Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Församlingen och tillämpning av "Shear ringen": A Novel Endothelial modell för Orbital, enkelriktad och periodisk vätskeflöde och Shear stress

Published: October 31, 2016 doi: 10.3791/54632

Abstract

Avvikelser från normala nivåer och mönster av vaskulära vätske skjuvning spela viktiga roller i vaskulär fysiologi och patofysiologi genom att inducera adaptiva samt patologiska förändringar i endotel fenotyp och genuttryck. I synnerhet kan maladaptiv effekter av periodisk, enkelriktat flöde inducerad skjuvspänning utlösa en rad olika effekter på flera vaskulära celltyper, speciellt endotelceller. Även vid det här laget endotelceller från olika anatomiska ursprung har odlats, djupgående analyser av deras svar på fluidfriktions har hämmats av den relativa komplexiteten i skjuvning modeller (t.ex. parallell platta flödeskammare, kon och platta flödesmodell). Även om alla dessa är utmärkta metoder, sådana modeller är tekniskt komplicerat och lider av nackdelar inklusive relativt långa och komplexa ställtid, ytor låga, krav för pumpar och tryck ofta kräver tätningsmedel och packningar, skapar utmaningar för both underhåll av sterilitet och en oförmåga att köra flera experiment. Men om högre genomströmning modeller av flöde och skjuvning fanns tillgängliga, större framsteg på vaskulära endotelceller skjuvning svar, särskilt återkommande forskning skjuvning på molekylär nivå, kan vara snabbare avancerade. Här beskriver vi konstruktionen och användningen av skjuvning ringar: en ny, enkel att montera och billig vävnadskultur modell med en relativt stor yta som lätt tillåter ett stort antal experimentella replikat i enkelriktade, periodiska skjuvspänning studier endotelceller.

Introduction

Fluid skjuvspänningen har visats modulera endoteliala genprogram 1 - 5 genom aktivering av cis-reglerande element 6, histonacetyltransferas-aktivitet 7 och skjuvspänning responselement (SSRE) 8. Skjuvspänning influenser endoteliala bidrag till koagulation genom att modulera vävnadsfaktor 9 och vävnadsplasminogenaktivator (tPA) 10 uttryck. Skjuvspänning påverkar också kontroll av angiogenes 11 och kärlet remodellering genom kontroll av PDGF-B-syntes och mottaglighet 8. Endothelial härledda vasoaktiva mediatorer adrenomedullin, endotelin-1, urotensin II och relaxin är också regleras av skjuvning 12. Transkription av endotelceller kväveoxid syntas produktion och produktionen av kväveoxid är både skjuvning beroende 10. Shear styr också endothelial ICAM-1 uttryck 13. Strömningsinducerad skjuvspänning kan därför kraftfully påverka en stor variation av endoteliala responser. Viktigt, vaskulära pulsationer nu också tycks spela en viktig roll i patofysiologin för både normal kärl åldrande och former av vaskulär demens 14 och kan även bidra till andra neurodegenerativa sjukdomar, såsom multipel skleros 15.

Venösa och arteriella endotelceller i sig utsatt för olika hemodynamiska flödesmönster in vivo, och många olika endotelcell fenotyper kan uppvisas 16. Beroende på storlek och periodicitet flöde, kan effekterna på endotelceller innefattar inflammatorisk cellaktivering och apoptos, vilket kan återspegla förändringar i genen eller proteinuttryck 17,18. Studier på endotelceller cellsvar att klippa fenomen därför fortfarande kompliceras av svårigheterna i att producera in vitro-modeller som på ett adekvat producerar sådana skjuvning mönster.

Många olika experimespecialist- protokoll har utvecklats för att applicera fluidum skjuvspänning till endoteliala cellmonoskikt. En av de mest använda systemen är den parallella plattflödeskammaren, vilket skapar en enhetlig laminärt flöde inuti kammaren 19-21. En peristaltisk pump är typiskt ansluten till skapa återkommande flöde, som kan sammanfatta flödesegenskaper som normalt återfinns på många ställen in vivo 22. En annan vanlig uppställning använder "kon och platta" modell, där vätska skjuvspänning bestäms av rotationshastigheten hos könen 23. Båda systemen och andra arrangemang som liknar dem, kan vara tröttsamt att installera och kräver komponenter som kan vara relativt dyra och otillgängliga för många laboratorier.

En annan större begränsning av dessa nuvarande modeller är den relativt låga antalet replikat studier som samtidigt kan utföras, var och en med en relativt låg ytarea. Detta ökar den tid och co mplexity av sådana metoder. Därför kan en idealmodell som inducerar enkelriktad och återkommande skjuvning vara ett där ett stort antal studie replikat kan enkelt ställa in, var och en med en relativt stor yta. Vidare är de tidigare nämnda modeller kräver en ganska sofistikerad setup, vilket kan vara kostsamt för många användare. En modell som kan producera fluidfriktionsstörningar med hjälp av grundläggande laboratorie material kan ha flera fördelar.

En enkel och mycket ekonomisk metod för att applicera ensriktad, periodisk skjuvspänning innebär placering av cirkulära rätter på en orbital skakanordning 24. Detta protokoll är mycket enkel och kan skalas upp för att uppnå ett stort antal av studien replikerar, var och en med en relativt stor ytarea, som behövs. Emellertid är cellerna belägna i centrum av skålen utsätts för olika flödesmönster än celler utmed periferin, vilket gav blandade cellulära fenotypiska svar i samma skålen.

_content "> I den nuvarande rapporten beskriver vi konstruktionen och användningen av" skjuvning ringarnas, vår modell för att skapa enkelriktad och återkommande skjuvspänning. Designen för skärringen begränsar effektivt "blandade" cellulära skjuvning-inducerad fenotyper genom att begränsa flödet väg inom en cirkulär odlingsskål till periferin genom placering av en inre ring. konstruktionen och driften av skärringen är enkel och billig och kan lätt skalas för att rymma ett brett spektrum av omloppsbanor shakers använder allmänt tillgängliga vävnadsodlingsmaterial. Detta modellen kan tillämpas i endoteliala cellförsök för att ge enkelriktade och återkommande flödesmönster inom fysiologiska och patofysiologiska nivåer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Konstruktion av 150 mm Diameter Shear Rings (figur 1)

OBS: Shear ringar kan konstrueras för att skapa många olika dimensioner genom variation av de yttre och inre petriskålstorlekar, vilket resulterar i anordningar med olika totala ytareor, cellutbyten och utvecklade serier av skjuvkrafter. I denna rapport beskrivs en 150 mm skål i kombination med en inre 100 mm skål för en total ytarea av 98 cm 2 (figur 2).

Figur 1
Figur 1. Shear ringaggregatet. Den övre delen av figuren visar ett delvis monterat skjuvning ringen. Injicera 0,5 ml metylenklorid genom 3 mm hål med en överföringspipett om en tät tätning inte fullständigt har bildats mellan de inre och yttre rätter. Skjuvningen ringen är tätad stängs genom anbringande av en 1 mm tjock sträng av silikongummi lim runt den inre edge av skärringen toppen. Den nedre delen av figuren visar den sammansatta skärringen. Den blå representerar området för pläterade endotelceller. De yttre och inre röda pilarna visar kretsrörelsen av skärringen och media innanför skärringen när de placeras på en orbitalskak. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2. Surface mätningar för en 150 mm skärringen (inte skalenlig). Visar Top panel centrifugal växling av vätska mot yttre ring som svar på orbital rotation. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

  1. Skapa en skjuvning ringkonstruktionen mall genom att generera en150 mm ytterkantprofil i presentationsprogram med en 100 mm innerdiameter, placeras i centrum av den 150 mm cirkel. Skriv mallen på ett A4 vitt papper.
  2. Pipett 10 ml metylenklorid (diklormetan) i en 150 mm glas petriskål. Det är viktigt att skålen är glas och inte polystyren (eller annan vinylplast), metylenklorid solubiliserar de flesta plaster och används här för att gå plastkomponenter.
    VARNING: Använd handskar för all konstruktion med tillräcklig huva ventilation. Metylenklorid är en kontaktirriterande och är levertoxiskt.
  3. Rikta en 150 mm Petriskål av plast på den yttre skjuvning ringen mall.
  4. Borra ett 3 mm hål i mitten av en 100 mm skål med hjälp av ett roterande verktyg. Ta bort alla plast spån som produceras från borrningen.
  5. Medan du håller med en behandskad hand invertera och doppa den övre kanten av den 100 mm petriskål från föregående steg i poolen av metylenklorid under ca 3 sek.
  6. Transfer den "vätta" 100 mm skål kant ner på mitten av en 150 mm skål, noggrant rikta in 100 mm skål på den markerade mallen. Metylenkloriden kommer smälta plasten, som förbinder 100 mm och 150 mm skålar. rotera försiktigt 100 mm skålen medsols och motsols några gånger för att säkerställa god vidhäftning till 150 mm skål.
    OBS: Var noga med att säkerställa korrekt inriktning av den inre skålen till mitten av den yttre skålen. Excentriska inriktning kan resultera i variationer av skjuvspänningen vid olika platser i skjuvning ringen. Vara noga med att inte tillåta metylenklorid för att av misstag droppa på den yttre spårdelen av 150 mm petriskål under placeringen av 100 mm skål. Detta kommer att smälta plasten på bottenytan där celler kommer att växa, vilket skapar en ojämn yta som kan orsaka flödesstörningar.
  7. När metylenklorid har torkat, vända nyligen bundna petriskålar över och noggrant inspektera kontaktpunkterna för att säkerställa atten tät förslutning har bildats mellan de två petriskålar.
  8. Om en tät tätning inte fullständigt har bildats, injicera 0,5 ml metylenklorid genom 3 mm hål med en överföringspipett. Plocka upp skålen och försiktigt vrida den så att metylenkloriden att nå kanten.
    OBS: Om roteras för snabbt, kan metylenklorid spillas in i den yttre delen av den 150 mm skål, deformeras ytan där celler kommer att växa och förstör skjuvning ringen. Läckande skjuvning ringar ska kasseras.
  9. Förslut hålet i 100 mm skål genom att applicera en 3 mm kula av silikongummi tätningsmedel.
  10. Med hjälp av ett roterande verktyg utrustad med en platt skärhuvud, avbröt cm delen topp 3 av en 15 ml konisk polystyren vävnadsodlingsröret, vilket åtminstone 1 cm av röret under locket. Polera kanten av den skurna röret tills den är slät och plan genom att använda den platta sidan av skärhuvudet. Ta bort alla plastspån som produceras genom slipning.
  11. Spåra avskurna 15 ml koniskt rör pålocket på 150 mm skål med en markör, cirka 0,5 cm bort från kanten av skålen. Borra ett hål inuti den dragna cirkeln, vilket ger en marginal ungefär 1-2 mm från kanten av cirkeln.
  12. Placera avskurna koniska röret topp över det borrade hålet. Med hjälp av en överföringspipett, gäller cirka 250 ^ metylenklorid till avskurna kanterna av koniska röret för att binda den koniska röret till locket 150 mm.
  13. Försegla 150 mm locket på 150 mm skål den genom att anbringa en 1 mm tjock sträng av silikongummi tätningsmedel runt den inre kanten av den övre petriskål.

2. Sterilisering av Shear Rings

  1. Pipett ungefär 10 ml fosfatbuffrad saltlösning i det nybildade skjuvning ring genom 15 ml koniska rör port. Snurra runt för att ta bort eventuellt skräp inuti skärringen. Avlägsna fosfatbuffrad saltlösning med en Pasteur-pipett / vakuumsug.
  2. Upprepa föregående steg tills skräp tas bort.
  3. att Sterilize skjuv ringen, använda en kombination av en 70% etanolsköljning med UV-bestrålning.
    1. Skruva den ventilerade locket, pipett ca 10 ml av 70% etanol genom åtkomstporten, och skruva tillbaka locket på. Rotera och vända över skjuvning ringen flera gånger, se till att insidan av skärringen tvättas noggrant.
    2. Under ett dragskåp, aspirera ut överflödigt 70% etanol. Med en sprayflaska, grundligt spraya locket och åtkomstporten med 70% etanol.
    3. Placera skärringen och locket under UV-strålning inom vävnadsodling huven tills den är helt torr.
  4. När torr, skruva tillbaka locket på och lagra steriliserade skjuvning ringar vid rumstemperatur tills de användes i cellodlings plätering.

3. skjuvspänning Studier

  1. Plattan endotelceller i steriliserade skjuvning ringar efter standardcellodlingsprotokoll typiskt användning av en 1: 4 delningsfaktorn för transformerade endotelceller cellinjer.
    OBS: Rat retinal microvascular endotelceller erhölls kommersiellt. Human Brain endotelceller (hCMEC / D3) celler tillhandahölls som en generös gåva från Dr. Pierre-Oliver Couraud (Inserm, Frankrike) och odlades i fullständigt endotelceller basalmedium (EBM).
  2. Låt kulturer att nå sammanflödet före initieringen av flödesstudier. Använd 30 ml vävnadsodlingsmedium (10% fetalt kalvserum, Dulbeccos modifierade Eagles medium med 1% penicillin / streptomycin / amfotericin). Ändra cellodlingsmedium var 3 dagar och bibehålla cellerna vid 37 ° C med 7,5% CO2 och 92,5% rumsluft.
  3. Placera orbital shaker i inkubatorn.
    Obs: Orbital shakers är vanligtvis tunga (> 10 kg). Placera skakapparat på nedersta hyllan i inkubatorn för att minimera hylla stress och vibrationer.
  4. Placera experimentella skjuvning ringarna på orbitalskak. Placera statiska kontrollgruppen skjuvning ringar i samma inkubator.
  5. Uppskatta maximal skjuvspänning inom shear ring med ekvationen ekvation 1 var ekvation 2 är rotationsradien för skakapparat (i cm), ekvation 3 är viskositeten hos mediet (i poise), ekvation 4 är densiteten för mediet (ig / ml), och ekvation 5 är frekvensen av rotation (i rotation / sek) 24.
  6. Initiera rotationsinställningen på skakapparat till önskat varvtal (t.ex., 90 rpm), vilket lämnar de skjuvande ringarna på skakapparaten för den önskade varaktigheten av skjuvspänning ansökan (t.ex. 72 h).
    OBS: Orbital skakanordningar kan producera värme, så inkubatortemperaturen bör övervakas initialt för att säkerställa 37 ° C upprätthålls under hela varaktigheten av experimentet. Alternativt, sHör ringar kan överföras till miljökammare (t.ex. modul inkubator kammar) och sedan placeras i en roterande inkubator.
  7. Efter cellskikt har utsatts för klippa för önskad tid, ta bort skjuvning ringar från inkubatorn. Dra av locket skjuvning ringen och hämta celler och / eller media för att undersöka önskad endpoint analyser (t.ex. Western blotting, fluorescensaktiverad cellsortering, etc.) 25.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Här presenterar vi representativa resultat från både hCMEC / D3 hjärna endotelceller och råtta retinala mikrovaskulära endotelceller cellmonoskikt, odlas i skjuvning ringar.

Efter att ha låtit hCMEC / D3 brain endothelial cellmonoskikt att växa till konfluens i komplett EBM, var de skjuvande ringar placerades på en orbital shaker i 72 timmar. Med hjälp av ekvationen från steg 3,5, den beräknade maximala skjuvspänningen ekvation 6 var approximativt 2,8 dyn / cm 2 (med parametrar ekvation 2 = 0,95 cm, ekvation 3 = 0,0101 poise, ekvation 4 = 0,9973 g / ml 24, ekvation 5 = 1,5 varv / sekund ). Vi har funnit att dessa endoteliala cellmonoskikt uppvisar ibland inriktning parallellt med riktningen för den periodiska flödet (Figur 3), även om detta inte är jämnt observeras eftersom cellskikt har vanligtvis utmärkt vidhäftning till skjuvning ringytan under hela studien.

Efter att ha låtit de rått retinala mikrovaskulära endotelial cellmonoskikt att växa till konfluens i komplett råtta endotelial cellmedium, inklusive EGF / VEGF tillväxtfaktor tillskott, var de skjuvande ringar placerades på en orbital shaker i 72 timmar. Med hjälp av ekvationen från steg 3,5, den beräknade maximala skjuvspänningen ekvation 6 var approximativt 12 dyn / cm 2 (med parametrar ekvation 2 = 0,95 cm, ekvation 3 = 0,0101 poise,iles / ftp_upload / 54632 / 54632eq4.jpg "/> = 0,9973 g / ml 24, ekvation 5 = 4 rotationer / sekund). Figur 4 visar att jämfört med laddningskontroll för β-aktin, fanns det en stor och betydande förlust av blodplätts endotelial celladhesionsmolekyl (PECAM-1 / CD31) från den endoteliala cellytan.

PECAM-1 är en integral membranprotein som är en medlem av immunoglobulin (Ig) -superfamily som innehåller en immunoreceptor tyrosin beroende hämmande motiv eller "ITIM" 26. PECAM-1 är inte bara uttrycks på endotelceller men finns också på hematopoietiska celler. PECAM-1 spelar viktiga roller i endotelcell-celladhesion, leukocyter förbindelsetrans, cellsignalering, och viktigare, mekano-transduktion av skjuvspänning. PECAM-1: s roll i avkänning skjuvspänning är kritisk för funktionerna kärl endotheli al-celler och homeostas 17. När endotelceller monolager utsätts för skjuvspänning, PECAM-1 reagerar direkt till den mekaniska kraften som utövas på den genom att ändra sin tyrosinfosforylering och efterföljande aktivering av ERK1 / 2 signalkaskad 27. Vidare är PECAM-1-eNOS komplex association avbruten av störningar i skjuvspänning 28. Därför PECAM-1 möjliggör vaskulära endotelceller för att känna av förändringar i fluidfriktions påkänningskrafter som kan leda till reaktivt dilatation av kärlväggen 29.

Dessa data stöder denna modell visar att endotelceller svarar på exponering för periodisk, enkelriktad vätske skjuvning genom nedreglering en viktig junktional och lim faktor, som förmedlar inter kontakt samt transvaskulär cellutbyte.

632fig3.jpg "/>
Figur 3. Brain endotelceller morfologi i en skjuvning ring. Utseendet på hCMEC / D3endothelial cellmonoskikt i skjuvning ringar efter 48 timmars återkommande vätska skjuvning eller statisk exponering. Anpassning av kulturer inte alltid iakttas parallellt med flödesriktningen (visas med pilen). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 4
Figur 4. Cell svar på återkommande skjuvning. Rat retinal mikrovaskulära endotel cellmonoskikt odlade i skjuvning ringar visade en minskning av PECAM1 / CD31 i förhållande till p-aktin (n = 3 vardera, studenter oparade t-test, * p <0,05, felstaplar avser standardavvikelse), efter 72 timmars återkommande vätska shear i skjuv ringar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Konstruktionen av den skjuvning ringsystemet för att exponera endotelceller för skjuvning är en enkel metod för att utföra skjuvspänning studier. Det finns dock några steg som är kritiska för att erhålla överlägsna skjuvning ringar och bättre resultat. En fullständig tätning bör göras mellan den inre och yttre ringen för att förhindra media från läckage som skulle kunna skapa inkonsekvent skjuvspänning bland prover. Om en fullständig tätning inte görs, bör en minimal mängd metylenklorid tillsättas till kanten mellan den inre och yttre skålen med en överföringspipett genom hålet i den inre ringen. Försiktigt vrida ringen ska göra det möjligt att metylenklorid för att bilda en fullständig tätning. Dessutom kan plast spån som bildas oavsiktligt från skär finnas på skärringen spåret, så att skölja ut skärringen efter byggandet ska ta bort eventuellt skräp som skulle kunna påverka celltillväxt och ge inkonsekvent skjuvspänning ansökan.

sHör ringar som beskrivs i artikeln är relativt stora i storlek, vilket leder till en hög produktionsvolym per prov. Emellertid kan mindre versioner konstrueras med användning av mindre petriskålar (t.ex. 100 mm petriskål med en 60 mm insats). Konstruera flera mindre skjuvning ringar kan ge högre tal studier replikerar samtidigt bibehålla relativt stora vätskevolymer och ytor per prov jämfört med andra metoder.

Några problem har noterats vid användning av skjuvning ringar. Först några orbital shakers producerar stora mängder av värme, och en del inkubatorer misslyckas med att kontrollera denna ökning av temperaturen. Detta kan undvikas genom lämpligt val av rotatorer och användning av icke-vattenmantlad inkubatorer, som utbyter värme mycket lättare. förorening kultur är en annan potentiell oro när man använder skjuvning ringar, särskilt efter montering i en utomhusmiljö. Shear ringar måste noggrant steriliseras före användning.

etc. ) för att generera den önskade periodiska, ensriktad skjuvspänning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

J. Winny Yun har ett forskningsbidrag från Annette Funicello grunden. J. Steven Alexander har forskningsstöd från Department of Neurology, LSUHSC-S.

Acknowledgments

Författarna vill tacka för den hjälp av Christopher Nguyen, Aaron Hunter och Shreveport Jumpstart SMART, och Biostart utbildningsprogram samt Centenary College of Louisiana Department of biofysik, Shreveport, LA.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
100 x 20 mm plastic tissue culture dish Corning 430167 The dishes must be polystyrene
150 x 25 mm plastic tissue culture dish Corning 430599 The dishes must be polystyrene
150 mm glass Petri dish Fisher 3160150BO
15 ml polystyrene tissue culture plastic tubes Falcon 352099
Methylene chloride Sigma-Aldrich D65100
silicone rubber sealant DAP 7079808641
ethanol Decon 2701
3 ml transfer pipette Becton-Dickinson 357524
printer paper
scissors
gloves
rotary tool and set Dremel 4000-6/50
rotary tool cutting head Dremel EZ476
rotary tool drill head
distilled water
orbital shaker VWR 57018-754
incubator
Rat retinal microvascular endothelial cells Cell Biologics RA-6065

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Resnick, N., Gimbrone, M. A. Hemodynamic forces are complex regulators of endothelial gene expression. FASEB J. 9 (10), 874-882 (1995).
  2. Malek, A. M., Izumo, S. Control of endothelial cell gene expression by flow. J Biomech. 28 (12), 1515-1528 (1995).
  3. Ando, J., Kamiya, A. Flow-dependent Regulation of Gene Expression in Vascular Endothelial Cells. Jpn Heart J. 37 (1), 19-32 (1996).
  4. Resnick, N., Yahav, H., et al. Endothelial Gene Regulation by Laminar Shear Stress. Adv Exp Med Biol. 430, 155-164 (1997).
  5. Gaucher, C., et al. In vitro impact of physiological shear stress on endothelial cells gene expression profile. Clin Hemorheol Mico. 37 (1-2), 99-107 (2007).
  6. Fisslthaler, B., et al. Identification of a cis -Element Regulating Transcriptional Activity in Response to Fluid Shear Stress in Bovine Aortic Endothelial Cells. Endothelium-J Endoth. 10 (4-5), 267-275 (2003).
  7. Chen, W., Bacanamwo, M., Harrison, D. G. Activation of p300 Histone Acetyltransferase Activity Is an Early Endothelial Response to Laminar Shear Stress and Is Essential for Stimulation of Endothelial Nitric-oxide Synthase mRNA Transcription. J Biol Chem. 283 (24), 16293-16298 (2008).
  8. Sumpio, B. E., et al. Regulation of PDGF-B in Endothelial Cells Exposed to Cyclic Strain. Arterioscl Throm Vas. 18 (3), 349-355 (1998).
  9. Yang, Y., et al. Triplex-forming oligonucleotide inhibits the expression of tissue factor gene in endothelial cells induced by the blood flow shear stress in rats. Acta Pharm Sinic. 41 (9), 808-813 (2006).
  10. Sumpio, B. E., Chang, R., Xu, W. -J., Wang, X. -J., Du, W. Regulation of tPA in endothelial cells exposed to cyclic strain: role of CRE, AP-2, and SSRE binding sites. Am J Physiol. 273 (5 Pt 1), C1441-C1448 (1997).
  11. Silberman, M., et al. Shear stress-induced transcriptional regulation via hybrid promoters as a potential tool for promoting angiogenesis. Nato Adv Sci Inst Se. 12 (3), 231-242 (2009).
  12. Dschietzig, T., et al. Flow-induced pressure differentially regulates endothelin-1, urotensin II, adrenomedullin, and relaxin in pulmonary vascular endothelium. Biochem Biophys Res Commun. 289 (1), 245-251 (2001).
  13. Nagel, T., Resnick, N., Atkinson, W. J., Dewey, C. F., Gimbrone, M. A. Shear stress selectively upregulates intercellular adhesion molecule-1 expression in cultured human vascular endothelial cells. J Clin Invest. 94 (2), 885-891 (1994).
  14. Bateman, G. A., Levi, C. R., Schofield, P., Wang, Y., Lovett, E. C. The venous manifestations of pulse wave encephalopathy: windkessel dysfunction in normal aging and senile dementia. Neuroradiology. 50 (6), 491-497 (2008).
  15. Juurlink, B. H. J. Is there a pulse wave encephalopathy component to multiple sclerosis. Curr Neurovasc Res. 12 (2), 199-209 (2015).
  16. Topper, J. N., Gimbrone, M. A. Jr Blood flow and vascular gene expression: fluid shear stress as a modulator of endothelial phenotype. Mol Med Today. 5 (1), 40-46 (1999).
  17. Tzima, E., et al. A mechanosensory complex that mediates the endothelial cell response to fluid shear stress. Nature. 437 (7057), 426-431 (2005).
  18. Li, Y. -S. J., Haga, J. H., Chien, S. Molecular basis of the effects of shear stress on vascular endothelial cells. J Biomech. 38 (10), 1949-1971 (2005).
  19. Reinhart-King, C. A., Fujiwara, K., Berk, B. C. Physiologic Stress-Mediated Signaling in the Endothelium. Method Enzymol. 443, 25-44 (2008).
  20. Frangos, J. A., McIntire, L. V., Eskin, S. G. Shear stress induced stimulation of mammalian cell metabolism. Biotechnol Bioeng. 32 (8), 1053-1060 (1988).
  21. Lane, W. O., et al. Parallel-plate Flow Chamber and Continuous Flow Circuit to Evaluate Endothelial Progenitor Cells under Laminar Flow Shear Stress. J Vis Exp. (59), (2012).
  22. Reinitz, A., DeStefano, J., Ye, M., Wong, A. D., Searson, P. C. Human brain microvascular endothelial cells resist elongation due to shear stress. Microvasc Res. 99, 8-18 (2015).
  23. Dewey, C. F., Bussolari, S. R., Gimbrone, M. A., Davies, P. F. The Dynamic Response of Vascular Endothelial Cells to Fluid Shear Stress. J Biomed Eng. 103 (3), 177 (1981).
  24. Dardik, A., et al. Differential effects of orbital and laminar shear stress on endothelial cells. J Vasc Surg. 41 (5), 869-880 (2005).
  25. Honda, S., et al. Ligand-induced adhesion to activated endothelium and to vascular cell adhesion molecule-1 in lymphocytes transfected with the N-formyl peptide receptor. J Immunol. 152 (8), 4026-4035 (1994).
  26. Watt, S. M., Gschmeissner, S. E., Bates, P. A. PECAM-1: its expression and function as a cell adhesion molecule on hemopoietic and endothelial cells. Leukemia Lymphoma. 17 (3-4), 229-244 (1995).
  27. Fujiwara, K. Platelet endothelial cell adhesion molecule-1 and mechanotransduction in vascular endothelial cells. J Intern Med. 259 (4), 373-380 (2006).
  28. Dusserre, N. PECAM-1 Interacts With Nitric Oxide Synthase in Human Endothelial Cells: Implication for Flow-Induced Nitric Oxide Synthase Activation. Arterioscl Throm Vas. 24 (10), 1796-1802 (2004).
  29. Bagi, Z. PECAM-1 Mediates NO-Dependent Dilation of Arterioles to High Temporal Gradients of Shear Stress. Arterioscl Throm Vas. 25 (8), 1590-1595 (2005).

Tags

Cellbiologi skjuvspänning endotelceller flöde periodisk flöde cellulär fysiologi hjärt- bioteknik endotel vätska skjuvspänning celladhesion
Församlingen och tillämpning av &quot;Shear ringen&quot;: A Novel Endothelial modell för Orbital, enkelriktad och periodisk vätskeflöde och Shear stress
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

White, L. A., Stevenson, E. V., Yun, More

White, L. A., Stevenson, E. V., Yun, J. W., Eshaq, R., Harris, N. R., Mills, D. K., Minagar, A., Couraud, P. O., Alexander, J. S. The Assembly and Application of 'Shear Rings': A Novel Endothelial Model for Orbital, Unidirectional and Periodic Fluid Flow and Shear Stress. J. Vis. Exp. (116), e54632, doi:10.3791/54632 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter