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.
真獣類の妊娠中の栄養物、ガス及び老廃物の交換は、胎盤によって媒介されます。女性の生殖器官で、子宮動脈は子宮への血液の主な導管があります。注入後、専門の船にこれらのブランチは、胎児胎盤ユニットに向かって基底脱落膜を介してコイルらせん動脈と呼ばれます。直径特に子宮ナチュラルキラー(UNK)細胞では、白血球に囲まれているこれらのらせん動脈の弾力性は、胎盤1,2にボリュームと利用可能な血液の速度を決定します。らせん動脈のリモデリングの結果として正しいの血行動態の変化は、妊娠の成功のために重要です。
根底にあるメカニズムは、ヒトおよびマウスの妊娠の間に細部では異なるが、両種におけるリモデリングプロセスの最終結果は、平滑筋層を失う拡張、高コンダクタンスの血管系です。マウスでは、UNK細胞由来インターフェロン(IFN-)γは、妊娠中期3-5付近でこれらの変化を誘導することが必要です。 NK細胞またはIFN-γシグナル伝達経路の成分のいずれかを欠くマウスは、これらの変更を受けることができず、これは、胎児胎盤部に十分な血液供給の重要性を強調し、低減胎児成長6,7に関連しています。初期の人間の妊娠中、間質および血管内絨毛外栄養膜の浸潤およびUNK細胞との相互作用は、血管の変化を誘導し、胎児の成長の8-10を促進するために重要です。コロニー刺激因子(GM-CSF)12 – UNK細胞は、ケモカイン11と、このような顆粒球マクロファージなどのサイトカインを介して人間の栄養膜の浸潤を調整することができます。浅い栄養膜浸潤は、子癇前症9に低減動脈リモデリングと妊娠合併症に関連付けられています。
このプロトコルは、重要な記述アンクロイの先駆的な研究に基づいています免疫組織化学とエレガントな転送実験5,13を介して、成功した血管リモデリングのための免疫系、特にNK由来のIFN-γの役割。ここでは、らせん動脈の改造の状態を評価するための迅速かつ経済的な方法を説明します。私たちの研究室は、日常的に妊娠中期(妊娠日(GD)9.5)14でこれを評価しますが、リモデリングプロセスはgd8.5 12.5 15との間で行われます。自動スライドスキャナーの登場は、大いにセクションから血管内腔面積の評価を容易にした、我々は、これは血管の直径を測定するよりもより再現性のアプローチであることが判明します。 SMAの免疫組織化学的検出の添加は立体評価から得られた結果の簡単な検証を可能にします。すべての立体的な技術と同様に、それは、少なくとも2つの審査官に目がくらんで実験として評価を実施することをお勧めします。この目的のために、ランダム化ステップは連続的に切断する際に導入することができますティンサンプルスライドを評価する研究者は、試料が来る実験どのグループから知っているしないように。
このプロトコルの全体的な目的は、妊娠関連の合併症のためのマウスモデルの文脈において、慎重に定義された母体および父系の遺伝子型を有するマウスにおいて、らせん動脈のリモデリングを評価するための信頼できるツールを提供することにあります。結果は正常な胎児の成長のために不可欠である、このプロセスのUNK細胞への依存を強調しています。
ここに提示されたプロトコルは、妊娠の成功のために必要な血管の変化を評価することにより、再現性のある方法を提供するように設計されています。この評価の成功のための重要な組織切片の品質です。正確に移植部位の妊娠期間を決定するだけでなく、確実に子宮動脈を結紮どちらも非常に重要なステップです。等の固定の時間、組織処理プロトコル、等のパラメータの変化も結果に影響を与え得ます。公平な立体評価のためには、各移植部位における血管の同じ数を測定することが重要です。これは、移植部位と三重の各移植部位あたり5隻を測定することをお勧めします。これらの15の測定値の平均が5最大血管の平均サイズを表します。
– / – IL2RG – / –さらにalymphoid RAG2からデータをここに示したマウスは、このprotのを見つけました阻害したNK細胞14のいずれかを含む不適切な母体の免疫機能のモデル数のocol便利。動脈リモデリングの欠陥はまた、障害の栄養膜浸潤18のモデルで示されており、ここに記載された技術は、これらの場合に、血管系を評価することが有益であり得ます。我々は、最適化、検証、このプロトコルをマウスで妊娠中期に脱落膜血管リモデリングの調査のために、それは他のモデル系(例えばラット)で、あるいは他の臓器で動作するように、このプロトコルを適応させることも考えられます。我々は、NK依存リモデリングがロバストgd9.5で評価することができることがわかりますが、このような母体血管系が完全に改造されgd12.5、などの他の時点のために改正することができます。この時点で、血管内栄養膜浸潤は16より深くであり、この時点では血管の変化のために、栄養膜の役割の調査のために、より適切であり得ます。追加の量的な読み出しが必要な場合は、研究者らはまた、SMAのために染色した切片の数を増やし、各移植部位内で部分的に改造船の割合を評価することができます。
このプロトコルの制限は、組織学的検査の記述的な性質です。機能アッセイは、しかし、ゆっくりとしか(例えばドップラー超音波19として)利用可能になってきています。これらの技術は、機器を取得し、維持するための技術的な専門知識とはるかに高い費用が必要ですが、組織学的に観察することができ、変更の影響をin vivoでの読み出しの縦を提供するという利点を有します。すべての立体検査の可能な欠点は、研究者の主観です。この目的を達成するために、独立して、すべてのサンプルを分析する二つの独立した審査官を使用すると、この問題を回避するのに役立ちます。ここで概説したプロトコルは多くの血液が胎児母体の界面に到達することができる方法への洞察を与えるが、それはCOMPLとそれを組み合わせることが有利であり得ますプラスチックを通して血管系における任意の時点で血液の総量を評価するementaryアプローチは、16をキャスト 。
このプロトコルの強度は、2つの独立したアプローチを組み合わせることです。血管の変化は、最初の定量的立体学によって評価され、その結果は、免疫組織化学を用いて定性的に検証されます。結果の信頼性をさらにサンプルをランダム化することによって強化することができます。このプロトコルのために調製された試料は、容易に厳密に妊娠中期での妊娠の表現型を評価するために、そのような目的の細胞のdecidualisation、妊娠のmesometrialリンパ集合(MLAp)の開発や免疫などの妊娠の他のパラメータを調査するために使用することができます。
動脈リモデリングは女性で合併症のない妊娠のための重要なステップであり、これらの変更の失敗は偉大な産科症候群(GOS)、すなわち、子癇前症、胎児の成長制限を支えると死産。ここでは、慎重にGOSの病態生理のいくつかの特性を模倣するマウスモデルにおける妊娠表現型を評価するための手法を提示します。
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 |