This protocol describes a technique to assess changes in the maternal vasculature during pregnancy in mice. Using stereological methods, remodeling of the decidual spiral arteries is assessed quantitatively and the results confirmed qualitatively using immunohistochemistry.
The placenta mediates the exchange of factors such as gases and nutrients between mother and fetus and has specific demands for supply of blood from the maternal circulation. The maternal uterine vasculature needs to adapt to this temporary demand and the success of this arterial remodeling process has implications for fetal growth. Cells of the maternal immune system, especially natural killer (NK) cells, play a critical role in this process. Here we describe a method to assess the degree of remodeling of maternal spiral arteries during mouse pregnancy. Hematoxylin and eosin-stained tissue sections are scanned and the size of the vessels analysed. As a complementary validation method, we also present a qualitative assessment for the success of the remodeling process by immunohistochemical detection of smooth muscle actin (SMA), which normally disappears from within the arterial vascular media at mid-gestation. Together, these methods enable determination of an important parameter of the pregnancy phenotype. These results can be combined with other endpoints of mouse pregnancy to provide insight into the mechanisms underlying pregnancy-related complications.
营养物质,气体和废产物的过程中真哺乳亚纲妊娠交换是由胎盘介导的。在女性生殖道,子宫动脉是血液的主要管道到子宫。植入后,这些分支成为专门的容器被称为螺旋动脉通过底蜕膜对胎儿胎盘单位线圈。直径和这些螺旋动脉,这是由白细胞包围,尤其子宫自然杀伤(UNK)细胞的弹性,决定体积和血液可用速度胎盘1,2。正确的血流动力学改变为螺旋动脉重塑的结果是妊娠成功的关键。
而潜在的机制在人和鼠妊娠之间的细节不同,在这两个物种重塑过程的最终结果是扩张型,高电导脉管即失去了它的平滑肌层。在小鼠中,UNK细胞衍生的干扰素(IFN-)γ就要引起这些变化在大约妊娠中期3-5。缺乏或者NK细胞或IFN-γ信号传导途径的组分小鼠不能经受这些变化,这是与减少胎儿生长6,7-关联,强调的充足的血液供应,胎儿胎盘单元的重要性。在人类早期妊娠,外滋养细胞的间质及血管内入侵及其与UNK细胞的相互作用是引起血管改变,促进胎儿生长8-10重要。 UNK细胞可以通过趋化因子11和细胞因子如粒细胞巨噬编排人类滋养细胞浸润-集落刺激因子(GM-CSF)12。浅滋养细胞浸润与减少动脉重塑和妊娠并发症,如先兆子痫9相关联。
该协议是基于安妮·克罗伊是谁介绍的很重要的开创性工作免疫系统,特别是NK-衍生的IFN-γ通过免疫组织化学和优雅转移实验5,13成功血管重塑的作用。在这里,我们描述了一种快速而经济的方式,以评估螺旋动脉重塑状态。虽然我们实验室常规于妊娠中期(妊娠天(GD)9.5)14评估这个,重塑过程需要gd8.5和12.5 15之间的地方。自动幻灯片扫描仪的出现,极大地促进了血管和管腔面积的评估由部分,我们发现这是不是测量血管直径更可重复的方法。在加入免疫组化检测的SMA的允许从体视评估获得的结果的一个简单的验证。如同所有的体视技术,建议由至少两个审查员来执行评估作为一个盲实验。为此目的,一个随机化步骤可以引入时串行地切婷的样本,以便评估的幻灯片研究者不知道从哪个实验组的样品来。
该协议的总体目标是提供一个可靠的工具来仔细评估螺旋动脉重塑在小鼠中定义母亲和父亲的基因型,在小鼠模型妊娠并发症的范围内。结果强调在此过程中,这是正常的胎儿生长所必需的细胞UNK的依赖性。
这里介绍的协议的目的是提供以用来评估所必需的成功怀孕的血管变化可再现方法。临界本评估的成功是组织切片的质量。这两个精确确定的植入部位的孕周,以及可靠的结扎子宫动脉是关键步骤。变化的参数,如时间固定的,组织处理协议等等也可能影响结果。对于无偏体视学评估,以测量在每个植入部位血管的数目相同是很重要的。它建议以测量每植入部位并且每个植入位点以一式三份5船只。这15个测量值的平均值代表着5大血管平均尺寸。
另外,从alymphoid 的Rag2数据– / – IL2RG – / –这里显示的小鼠,我们发现这PROTocol为一些的母体免疫功能不足的模型,其中包括抑制NK细胞14的一个很有用的。在动脉重塑缺陷也被证明在受损滋养细胞侵袭18的模型和此处所描述的技术可能会有所帮助,以评估在这些情况下,脉管。我们优化和验证此协议为蜕膜血管重塑在妊娠中期在小鼠调查,但还可以想到,以适应这个协议在其他模型系统 (例如大鼠)或甚至在其他器官中工作。而我们发现,对NK依赖性重塑可以鲁棒地评估在gd9.5,它可修正为其它时间点,如gd12.5,当产妇脉管被完全改造。在这个时间点,血管内滋养细胞浸润是更深16和这个时间点可以是更适合于滋养层的血管变化的作用的调查。如果额外的量化读数的需要,研究者还可以增加染色的SMA部的数量和每个植入位点内的评估部分改造血管的百分比。
该协议的限制是组织学检查的描述性。功能测定,然而,仅慢慢变得可用(例如多普勒超声19)。这些技术需要专业技术知识和用于获取和维护设备更高的费用,但是具有提供在体内的读出纵向为,可以在组织学可观察到的变化的影响的优点。所有的体视学考试的一个可能的缺点是研究者的主观性。为此,使用分析所有样品独立两个独立的考官可以帮助避免这个问题。而这里所概述的协议提供了洞察多少血如何到达胎母接口,它可能是有利的,可以与并发症结合通过塑料评估血液的总量在任何给定时间在脉管的ementary方法蒙上16。
该协议的优点是,它结合了两个独立的方法。血管变化是首次定量体视学评估,然后将结果进行验证定性采用免疫组化。结果的可靠性可以通过随机样品得到进一步加强。此协议中制备的样品可以容易地用于还研究怀孕的其他参数,如decidualisation,妊娠(MLAP)或感兴趣的细胞的免疫检测的mesometrial淋巴聚集体的发展,在妊娠中期到严格评估怀孕的表型。
动脉重构是妇女和这些变化的失败简单怀孕的关键一步巩固了很大的产科综合征(GOS),即先兆子痫,胎儿生长受限死胎。我们在座的技术来仔细评估,模仿GOS的病理生理的一些特点小鼠模型中怀孕的表型。
The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank all members of the Colucci lab for helpful discussions. This work was funded by The Wellcome Trust [094073/Z/10/Z], The Centre for Trophoblast Research and The British Heart Foundation.
C57BL/6 mice (8-12 weeks old) | Charles River | ||
Dental floss | |||
Polystyrene | Used for holding tissue in place | ||
Straight dissection scissors | EMS | 72940 | |
25G needles | BD | 300600 | Used for holding tissue in place |
50 ml conical tubes | Falcon | 352070 | |
Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma | HT501128-4L | |
Phosphate buffered saline | Sigma | P3813-10PAK | |
Ethanol | Sigma | 32221-2.5L | |
Paraffin | Sigma | 327204-1KG | |
Xylene | Fisher Scientific | X/0250/17 | |
Automated tissue processor | Sakura | 6032 | |
Microtome | Leica | RM2245 | |
Slide rack | Sigma | Z710989 | |
Coplin jar | Sigma | S5891 | |
Purified water | |||
Hematoxylin solution, Gill No. 3 | Sigma | GHS332-1L | |
Eosin Y solution | Sigma | HT110116-500ML | |
Fume hood | |||
Xylene-based mounting media | VWR | 361254D | |
Slide scanner | Hamamatsu | NanoZoomer | |
Slide scanner software | Hamamatsu | NDP viewer | |
Sodium citrate tribasic dihydrate | Sigma | 32320 | Make 10 mM solution and adjust pH to 6 |
Pressure cooker | Used for antigen retrieval | ||
Heating plate | Used for antigen retrieval | ||
Hydrophobic barrier pen | Vector | H-4000 | |
Hydrogen peroxide | Fisher Scientific | H/1800/15 | |
Tris buffered saline | Sigma | T6664-10PAK | |
Mouse on mouse kit | Vector | BMK-2202 | Significantly reduces background |
Mouse anti-human smooth muscle actin | DAKO | M0851 | Cross-reacts with mouse |
IgG2a isotype control | DAKO | X0943 | |
Humidified chamber | Sigma | H6644 | |
3,3’-Diaminobenzidine solution | Sigma | D4293-5SET | |
Hydrochloric acid | Fisher Scientific | H/1050/PB17 |