角膜マイクロアッセイ：マウス眼における血管新生のモデル
Summary
プロトコルは、マウスにおいて開発された角膜マイクロポケットアッセイを説明しています。
Abstract
マウス角膜マイクロポケットアッセイは、血管形成を評価するための堅牢かつ定量的なin vivoアッセイである。自然に無血管の角膜を通して血管増殖を誘発特定の成長因子を含む標準化された徐放性ペレットを使用することにより、血管新生を測定し、定量することができる。このアッセイにおいて血管新生反応は、使用される成長因子の種類と用量に応じて、数日間にわたって生成される。血管新生の誘導は、一般的に塩基性線維芽細胞増殖因子（bFGF）または血管内皮増殖因子（VEGF）のいずれかによってトリガされる。スクラルファートとヒドロン（ポリ-HEMA（ポリ（2 – ヒドロキシエチルメタクリレート）））これらの成長因子を組み合わせて、ペレットに混合物をキャストすることによって、それらは外科的にマウスの眼に埋め込むことができる。これらの均一なペレットは、血管領域Qに必要な十分な血管新生応答を可能にする（それぞれ、bFGFまたはVEGF）五、六日間の成長因子をゆっくりと放しスリットランプを用いてuantification。このアッセイは、血管形成モジュレーター薬または治療、ならびに血管新生に影響を及ぼす異なる遺伝的背景との比較評価を含む異なる用途に使用することができる。この検定の練習後に熟練した研究者は、眼あたり5分未満でペレットを移植することができます。
Introduction
血管新生のプロセスは、新たな血管の形成は、既存のものを形成し、非常に複雑であり、血管の出芽および形態の異なるステップを制御するいくつかの内因性因子によって調節される。血管新生に起因プロと抗血管新生因子のバランスのずれ、通常は休止状態にある血管系を維持してバランスをトリガされます。成人における血管新生は、そのような女性の卵巣周期中のように、あるいは創傷治癒および組織再生などの修復過程における特定の生理学的条件で発生します。しかし、それはまた、悪性腫瘍、自己免疫状態および炎症性疾患を含むいくつかの病態の特徴である。これらの生理学的および病理学的状態における血管新生の関与は、それの研究と治療のための魅力的な標的のための重要な課題となります。
血管新生の複雑さと、いくつかのCEの関与のために細胞および間質細胞の循環内皮細胞、周皮細胞、を含むプロセスでLLSおよび因子は、in vitroモデルは、限定されるもので残り、 生体内微小環境に固有のを再現することはできません。血管新生の主要なインビトロアッセイは、主に内皮細胞に直接影響を観察し、制御された条件下で血管新生過程の特定のステップを測定することに焦点を当てている。これらのアッセイは、in vitroでのものとは異なり、 エクスビボモデル。内皮細胞増殖1の定量化、遊走2、ネットワーク形成3、管形成4及びスフェロイド5からの発芽を含む、より複雑であり、多数の組織の細胞型を組み込んで、例がある大動脈輪アッセイ6。それにもかかわらず、他のシステムと同様に、循環細胞の寄与およびin vivoで存在する内皮細胞の自然な間質をキャプチャすることはできません。試みずっと改善したものの、マイクロ流体システム7、しかしでもこれらのアッセイを使用して実行されるin vivoでの設定を模倣する流れの下の血管形成を研究するために、まだ、生体内に存在するすべての区画を占めることができない。
ためのin vitroおよび ex vivo血管新生モデルの制限のためのin vivoモデルは、血管新生研究のためのより信頼性の高い選択肢を残る。これらのモデルの例としては、顕微鏡8下で成長する血管の可視化を可能にする透明なチャンバー、「窓」の移植、例えばマウス耳およびニワトリ漿尿膜（CAMなどの正常組織におけるマトリゲル及び血管形成のような注射可能な皮下移植を含む）。しかし、最も許容され、定量的なin vivoでの血管新生モデルの一つは、当然無血管悪用ここで説明した角膜マイクロポケット血管新生アッセイは、ある新しい血管新生増殖9を視覚化し、評価するための「スクリーン」として角膜。
マウスで開発されたようにここでは、角膜マイクロポケットアッセイを記述する。最初に、モデルは、ウサギ角膜における非特異的な血管新生刺激を測定した。これは、ウサギの眼の前房の房水に腫瘍断片を導入することによって行われ、腫瘍誘導性新生血管11を測定した。
しかし、このアッセイは、後でより良い指定血管新生効果を標準化するために、特定の成長の影響を研究するために10因子発生した。目に増殖因子を放出するために、血管新生増殖因子の既知量を含有する徐放性ペレットは、代わりに組織を使用した。そのようなbFGFまたはVEGFなどの精製された組換え血管新生タンパク質の利用可能性は、血管新生modulaters 12の具体的な目標としてのそれらの使用を可能にした。最初に、このアッセイであった主にそのサイズのためにで動作するように容易になりますが、後でモデルをマウスに翻訳されたウサギ、で使用される;小型で安価な動物モデル。マウスにウサギからシフトすることにより、血管新生13に影響を与える遺伝的構成要素の研究の新たな領域を作成し、遺伝子操作した動物を使用することができるという重要な利点を提供した。血管新生の研究に角膜アッセイのより許容使用量に加えて、他の生物学的プロセスはまた、改変されたアッセイを用いて研究されてことができる。例えば、リンパ管新生の研究は、特定の分子マーカー14を通ってリンパ管の可視化を可能にした低用量のbFGFペレットの注入により可能となった。さらに、このアッセイは、血管形成15に対する放射線の影響を評価する手段を提供している。
要約すると、角膜マイクロ血管新生アッセイは、定量的、担当者であるin vivoでの血管新生のroducible、柔軟な評価。このアッセイの主な利点は、血管が自然に無血管組織に成長するので、背景血管の測定が不要であることである。私たちは詳細に、ここでこのアッセイのプロトコルを説明し、発生する可能性がありますさまざまなシナリオについて説明します。アッセイは3別個のセグメントで構成されています。ここでは、成長因子の包括的なペレットの調製、その後の外科的移植、最終的に得られた新生血管の成長を定量化するために使用される方法について説明する。
Protocol
Representative Results
Discussion
成功した角膜アッセイを行うにはいくつかの重要なステップがあります。最初は、移植することが可能な均一なペレットを製造し、血管を刺激している。ペレット製剤の最も重要な部分は、1）無担体増殖因子を使用している。 2）エッペンドルフチューブからのペレットがキャストされたメッシュに迅速にしかし慎重に最終混合物を移動する）スクラルファートとハイドロンと3で、成長…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
私たちは、グラフィックの仕事のためにクリスティン·ジョンソンに感謝します。
Materials
| Section 1: Pellet preparation | |||
| Sucralfate | Sigma | #S0652 | |
| Hydron (aka Poly(2-Hema)) | Sigma | #P3932-10G | |
| Ethanol | Pharmco Products Inc | #111000200CSGL | |
| Growth factors: | Must be carrier-free (no bovine serum albumin(BSA)) | ||
| Fibroblast growth factor (FGF) | PeproTech | #AF-100-18B | |
| Vascular endothelial growth factor (VEGF) | R & D Systems | #293-VE-050/CF | |
| 35 mm dish | Becton-Dickson | #353001 | Used for storage of pellets |
| 10 cm petri dish | VWR | #25384-342 | Used as work surface for preparing pellets |
| Mesh | Sefar America | #03–300/51 | 300 um nitex nylon, cut into cm square pieces and sterilzed in autoclave |
| Spatulas | Fisher Scientific | #21-401-10 | Use tapered end of one to break up pellet mixture. Bend tapered end of other to help remove mixture from microcentrifuge tube. |
| Microcentrifuge tubes | Fisher Scientific | #05-408-146 | One for hydron, one for sucralfate |
| Jewelers forceps, #5 | Ambler Surgical | #2315E | Need 2 for pulling mesh apart |
| Centrifugal evaporator | ThermoSavant | DNA110 SpeedVac | |
| Section 2: Surgical implantation of pellets | |||
| Operating microscope | Zeiss | ||
| 2.5% Avertin | General anesthetic | ||
| Proparacaine hydrochloride ophthalmic solution 0.5% | Falcon | NDC# 6131401601 | Eye anesthetic |
| Triple Antibiotic Ophthalmic Ointment | Bausch & Lomb | NDC# 2420878055 | Contains neomycin, polymixin and bacitracin |
| Ophthalmic microknife, 5 mm | Surgistar | #924501 | 30 degree angle |
| von Graef knife | Ambler Surgical | #3401E | |
| Jewelers forceps, #1 | Ambler Surgical | #2301E | Must be blunted with sharpening stone for proptosing eye |
| Jewelers forceps, #5 | Ambler Surgical | #2305E | For picking up pellets and placing on eye |
| Small curved scissors | Ambler Surgical | #5636E | For trimming whiskers |
| Gauze | For blotting eye after proparacaine | ||
| Section 3: Grading of Corneal Neovascularization | |||
| 2.5% Avertin | General anesthetic | ||
| Slit lamp | Nikon | FS-2 | Needs an ocular with a reticule to assist in measuring |
References
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