使用张力测量小体积腔肌图测量小鼠胸主动脉内皮依赖性血管松弛
Summary
本协议描述了使用多腔肌图系统在小鼠主动脉内皮功能的实验 离体 评估中的张力肌图技术的概念和技术应用。
Abstract
小容量腔张力肌图是一种常用的技术，用于评估实验动物和从人体组织分离的小动脉中大小血管的血管收缩力。该技术允许研究人员在严格控制和标准化（近生理）的环境中维持孤立的血管，并可以选择适应各种环境因素，同时用可能诱导血管收缩或血管舒张的不同药理学药物挑战分离的血管。肌图室还提供了一个平台来测量血管反应性，以响应可能单独或同时影响平滑肌和内皮层功能的各种激素、抑制剂和激动剂。血管壁是一个复杂的结构，由三个不同的层组成：内膜（内皮层）、介质（平滑肌和弹性蛋白纤维）和外膜（胶原蛋白和其他结缔组织）。为了清楚地了解每一层的功能特性，访问实验平台和系统至关重要，该平台和系统将允许采用组合方法同时研究所有三层。这种方法需要进入一种半生理条件，该条件将模仿离体环境中的体内环境。小容量腔室张力肌成像为评估环境线索、实验变量或药理激动剂和拮抗剂对血管特性的影响提供了理想的环境。多年来，科学家们一直使用张力肌图技术来测量内皮功能和平滑肌收缩力，以响应不同的药物。在本报告中，使用小容量腔张力肌图系统来测量分离的小鼠主动脉中的内皮功能。本报告重点介绍如何使用小容量腔张力肌图来评估大动脉（如胸主动脉）小段内皮的功能完整性。
Introduction
在过去的几十年里，小腔肌图系统已被用于在 离体实时设置中测量不同层血管壁对各种药理学试剂和神经递质的反应性。血管反应性是健康功能性血管的主要组成部分，对于调节外周和脑血管的血流和灌注至关重要1。在血管壁内，内皮和平滑肌层之间的相互作用是血管张力的主要决定因素，血管张力也不断受到血管壁周围结缔组织层结构变化（外膜）的影响。
内皮层通过释放一些血管舒张因子（包括一氧化氮 （NO）、前列环素 （PGI2） 和内皮衍生的超极化因子 （EDHF））或通过产生血管收缩剂（如内皮素-1 （ET-1） 和血栓素 （TXA2））来控制血管运动2，3，4。在这些因素中，NO已被广泛研究，其在其他关键细胞功能（如炎症，迁移，存活和增殖）中的重要调节作用已在科学文献中被高度引用2，5。
在血管生物学领域，腔室肌图为血管生理学家和药理学家提供了一种有价值和可靠的工具，用于在严格控制的半生理系统中测量内皮功能1。目前，科学家可以使用两种不同的肌图系统：线（或针）张力（等距）肌图和压力肌图。在线肌造影系统中，血管在两根导线或针之间拉伸，允许对血管壁中的力或张力发展进行等长测量，而压力肌图是测量小阻力动脉血管反应性的首选平台，其中血压的变化被认为是血管张力和血管运动变化的主要刺激。人们普遍认为，对于肠系膜和脑动脉等小阻力动脉，压力肌造影会产生更接近人体生理状况的状况。小腔肌图可用于直径非常小（200-500μm）的血管到更大的血管，例如主动脉。
虽然线肌图是在等距条件下记录血管张力的强大系统，但压力肌图是测量血管直径变化以响应同量异位条件变化的更合适的系统。与主动脉等大弹性动脉相比，小肌肉动脉（小动脉）中血管中响应压力或流量变化的血管直径变化要大得多。由于这些原因，压力肌图被认为是具有大量血管反应性的小血管的更好工具1。多腔小容量腔张力肌图的另一个实际优势是，人们可以通过研究同一动脉和同一动物的多个（最多四个）段来识别不同机制对血管反应性的贡献，以减少变异性并产生可靠和确凿的数据。它在技术上也相对容易设置和维护。几乎任何大小的血管都可以用钢丝肌图仪进行研究。它是评估血管功能的一种更具成本效益的解决方案，并且在解剖血管的长度对于压力肌图方案来说太短的实验中是压力肌图的良好替代方案。
本报告提供了使用DMT-620多腔肌图系统（DMT-USA）的小容量腔张力肌成像技术中的安装销评估孤立的小鼠胸主动脉环内皮功能的详细方案。该协议使用6个月大的雄性C57BL6小鼠，平均重量在25-35g之间。幸运的是，考虑到该协议可用于广泛的血管类型和直径，该协议可以应用于各种动物类型和重量。
Protocol
Representative Results
Discussion
血管生物学领域严重依赖帮助研究人员评估血管壁的功能和结构完整性的工具。它还需要特别注意三层血管之间的直接和间接相互作用：内膜、介质和外膜。在这三层中，内膜由单层内皮细胞形成，在调节血管健康和止血方面具有非常重要的功能。
众所周知，内皮层的任何损伤都会对其释放NO和其他血管舒张因子的能力产生负面影响，导致血管功能失调，这在动脉粥样硬化，…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了美国国立卫生研究院（R15HL145646）和中西部大学研究生院的资助。
Materials
| Acetylcholine | SigmaAldrich | A6625-100G | |
| CaCl2 | SigmaAldrich | C4901-1KG | |
| Carbogen gas | Matheson | H103847 | |
| Dissecting scissors | FST | 91460-11 | |
| DMT 620 Multi chamber myograph system | DMT | DMT 620 | Multi chamber myograph system |
| Dumont forceps | FST | 91150-20 | |
| EDTA | SigmaAldrich | E5134-10G | |
| Glucose | SigmaAldrich | G8270-1KG | |
| HEPES | SigmaAldrich | H7006-1KG | |
| KCl | SigmaAldrich | P9541-1KG | |
| KH2PO4 | SigmaAldrich | P5655-1KG | |
| LabChart | ADI instruments | Data acquisition software | |
| Light source | Volpi | 14363 | |
| L-Name | Fischer Scientific | 50-200-7725 | |
| MgSO4 | SigmaAldrich | M2643-500G | |
| Microscope | Leica | S6D | stereo zoom microscope |
| NaCl | SigmaAldrich | S5886-5KG | |
| NaHCO3 | SigmaAldrich | S5761-500G | |
| Organ bath system | DMT | 720MO | |
| Phenylephrine | SigmaAldrich | P6126-10G | |
| Pump | Welch | 2546B-01 | |
| Software | ADI instruments | LabChart 8.1.20 | |
| Spring Scissors | FST | 15003-08 | |
| Sylgard 184 Kit | Electron Microscopy Services | 24236-10 | silicone elastomer kit |
| Tank Regulator | Fischer Scientific | 10575147 | |
| Water bath system | Fischer Scientific | 15-462-10 |
References
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