Videomicroscopy का उपयोग करते हुए मानव वसा ऊतक Microvascular समारोह का मूल्यांकन
Summary
Videomicroscopy प्रणालियों शारीरिक और औषधीय उत्तेजनाओं के जवाब में अलग वसा ऊतक धमनियों के कार्यात्मक गुणों की जांच करने के लिए उपयोग किया जाता है । इस तकनीक का इस्तेमाल मोटे इंसानों में अलग वसा टिशू डोमेन में microvascular phenotypes की जांच के लिए किया जा सकता है ।
Abstract
जबकि मोटापा बारीकी से चयापचय और हृदय रोग के विकास से जुड़ा हुआ है, थोड़ा तंत्र है कि इन प्रक्रियाओं को नियंत्रित के बारे में जाना जाता है । यह कल्पना की है कि समर्थक atherogenic विशेष रूप से केंद्रीय/आंत adiposity के साथ सहयोग में वसा ऊतकों से जारी मध्यस्थों रोगजनक संवहनी परिवर्तन को बढ़ावा देने के स्थानीय और प्रणालीबद्ध सकता है, और धारणा है कि हृदय रोग हो सकता है वसा ऊतक रोग का परिणाम विकसित करने के लिए जारी है । यहां, हम videomicroscopy की एक अनूठी विधि का वर्णन है कि vasodilator और बरकरार छोटे मानव की vasoconstrictor प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण शामिल मानव विषयों के रहने का वसा डिपो से हटा दिया धमनियों । Videomicroscopy औषधीय या शारीरिक उत्तेजनाओं एक दबाव प्रणाली है कि vivo परिस्थितियों में नकल का उपयोग करने के जवाब में अलग microvessels के कार्यात्मक गुणों की जांच करने के लिए प्रयोग किया जाता है । तकनीक pathophysiology और आणविक तंत्र है कि वसा ऊतक वातावरण के भीतर स्थानीय रूप से संवहनी रोग के लिए योगदान की समझ हासिल करने के लिए एक उपयोगी तरीका है । इसके अलावा, वसा ऊतक microvasculature में विषमता भी प्रणालीगत रोगों के साथ जोड़ा गया है । हम इस तकनीक को लागू करने के लिए डिपो विशेष मोटापे से ग्रस्त विषयों में संवहनी प्रतिक्रियाओं की जांच । हम दोनों में वृद्धि हुई प्रवाह और acetylcholine वसा धमनियों में endothelium-निर्भर vasodilation का आकलन (५०-३५० µm आंतरिक व्यास, 2-3 मिमी लंबाई में) एक ही व्यक्ति से वसा सर्जरी के दौरान दो अलग बैरिएट्रिक डिपो से अलग । हम का प्रदर्शन किया है कि आंत वसा प्रदर्शन बिगड़ा endothelium-निर्भर vasodilation से धमनियों चमड़े के नीचे डिपो से अलग जहाजों की तुलना में । निष्कर्ष का सुझाव है कि आंत microenvironment संवहनी endothelial शिथिलता जो नैदानिक अवलोकन के लिए प्रासंगिक हो सकता है प्रणालीगत रोग तंत्र में वृद्धि हुई आंत adiposity जोड़ने के साथ जुड़ा हुआ है । videomicroscopy तकनीक विभिंन वसा डिपो से संवहनी phenotypes की जांच के रूप में अच्छी तरह के रूप में मोटापे और चयापचय रोग के विभिंन डिग्री के साथ व्यक्तियों भर में निष्कर्षों की तुलना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । विधि भी नैदानिक हस्तक्षेप के जवाब में longitudinally संवहनी प्रतिक्रियाओं की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
Introduction
Videomicroscopy मानव विषयों पूर्व विवोरहने से हटा दिया छोटे धमनियों के रक्तनली समारोह की जांच करने के लिए उपयोग एक उपयोगी तकनीक है । हमारी प्रयोगशाला विभिंन वसा ऊतक डिब्बों से छोटे microvessels बाहर विदारक पर ध्यान केंद्रित किया है microvasculature पर विभिंन वसा microenvironments के प्रभाव को चिह्नित । इस तकनीक का एक प्रमुख लाभ यह है कि रक्त वाहिकाओं मानव शरीर से हटा कार्यात्मक रहते है और बायोप्सी के बाद घंटे के लिए मिनट के भीतर आसानी से जांच की जा सकती है । शारीरिक स्थितियों को नकल उतारा और स्थिर transmural दबाव माइक्रो ग्लास cannulas के माध्यम से intraluminal अंतरिक्ष में बनाए रखा है जो vivo विशेषताओं में कई दोहराऊंगा । 1 , 2 इसके अतिरिक्त, एक विश्वसनीय videomicroscopy सेट-अप स्वचालित बढ़त का पता लगाने सॉफ्टवेयर के साथ दोनों गुणात्मक और मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है endothelium-निर्भर और-स्वतंत्र vasodilator और पृथक की vasoconstrictor क्षमता वास्तविक समय में जहाजों, शारीरिक और औषधीय उत्तेजनाओं के जवाब में तेजी से शारीरिक मूल्यांकन की अनुमति । 3 अंय microvascular तकनीक भी ऐसे तार myography के रूप में उपलब्ध है जो कम समय लगता है और एक शक्ति transducer द्वारा विभिंन एगोनिस्ट को मापने के तनाव प्रतिक्रियाओं हो जाता है ।
हमारी प्रयोगशाला मोटापे और संवहनी रोग के बीच संबंधों की जांच करने के लिए videomicroscopy लागू किया गया है, vasculature पर विभिन्न वसा ऊतक डोमेन के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित. इंट्रा पेट आंत वसा के संचय के साथ केंद्रीय adiposity सबसे बारीकी से adipocytokine उत्पादन, चयापचय रोग, और cardiometabolic जोखिम से जुड़ा हुआ है । यह माने गया है कि वसा ऊतक के साथ रोग प्रो-atherogenic साइटोकिंस और adipokine dysregulation का उत्पादन दृढ़ता से इन प्रक्रियाओं में फंसा रहे हैं, लेकिन विशिष्ट विनियामक अणुओं और उपचार के लक्ष्य काफी हद तक रह अनदेखा. 4 इसके अलावा, स्थानीय वसा ऊतक स्तर पर, केशिका rarefaction और बिगड़ा छिड़काव वसा ऊतक pseudohypoxia और चयापचय dysregulation के लिए जोड़ा गया है । परिकल्पना है कि हृदय रोग वसा ऊतक रोग का परिणाम हो सकता है विकसित हो रहा है । प्रो atherogenic वसा से जारी मध्यस्थों, विशेष रूप से केंद्रीय/आंत adiposity के साथ सहयोग में, संभावना endothelial रोग और रोगजनक संवहनी परिवर्तन है कि स्थानीय रूप से वसा vasculature में प्रकट हो सकता है और का उपयोग कर पाया को बढ़ावा देने के करवायी गई कार्यप्रणाली बताई । 5
पृथक वसा ऊतक धमनियों के कार्यात्मक मूल्यांकन pathophysiology और आणविक तंत्र है कि मानव मोटापे में संवहनी रोग में योगदान की समझ हासिल करने के लिए एक उपयोगी दृष्टिकोण है । तंत्र है कि वसा डिपो विशेष रोग के लिए योगदान की जांच करने के लिए, हम microvasculature के endothelium-निर्भर और स्वतंत्र vasodilatory प्रतिक्रियाओं की जांच करने के लिए तरीके विकसित किया है, और विभिंन विनियामक की अभिव्यक्ति का मूल्यांकन युग्मित आंत और चमड़े के नीचे (अनुसूचित जाति) वसा ऊतक बैरिएट्रिक सर्जरी के समय मोटापे से ग्रस्त विषयों से प्राप्त नमूनों में उंमीदवारों ।
Protocol
यहाँ वर्णित प्रोटोकॉल और उदाहरणों को बोस्टन विश्वविद्यालय स्कूल ऑफ मेडिसिन इंस्टीट्यूशनल रिव्यू बोर्ड (आईआरबी, प्रोटोकॉल #H-२५६४४) द्वारा अनुमोदित किया गया और हेलसिंकी की घोषणा के अनुसार आयोजित कि?…
Representative Results
Discussion
विच्छेदन और वसा धमनियों की अलगाव ऊतक आसपास से एक समय लेने वाली और श्रम विस्तार और तकनीकी प्रोटोकॉल के लिए सावधान ध्यान के साथ गहन प्रक्रिया हो सकती है । microdissection प्रक्रिया जटिल कौशल और विशेष विच्छेदन बर्?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक इन अध्ययनों में अपनी भागीदारी के लिए स्वयंसेवकों को धंयवाद देना चाहूंगा और वसा ऊतक बायोप्सी प्रदान करने के लिए बोस्टन मेडिकल सेंटर में शल्य चिकित्सा स्टाफ । डॉ Gokce स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों (NIH) अनुदान HL081587, HL114675, और HL126141 द्वारा समर्थित है । Dr. Farb NIH ग्रांट K23 HL135394 द्वारा समर्थित है ।
Materials
| Chemical Name | |||
| Acetylcholine | Sigma Aldrich | A6625 | |
| Calcium chloride (CaCl2) | Sigma Aldrich | 223506 | |
| D-(+)-Glucose | Sigma Aldrich | G5767 | |
| Endothelin-1 | Sigma Aldrich | E7764 | |
| Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N’,N’-tetra acetic acid (EGTA) | Sigma Aldrich | E3889 | |
| Ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) | Sigma Aldrich | E9884 | |
| HEPES | Sigma Aldrich | H3784 | |
| Nw-nito-L-arginine methyl ester hydrochloride | Sigma Aldrich | N5751 | |
| Magnesium sulfate (MgSO4) | Sigma Aldrich | M7506 | |
| Potassium chloride (KCL) | Sigma Aldrich | P3911 | |
| Potassium phosphate (KH2PO4) | Sigma Aldrich | P5655 | |
| Papaverine | Sigma Aldrich | P3510 | |
| Sodium bicarbonate (NaHCO3 ) | Sigma Aldrich | S6014 | |
| Sodium chloride (NaCl) | Sigma Aldrich | S7653 | |
| Sodium phosphate monobasic monohydrate (NaH2Po4) | Sigma Aldrich | S9638 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Forceps | Finescience tools | 15000-08 | |
| Inverted microscope | Zeiss Achromat | ||
| Laboratory tubing | Euro-Pharm | 250100306F999 | |
| Needle/pippette puller | David kopf instruments | 720 | |
| Ophthalmic monofilament nylon suture | Surgical specialties | A7756N | |
| Scissors | Finescience tools | 150000-08 | |
| Vessel Chamber | DMT | VAS v.2.1 |
Referências
- Schubert, R., Mulvany, M. J. The myogenic response: established facts and attractive hypotheses. Clin Sci (Lond). 96 (4), 313-326 (1999).
- Jadeja, R. N., Rachakonda, V., Bagi, Z., Khurana, S. Assessing Myogenic Response and Vasoactivity In Resistance Mesenteric Arteries Using Pressure Myography. J Vis Exp. (101), e50997 (2015).
- Gutterman, D. D., et al. The Human Microcirculation: Regulation of Flow and Beyond. Circ Res. 118 (1), 157-172 (2016).
- Fuster, J. J., Ouchi, N., Gokce, N., Walsh, K. Obesity-Induced Changes in Adipose Tissue Microenvironment and Their Impact on Cardiovascular Disease. Circ Res. 118 (11), 1786-1807 (2016).
- Farb, M. G., et al. Reduced adipose tissue inflammation represents an intermediate cardiometabolic phenotype in obesity. J Am Coll Cardiol. 58 (3), 232-237 (2011).
- Farb, M. G., et al. WNT5A-JNK regulation of vascular insulin resistance in human obesity. Vasc Med. 21 (6), 489-496 (2016).
- Durand, M. J., Phillips, S. A., Widlansky, M. E., Otterson, M. F., Gutterman, D. D. The vascular renin-angiotensin system contributes to blunted vasodilation induced by transient high pressure in human adipose microvessels. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 307 (1), H25-H32 (2014).
- Farb, M. G., et al. Cyclooxygenase inhibition improves endothelial vasomotor dysfunction of visceral adipose arterioles in human obesity. Obesity (Silver Spring). 22 (2), 349-355 (2014).
- Park, S. Y., et al. Impact of age on the vasodilatory function of human skeletal muscle feed arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 310 (2), H217-H225 (2016).
- Ives, S. J., et al. Human skeletal muscle feed arteries studied in vitro: the effect of temperature on alpha(1)-adrenergic responsiveness. Exp Physiol. 96 (9), 907-918 (2011).
- Grizelj, I., et al. Reduced flow-and acetylcholine-induced dilations in visceral compared to subcutaneous adipose arterioles in human morbid obesity. Microcirculation. 22 (1), 44-53 (2015).
- Farb, M. G., et al. Arteriolar function in visceral adipose tissue is impaired in human obesity. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 32 (2), 467-473 (2012).
- Tanner, M. J., et al. Dynamin-Related Protein 1 Mediates Low Glucose-Induced Endothelial Dysfunction in Human Arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. , (2016).
- Ives, S. J., et al. alpha1-Adrenergic responsiveness in human skeletal muscle feed arteries: the impact of reducing extracellular pH. Exp Physiol. 98 (1), 256-267 (2013).
- Dharmashankar, K., et al. Nitric oxide synthase-dependent vasodilation of human subcutaneous arterioles correlates with noninvasive measurements of endothelial function. Am J Hypertens. 25 (5), 528-534 (2012).
- Truran, S., et al. Adipose and leptomeningeal arteriole endothelial dysfunction induced by beta-amyloid peptide: a practical human model to study Alzheimer’s disease vasculopathy. J Neurosci Methods. 235, 123-129 (2014).
- Karki, S., et al. Forkhead box O-1 modulation improves endothelial insulin resistance in human obesity. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 35 (6), 1498-1506 (2015).
- Shahid, M., Buys, E. S. Assessing murine resistance artery function using pressure myography. J Vis Exp. (76), (2013).
