة متنوعة من متخصصة وراثيا سلالات الفئران “مصمم” التي يمكن أن توفر المهم ثاقبة تأثير جينات معينة على هامة تعمل الأوعية الدموية. استخدام هذه النهج التجريبي قيماً في سلالات الفئران وضعتها الوراثي استراتيجيات وتكنولوجيات جديدة لإنتاج نماذج خروج المغلوب الجينات في الفئران، ستوسع صرامة أماكن العلمية المتقدمة في نماذج الماوس خروج المغلوب و توسيع نطاق تلك المعرفة إلى نموذج حيوان أكثر أهمية، مع خلفية الفسيولوجية مفهومة جيدا ومدى ملاءمتها للدراسات الفسيولوجية بسبب حجمه أكبر.

Introduction

الدراسات أقرب وظيفة الأوعية الدموية في الشرايين تستخدم قناة الشرايين، وفي كثير من الحالات الشريان الاورطي. عموما درس توليد القوة في الشرايين الكبيرة عن طريق إرفاق مقطع الدائري الشريان محول قوة في حمام أنسجة؛ وفي حالة الشريان الاورطي، بالقطع الحلزونية شرائط السفينة حيث أن ألياف العضلات الملساء كانت موجهة في اتجاه طولي بين نقطة المرفق ومحول القوة، لتوفير أفضل تقدير للقوة الناتجة عن انكماش العضلات الملساء على طول محورها الطولي. وكان تقنية قياسية لقطع شرائط حلزونية من أورتاس وضع قضيب زجاج في التجويف للسفينة، وجعل قطع في جدار السفينة في زاوية المطلوب، وعلى عقد لنهاية حافة يتعرض الجدار السفينة كما تم تمديد الخفض إنتاج بأكمله قطاع حلزونية من السفينة. عند هذه النقطة، عموما تم مسح الجانب غشائي السفينة لإزالة الحطام قبل إرفاق محول قوة قطاع السفن وغمر التحضير في اﻷوكسيجين، والتحكم في درجة الحرارة حمام الأنسجة. في نهاية المطاف، أن نهج أدى إلى واحدة من الاكتشافات الأكثر شهرة وأهمية في تاريخ علم وظائف الأعضاء فورتشجوت وزاوادسكي1، إلا وهي دور البطانة المستمدة عامل الاسترخاء (EDRF)، حددت بعد ذلك كأكسيد النيتريك، في تنظيم وظيفة الأوعية الدموية. وكان هذا الحدث الحاسمة المؤدية إلى أن اكتشاف حالة التي تحتفظ بطانة سليمة عن طريق تجنب الاتصال الجانب غشائي الشريان مع الأسطح الخارجية المحققين، ولاحظت أن قطاع الابهري لا يحمل المتوقعة تقلص إلى أستيل (ACh)، لكن بدلاً من ذلك استرخاء في الاستجابة لمنظمة العمل ضد الجوع. وبناء على هذه الملاحظة، المحققون البلدان المتقدمة النمو إعداد “ساندويتش” التي يعلقونها جزء الابهر مع بطانة سليمة (ولكن غير قادر على توليد قوة الهوس) إلى شريط حلزوني قياسي من الشريان الاورطي وتحويلها المستحثة منظمة العمل ضد الجوع انكماش في استرخاء.

اثنين تقدما كبيرا في هذا المجال التي تستخدم على نطاق واسع اليوم هي تنمية الاستعدادات لقياس قوة الهوس النشطة في مقاومة صغيرة الشرايين2،3 (مثل تلك الموجودة في مساريق الأمعاء3 ) ومقني المقاومة شريان الأعمال التحضيرية4،،من56. في أحد التقارير الأولى، وصف مولفاني وهالبيرن3 استخدام إعداد أسلاك ميوجراف لدراسة قوة الهوس النشطة في الشرايين المقاومة المعزولة من مساريق الأمعاء عفويا ضغط الدم الفئران (باستفاض) و ضوابط وكي نورموتينسيفي. بعد تطوير نظام ميوجراف الأسلاك، وضعت المقاومة مقني الشريان الاستعدادات للسماح بالدراسات المتعلقة بالسفن أقرب إلى في فيفو الظروف4،،من56.  في حين توفر كلا النهجين نتائج قيمة، إعداد الشريان مقني قد أضيفت مزايا أكثر فعالية الحفاظ على لهجة نشطة مضمنة في الشرايين؛ والسماح للمحققين بدراسة الردود شذوذ النشطة للتغييرات في الردود transmural الضغط والسفينة على التغيرات في معدل التدفق وإجهاد القص غشائي (انظر استعراض هالبيرن وكيلي6).

أحد الأهداف رئيسية لهذه الورقة هو وصف كيفية توظيف تقنية العريقة للفحص المجهري الفيديو استخدام الشرايين المقاومة المعزولة، مقني من أجل الحصول على معلومات دقيقة بشأن الآليات التي تنظم لهجة النشطة في هذه الأهمية السفن، مستقلة عن الخلايا العصبية أو خلطيه أو متني التأثيرات. هذه المعلومات الأساسية، تستخدم نموذج الفئران قياسية وأمثلة من دراساتنا من جديد وراثيا هندسيا سلالات الفئران، وسيتم تزويد القارئ بفكرة عن أنواع الأفكار المتعلقة بوظيفة الأوعية الدموية التي يمكن أن تكتسب بالتلفزيون النهج الفحص المجهري، والتي يمكن استخدامها في الدراسات المتعلقة بأي عنصر تحكم والتجريبية مجموعة (مجموعات) لاختيار المحقق، بما في ذلك نماذج الفئران التجريبية الجديدة القوية التي تنتجها الاستيلاد الانتقائي والمطورة حديثا الوراثية التقنيات الهندسية.

بفضل دقة النهج مجهرية التلفزيون، قياس التغيرات القطر في الشريان مقني التحضيرية يمكن أن توفر معلومات قيمة للغاية فيما يتعلق بالآليات المعتمدة على البطانة والبطانة مستقلة من الأوعية الدموية الاسترخاء، فضلا عن تعديلات هامة (وغير متوقعة في بعض الأحيان) في آليات مراقبة الأوعية الدموية التي تحدث مع ارتفاع ضغط الدم والنظام الغذائي الملح عالية، والتدخلات التجريبية الأخرى. وبالإضافة إلى ذلك، قياس الضغط-قطر علاقات في عزل ومقني الشرايين المقاومة التي أقصى استرخاء بالمعاملة مع Ca2 +-الحرة حل أو دواء وعائي الدوائي، يسمح للمحقق لتقييم التغيرات الهيكلية في الشرايين بسبب إعادة عرض الأوعية الدموية، وحساب العلاقات السلبية الإجهاد-الانفعال7 التي يمكن توفير نظرة ثاقبة التغيرات في الخواص الميكانيكية السلبي للشرايين التي يمكن أن تؤثر على وظيفة الشرايين الهامة مستقلة من (أو بالإضافة إلى) إجراء تغييرات في آليات مراقبة فعالة. من المهم أيضا أن نلاحظ أن المعلومات المكتسبة من الدراسات للشرايين المقاومة معزولة يمكن أن تستكمل بالمعلومات التي تم الحصول عليها من خلال استخدام LDF، طريقة عملية لتقييم نضح الأنسجة في الحيوان كله مستوى8،9 ،10، ومن المعلومات المكتسبة من تقييم ميكروفيسيل كثافة استخدام المسمى فلوريسسينتلي GS1 يكتين، التي تلزم على وجه التحديد إلى بروتين سكري مويتيس في الغشاء الطابق السفلي ل الشرايين والشعيرات الدموية الصغيرة11 , 12-يوفر طريقة الأخيرة وضع تقديرات دقيقة للغاية للكثافة ميكروفيسيل التي لا تخضع لصعوبات الكلاسيكية في تقدير الكثافة ميكروفيسيل عن طريق العد السفن في فيفو، على سبيل المثال في عداد المفقودين غير perfused السفن حيث يتم إيقاف تدفق الدم بسبب الإغلاق النشط للشرايين. عندما تستخدم معا، هذه النهج يمكن أن توفر فكرة هامة للربط بين التعديلات الفنية في الشرايين المقاومة المعزولة للتغييرات في نضح الأنسجة على المستوى ميكروسيركولاتوري؛ وستقدم أيضا بعض الأمثلة على استخدام هذه النهج قيماً بالاقتران مع تقنيات الشريان مقني في المخطوطة الحالية.

تركز هذه الورقة على استخدام تقنيات الفحص المجهري الفيديو لتقييم التغيرات الأوعية الدموية في شرايين فئران سبراغ داولي أووتبريد. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن هذه التقنيات قد أثبتت أن تكون قيمة للغاية في توضيح التعديلات المظهرية في سلالات الفئران المهندسة وراثيا متخصصة للغاية تم إنشاؤها بواسطة الوراثي أو الجيني تحرير باستخدام تقنيات. في هذه المخطوطة، نحن نقدم أمثلة على تقنيات الفحص المجهري الفيديو كيف قدمت معلومات هامة فيما يتعلق بوظيفة الأوعية الدموية في عدد من الفئران قيمة النماذج، بما في ذلك داهل المراعية للملح (SS) سلالة الجرذان، الفئران الفطرية التي الأكثر انتشارا استخدام نموذج تجريبي لدراسة آليات هايبرتينسون الحساسة الملح18،19،20،21،،من2223؛ والجرذان كونسوميك التي تم إنشاؤها عن طريق الانتقاء الوراثي للفئران SS مع سلالة الجرذ البنى النرويج (BN) الملح غير متحسسة. في لوحات فأر كونسوميك، كان كل كروموسوم من الفئران “النرويج براون” إينتروجريسيد على حدة إلى SS داهل24،،من2526 الوراثية الخلفية. استخدام لوحات الفئران كونسوميك قدمت أدلة قيمة فيما يتعلق بالكروموسومات المحددة التي تسهم في حساسية الملح ضغط الدم وغيرها تعمل، بما في ذلك الأوعية الدموية مفاعليه24،25،26 ،،من2728.

استراتيجيات الوراثي باستخدام SS الجرذان والفئران كونسوميك تحمل الفردية BN الكروموسومات مكنت أيضا توليد سلالات كونجينيك ضاقت مع شرائح صغيرة من إينتروجريسيد الكروموسومات “النرويج براون” الفردية إلى SS داهل الوراثية خلفية22،29. وهذه توفر قيمة للغاية الإدخال على جينات محددة أو تضييق المناطق الكروموسومات التي يمكن أن تؤثر على المتغيرات الفسيولوجية حاسمة، مثل ضغط الدم والتلف الكلوي والأوعية الدموية مفاعليه22،29. آخر قوية بالإضافة إلى الأدوات الوراثية الجرذ هو تطوير جينات الفئران خروج المغلوب نماذج استخدام الجينات متقدمة تحرير تقنيات بما في ذلك زفنس، نوكليسيس المنشط–مثل-المستجيب النسخي (تالينس)، وفي الآونة الأخيرة كريسبر Cas913 ،،من1415،،من1617. ظهور هذه التقنيات القوية التي تمكن من الجينات أن خرج في الفئران تطور بالغة أهمية نظراً لدراسات الجينات خروج المغلوب حتى الآن استخدمت (والاستمرار في استخدام) الفئران حصرا تقريبا. عنصر آخر من عناصر تجريبية في هذه الورقة يوضح قيمة تقنيات الشريان مقني والفيديو المجهري لتقييم آليات المراقبة الفسيولوجية في الجرذان خروج المغلوب يفتقر إلى النسخ الحماية المضادة للأكسدة والخلية الرئيسية العوامل، العامل النووي (المستمدة من محمر 2)-مثل-2 (NRF2)30،31، التي تم تطويرها باستخدام التكنولوجيا TALEN في الخلفية الوراثية سبراغ داولي17. في تلك التجارب، واستخدمت في المختبر تقنيات الفحص المجهري الفيديو لتوفير التحقق الوظيفية لفقدان الجينات NRF2 واختبار نهج علاجية يحتمل أن تكون قيمة استناداً إلى أوبريجولاتيون مباشرة من مضادات الأكسدة بوساطة NRF2 الدفاعات. جبهة الخلاص الوطني-2 لها أهمية علاجية كبيرة في مكافحة الأكسدة والأوعية الدموية في البشر، وفي ضوء النتائج المخيبة للآمال للتجارب السريرية التي تشمل الإدارة المباشرة للمواد المضادة للأكسدة مثل فيتامينات ج وه32.

Protocol

كلية من ولاية ويسكونسن المؤسسية الحيوان الرعاية الطبية استخدام اللجنة (IACUC) ووافق على جميع البروتوكولات المذكورة في هذه الورقة وجميع الإجراءات امتثالا للمعاهد الوطنية للصحة (NIH) مكتب لمختبر الحيوان الرعاية الاجتماعية (أولو) الأنظمة. 1-إعداد قاعة السفينة والحلول قبل ال?…

Representative Results

في المختبر الفحص المجهري للشرايين المقاومة مقني يسمح لدراسة العوامل المؤثرة على لهجة النشطة في الشرايين مقاومة صغيرة (والشرايين أكبر) في العادي في فيفو الضغوط ترانسمورال وفي حالة عدم وجود خلية متني التأثيرات. وبالإضافة إلى تقييم مفاعليه من السفن إلى مختلف الم?…

Discussion

وكما ذكر في المقدمة، وتصف هذه الورقة استخدام مجهر التلفزيون والشريان المقاومة المعزولة نهج لتقييم وظيفة الأوعية الدموية ليس فقط في نماذج الفئران القياسية (كالمستخدمة في الفيديو)، ولكن أيضا بدرجة عالية من التخصص وراثيا سلالات الفئران المهندسة، التي تظهر في الرواية والأفكار القوية التي ي…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

الكتاب الإعراب عن شكرهم الخالص فينك كاتي ولين دوندلينجير لما قدموه من المساعدة في إعداد هذه المخطوطة.

منحة الدعم: R21 # المعاهد الوطنية للصحة-OD018309؛ #R56-HL065289؛ #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

References

  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
Cite This Article
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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

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

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image