本手稿详细介绍了如何从小鼠大脑中分离海马动脉和毛细血管,以及如何为压力的焦疗、免疫荧光、生物化学和分子研究加压它们。
从微妙的行为改变到晚期痴呆症,血管认知障碍通常在脑缺血后发展。中风和心脏骤停是显性畸形疾病,都诱发脑缺血。然而,在理解血管认知障碍,然后开发性别特异性治疗方面的进展,在功能研究中受到研究小鼠模型大脑微循环的挑战部分限制。在这里,我们提出一种方法,以检查毛细管到动脉信号在从小鼠大脑前体海马毛细管毛细管动脉(HiCaPA)制备。我们描述了如何分离、增射和加压微循环,以测量动脉直径以响应毛细管刺激。我们展示了哪些适当的功能控制可用于验证HiCaPA制备的完整性,并显示典型结果,包括测试钾作为神经血管耦合剂和最近具有特征的抑制剂Kir2内矫正钾通道系列,ML133的效果。此外,我们比较了从雄性小鼠和雌性小鼠获得制剂的反应。虽然这些数据反映了功能调查,但我们的方法也可用于分子生物学、免疫化学和电生理学研究。
大脑表面的皮环流一直是许多研究的对象,部分原因是它的实验可及性。然而,脑血管的拓扑结构创造了不同的区域。与富含麻醉剂的强健的皮球网络相比,脑内腹腔动脉(PAs)存在有限的辅助供应,每个细胞都渗透神经组织1、2的离散体积。这造成了对血流的瓶颈效应,结合独特的生理特征3,4,5,6,7,8,使脑动脉成为脑血流(CBF)调节9,10的关键部位。尽管PA的隔离和分离技术挑战固有的,但在过去十年中,使用加压容器11、12、13、14、15、16、17的体外功能研究的兴趣日益浓厚。引起这种兴趣增加的原因之一是,对神经血管耦合(NVC)进行了大量研究,这种机制支撑着大脑功能性高血症18。
区域方面,CBF在局部神经激活19后可迅速增加。控制NVC的蜂窝机制和信令特性尚未完全了解。然而,我们在NVC期间发现了一个以前未预料到的脑毛细血管作用,在感知神经活动并将其转化为超极化电信信号以稀释上游动脉20、21、22。作用电位23、24和大导导 Ca2+激活 K+ (BK) 通道在星形端脚25、26上增加间隙钾电浓度 [K]o,导致在毛细血管内膜中激活强的内整整流器 K+ (Kir) 通道。此通道由外部 K+激活,但也由超极化本身激活。通过间隙结扩散,超极化电流然后在相邻的毛细管内皮细胞中再生,并持续到动脉,导致肌细胞放松和CBF增加20,21。对该机制的研究导致我们开发出一种加压毛细管-皮伦皮毛毛(CaPA)制剂,以测量血管刺激期间用血管活性剂的动脉直径。CaPA 制剂由可口的脑内动脉段组成,具有完好的下游毛细管冲压。毛细管末端被微移液器压缩在室玻璃底部,从而遮挡并稳定整个血管形成20,21。
我们之前通过成像CaPA制剂从小鼠皮层20,21和动脉从大鼠杏仁核13和海马16,17进行仪器创新。由于海马血管因其对病理条件的易感性而受到更多的关注,因此,我们在此提供了一种从小鼠海马场(HiCaPA)制备CaPA的分步方法,该方法不仅可用于功能性NVC研究,还可用于分子生物学、免疫化学和电生理学。
本手稿中描述的加压 HiCaPA(海马毛细血管-皮毛动脉)制备是我们隔离、加压和研究眼皮动脉29的既定程序的延伸。我们最近报告说,脑毛细管内皮细胞中的Kir2.1通道感觉增加[K]o与神经激活相关,并产生一个上升的超极化信号,以向上动脉20。通过从皮质微循环20、21开发CaPA制剂,部分地揭示了毛细血?…
The authors have nothing to disclose.
作者们感谢朱尔斯·莫林对手稿的有见地的评论。这项研究由CADASIL共同有希望的非营利组织、妇女健康与研究中心和NHLBI R01HL136636(FD)的奖项资助。
0.22µm Syringe Filters | CELLTREAT Scientific Products | 229751 | |
12-0 Nylon (12cm) Black | Microsurgery Instruments, Inc | S12-0 NYLON | |
Automatic Temperature Controller | Warner Instruments | TC-324B | |
Borosilicate Glass O.D.: 1.2 mm, I.D.: 0.68 mm | Sutter Instruments | B120-69-10 | |
Bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | A7030 | |
CaCl2 dihydrate | Sigma-Aldrich | C3881 | |
D-(+)-Glucose | Sigma-Aldrich | G5767 | |
Dissection Scope | Olympus | SZ11 | |
ECOLINE VC-MS/CA 4-12 — complete Pump with Drive and MS/CA 4-12 pump-head | Ismatec | ISM 1090 | |
EGTA | Sigma-Aldrich | E4378 | |
Fine Scissors – Sharp | Fine Science Tools | 14063-09 | |
Inline Water Heater | Warner Instruments | SH-27B | |
Integra™ Miltex™Tissue Forceps | Fisher Scientific | 12-460-117 | |
KCl | Sigma-Aldrich | P9333 | |
KH2PO4 | Sigma-Aldrich | P5379 | |
Magnesium sulfate heptahydrate | Sigma-Aldrich | M1880 | |
MgCl Anhydrous | Sigma-Aldrich | M8266 | |
Micromanipulator | Narishige | MN-153 | |
ML 133 hydrochloride | Tocris | 4549 | |
MOPS | Sigma-Aldrich | M1254 | |
NaCl | Sigma-Aldrich | S9625 | |
NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | S9638 | |
NaHCO3 | Sigma-Aldrich | S8875 | |
NS309 | Tocris | 3895 | |
Picospritzer III – Intracellular Microinjection Dispense Systems, 2-channel | Parker Hannifin | 052-0500-900 | |
Pressure Servo Controller with Peristaltic Pump | Living Systems Instrumentation | PS-200 | |
Sodium pyruvate | Sigma-Aldrich | P3662 | |
Super Fine Forceps | Fine Science Tools | 11252-20 | |
Surgical Scissors – Sharp-Blunt | Fine Science Tools | 14001-13 | |
Vertical Micropipette Puller | Narishige | PP-83 |