We present detailed protocols for isolation of aortas from mouse and measurement of their elastic modulus using atomic force microscopy.
ההתקשות עורקת היא גורם סיכון משמעותי סמן למחלות לב וכלי דם סימן היכר של הזדקנות. מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) הוא כלי אנליטי צדדי לאפיון תכונות מכאניות viscoelastic עבור מגוון רחב של חומרים, החל קשה (פלסטיק, זכוכית, מתכת, וכו ') משטחים לתאים על מצע כלשהו. זה כבר נעשה שימוש נרחב על מנת למדוד את הנוקשות של תאים, אך בתדירות נמוכה יותר משמש כדי למדוד את הנוקשות של aortas. במאמר זה, נתאר את ההליכים באמצעות AFM במצב מגע, מודדי מודולוס vivo לשעבר אלסטי של עורקי עכבר טעונים. אנו מתארים הליך שלנו לבידוד תרמי של aortas עכבר, ולאחר מכן לספק מידע מפורט לניתוח AFM. זה כולל הוראות שלב-אחר-שלב עבור יישור של קרן לייזר, כיול של קבוע הקפיץ ורגישות סטיה של החללית AFM, ורכישת עקומות כוח. כמו כן אנו מספקים פרוטוקול מפורט analy נתוניםאחותי של עקומות כוח.
The biomechanical properties of arteries are a critical determinant in cardiovascular disease (CVD) and aging. Arterial stiffness, a major cholesterol independent risk factor and an indicator for the progression of CVD, increases with vascular injury, atherosclerosis, age, and diabetes1-8. Arterial wall stiffening is associated with increased dedifferentiation, migration, and proliferation of vascular smooth muscle cells9-12. In addition, increased arterial stiffness has been linked to enhanced macrophage adhesion1, endothelial permeability and leukocyte transmigration13, and vessel wall remodeling14,15. Thus, therapies that could prevent arterial stiffening in CVD or aging might complement currently available pharmacological interventions that treat CVD by reducing high blood cholesterol.
AFM is a powerful analytical tool used for various physical and biological applications. AFM is increasingly used to obtain the high-resolution images and characterize the biomechanical properties of soft biological samples such as tissues and cells1,2,10,16,17 with a great degree of accuracy at nanoscale levels. A major advantage of AFM is the fact that it can be used with living cells.
This paper describes our method for measuring the elastic modulus of mouse arteries ex vivo using AFM. The described method shows how we 1) properly isolate mouse arteries (descending aorta and aortic arch) and 2) measure the elastic modulus of these tissues by AFM. Measurements of unloaded elastic moduli in arteries can help to elucidate changes in the extracellular matrix (ECM) that occur in response to vascular injury, CVD, and aging.
כניסת AFM יכול לשמש כדי לאפיין את הנוקשות (מודולוס אלסטיות) של תאים ורקמות. במאמר זה, אנו מספקים פרוטוקולים צעד-אחר-צעד מפורט לבודד את אבי העורקים היורד ואת קשת אבי העורקים בתוך העכבר ולקבוע את moduli אלסטי של אזורים עורקים אלה vivo לשעבר. אנחנו עכשיו לסכם ולדון בסוגיות …
The authors have nothing to disclose.
AFM analysis was performed on instrumentation supported by the Pennsylvania Muscle Institute and the Institute for Translational Medicine and Therapeutics, Perelman School of Medicine, the University of Pennsylvania. This work was supported by NIH grants HL62250 and AG047373. YHB was supported by post-doctoral fellowship from the American Heart Association.
BioScope Catalyst AFM system | Bruker | ||
Nikon Eclipse TE 200 inverted microscope | Nikon Instruments | ||
Silicon nitride AFM probe | Novascan Technologies | PT.SI02.SN.1 | 0.06 N/m cantilever; 1 µm SiO2 particle |
Dumont #5 forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | See section 1.4 |
Dumont #5SF forceps | Fine Science Tools | 11252-00 | See section 1.8 |
Fine Scissors-ToughCut | Fine Science Tools | 14058-11 | See section 1.4 (medium sized) |
Vannas-Tübingen spring scissors | Fine Science Tools | 15008-08 | See section 1.6 (small sized) |
60mmTC-treated cell culture dish | Corning | 353004 | |
Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline, 1X | Corning | 21-031-CM | Without calcium and magnesium |
Krazy Glue instant all purpose liquid | Krazy Glue | KG58548R | See section 2.2 |
Gel-loading tips, 1-200 µL | Fisher | 02-707-139 | See section 2.2 |
Tip Tweezers | Electron Microscopy Sciences | 78092-CP | See section 3.2 |
50-mm, clear wall glass bottom dishes | TED PELLA | 14027-20 | See section 4.4 |