Bewertung der Reaktion der Gefäß-Tone mit isolierten mesenterischen Arterien mit einem Schwerpunkt auf der Modulation durch Perivascular Adipose Tissues
Summary
Das Protokoll beschreibt die Verwendung von Drahtsynografie zur Bewertung der transmural isometrischen Spannung von mesenterischen Arterien, die von Mäusen isoliert sind, unter besonderer Berücksichtigung der Modulation durch Faktoren, die aus Endothelzellen und perivaskulären Fettgewebe freigesetzt werden.
Abstract
Die geänderte Reaktion des Gefäßtons auf pathophysiologische Reize trägt zur Entwicklung einer breiten Palette von Herz-Kreislauf-und Stoffwechselerkrankungen bei. Endotheliale Dysfunktion stellt einen Hauptschuldigen für die verminderte Vasodilatation und verbesserte Vasokonstriktion der Arterien dar. Fettgewebe, das die Arterien umgibt, spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung der endothelabhängigen Entspannung and/oder der Kontraktion der Gefäßglatter Muskelzellen. Die Quergespräche zwischen dem Endothel und den perivaskulären Fettgewebe können mit Hilfe von montierten Blutgefäßen durch ein Drahmyografiesystem ex vivo beurteilt werden. Für Arterien, die von Tieren verschiedener Arten, Altersgruppen, genetischer Hintergründe und/oder pathophysiologischen Bedingungen stammen, sollten jedoch optimale Rahmenbedingungen festgelegt werden.
Introduction
Verdünnungen und Verengungen der Arterien werden durch Entspannung und Kontraktionen ihrer vaskulären glatten Muskelzellen erreicht. Veränderungen in der Gefäßreaktion kleiner Arterien tragen zur homöostatischen Regulierung des arteriellen Blutdrucks durch autonome Nerven und Hormone bei, die im Blut vorhanden sind (z.B. Katecholamine, Angiotensin II, Serotonin, Vasopressin). Auf lokaler Ebene werden die Gefäßreaktionen von glatten Muskelzellen durch Signale sowohl der Endothelzellen der Intima als auch des Fettgewebes, das die Arterien umgibt, moduliert (Abbildung1).
Das Endothel ist nicht nur eine passive Barriere, sondern dient auch als Oberfläche, um Signale zwischen dem Blut und den darunterliegenden Gefäß-glatten Muskelzellen auszutauschen. Durch die Freisetzung verschiedener vasoaktiver Substanzen spielt das Endothel eine entscheidende Rolle bei der lokalen Kontrolle der Gefäßtonreaktionen 1. Zum Beispiel wird als Reaktion auf Acetylcholin die endotheliale Stickoxid-Synthase (eNOS) im Endothel aktiviert, um Stickoxid (NO) zu produzieren, was zur Entspannung des darunter liegenden Gefäßgilm führt, indem es lösliche Guanylyl-Zyklase (SGC) aktiviert. 2. Weitere vasoaktive Substanzen sind die Produkte von zyklixygen (z. B. Prostacyclin und ThromboxaneA 2), Lipoxygenase (z.B. 12-Hydroxyeicosatetraenoic-Säuren, 12-HETE) und Cytochrom P450 monooxygenases (HETEs and Epoxyeicosatrienoziensäuren, EETs), reaktive Sauerstoffarten (ROS) und vasoaktive Peptide (z.B. Endothelin-1 und Angiotensin II) und endotheliumabgeleitete hyperpolarisierende Faktoren (EDHF) 3. Ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Endothelabgeleiteten Vasodilatoren und Vasokonstrickern hält den lokalen Vasomotorton4,5aufrecht.
Die endotheliale Dysfunktion ist durch die Beeinträchtigung der endotheliumabhängigen Vasodilatation 6, ein Kennzeichen der Gefäßalterung7, gekennzeichnet. Mit zunehmendem Alter wird die Fähigkeit von Endothel zur Förderung der Vasodilatation nach und nach reduziert, was vor allem auf eine verminderte NO-Bioverfügbarkeit zurückzuführen ist, sowie auf die abnorme Expression und Funktion von eNOS im Endothel und sGC im Gefäßglatt. 8 , 9 , 10. Die reduzierte KEINE Bioverfügbarkeit ermöglicht die Produktion von endotheliumabhängigen Vasokonstrickern 11,12. Bei gealterten Arterien verursacht die endotheliale Dysfunktion Hyperplasie in den Medien, was sich in der deutlichen Zunahme der Wanddicke, der Anzahl der medialen Kerne widerspiegelt, die an die arterielle Verdickung in Bluthochdruck und Atherosklerose erinnern, die im Menschen beobachtet wird. Patienten13,14. Darüber hinaus beschleunigen pathophysiologische Erkrankungen wie Fettleibigkeit, Diabetes oder Bluthochdruck die Entwicklung der endothelialen Dysfunktion15,16.
Perivaskuläres Fettgewebe (PVAT) setzt zahlreiche Adipokine frei, um die Gefäßstruktur und Funktion17zu regulieren. Die kontrahrige Wirkung von PVAT wird durch entspannende Faktoren wie Adiponectin, NO, Wasserstoffperoxid und Schwefelwasserstoff18,19, 20vermittelt. Je nach Lage und pathophysiologischem Zustand kann PVAT aber auch die kontraktiven Reaktionen in verschiedenen Arterien 21 verbessern. Zu den von PVAT hergestellten Pro-Kontrahenten gehören Angiotensin-II, Leptin, Resistin undROS 22,23. In den meisten Studien zu isolierten Blutgefäßen wurde PVAT als einfache strukturelle Stütze für die Vaskulatur betrachtet und somit bei der Vorbereitung von Blutgefäßringsegmenten entfernt. Da Fettfunktion einen unabhängigen Risikofaktor für Bluthochdruck und damit verbundene Herz-Kreislauf-Komplikationen 24 darstellt, sollte die PVAT, die die Blutgefäße umgibt, bei der Untersuchung der Gefäßreaktion von Verschiedene Arterien.
Die Multi-Wire-Myographen-Systeme wurden häufig verwendet, um die Vasomotor-Funktionen einer Vielzahl von Blutgefäßen zu untersuchen, einschließlich der Aorta, Mesenterik, Nieren-, Oberschenkoral-, Gehirn-undKoronararterien 25,26. Die hier beschriebenen Protokolle werden mit Hilfe der Drahtmyographie die vaskuläre Reaktionsfähigkeit in mesenterischen Arterien bewerten, die von gentechnisch veränderten Mausmodellen isoliert sind, wobei ein besonderer Fokus auf der Modulation durch PVAT liegt.
Protocol
Representative Results
Discussion
Neben den Endothelzellenspielen Signale ausPVAT eine wichtige Rolle bei der Regulierung der glatten Muskeltonreaktion 30. Gesunde PVAT setzt NEIN und entzündliches Adiponektin frei, um eine kontrahrige Wirkung auf Arterien zu erzielen, die unter krankhaften Bedingungen wie Fettleibigkeitundmetabolischem Syndrom 31,32 verloren geht. In Krankheitszuständen trägt PVAT zur Entwicklung von endothelialer Dysfunktion und anderen kardiovaskulä…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde finanziell unterstützt durch die Zuschüsse des Research Grant Council of Hong Kong [17124718 und 17171714], des Hong Kong Health and Medical Research Fund [13142651 und 131441], des Sonderforschungsfonds von Hongkong [C7055-14G] und des National Basic. Forschungsprogramm China [973 Programm 2015CB553603].
Materials
| Acetylcholine | Sigma-Aldrich | A6625 | Stock concentration: 10-1 M Working concentration: 10-10 to 10-5 M |
| L-NAME (Nω-nitro-L-arginine methyl ester) | Sigma-Aldrich | N5751 | Stock concentration: 3 x 10-2 M Working concentration: 10-4 M |
| Phenylephrine | Sigma-Aldrich | P6126 | Stock concentration: 10-2 M Working concentration: 10-10 to 10-5 M |
| U46619 (9,11-dideoxy-9α,11αmethanoepoxy prostaglandin F2α) | Enzo | BML-PG023-0001 | Stock concentration: 10-5 M Working concentration: 1-3 x 10-8 M |
| Multiwire myograph | Danish MyoTechnology (DMT) | 620M | |
| PowerLab 4/26 | ADInstruments | ML848 | |
| Labchart7 | ADInstruments | – | |
| Adipo-SIRT1 wild type mice | Laboratory Animal Unit, The University of Hong Kong | CULATR NO.: 4085-16 | |
| Silicon-coated Petri dishes | Danish MyoTechnology (DMT) | ||
| Tungsten wires | Danish MyoTechnology (DMT) | 300331 | |
| Surgical tools |
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