Summary

In Vitro Vasküler Hastalık Modellemesi ve İlaç Testi için Fare Embriyonik Kök Hücreleri Kullanılarak Anjiyogenezin Üç Boyutlu Filizlenme Testi

Published: May 11, 2021
doi:

Summary

Bu tahlil, filizlenen anjiyogenezi in vitro olarak kontrol eden biyolojik süreçleri analiz etmek için 3D-kollajen jel içinde kültürlenmiş embriyoid cisimlere farklılaştırılmış fare embriyonik kök hücrelerini kullanır. Bu teknik, ilaçları test etmek, hastalıkları modellemek ve embriyonik olarak ölümcül olan delesyonlar bağlamında spesifik genleri incelemek için uygulanabilir.

Abstract

İndüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC) ve gen düzenleme teknolojilerindeki son gelişmeler, fenotipik ilaç keşif (PDD) programları için yeni insan hücresi tabanlı hastalık modellerinin geliştirilmesine olanak sağlamaktadır. Her ne kadar bu yeni cihazlar insanlarda araştırma ilaçlarının güvenliğini ve etkinliğini daha doğru bir şekilde tahmin edebilse de, kliniğe gelişimleri hala memeli verilerine, özellikle de fare hastalığı modellerinin kullanımına dayanmaktadır. İnsan organoid veya çip üzerinde organ hastalığı modellerine paralel olarak, ilgili in vitro fare modellerinin geliştirilmesi, türler ile in vivo ve in vitro koşullar arasındaki doğrudan ilaç etkinliğini ve güvenlik karşılaştırmalarını değerlendirmek için karşılanmamış bir ihtiyaçtır. Burada, embriyoid cisimlere (EB’ler) farklılaşmış fare embriyonik kök hücrelerini kullanan bir vasküler filizlenme testi tanımlanmıştır. 3D-kollajen jel üzerine kültürlenen vaskülarize EB’ler, filizlenen anjiyogenez adı verilen bir süreç olan genişleyen yeni kan damarları geliştirir. Bu model, endotel ucu hücre seçimi, endotel hücre göçü ve proliferasyonu, hücre rehberliği, tüp oluşumu ve duvar hücresi alımı dahil olmak üzere önceden var olan bir vasküler ağdan kan damarlarının in vivo filizlenen anjiyogenez-oluşumunun temel özelliklerini özetlemektedir. Anjiyogenezi modüle eden ilaçların ve genlerin taranmasına uygundur ve insan iPSC teknolojilerine dayanan yakın zamanda tarif edilen üç boyutlu (3B) vasküler tahlillerle benzerlikler gösterir.

Introduction

Son otuz yılda, hedefe dayalı ilaç keşfi (TDD), ilaç endüstrisi tarafından ilaç keşfinde yaygın olarak kullanılmaktadır. TDD, bir hastalıkta önemli bir rol oynayan tanımlanmış bir moleküler hedef içerir ve nispeten basit hücre kültürü sistemlerinin geliştirilmesine ve ilaç taraması için okumalara dayanır1. TDD programlarında kullanılan en tipik hastalık modelleri, kanser hücreleri veya yapay ortamlarda yetiştirilen ölümsüzleştirilmiş hücre hatları ve fizyolojik olmayan substratlar gibi geleneksel hücre kültürü yöntemlerini içerir. Bu modellerin birçoğu başarılı ilaç adaylarını tanımlamak için uygun araçlar sağlamış olsa da, bu tür sistemlerin kullanımı, zayıf hastalık alaka düzeyleri nedeniyle sorgulanabilirolabilir 2.

Çoğu hastalık için, altta yatan mekanizmalar gerçekten karmaşıktır ve çeşitli hücre tipleri, bağımsız sinyal yolları ve çoklu gen kümelerinin genellikle spesifik bir hastalık fenotipine katkıda bulunduğu bulunmuştur. Bu, birincil nedenin tek bir gendeki mutasyon olduğu kalıtsal hastalıklar için de geçerlidir. İnsan kaynaklı pluripotent kök hücre (iPSC) teknolojilerinin ve gen düzenleme araçlarının son zamanlarda ortaya çıkmasıyla, in vivo insan karmaşıklığını daha iyi özetleyebilecek 3D organoidler ve çip üzerinde organ hastalığı modelleri üretmek artık mümkündür 3,4. Bu tür teknolojilerin gelişimi, fenotipik ilaç keşif (PDD) programlarına olan ilginin yeniden canlanmasıyla ilişkilidir1. PDD, belirli bir ilaç hedefinin kimliği bilgisine veya hastalıktaki rolü hakkında bir hipoteze dayanmadıkları için ampirik tarama ile karşılaştırılabilir. PDD yaklaşımı, birinci sınıf ilaçların keşfine güçlü bir şekilde katkıda bulunmak için giderek daha fazla tanınmaktadır5. İnsan organoid ve çip üzerinde organ teknolojilerinin gelişimi henüz emekleme aşamasında olduğundan, iPSC modellerinin (yenilikçi görüntüleme ve makine öğrenme araçları6,7 ile tamamlanan) yakın gelecekte, TDD yaklaşımının zayıf üretkenliğinin üstesinden gelmek için ilaç taraması ve ilgili PDD programları için çoklu yeni karmaşık hücre tabanlı hastalık modelleri sağlaması beklenmektedir8, 9.

İnsan organoid ve çip üzerinde organ modelleri, hastalık karmaşıklığı ve yeni ilaçların tanımlanması konusunda önemli bilgiler sağlayabilirken, ilaçları yeni klinik uygulamaya getirmek, etkinliklerini ve güvenliklerini değerlendirmek için hayvan modellerinden elde edilen verilere de güçlü bir şekilde dayanmaktadır. Bunlar arasında genetiği değiştirilmiş fareler kesinlikle en çok tercih edilen memeli modelleridir. Memeliler için nispeten kısa bir üretim süresine sahip olduklarından, insan hastalıklarına benzer birçok fenotipe sahip olduklarından ve genetik olarak kolayca manipüle edilebildiklerinden birçok avantaja sahiptirler. Bu nedenle ilaç keşif programlarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar10. Bununla birlikte, fareler ve insanlar arasındaki boşluğu kapatmak, önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir11. İnsan organoid ve çip üzerinde organ modellerine eşdeğer in vitro fare modellerinin geliştirilmesi, in vivo fare ve in vitro insan verileri arasında doğrudan ilaç etkinliği ve güvenlik karşılaştırmalarına izin vereceği için bu boşluğu en azından kısmen doldurabilir .

Burada, fare embriyoid cisimlerinde (EB’ler) vasküler filizlenme testi tanımlanmıştır. Kan damarları endotel hücrelerinden (damar duvarlarının iç astarı), duvar hücrelerinden (vasküler düz kas hücreleri ve perisitler)12 oluşur. Bu protokol, fare embriyonik kök hücrelerinin (mESC’ler), de novo endotel hücresini ve duvar hücresi farklılaşmasını özetleyen asılı damlacıklar kullanılarak vaskülarize EB’lere farklılaşmasına dayanmaktadır13,14. Fare ESC’leri izole günden itibaren kültürde kolayca kurulabilir 3.5 Farklı genetik geçmişe sahip fare blastosistleri15. Ayrıca klonal analiz, soy izleme için olanaklar sağlar ve hastalık modelleri oluşturmak için genetik olarak kolayca manipüle edilebilir13,16.

Kan damarları tüm organları beslediğinden, hepsi olmasa da birçok hastalığın mikrovaskülatürdeki değişikliklerle ilişkili olması şaşırtıcı değildir. Patolojik durumlarda, endotel hücreleri aktif bir durumu benimseyebilir veya duvar hücresi ölümü veya kan damarlarından uzaklaşma ile sonuçlanan işlevsiz hale gelebilir. Bunlar aşırı anjiyogenez veya damar nadirliği ile sonuçlanabilir, anormal kan akışını ve immün hücre ekstravazasyonuna yol açan kusurlu kan damarı bariyerini ve inflamasyonu indükleyebilir12,17,18,19. Bu nedenle, kan damarlarını modüle eden ilaçların geliştirilmesine yönelik araştırmalar yüksektir ve terapötik hedefleme için çoklu moleküler oyuncular ve kavramlar zaten tanımlanmıştır. Bu bağlamda, açıklanan protokol, endotel ucu ve sap hücresi seçimi, endotel hücre göçü ve proliferasyonu, endotel hücre rehberliği, tüp oluşumu ve duvar hücresi alımı dahil olmak üzere in vivo filizlenen anjiyogenezin temel özelliklerini özetlediği için hastalık modelleri oluşturmak ve ilaç testi için özellikle uygundur. Ayrıca, insan iPSC teknolojilerine dayanan yakın zamanda tarif edilen 3D vasküler tahlillerle benzerlikler göstermektedir20.

Protocol

1. Medya hazırlığı ve mESC kültürü (vol/vol) ısı ile aktive edilmiş Fetal Sığır Serumu (FBS), 0,05 mM β-merkaptoetanol, 1x esansiyel olmayan amino asitler (NEAA 1x), 2 mM L-glutamin ve 1 mM sodyum piruvat içeren 1x Glasgow MEM (G-MEM BHK-21) besiyeri kullanarak koşullandırılmış ortam +/- (CM+/-) hazırlayın. Lösemi İnhibitör Faktörü (LIF) (1.500 U / mL) ve 0.1 mM β-merkaptoetanol içeren CM + / – ortamını kullanarak şartlandırılmış ortam +/+ (CM + / +) hazırlayı…

Representative Results

Filizlenme tahlilinin kan damarı testine genel bakışı Şekil 1’de gösterilmiştir. Üç bağımsız 129 / Ola mESC hattından (Z / Red, R1 ve E14) türetilen dokuz günlük EB’ler, kollajenaz A kullanılarak enzimatik olarak tek hücrelere ayrıştırıldı. Tüm hücre hatları sağlam endotel farklılaşması sergiledi ve endotel hücrelerine farklılaşma yeteneklerinde hiçbir fark gözlenmedi. Tüm hücre hatları endotel hücrelerinin yaklaşık% 10.5 ±% 1.3’ünü üretti (<stron…

Discussion

Bu protokol, anjiyogenezi modüle eden ilaçların ve genlerin taranmasına uygun, tarafsız, sağlam ve tekrarlanabilir bir 3D EB tabanlı vasküler filizlenme testini tanımlar. Bu yöntem, göçü izlemek için İnsan Göbek Damarı Endotel Hücreleri (HUVEC’ler) gibi endotel hücre kültürlerini kullanan yaygın olarak kullanılan birçok iki boyutlu (2D) tahlile göre avantajlar sunar (lateral çizik testi veya Boyden odası tahlili)22,23 veya proliferasyonu (hücre sayısını sayma, DNA sentezinin tespiti,</…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma, Nederlandse organisatie voor gezondheidsonderzoek en zorginnovatie (ZonMW 446002501), Health Holland (LSHM19057-H040), Leading Fellows Programme Marie Skłodowska-Curie COFUND ve Association Maladie de Rendu-Osler (AMRO) tarafından desteklenmiştir.

Materials

2-mercaptoethanol Milipore, Merck 805740 Biohazard: adequate safety instructions should be taken when handling
Agar Noble Difco, BD Pharmigen 214220
Alexa Fluo 555 goat anti rat IgG Life technologies A21434
APC conjugated rat anti-mouse PECAM-1 antibody (clone MEC13.3) BD Biosciences 551262
APC Rat IgG2a κ Isotype Control (Clone  R35-95) BD Biosciences 553932
Axiovert 25 inverted phase contrast tissue culture microscope ZEISS
Basic Fibroblast Growth Factor-2 (bFGF) Peprotech 450-33
Benchtop Centrifuge, Allegra X-15R Beckman Coulter 392932
Biosafety cabinet BioVanguard (Green Line) Telstar 133H401001
Bovine Serum Albumin (BSA) Sigma-Aldrich A9418
Cell counting chamber, Buerker, 0.100mm Marienfeld 640211
Cell culture dishes 60 x 15mm Corning 353802
Cell culture dishes, 35 x 10 mm Corning 353801
Cell culture plates 12-well Corning 3512
CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System Biorad 1855196
Chicken serum Sigma-Aldrich C5405
CHIR-99021 (CT99021) HCl Selleckchem S2924
Collagen I, High Concentration, Rat Tail, 100mg Corning 354249
Collagenase A Roche 10103586001
Confocal Laser Scanning Microscope, TCS SP5 Leica
Cover glasses, 24 × 50 mm Vwr 631-0146
DAPT γ‑secretase inhibitor Sigma Aldrich D5942
DC101 anti mouse VEGFR-2 Clone BioXcell BP0060
DC101 isotype rat IgG1 BioXcell BP0290
Dimethyl sulfoxide (DMSO) Sigma-Aldrich D2438-5X Biohazard: adequate safety instructions should be taken when handling
DPBS (10x), no calcium, no magnesium Gibco, Thermofisher scientific 14200067
EDTA 40 mM Gibco, Thermofisher scientific 15575-038
Embryonic stem-cell Fetal Bovine Serum Gibco, Thermofisher scientific 16141-079 Should be lot-tested for maximum ES cell viability and growth. Heat inactivate at 60°C and store at −20 °C for up to 1 year
Eppendorf Microcentrifuge 5415R Eppendorf AG  Z605212
Erythropoietin, human (hEPO), 250 U (2.5 µg) (1 mL) Roche 11120166001
ESGRO Recombinant Mouse LIF Protein (10⁷ units  1 mL) Milipore, Merck ESG1107
Falcon tubes 15 mL Greiner Bio-One 188271
Falcon tubes 50 mL Greiner Bio-0ne 227270
Filter tip ,clear ,sterile F.Gilson, P-200 Greiner Bio-One 739288
Filter tip ,clear ,sterile F.Gilson, P10 Greiner Bio-One 771288
Filter tip ,clear ,sterile F.Gilson, P1000 Greiner Bio-One 740288
FITC conjugated anti-α Smooth Muscle Actin (SMA) (clone 1A4) Sigma Aldrich F3777
FITC conjugated rat anti-mouse CD45 (clone 30-F11) Biolegend 103107
FITC Rat IgG2b, κ Isotype Ctrl Antibody (clone RTK4530) Biolegend 400605
Fluorscent mounting media DAKO S3023
Gascompress Cutisoft 45846
Gauze Cutisoft 10 x 10 cm Bsn Medical 45844_00
Gel blotting paper, Grade GB003 Whatman WHA10547922
Gelatin solution, type B Sigma-Aldrich G1393-100 ml
Glasgow's MEM (GMEM) Gibco, Thermofisher scientific 21710082
IHC Zinc Fixative BD Pharmigen 550523
IncuSafe CO2 Incubator PHCBi MCO-170AICUV-PE
Interleukin-6, human (hIL-6) Roche 11138600001
L-Glutamine 200 mM Gibco, Thermofisher scientific 25030-024
MEM Non-Essential Amino Acids Solution (100x) Gibco, Thermofisher scientific 11140035
Microscope slide box Kartell Labware 278
Microscope slide, Starfrost Knittel glass VS113711FKB.0
Mm_Cdh5_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00110467
Mm_Eng_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00148981
Mm_Epha4_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00093576
Mm_Ephb2_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00154014
Mm_Flt1_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00096292
Mm_Flt4_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00099064
Mm_Gapdh_3_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT01658692
Mm_Kdr_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00097020
Mm_Notch1_1_SG QuantiTect Primer Qiagen QT00156982
Mm_Nr2f2_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00153104
Mm_Pecam1_1_SG QuantiTect Primer Qiagen QT01052044
Mm_Tek_1_SG QuantiTect Primer Assay Qiagen QT00114576
Mouse (ICR) Inactivated Embryonic Fibroblasts  (2 M) Gibco, Thermofisher scientific A24903 Store vials in liquid nitrogen (195.79 °C) indefinitely
Mouse embryonic stem cell line 7AC5/EYFP (ATCC SCRC-1033) ATCC SCRC-1033 Generated by Dr A Nagy, Samuel Lunenfeld Research Institute, Mount Sinai Hospital, 600 University Ave, Toronto, Ontario, M5G 1X5, Canada. [Hadjantonakis, A. K., et al. Mechanisms of Development. 76 (1–2), 79–90 (1998)].
Mouse embryonic stem cell lines Acvrl1 +/- and Acvrl1 +/+ Generated at Leiden University Medical Centre [Thalgott, J.H. et al. Circulation. 138 (23), 2698–2712 (2018)].
Mouse embryonic stem cells line E14 Provided by M Letarte laboratory and generated according to Cho, S. K., et al. Blood. 98 (13), 3635–3642 (2001).
Mouse embryonic stem cells line R1 (ATCC SCRC-1011) ATCC SCRC-1011 Generated by Dr A Nagy, Samuel Lunenfeld Research Institute, Mount Sinai Hospital, 600 University Ave, Toronto, Ontario, M5G 1X5, Canada. [Nagy, A., et al. Procedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90 (18), 8424–8428 (1993)].
Mouse embryonic stem cells line Z/Red (strain 129/Ola) Generated by Dr A Nagy, Samuel Lunenfeld Research Institute, Mount Sinai Hospital, 600 University Ave, Toronto, Ontario, M5G 1X5, Canada [Vintersten, K., et al. Genesis. 40 (4), 241–246 (2004)].
NanoDrop 1000 UV/VIS Spectrophotometer Thermo Fischer Scientific ND-1000
PD0325901 Selleckchem S1036
PDGF-BB, Recombinant Human Peprotech 100-14B
Pecam-1 antibody, Rat Anti-Mouse BD Biosciences 550274
Penicillin-streptomycin (10,000 U/mL) Gibco, Thermofisher scientific 15140122
Petri dish, PS, 94/16 mm, standard ,with vents, sterile Greiner Bio-One 633181
Pipetboy acu 2 Integra-Biosciences 155 019
Pipetman G Multichannel P8 x 200G Gilson F144072
Pipetman G Starter Kit, 4 Pipette Kit, P2G, P20G, P200G, P1000G Gilson F167360
Recombinant Human BMP-4 Protein R&D Systems 314-BP
RNeasy Plus mini Kit QIAGEN 74134
Serological pipettes, 10 mL Greiner Bio-One 607 180
Serological pipettes, 25 mL Greiner Bio-One 760 180
Serological pipettes, 5 mL Greiner Bio-One 606 180
Sodium hydroxide (NaOH) Merck 106498
Sodium pyruvate 100 mM Gibco, Thermofisher scientific 11360039
Test tubes 5ml round-bottom with cell-strainer cap Corning 352235
Thermal cycler, T100 Biorad 1861096
Triton X-100 (BioXtra) Sigma Aldrich T9284
Trypan Blue Solution, 0.4% Gibco, Thermofisher scientific 15250061
Trypsin (2.5%) Gibco, Thermofisher scientific 15090046
Vacuum Filter/Storage Bottle System, 500 mL Corning 430758
VEGFA165 , recombinant murine Peprotech 450-32
Water, Sterile Fresenius-Kabi B230531
Waterbath, Lab-Line Digital Thermo Fischer Scientific 18052A

References

  1. Moffat, J. G., Vincent, F., Lee, J. A., Eder, J., Prunotto, M. Opportunities and challenges in phenotypic drug discovery: an industry perspective. Nature Reviews Drug Discovery. 16 (8), 531-543 (2017).
  2. Horvath, P., et al. Screening out irrelevant cell-based models of disease. Nature Reviews. Drug Discovery. 15 (11), 751-769 (2016).
  3. Low, L. A., Mummery, C., Berridge, B. R., Austin, C. P., Tagle, D. A. Organs-on-chips: into the next decade. Nature Reviews. Drug Discovery. , (2020).
  4. Ma, C., Peng, Y., Li, H., Chen, W. Organ-on-a-Chip: A new paradigm for drug development. Trends in Pharmacological Sciences. 42 (2), 119-133 (2021).
  5. Swinney, D. C., Anthony, J. How were new medicines discovered. Nature Reviews Drug Discovery. 10 (7), 507-519 (2011).
  6. Hussain, S., et al. High-content image generation for drug discovery using generative adversarial networks. Neural Networks: The Official Journal of the INternational Neural Network Society. 132, 353-363 (2020).
  7. Scheeder, C., Heigwer, F., Boutros, M. Machine learning and image-based profiling in drug discovery. Current Opinion in Systems Biology. 10, 43-52 (2018).
  8. Wagner, B. K., Schreiber, S. L. The power of sophisticated phenotypic screening and modern mechanism-of-action methods. Cell Chemical Biology. 23 (1), 3-9 (2016).
  9. Scannell, J. W., Bosley, J. When quality beats quantity: Decision theory, drug discovery, and the reproducibility crisis. PLoS One. 11 (2), 0147215 (2016).
  10. Webster, J. D., Santagostino, S. F., Foreman, O. Applications and considerations for the use of genetically engineered mouse models in drug development. Cell and Tissue Research. 380 (2), 325-340 (2020).
  11. Howland, D. S., Munoz-Sanjuan, I. Mind the gap: models in multiple species needed for therapeutic development in Huntington’s disease. Movement Disorders: Official Journal of the Movement Disorder Scoiety. 29 (11), 1397-1403 (2014).
  12. Galaris, G., Thalgott, J. H., Lebrin, F. P. G. Pericytes in hereditary hemorrhagic telangiectasia. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1147, 215-246 (2019).
  13. Thalgott, J. H., et al. Decreased expression of vascular endothelial growth factor receptor 1 contributes to the pathogenesis of hereditary hemorrhagic telangiectasia type 2. Circulation. 138 (23), 2698-2712 (2018).
  14. Lebrin, F., et al. Thalidomide stimulates vessel maturation and reduces epistaxis in individuals with hereditary hemorrhagic telangiectasia. Nature Medicine. 16 (4), 420-428 (2010).
  15. Czechanski, A., et al. Derivation and characterization of mouse embryonic stem cells from permissive and nonpermissive strains. Nature Protocols. 9 (3), 559-574 (2014).
  16. Elling, U., et al. A reversible haploid mouse embryonic stem cell biobank resource for functional genomics. Nature. 550 (7674), 114-118 (2017).
  17. Cheng, J., et al. Targeting pericytes for therapeutic approaches to neurological disorders. Acta Neuropathologica. 136 (4), 507-523 (2018).
  18. Chade, A. R. Small vessels, big role: Renal microcirculation and progression of renal injury. Hypertension. 69 (4), 551-563 (2017).
  19. Jourde-Chiche, N., et al. Endothelium structure and function in kidney health and disease. Nature Reviews. Nephrology. 15 (2), 87-108 (2019).
  20. van Duinen, V., et al. Standardized and scalable assay to study perfused 3D angiogenic sprouting of iPSC-derived endothelial cells in vitro. Journal of Visualized Experiment: JoVE. (153), e59678 (2019).
  21. Chappell, J. C., Taylor, S. M., Ferrara, N., Bautch, V. L. Local guidance of emerging vessel sprouts requires soluble Flt-1. Developmental Cell. 17 (3), 377-386 (2009).
  22. Sato, Y., Rifkin, D. B. Inhibition of endothelial cell movement by pericytes and smooth muscle cells: activation of a latent transforming growth factor-beta 1-like molecule by plasmin during co-culture. Journal of Cell Biology. 109 (1), 309-315 (1989).
  23. Tchaikovski, V., Olieslagers, S., Bohmer, F. D., Waltenberger, J. Diabetes mellitus activates signal transduction pathways resulting in vascular endothelial growth factor resistance of human monocytes. Circulation. 120 (2), 150-159 (2009).
  24. Staton, C. A., Reed, M. W., Brown, N. J. A critical analysis of current in vitro and in vivo angiogenesis assays. International Journal of Experimental Pathology. 90 (3), 195-221 (2009).
  25. Herbert, S. P., Stainier, D. Y. Molecular control of endothelial cell behaviour during blood vessel morphogenesis. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 12 (9), 551-564 (2011).
  26. Nakatsu, M. N., Hughes, C. C. An optimized three-dimensional in vitro model for the analysis of angiogenesis. Methods in Enzymology. 443, 65-82 (2008).
  27. Nakatsu, M. N., Davis, J., Hughes, C. C. Optimized fibrin gel bead assay for the study of angiogenesis. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (186), (2007).
  28. Gau, D., et al. Pharmacological intervention of MKL/SRF signaling by CCG-1423 impedes endothelial cell migration and angiogenesis. Angiogenesis. 20 (4), 663-672 (2017).
  29. Torres-Estay, V., et al. Androgens modulate male-derived endothelial cell homeostasis using androgen receptor-dependent and receptor-independent mechanisms. Angiogenesis. 20 (1), 25-38 (2017).
  30. Merjaneh, M., et al. Pro-angiogenic capacities of microvesicles produced by skin wound myofibroblasts. Angiogenesis. 20 (3), 385-398 (2017).
  31. Rezzola, S., et al. In vitro and ex vivo retina angiogenesis assays. Angiogenesis. 17 (3), 429-442 (2014).
  32. Wang, X., Phan, D. T. T., George, S. C., Hughes, C. C. W., Lee, A. P. 3D Anastomosed microvascular network model with living capillary networks and endothelial cell-lined microfluidic channels. Methods in Molecular Biology. 1612, 325-344 (2017).
  33. Nicosia, R. F., Ottinetti, A. Growth of microvessels in serum-free matrix culture of rat aorta. A quantitative assay of angiogenesis in vitro. Laboratory Investigation; A Journal of Technical Methods and Pathology. 63 (1), 115-122 (1990).
  34. Nicosia, R. F. The aortic ring model of angiogenesis: a quarter century of search and discovery. Journal of Cellular and Molecular Medicine. 13 (10), 4113-4136 (2009).
  35. Nowak-Sliwinska, P., et al. Consensus guidelines for the use and interpretation of angiogenesis assays. Angiogenesis. 21 (3), 425 (2018).
  36. Belair, D. G., Schwartz, M. P., Knudsen, T., Murphy, W. L. Human iPSC-derived endothelial cell sprouting assay in synthetic hydrogel arrays. Acta Biomaterialia. 39, 12-24 (2016).
  37. Bezenah, J. R., Kong, Y. P., Putnam, A. J. Evaluating the potential of endothelial cells derived from human induced pluripotent stem cells to form microvascular networks in 3D cultures. Scientific Reports. 8 (1), 2671 (2018).
  38. Henderson, A. R., Choi, H., Lee, E. Blood and lymphatic vasculatures on-chip platforms and their applications for organ-specific in vitro modeling. Micromachines (Basel). 11 (2), 147 (2020).
  39. Lin, D. S. Y., Guo, F., Zhang, B. Modeling organ-specific vasculature with organ-on-a-chip devices. Nanotechnology. 30 (2), 024002 (2019).
  40. Pollet, A., den Toonder, J. M. J. Recapitulating the vasculature using organ-on-chip technology. Bioengineering. 7 (1), 17 (2020).
  41. Cochrane, A., et al. Advanced in vitro models of vascular biology: Human induced pluripotent stem cells and organ-on-chip technology. Advanced Drug Delivery Reviews. 140, 68-77 (2019).
check_url/62554?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Galaris, G., Thalgott, J. H., Teston, E., Lebrin, F. P. In Vitro Three-Dimensional Sprouting Assay of Angiogenesis Using Mouse Embryonic Stem Cells for Vascular Disease Modeling and Drug Testing. J. Vis. Exp. (171), e62554, doi:10.3791/62554 (2021).

View Video