JoVE Journal > Biology
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Biology

Perivasküler Adipose dokularında modülasyon odaklı Izole mezenterik arterlerin kullanıldığı vasküler ton tepkisini değerlendirmek

Published: June 03, 2019
doi:
10.3791/59688
, , , , , , ,
1The State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology and the Department of Pharmacology and Pharmacy,University of Hong Kong

Summary

Protokol, farelerden izole edilen mezenterik arterlerin transmural izometrik gerginliğini değerlendirmek için tel miyografi kullanımını açıklar ve endotel hücrelerden ve perivasküler adipoz dokulardan salınan faktörlerin modülasyonunun özel olarak değerlendirilmesidir.

Abstract

Patofizyolojik stimüllerin vasküler ton reaksiyonunun değiştirilmesi, çok çeşitli kardiyovasküler ve metabolik hastalıkların gelişmesine katkıda bulunur. Endotel disfonksiyon azaltılmış vazodilatasyon ve arterlerin vazokonstriksiyon gelişmiş için büyük bir suçlu temsil eder. Arterlerin çevreleyen Adipose (yağ) dokularda endotelyum bağımlı rahatlama ve/veya vasküler pürüzsüz kas hücrelerinin kasılma düzenlenmesi önemli roller oynar. Endotel ve perivasküler adipoz dokularının arasındaki çapraz görüşmeler, Tel miyografi sistemi ile monte edilmiş kan damarlarını kullanarak ex vivo olarak değerlendirilebilir. Ancak, farklı türler, yaş, genetik kökenden ve/veya patofizyolojik durumların hayvanlarından elde edilen arterlerde optimum ayarlar kurulmalıdır.

Introduction

Arterlerin DİLATASYONLARI ve daralması, sırasıyla, vasküler pürüzsüz kas hücrelerinin gevşemeleri ve kasılmaları ile elde edilir. Küçük arterlerin vasküler yanıt değişiklikleri otonjik sinirler ve hormonlar kanda mevcut (örneğin, katekolaminler, Anjiyotensin II, serotonin, vasopressin) arteriyel kan basıncı homeostatik düzenleme katkıda bulunur. Yerel düzeyde, pürüzsüz kas hücrelerinin vasküler tepkiler intima ve arterlerin çevreleyen adipoz dokusu hem endotel hücrelerinden sinyalleri ile modüler (Şekil 1).

Endotelyum sadece pasif bir bariyer değil, aynı zamanda kan ve altta yatan vasküler pürüzsüz Kas hücreleri arasında sinyal değişimi için bir yüzey olarak hizmet vermektedir. Çeşitli vazoaktif maddeleri serbest bırakarak, endotelyum vasküler ton yanıtlarının yerel kontrolünde kritik bir rol oynar1. Örneğin, asetilkolin yanıt olarak, endotel nitrik oksit sentaz (Enos) nitrik oksit üretmek için endotel aktive edilir (Hayır), hangi çözünür Guanil siklaz (SGC) aktive ederek altta yatan vasküler pürüzsüz Kas rahatlama indükler 2. diğer vazoaktif maddeler dahil Nonsteroid antienflamatuar ilaçlar ürünleri (örn., protoktik ve trombokan A2), lipoksijenaz (örn., 12-hidroksiosatetraenoik asitler, 12-HETE), ve sitokrom P450 monooxygenases (hetes ve epoxyeicosatrienoic asitler, EETs), reaktif oksijen türleri (ROS), ve vazoaktif peptidler (örneğin, endothelin-1 ve Anjiyotensin II), ve endotel-türevi hiperpolarizasyon faktörleri (EDHF)3. Endotel türevi vazodilatörler ve vazokonstriktörler arasında hassas bir denge yerel vazomotor tonu4,5korur.

Endotel disfonksiyon endotelyum bağımlı vazodilatasyon6, vasküler yaşlanma bir damgasını bozukluğu ile karakterize7. Yaş ile, endotelyum vasodilatasyon teşvik yeteneği aşamalı olarak azalır, büyük ölçüde bir azaltılmış NO biyokullanılabilirlik, hem de anormal ifade ve fonksiyon eNOS endotelyum ve sGC vasküler pürüzsüz kas hücrelerinde8 , 9 , 10. azaltılmış hiçbir biyokullanılabilirlik endotel-bağımlı vasoconstrictors üretimini güçlendiren11,12. Yaşlı arterlerde, endotel disfonksiyon medyada hiperplazi neden olur, duvar kalınlığındaki işaretli artışların yansıtıldığı gibi, medial çekirdekler sayısı, hipertansiyon ve ateroskleroz arteriyel kalınlaşma anımsatan insan gözlenen hastalar13,14. Buna ek olarak, obezite, diyabet veya hipertansiyon gibi patofizyolojik koşullar endotel disfonksiyon gelişimini hızlandırır15,16.

Perivasküler adipoz doku (PVAT) vasküler yapı ve fonksiyon17düzenleyen sayısız adipokines bültenleri. Pvat ‘ın Anti-kontrel etkisi, adiponektin, Hayır, hidrojen peroksit ve hidrojen sülfür18,19,20gibi rahatlatıcı faktörler tarafından aracılık edilir. Ancak, konum ve patofizyolojik duruma bağlı olarak, PVAT ayrıca çeşitli arterlerde kontril tepkiler artırabilir21. Pvat tarafından üretilen Pro-kontril maddeler Anjiyotensin-II, leptin, resistin ve Ros22,23içerir.  İzole kan damarlarındaki çalışmaların çoğunda PVAT, damar işleme için basit bir yapısal destek olarak kabul edilmiştir ve böylece kan damarının halka segmentlerinin hazırlanması sırasında kaldırılır. Adipoz disfonksiyon hipertansiyon ve ilişkili kardiyovasküler komplikasyonlar için bağımsız bir risk faktörü temsil beri24, kan damarları çevreleyen pvat vasküler tepkisini araştırırken dikkate alınmalıdır farklı arterlerde.

Çok tel miyografi sistemleri yaygın aort, mezenterik, böbrek, femoral, serebral ve koroner arter dahil olmak üzere çeşitli kan damarlarının vazomotor işlevlerini araştırmak için kullanılır25,26. Burada açıklanan protokoller, genetik olarak değiştirilmiş fare modellerinden izole edilen mezenterik arterlerde vasküler yanıt hızını değerlendirmek ve PVAT tarafından modülasyon üzerine özel bir odaklama ile tel miyografi kullanacak.

Protocol

Aşağıdaki çalışmada kullanılan tüm hayvanlar, Hong Kong Üniversitesi Tıp Fakültesi laboratuar hayvan ünitesi tarafından sağlandı. Öğretim ve araştırma için Laboratuvar hayvanlarının kullanımı bölümlendirme Komitesi ‘nden etik onay alındı (CULATR, No.: 4085-16). 1. preparatlar İlaçların hazırlanması İlaçları aldıktan hemen sonra malzeme güvenliği veri sayfası ‘nda (MSDS) belirtildiği gibi uygun şekilde saklayın. İl…

Representative Results

Normalleştirme faktörü k elde etmek için uzunluk/gerilim ilişkileri incelenmesi Bir damar segmentine uygulanan streç miktarı, aktin-miyosin etkileşiminin kapsamını etkiler ve dolayısıyla geliştirilen maksimal aktif kuvvet. Böylece, her tür kan damarında, uygun miyografi çalışmaları için maksimal aktif kuvvet için gereken streç miktarını belirlemek gereklidir. Burada, fare modell…

Discussion

Endotel hücrelerinden ayrı olarak, PVAT ‘dan elde edilen sinyaller, pürüzsüz kas tonu reaktivite30‘ unun düzenlenmesi konusunda önemli bir rol oynamaktadır. Sağlıklı pvat, obezite ve metabolik sendrom31,32gibi patolojik koşullarda kaybedilen arterlerde Anti-kontrifli bir etkiye sahip olmayan ve anti-inflamatuar adiponektin bültenleri. Hastalık durumları, pvat endotel disfonksiyon ve diğer kardiyovasküler anomalilerin geli?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma finans araştırma Grant Konseyi Hong Kong [17124718 ve 17121714], Hong Kong sağlık ve Tıp Araştırma Fonu [13142651 ve 13142641], Işbirliği araştırma fonu Hong Kong [C7055-14G] ve ulusal temel tarafından hibe tarafından mali destek oldu Çin araştırma programı [973 programı 2015CB553603].

Materials

Acetylcholine Sigma-Aldrich A6625 Stock concentration: 10-1 M
Working concentration: 10-10 to 10-5 M
L-NAME (Nω-nitro-L-arginine methyl ester) Sigma-Aldrich N5751 Stock concentration: 3 x 10-2 M
Working concentration: 10-4 M
Phenylephrine Sigma-Aldrich P6126 Stock concentration: 10-2 M
Working concentration: 10-10 to 10-5 M
U46619 (9,11-dideoxy-9α,11αmethanoepoxy prostaglandin F2α) Enzo BML-PG023-0001 Stock concentration: 10-5 M
Working concentration: 1-3 x 10-8 M
Multiwire myograph Danish MyoTechnology (DMT) 620M
PowerLab 4/26 ADInstruments ML848
Labchart7 ADInstruments –
Adipo-SIRT1 wild type mice Laboratory Animal Unit, The University of Hong Kong CULATR NO.: 4085-16
Silicon-coated Petri dishes Danish MyoTechnology (DMT)
Tungsten wires Danish MyoTechnology (DMT) 300331
Surgical tools
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Furchgott, R. F., Zawadzki, J. V. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine. Nature. 288 (5789), 373-376 (1980).
  2. Furchgott, R. F., Vanhoutte, P. M. Endothelium-derived relaxing and contracting factors. The FASEB Journal. 3 (9), 2007-2018 (1989).
  3. Feletou, M., Kohler, R., Vanhoutte, P. M. Endothelium-derived vasoactive factors and hypertension: possible roles in pathogenesis and as treatment targets. Current Hypertension Reports. 12 (4), 267-275 (2010).
  4. Vanhoutte, P. M. Endothelial dysfunction: the first step toward coronary arteriosclerosis. Circulation Journal. 73 (4), 595-601 (2009).
  5. Feletou, M., Huang, Y., Vanhoutte, P. M. Endothelium-mediated control of vascular tone: COX-1 and COX-2 products. British Journal of Pharmacology. 164 (3), 894-912 (2011).
  6. Harrison, D. G. Cellular and molecular mechanisms of endothelial cell dysfunction. Journal of Clinical Investigation. 100 (9), 2153 (1997).
  7. Vanhoutte, P. M., Shimokawa, H., Tang, E. H., Feletou, M. Endothelial dysfunction and vascular disease. Acta physiologica. 196 (2), 193-222 (2009).
  8. Klöß, S., Bouloumié, A., Mülsch, A. Aging and chronic hypertension decrease expression of rat aortic soluble guanylyl cyclase. Hypertension. 35 (1), 43-47 (2000).
  9. Csiszar, A., et al. Aging-induced phenotypic changes and oxidative stress impair coronary arteriolar function. Circulation Research. 90 (11), 1159-1166 (2002).
  10. Guo, Y., et al. Endothelial SIRT1 prevents age-induced impairment of vasodilator responses by enhancing the expression and activity of soluble guanylyl cyclase in smooth muscle cells. Cardiovascular Research. , (2018).
  11. Auch-Schwelk, W., Katusic, Z. S., Vanhoutte, P. M. Nitric oxide inactivates endothelium-derived contracting factor in the rat aorta. Hypertension. 19 (5), 442-445 (1992).
  12. Tang, E. H., Feletou, M., Huang, Y., Man, R. Y., Vanhoutte, P. M. Acetylcholine and sodium nitroprusside cause long-term inhibition of EDCF-mediated contractions. American Journal of Physiology – Heart and Circulation Physiology. 289 (6), H2434-H2440 (2005).
  13. Ghiadoni, L., et al. Endothelial function and common carotid artery wall thickening in patients with essential hypertension. Hypertension. 32 (1), 25-32 (1998).
  14. Xu, X., et al. Age-related Impairment of Vascular Structure and Functions. Aging and Disease. 8 (5), 590-610 (2017).
  15. Tabit, C. E., Chung, W. B., Hamburg, N. M., Vita, J. A. Endothelial dysfunction in diabetes mellitus: Molecular mechanisms and clinical implications. Reviews in Endocrine & Metabolic Disorders. 11 (1), 61-74 (2010).
  16. Tanaka, K., Sata, M. Roles of perivascular adipose tissue in the pathogenesis of atherosclerosis. Frontiers in Physiology. 9, 3 (2018).
  17. Brown, N. K., et al. Perivascular adipose tissue in vascular function and disease: a review of current research and animal models. Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology. 34 (8), 1621-1630 (2014).
  18. Lohn, M., et al. Periadventitial fat releases a vascular relaxing factor. The FASEB Journal. 16 (9), 1057-1063 (2002).
  19. Gálvez-Prieto, B., et al. A reduction in the amount and anti-contractile effect of periadventitial mesenteric adipose tissue precedes hypertension development in spontaneously hypertensive rats. Hypertension research. 31 (7), 1415 (2008).
  20. Gao, Y. J., Lu, C., Su, L. Y., Sharma, A., Lee, R. Modulation of vascular function by perivascular adipose tissue: the role of endothelium and hydrogen peroxide. British Journal of Pharmacology. 151 (3), 323-331 (2007).
  21. Gao, Y. -. J., et al. Perivascular adipose tissue promotes vasoconstriction: the role of superoxide anion. Cardiovascular Research. 71 (2), 363-373 (2006).
  22. Szasz, T., Webb, R. C. Perivascular adipose tissue: more than just structural support. Clinical Science (London). 122 (1), 1-12 (2012).
  23. Ramirez, J. G., O’Malley, E. J., Ho, W. S. V. Pro-contractile effects of perivascular fat in health and disease. Brish Journal of Pharmacology. 174 (20), 3482-3495 (2017).
  24. Hajer, G. R., van Haeften, T. W., Visseren, F. L. Adipose tissue dysfunction in obesity, diabetes, and vascular diseases. European Heart Journal. 29 (24), 2959-2971 (2008).
  25. Mulvany, M. J., Halpern, W. Contractile properties of small arterial resistance vessels in spontaneously hypertensive and normotensive rats. Circulation Research. 41 (1), 19-26 (1977).
  26. Mulvany, M. J., Halpern, W. Mechanical properties of vascular smooth muscle cells in situ. Nature. 260 (5552), 617-619 (1976).
  27. del Campo, L., Ferrer, M. Wire myography to study vascular tone and vascular structure of isolated mouse arteries. Methods in Molecular Biology. 1339, 255-276 (2015).
  28. Dobrin, P. B. Influence of initial length on length-tension relationship of vascular smooth muscle. American Journal of Physiology. 225 (3), 664-670 (1973).
  29. Xu, C., et al. Calorie restriction prevents metabolic aging caused by abnormal SIRT1 function in adipose tissues. Diabetes. 64 (5), 1576-1590 (2015).
  30. Sheykhzade, M., Nyborg, N. C. Caliber dependent calcitonin gene-related peptide-induced relaxation in rat coronary arteries: effect of K+ on the tachyphylaxis. European Journal of Pharmacology. 351 (1), 53-59 (1998).
  31. Soltis, E. E., Cassis, L. A. Influence of perivascular adipose tissue on rat aortic smooth muscle responsiveness. Clinical and Experimental Hypertension A. 13 (2), 277-296 (1991).
  32. Lohn, M., et al. Periadventitial fat releases a vascular relaxing factor. FASEB Journal. 16 (9), 1057-1063 (2002).
  33. Fesus, G., et al. Adiponectin is a novel humoral vasodilator. Cardiovascular Research. 75 (4), 719-727 (2007).
  34. Greenstein, A. S., et al. Local inflammation and hypoxia abolish the protective anticontractile properties of perivascular fat in obese patients. Circulation. 119 (12), 1661-1670 (2009).
  35. Yudkin, J. S., Eringa, E., Stehouwer, C. D. “Vasocrine” signalling from perivascular fat: a mechanism linking insulin resistance to vascular disease. Lancet. 365 (9473), 1817-1820 (2005).
  36. Xia, N., et al. Uncoupling of endothelial nitric oxide synthase in perivascular adipose tissue of diet-induced obese mice. Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology. 36 (1), 78-85 (2016).
  37. Xia, N., Forstermann, U., Li, H. Effects of resveratrol on eNOS in the endothelium and the perivascular adipose tissue. Annals of the New York Academy of Sciences. 1403 (1), 132-141 (2017).
  38. Schinzari, F., Tesauro, M., Cardillo, C. Endothelial and perivascular adipose tissue abnormalities in obesity-related vascular dysfunction: novel targets for treatment. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 69 (6), 360-368 (2017).
  39. Liu, J. T., et al. Lipocalin-2 deficiency prevents endothelial dysfunction associated with dietary obesity: role of cytochrome P450 2C inhibition. British Journal of Pharmacology. 165 (2), 520-531 (2012).
  40. Martinez-Quinones, P., et al. Hypertension induced morphological and physiological changes in cells of the arterial wall. American Journal of Hypertension. 31 (10), 1067-1078 (2018).
  41. Outzen, E. M., et al. Translational value of mechanical and vasomotor properties of mouse isolated mesenteric resistance-sized arteries. Pharmacology Research and Perspectives. 3 (6), e00200 (2015).
  42. Sheykhzade, M., Simonsen, A. H., Boonen, H. C., Outzen, E. M., Nyborg, N. C. Effect of ageing on the passive and active tension and pharmacodynamic characteristics of rat coronary arteries: age-dependent increase in sensitivity to 5-HT and K+. Pharmacology. 90 (3-4), 160-168 (2012).

Tags

Vascular ToneMesenteric ArteriesIsometric ConditionVascular ResponsivenessHypertensionCardiovascular ComplicationsMyographNormalizationPassive StretchWall TensionActive ForcePotassium Chloride
check_url/59688?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Konja, D., Luo, C., Sun, W. Y., Yang, K., Man, A. W., Xu, A., Vanhoutte, P. M., Wang, Y. Assessment of Vascular Tone Responsiveness using Isolated Mesenteric Arteries with a Focus on Modulation by Perivascular Adipose Tissues. J. Vis. Exp. (148), e59688, doi:10.3791/59688 (2019).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image