लघु ऊतक संस्कृति प्रणाली में माउस कार्डिएक वाल्व संवर्धन
Summary
Here, we present an ex vivo flow model in which murine cardiac valves can be cultured allowing the study of the biology of the valve.
Abstract
Heart valve disease is a major burden in the Western world and no effective treatment is available. This is mainly due to a lack of knowledge of the molecular, cellular and mechanical mechanisms underlying the maintenance and/or loss of the valvular structure.
Current models used to study valvular biology include in vitro cultures of valvular endothelial and interstitial cells. Although, in vitro culturing models provide both cellular and molecular mechanisms, the mechanisms involved in the 3D-organization of the valve remain unclear. While in vivo models have provided insight into the molecular mechanisms underlying valvular development, insight into adult valvular biology is still elusive.
In order to be able to study the regulation of the valvular 3D-organization on tissue, cellular and molecular levels, we have developed the Miniature Tissue Culture System. In this ex vivo flow model the mitral or the aortic valve is cultured in its natural position in the heart. The natural configuration and composition of the leaflet are maintained allowing the most natural response of the valvular cells to stimuli. The valves remain viable and are responsive to changing environmental conditions. This MTCS may provide advantages on studying questions including but not limited to, how does the 3D organization affect valvular biology, what factors affect 3D organization of the valve, and which network of signaling pathways regulates the 3D organization of the valve.
Introduction
हार्ट वाल्व रोग पश्चिमी दुनिया में रुग्णता और मृत्यु दर का एक प्रमुख कारण है; इसकी व्यापकता उम्र के साथ बढ़ जाती है और यह आबादी 75 साल के 10% से अधिक और एक पुराने प्रभावित करता है। दिल के प्रणालीगत भाग के वाल्व, महाधमनी और माइट्रल वाल्व, ज्यादातर प्रभावित होते हैं। हार्ट वाल्व रोग यांत्रिक गुणों 2 के परिवर्तन में जो परिणाम वाल्व के अत्यधिक संगठित संरचना के नुकसान की विशेषता है। संरचनात्मक अखंडता वाल्व के समारोह के लिए इसलिए महत्वपूर्ण है।
वाल्व के पत्रक वाल्वुलर बीचवाला कोशिकाओं (विक), वाल्वुलर endothelial कोशिकाओं (ग्राम शिक्षा समिति), और अत्यधिक एक बहुस्तरीय पैटर्न 3,4 में आयोजित किया जाता है, जो बाह्य मैट्रिक्स, के शामिल हैं। Vics ईसीएम संश्लेषण, गिरावट और संगठन के लिए जिम्मेदार हैं। कारक खून, ईसीएस से उत्पन्न या अपने कार्य orchestrating Vics पर ईसीएम अधिनियम में रहने वाले। इसके साथ – साथ,यांत्रिक बलों लामिना या oscillatory कतरनी तनाव, Vics 5 के व्यवहार को प्रभावित compressive या तन्यता तनाव में जिसके परिणामस्वरूप हृदय चक्र के दौरान पत्रक पर काम करते हैं।
वाल्व की संरचना नियंत्रित किया जाता है कैसे को समझने के लिए, यह पहली बार Vics हृदय चक्र के दौरान अनुभव उत्तेजनाओं की विविध सेट का जवाब कैसे समझा जाना चाहिए। इन विट्रो अध्ययन वाल्वुलर कोशिकाओं की विशेषताओं और क्षमताओं के बारे में बहुत जानकारीपूर्ण किया गया है। इन विट्रो में इन कोशिकाओं की प्रतिक्रिया है, तथापि, हमेशा सही vivo प्रतिक्रिया 6 की नकल नहीं कर सकते हैं; उदाहरण के लिए, उत्तेजनाओं को विक की प्रतिक्रिया ईसीएस की उपस्थिति और ईसीएम रचना 5 पर निर्भर है। इसके अलावा, उत्तेजनाओं को वाल्वुलर कोशिकाओं की प्रतिक्रिया पत्रक 7 में उनकी विशिष्ट स्थान पर निर्भर करता है। जैव रासायनिक उत्तेजनाओं के अलावा, वाल्वुलर कोशिकाओं के व्यवहार ओ अभिनय यांत्रिक बलों द्वारा निर्धारित किया जाता हैएन वाल्व 8। वाल्व के प्रत्येक क्षेत्र रक्तसंचारप्रकरण तनाव का अपना विशिष्ट सेट के अधीन है। वर्तमान पूर्व vivo मॉडल यांत्रिक बलों वाल्वुलर संरचना 5 की महत्वपूर्ण निर्धारक हैं पता चला है कि हालांकि, एसोसिएटेड तंत्र अभी भी स्पष्ट नहीं कर रहे हैं। इन विवो मॉडल वाल्वुलर विकास 9,10 अंतर्निहित आणविक तंत्र में अंतर्दृष्टि प्रदान की है, वहीं वयस्क वाल्वुलर जीव विज्ञान में अंतर्दृष्टि अभी भी मायावी है।
इसलिए, एक पूर्व vivo प्रवाह मॉडल जिसमें हृदय वाल्व समय 11 वर्ष की एक विस्तारित अवधि के लिए दिल में उनके प्राकृतिक स्थिति में संवर्धित किया जा सकता विकसित किया गया था। यह वाल्व उनके प्राकृतिक विन्यास में रहते हैं और Vics संभव के रूप में प्राकृतिक उत्तेजनाओं को Vics प्रतिक्रियाओं कर रही है, इन विवो के रूप में ही वातावरण का अनुभव है कि लाभ है। इसके अलावा, दिल में उनके प्राकृतिक स्थिति में वाल्व की संस्कृति प्रत्येक subjecting की सुविधाप्रासंगिक रक्तसंचारप्रकरण तनाव के वाल्वुलर क्षेत्र। यानी इस पूर्व vivo मॉडल में, लघु टिशू कल्चर प्रणाली (MTCS), वाल्व हृदय वाल्व remodeling में उनकी भूमिका की जांच की अनुमति के विभिन्न जैव रासायनिक और रक्तसंचारप्रकरण उत्तेजनाओं के अधीन किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
हृदय माउस वाल्व संवर्धन में महत्वपूर्ण कदम प्रवाह के समुचित दिशा सुनिश्चित करने के लिए माउस से दिल के छांटना और वाल्व सीधा करने के लिए सुइयों की व्यवहार्यता और बंधाव सुनिश्चित करने के लिए जितना संभव ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study is supported by the Dutch Heart Foundation and the Netherlands Institute for Regenerative Medicine.
Materials
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium | life technolgies | 10569-010 | |
| Fetal Bovine Serum | life technolgies | 26140 | |
| Insulin-Transferrin-Selenium | life technolgies | 41400-045 | |
| Antibiotic-Antimycotic | life technolgies | 15240-06 | |
| Silk 7-0 | Ethicon | 768G | |
| 100 mm culture dish | Greiner bio-one | 664160 | |
| 50 ml tube | Greiner bio-one | 227261 | |
| 5 ml syringe | BD | 309649 | |
| 21 G needle | BD | 304432 | |
| Heparin | LEO | 012866-08 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11295-00 | |
| Micro Scissors, Economy, Vannas-type | Tedpella | 1346 | |
| Silicon tubing | Thermo Scientific | 8060-0020 | I.D. x O.D. x Wall: 1.59 x 3.18 x 0.79 mm |
| Silicon tubing for pump | Masterflex | 96400-13 | I.D. x O.D. x Wall: 0,8 x1,59 x 0,40 mm |
| Biocompatible glue (Histoacryl) | B. Braun | 1050071 | |
| precision vaporizer | Dräger | Vapor 200 | |
| peristaltic roller pump | Masterflex | 7521-35 | |
| Easy-load pump head | Masterflex | 7518-00 | |
| Flow chamber | see Lieber et al., 2010 | ||
| Bubble trap | see Lieber et al., 2010 |
References
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