Ein<em> Ex Vivo</em> Methode für Time-Lapse-Imaging von kultivierten Ratten Mesenteriale mikrovaskuläre Netzwerke
Summary
Angiogenesis involves multi-cell, multi-system interactions that need to be investigated in a physiologically relevant environment. The objective of this study is to demonstrate the ability of the rat mesentery culture model to make time-lapse comparisons of intact microvascular networks during angiogenesis.
Abstract
Angiogenesis, definiert als das Wachstum neuer Blutgefäße aus bestehenden Gefäßen beinhaltet Endothelzellen, Perizyten, glatte Muskelzellen, Immunzellen und die Koordination mit der Lymphgefäße und Nerven. Die Multi-Zelle, erfordern Multi-System-Interaktionen, die Untersuchung der Angiogenese in einem physiologisch relevanten Umfeld. Während also die Verwendung von in vitro-Zellkulturmodelle mechanistische Erkenntnisse zur Verfügung gestellt haben, eine gemeinsame Kritik ist , dass sie rekapitulieren nicht die Komplexität , die mit einer mikrovaskulären Netzwerk verbunden. Das Ziel dieses Protokolls ist es, die Fähigkeit zu demonstrieren, Zeitraffer-Vergleiche von intakten mikrovaskuläre Netzwerke vor und nach der Angiogenese Stimulation in kultivierten Ratte Gekröse Gewebe zu machen. Kultivierte Gewebe enthalten mikrovaskuläre Netzwerke, die ihre Hierarchie pflegen. Immunhistochemischen Markierung bestätigt das Vorhandensein von Endothelzellen, glatten Muskelzellen, Perizyten, Blutgefäße und Lymphgefäße. In einemddition, Etikettieren Gewebe mit BSI-Lektin ermöglicht Zeitraffer-Vergleich von lokalen Netzregionen vor und nach dem Serum oder Wachstumsfaktor-Stimulation durch erhöhte Kapillare sprießen und Gefäßdichte gekennzeichnet. Im Vergleich zu herkömmlichen Zellkulturmodelle, stellt dieses Verfahren ein Werkzeug für die Endothel-Zelllinie Studien und Gewebe-spezifische angiogene Arzneimittel Auswertung in physiologisch relevanten mikrovaskuläre Netzwerke.
Introduction
Die mikrovaskuläre Netzwerk Wachstum und Umbau sind gemeinsame Nenner für die Gewebefunktion, Wundheilung, und mehrere Pathologien und ein Schlüsselprozess ist die Angiogenese, definiert als das Wachstum neuer Blutgefäße aus bestehenden 1, 2. Für das Tissue Engineering neue Schiffe oder angiogenen Therapien entwerfen, das Verständnis der Bedeutung der zellulären Dynamik an der Angiogenese beteiligt ist kritisch. Jedoch ist dieses Verfahren komplex. Es kann an spezifischen Stellen innerhalb einer mikrovaskulären Netzwerk variieren und mehrere Zelltypen (zB endothelialen Zellen, glatten Muskelzellen, Perizyten, Makrophagen, Stammzellen) beinhaltet und mehrere Systeme (lymphatischen Netze und neuronale Netze). Obwohl in vitro Modellen enorm , um die Beziehung zwischen verschiedenen Zellen beigetragen haben , bei der Angiogenese 3, deren physiologische Relevanz beteiligt Prüfung kann aufgrund thei untergraben begrenzter Komplexität r und die Tatsache , dass sie eine in vivo – Szenario nicht genau reflektieren. Um diese Einschränkungen zu überwinden, dreidimensionale Kultursysteme 3, ex vivo – Gewebemodelle 4, mikrofluidische Systeme 5, 6 und Rechenmodelle 7 wurden in den letzten Jahren entwickelt und eingeführt. Es besteht jedoch immer noch ein Bedarf für ein Modell mit Zeitraffer Fähigkeit zur Angiogenese in intakten mikrovaskulären Netzwerke ex vivo zu untersuchen. Der Aufbau neuer Zeitraffer-Modelle für die Angiogenese-Studien mit diesem Grad an Komplexität wird ein unschätzbares Werkzeug zur Verfügung stellen, die zugrunde liegenden Mechanismen regulieren die Angiogenese und zur Verbesserung der Therapien zu verstehen.
Ein mögliches Modell, das die Ex – vivo – Untersuchung der Angiogenese in einem intakten mikrovaskulären Netzwerk ermöglicht , ist die Kulturmodell Ratte Gekröse> 8. In einer neueren Arbeit haben wir gezeigt, dass Blut-und lymphatischen mikrovaskuläre Netzwerke nach Kultur lebensfähig bleiben. funktionellen pericyte-Endothel-Interaktionen zu untersuchen, Blut-und lymphatischen endothelialen Zellverbindungen und Zeitraffer-Bildgebung Noch wichtiger ist, kann die Ratte Gekröse Kulturmodell verwendet werden. Das Ziel dieser Arbeit ist unser Protokoll für den Zeitraffer-Bildgebungsverfahren bereitzustellen. Unsere repräsentative Ergebnisse dokumentieren die mehrere Zelltypen, die mit Serum nach der Stimulation der Angiogenese lebensfähig bleiben und bieten Beispiele für die Verwendung dieser Methode für gewebespezifische angiogene Antworten sowie Endothelzellen Tracking-Studien zu quantifizieren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieses Protokoll dokumentiert ein Verfahren zur Verwendung der Ratte Gekröse Kulturmodell als Ex – vivo – Werkzeug für Zeitraffer-Bildgebung von mikrovaskulären Netzwerk Wachstum. Frühere Arbeiten in unserem Labor wurde für 1) Angiogenese 8, 2) Lymphangiogenese 8, 3) pericyte-Endothel-Interaktionen 8, die Verwendung unseres Modells etabliert und 4) anti-angiogenen Drogen – Test – 9. Die Fähigkeit zum A…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by National Institutes of Health Grant 5-P20GM103629 to WLM and the Tulane Center for Aging. We would like to thank Matthew Nice for his help with editing the protocol text.
Materials
| Drape | Cardinal Health | 4012 | 12”x12” Bio-Shield Regular Sterilization Wraps |
| Scalpel Handle | Roboz Surgical Instrument | RS-9843 | Scalpel Handle, #3; Solid; 4" Length |
| Sterile Surgical Blade | Cincinnati Surgical | 0110 | Stainless Steel; Size 10 |
| Culture Dish (60mm) | Thermo Scientific | 130181 | 10/Sleeve |
| Graefe Forcep (curved tweezers) | Roboz Surgical Instrument | RS-5135 | Micro Dissecting Forceps; Serrated; Slight Curve; 0.8mm Tip Width; 4" Length |
| Graefe Forcep (straight tweezers) | Roboz Surgical Instrument | RS-5130 | Micro Dissecting Forceps; Serrated, Straight; 0.8mm Tip Width; 4" Length |
| Noyes Micro Scissor | Roboz Surgical Instrument | RS-5677 | Noyes Micro Dissecting Spring Scissors; Straight, Sharp-Blunt Points; 13mm Cutting Edge; 0.25mm Tip Width, 4 1/2" Overall Length |
| Gauze Pads | FisherBrand | 13-761-52 | Non-Sterile Cotton Gauze Sponges; 4"x4" 12-Ply |
| Cotton-Tippled Applicators | FisherBrand | 23-400-124 | 6" Length; Wooden Shaft; Single Use Only |
| 6-Well Plate | Fisher Scientific | 08-772-49 | Flat Bottom with Low Evaporation Lid; Polystyrene; Non-Pyrogenic |
| Sterile Syring 5ml | Fisher Scientific | 14-829-45 | Luer-Lok Tip |
| Sterile Bowl | Medical Action Industries Inc. | 01232 | 32 oz. Peel Pouch; Blue; Sterile Single Use |
| 6-Well Plate Inserts (CellCrown Inserts) | SIGMA | Z681792-3EA | 6-Well Plate Inserts; Non-Sterile |
| Polycarbonate Filter Membrane | SIGMA | TMTP04700 | Isopore Membrane Filter; Polycarbonate; Hydrophilic; 5.0 µm, 47 mm, White Plain |
| Name | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Beuthanasia | Schering-Plough Animal Health Corp. Union (Ordered from MWI Veterinary Supply) | MWI #: 011168 | Active Ingredient: Per 100mL, 390 mg pentobarbital sodium, 50mg phenytoin sodium |
| Ketamine | Fort Dodge Animal Health (Ordered from MWI Veterinary Supply) | MWI #: 000680 | Kateset 100 mg/ml |
| Xylazine | LLOYD. Inc. (Ordered from MWI Veterinary Supply) | MWI #: 000680 | Anased 100 mg/ml |
| Saline | Baxter | 2F7122 | |
| PBS | Invitrogen | 14040-133 | |
| MEM | Invitrogen | 11095080 | |
| PenStrep | Invitrogen | 15140-122 | |
| FBS | Invitrogen | 16000-044 | |
| BSA | Jackson ImmunoResearch | 001-000-162 | |
| Saponin | SIGMA | S7900-100G | |
| Isopropyl Alcohol | Fisher Scientific | S25372 | |
| Povidone-Iodine | Operand | 82-226 | |
| Hydrochloric Acid | SIGMA | 320331 | |
| Methanol | Fisher Scientific | 67-56-1 | |
| Glycerol | Fisher Scientific | 56-81-5 | |
| FITC-conjugated Lectin | SIGMA | L9381-2MG | |
| Anti-NG2 Chondroitin Sulfate Proteoglycan Antibody | SIGMA | AB5320 | |
| PECAM (CD31) Antibody | BD Biosciences | 555026 | |
| LYVE-1 Antibody | AngioBio Co. | 11-034 | |
| Goat Anti-Rabbit Cy2-conjugated Antibody | Jackson ImmunoResearch | 111-585-144 | |
| Goat Anti-Mouse Cy3-conjugated Antibody | Jackson ImmunoResearch | 115-227-003 | |
| Streptavidin Cy3-conjugated Antibody | Jackson ImmunoResearch | 016-160-084 | |
| Live/Dead Viability/Cytotoxicity Kit | Invitrogen | L3224 | |
| Normal Goat Serum | Jackson ImmunoResearch | 005-000-121 | |
| 5-Bromo-2'-Deoxyuridine | SIGMA | B5002 | |
| Monoclonal Mouse Anti-Bromodeoxyuridine Clone Bu20a | Dako | M074401-8 | |
| Mouse Anti-Rat CD11b | AbD Serotec | MCA275R |
References
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