Summary

In vivo Detecção de Permeabilidade Vascular em Glândula Submandibular de Camundongo

Published: August 04, 2022
doi:

Summary

No presente protocolo, a função de barreira endotelial da glândula submandibular (SMG) foi avaliada por meio da injeção de diferentes marcadores fluorescentes de peso molecular nas veias angulares de modelos animais de teste in vivo sob um microscópio de varredura a laser de dois fótons.

Abstract

A saliva desempenha um papel importante na saúde oral e geral. A função de barreira endotelial intacta dos vasos sanguíneos permite a secreção de saliva, enquanto a disfunção da barreira endotelial está relacionada a muitos distúrbios secretores das glândulas salivares. O presente protocolo descreve um método de detecção de permeabilidade paracelular in vivo para avaliar a função das junções endoteliais apertadas (TJs) em glândulas submandibulares de camundongos (SMG). Primeiro, dextrans marcado com fluorescência com diferentes pesos moleculares (4 kDa, 40 kDa, ou 70 kDa) foram injetados nas veias angulares de camundongos. Posteriormente, o SMG unilateral foi dissecado e fixado no suporte personalizado sob um microscópio de varredura a laser de dois fótons e, em seguida, as imagens foram capturadas para vasos sanguíneos, ácinos e dutos. Utilizando este método, o vazamento dinâmico em tempo real dos traçadores de diferentes tamanhos dos vasos sanguíneos para os lados basais dos ácinos e até mesmo através do epitélio acinar para os ductos foi monitorado para avaliar a alteração da função de barreira endotelial sob condições fisiológicas ou fisiopatológicas.

Introduction

Várias glândulas salivares produzem saliva, que atua principalmente como a primeira linha de defesa contra infecções e ajuda a digestão, desempenhando assim um papel essencial na saúde bucal e geral1. O suprimento de sangue é crucial para a secreção das glândulas salivares, uma vez que fornece constantemente água, eletrólitos e moléculas que formam a saliva primária. A função de barreira endotelial, regulada pelo complexo de junção apertada (TJ), limita estrita e delicadamente a permeação dos capilares, que são altamente permeáveis à água, solutos, proteínas e até mesmo células que se deslocam dos vasos sanguíneos circulantes para os tecidos das glândulas salivares 2,3. Descobrimos anteriormente que a abertura dos TJs endoteliais em resposta a um estímulo colinérgico facilita a secreção salivar, enquanto o comprometimento da função da barreira endotelial está interligado com hipossecreção e infiltração linfocítica nas glândulas submandibulares (SMGs) na síndrome de Sjögren4. Esses dados sugerem que a contribuição da função de barreira endotelial precisa ser prestada atenção suficiente em relação a uma variedade de doenças das glândulas salivares.

Um microscópio de varredura a laser de dois fótons é uma ferramenta poderosa para observar a dinâmica das células no tecido intacto in vivo. Uma das vantagens dessa técnica é que a luz infravermelha próxima (NIR) tem penetração tecidual mais profunda do que a luz visível ou ultravioleta quando os espécimes são excitados pelo NIR e não causa danos evidentes à luz dos tecidos sob condições apropriadas 5,6. De fato, as glândulas salivares são um tecido muito homogêneo e superficial, no qual as células acinares superficiais estão a apenas cerca de 30 μm de distância da superfície da glândula 7,8. Demonstrou-se que a microscopia confocal intravital pode estudar a secreção exócrina e o citoesqueleto de actina em glândulas salivares vivas de camundongos em resolução subcelular8. A microscopia de varredura a laser de dois fótons, no entanto, não só tem a vantagem da microscopia confocal convencional, mas também pode ser usada para detectar tecidos e imagens mais profundos com mais clareza. Aqui, o dextrans marcado por fluorescência, que é frequentemente usado como traçador de permeabilidade paracelular e tem a vantagem de diferentes tamanhos, pode ser usado para testar a magnitude do poro TJ9. No presente estudo, uma técnica intravital de microscopia a laser de dois fótons em tempo real é estabelecida para avaliação in situ da função da barreira endotelial em SMGs de camundongos. Cada etapa de trabalho para detecção de permeabilidade vascular in vivo em SMGs de camundongos é descrita no protocolo atual. Aqui está um exemplo de detecção da função de barreira endotelial no modelo de ligadura do ducto SMG do rato.

Protocol

Todos os procedimentos experimentais foram aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa Animal do Centro de Ciências da Saúde da Universidade de Pequim e cumpriram o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório (NIH Publication No. 85-23, revisado em 1996). Camundongos machos do tipo selvagem (WT) na faixa etária de 8-10 semanas foram utilizados para o presente estudo. Os animais experimentais foram cuidadosamente tratados para minimizar sua dor e desconforto. 1. Procedimentos…

Representative Results

Seguindo o protocolo, o SMG unilateral foi anexado a um suporte personalizado, e a glândula foi mantida o mais longe possível do corpo do rato para evitar que a respiração causasse artefatos de movimento. O rápido fluxo dos glóbulos vermelhos (pontos pretos) nos vasos sanguíneos foi observado ao microscópio. Depois de encontrar o campo de tecido sob uma lente ocular, deve-se mudar para manipular o software do microscópio. No grupo controle, ambos os marcadores existiam nos vasos sanguíneos do camundongo SMG. Em…

Discussion

A manutenção e regulação da função de barreira endotelial são essenciais para a homeostase vascular. As células endoteliais e suas junções intercelulares desempenham um papel crítico na manutenção e controle da integridade vascular12. A força de cisalhamento do fluxo sanguíneo, fatores de crescimento e fatores inflamatórios podem causar alterações na permeabilidade vascular e, assim, participar da ocorrência e desenvolvimento de doenças sistêmicas como hipertensão, diabetes e…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudo foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (bolsas 31972908, 81991500, 81991502, 81771093 e 81974151) e pela Fundação de Ciências Naturais de Pequim (7202082 de subsídios).

Materials

2-photon microscope (TCS-SP8 DIVE) Leica, Germany
4 kDa FITC-labeled dextran Sigma Aldrich 46944
70 kDa rhodamine B-labeled dextran Sigma Aldrich R9379
Blunt tissue separation nickel Bejinghuabo Company NZW28
Depilatory cream Veet
Disposable sterile syringe Zhiyu Company 1 mL
Image J software National Institutes of Health
Insulin syringe Becton, Dickinson and Company 0253316 1 mL
Leica Application Suite X software Leica Microsystems
Microtubes Axygen MCT-150-C 1.5 mL
Phosphate buffered saline 1x Servicebio G4207-500
Tissue scissors Bejinghuabo Company M286-05
Tribromoethanol JITIAN Bio JT0781

References

  1. Carpenter, G. H. The secretion, components, and properties of saliva. Annual Review of Food Science and Technology. 4, 267-276 (2013).
  2. Garrett, J. R. The proper role of nerves in salivary secretion: A review. Journal of Dental Research. 66 (2), 387-397 (1987).
  3. Berndt, P., et al. Tight junction proteins at the blood-brain barrier: Far more than claudin-5. Cellular and Molecular Life Sciences. 76 (10), 1987-2002 (2019).
  4. Cong, X., et al. Disruption of endothelial barrier function is linked with hyposecretion and lymphocytic infiltration in salivary glands of Sjögren’s syndrome. Biochimica et Biophysica Acta – Molecular Basis of Disease. 1864 (10), 3154-3163 (2018).
  5. Helmchen, F., Denk, W. Deep tissue two-photon microscopy. Nature Methods. 2 (12), 932-940 (2005).
  6. Zipfel, W. R., Williams, R. M., Webb, W. W. Nonlinear magic: Multiphoton microscopy in the biosciences. Nature Biotechnology. 21 (11), 1369-1377 (2003).
  7. Masedunskas, A., Sramkova, M., Weigert, R. Homeostasis of the apical plasma membrane during regulated exocytosis in the salivary glands of live rodents. Bioarchitecture. 1 (5), 225-229 (2011).
  8. Masedunskas, A., et al. Role for the actomyosin complex in regulated exocytosis revealed by intravital microscopy. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (33), 13552-13557 (2011).
  9. Balda, M. S., et al. Functional dissociation of paracellular permeability and transepithelial electrical resistance and disruption of the apical-basolateral intramembrane diffusion barrier by expression of a mutant tight junction membrane protein. The Journal of Cell Biology. 134 (4), 1031-1049 (1996).
  10. Enis, D. R., et al. Induction, differentiation, and remodeling of blood vessels after transplantation of Bcl-2-transduced endothelial cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (2), 425-430 (2005).
  11. Wang, X., et al. Application of digital subtraction angiography in canine hindlimb arteriography. Vascular. 30 (3), 474-480 (2022).
  12. Trani, M., Dejana, E. New insights in the control of vascular permeability: vascular endothelial-cadherin and other players. Current Opinion in Hematology. 22 (3), 267-272 (2015).
  13. Viazzi, F., et al. Vascular permeability, blood pressure, and organ damage in primary hypertension. Hypertension Research. 31 (5), 873-879 (2008).
  14. Scheppke, L., et al. Retinal vascular permeability suppression by topical application of a novel VEGFR2/Src kinase inhibitor in mice and rabbits. The Journal of Clinical Investigation. 118 (6), 2337-2346 (2008).
  15. Blanchet, M. R., et al. Loss of CD34 leads to exacerbated autoimmune arthritis through increased vascular permeability. Journal of Immunology. 184 (3), 1292-1299 (2010).
  16. Egawa, G., Ono, S., Kabashima, K. Intravital Imaging of vascular permeability by two-photon microscopy. Methods in Molecular Biology. 2223, 151-157 (2021).
  17. Vestweber, D., Wessel, F., Nottebaum, A. F. Similarities and differences in the regulation of leukocyte extravasation and vascular permeability. Seminars in Immunopathology. 36 (2), 177-192 (2014).
  18. Schulte, D., et al. Stabilizing the VE-cadherin-catenin complex blocks leukocyte extravasation and vascular permeability. The EMBO Journal. 30 (20), 4157-4170 (2011).
  19. Uhl, B., et al. A novel experimental approach for in vivo analyses of the salivary gland microvasculature. Frontiers in Immunology. 11, 604470 (2020).
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Cite This Article
Mao, X., Min, S., He, Q., Cong, X. In Vivo Vascular Permeability Detection in Mouse Submandibular Gland. J. Vis. Exp. (186), e64167, doi:10.3791/64167 (2022).

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