Summary

Kornea mikrocep Testi: Fare Eye Angiogenezis Bir Model

Published: August 16, 2014
doi:

Summary

Protokol farelerde geliştirilen komea mikro-tahlili tarif eder.

Abstract

Fare korneal mikrocep denemesi angiogenesisi değerlendirilmesi için sağlam ve kantitatif in vivo deneydir. Doğal olarak kornea avasküler boyunca kan damarı büyümesi tetiklemek belirli büyüme faktörlerini içeren standart yavaş salimli peletleri kullanarak, anjiyojenez ölçülebilir ve hesaplanabilir. Bu deneyde, bir anjiyojenik tepki kullanılan büyüme faktörü türüne ve miktarına bağlı olarak, birkaç gün boyunca oluşturulur. Neovaskularizasyon indüksiyonu ya da genel olarak temel fıbroblast büyüme faktörü (bFGF) veya vaskular endotelyal büyüme faktörü (VEGF) tarafından tetiklenir. Sukralfat ve Hydron (poli-HEMA (poli (2-hidroksietil metakrilat))) ve peletler halinde karışımın döküm bu büyüme faktörleri birleştirerek, bu cerrahi fare gözüne implante edilebilir. Bu üniforma topaklar damar alanı q için gerekli yeterli anjiyojenik yanıt sağlayan (sırasıyla bFGF veya VEGF) beş veya altı gün boyunca büyüme faktörleri, yavaş serbest bırakınyarıklı bir lamba kullanılarak uantification. Bu deney, anjiyojenik modülatörü ilaç ya da tedavi yanı sıra, anjiyojenezi etkilemeye, farklı genetik geçmişlerde arasında karşılaştırma değerlendirme dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Bu testte uyguladıktan sonra bir uzman araştırmacı göz başına en az 5 dakika bir pelet naklediyorlar.

Introduction

Anjiyogenez süreci, yeni kan damarlarının oluşumu olan önceden varolan de kurulabilir, oldukça karmaşıktır ve damar filizlenme ve morfojenezinin farklı aşamaları kontrol eden endojen faktörler ile düzenlenir. Anjiyogenesis nedeniyle yanlısı ve anti-anjiyogenik faktörler arasındaki dengenin bir vardiya, normalde hareketsiz bir durumda damarsal koruyan bir denge için tetiklenir. Yetişkinlerde Anjiyogenez, kadın yumurtalık döngüsü sırasında veya yara iyileşmesi ve doku rejenerasyonu gibi tamir yöntemleriyle bazı fizyolojik koşullar altında meydana gelir. Ancak, aynı zamanda maligniteler, otoimmün hastalık ve enflamatuar hastalıklar da dahil olmak üzere birkaç patolojiden bir özelliğidir. Bu fizyolojik ve patolojik durumlarda angiogenesisin katılımı araştırma ve terapisi için çekici bir hedef yapan önemli bir konudur.

Nedeniyle anjiyogenez karmaşıklığı ve çeşitli ce tutulumunamodelleri sınırlı kalması ve eşsiz bir mikro-ortam, in vivo özetlemek olamaz in vitro endotel hücreleri, perisitler, destek hücreler ve stromal dolaşımdaki hücreleri de dahil olmak üzere bu süreçte ve LLS etkenler. Angiogenesis in vitro tahlilleri ana ölçüde endotel hücreleri üzerinde doğrudan etkilerinin gözlenmesi ve kontrollü koşullar altında anjiyojenik işleminde bazı adımlar ölçme üzerine odaklanmıştır. Bu deneyler 1, endotel hücre çoğalmasının, göç 2, 3 ağı oluşumu, tüp oluşumu 4 ölçülmesini ve parçacıklarının 5 çimlenme bulunmaktadır. Ex vivo modelleri, in vitro olanlardan farklı olarak, daha karmaşık ve çoğul doku hücre tipleri dahil, bir örnek olmak aort halkası deney 6. In vivo var Yine de, diğer sistemler gibi, dolaşımdaki hücrelerin katkısını ve endotel hücrelerinin doğal dokudan yakalayamazsınız. Girişimleriçok gelişmiş olmasına rağmen, mikroakışkan sistemleri 7 kullanılarak yapılmaktadır in vivo ayarı, ancak hatta bu deneyleri taklit akış altında anjiogenezisi çalışma, halen in vivo mevcut tüm bölmelere için açıklayamazlar.

Nedeniyle, in vitro ve ex vivo anjiyogenez modellerinin sınırlamalara in vivo modeller anjiyogenez çalışmaları için daha güvenilir seçimler kalır. Bu modelleri örnekleri mikroskop 8 altında büyüyen kan damarlarının görselleştirme izin şeffaf odaları, "pencere", implantasyon dahil, örneğin fare kulağı ve tavuk koryoallantoik zarı gibi normal dokularda matrigel ve damar oluşumu gibi enjekte cilt altı implantları (CAM ). Bununla birlikte, en kabul edilebilir ve kantitatif in vivo anjiyogenez modellerden biri doğal avasküler kullanan burada tarif edilen korneal mikrocep neovaskularizasyon tahlili, birBir "ekran" olarak kornea görselleştirmek ve yeni anjiyojenik büyüme 9 değerlendirmek için.

Farelerde geliştirilen Burada komea mikro-tahlili tarif eder. İlk model tavşan kornealarından spesifik olmayan anjiyojenik uyaranlara ölçmek için kullanılmıştır. Bu, tavşan gözün ön odasının sulu cismi; tümör parçaları sokulması ile yapılabilir ve tümörle tetiklenmiş neovaskülarizasyon 11 ölçülmüştür.

Ancak, deney sonra daha iyi belirlemek ve anjiyojenik etkisini standardize spesifik büyüme etkilerini incelemek için 10 faktörleri gelişti. Gözdeki büyüme faktörü serbest bırakmak amacıyla, anjiogenik büyüme faktörleri, bilinen miktarlarda ihtiva eden yavaş salımlı peletler yerine dokuların kullanılmıştır. Örneğin bFGF ve VEGF gibi saflaştırılmış rekombinant anjiyojenik proteinlerin mevcudiyeti anjiyojenez module 12 belirli hedeflere olarak kullanımı gerekmektedir. Başlangıçta, tahlilidirbüyük ölçüde onların büyüklüğü nedeniyle ancak daha sonra model fareler çevrilmiş ile çalışmak daha kolay tavşanlarda, kullanılan; Bir daha küçük ve daha az pahalı hayvan modeli. Farelere tavşan kayıyor böylece anjio 13 etkileyen genetik bileşenleri içine yeni bir araştırma alanı oluşturarak, genetik manipüle hayvanları kullanmak için güçlü olmak önemli bir avantaj sağladı. Anjiyojenez okuyan kornea deneyinin daha kabul edilebilir kullanımına ek olarak, diğer biyolojik prosesler için de değiştirilebilir deneyler kullanılarak araştırılmaktadır olabilir. Örneğin, lenfanjiyogenezin çalışmalar spesifik moleküler belirteçlerin 14 ile lenfatik damarların görselleştirme izin düşük doz bFGF'dir pelet implantasyonu ile mümkün yapılmıştır. Buna ek olarak, bu tahlili, angiogenesisin 15 radyasyonun etkilerini değerlendirmek için bir araç sağlamaktadır.

Toplamı, korneal mikrocep denemesi anjiyojenez niceliksel, temsilcisi olduğunuroducible, in vivo anjiyogenezin esnek bir değerlendirme. Bu tahlilde önemli bir avantajı, gemilerin, doğal olarak avasküler doku üzerinde büyür, çünkü arka plan kapların ölçüm gereksiz olmasıdır. Burada ayrıntılı olarak, bu testin protokolü tarif oluşabilir ve farklı senaryolar tartışır. Deney, 3 'farklı parçadan oluşur. Burada elde edilen nörovasküler büyüme ölçmek için kullanılan bir gelişme faktörü dahil topakların hazırlanmasını izleyen cerrahi implantasyon metodu ve son olarak anlatacağız.

Protocol

Hayvanları ile ilgili tüm protokoller sunulan ve onaylanan Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından Boston Çocuk Hastanesi de ve Laboratuvar Hayvanları Bakımı Değerlendirme ve Akreditasyon Derneği (AAALAC) tavsiyelerine uygun olarak yürütülmektedir edilir. Prosedürü gerçekleştirirken, steril aletleri ve aseptik techniqure kullandığınızdan emin olun. Topakların hazırlanması 1. Sukralfat, 10 mg ve steril bir spatula ile bükülmemiş Hydron, 60 m…

Representative Results

Normal düşük anjiyojenik C57BL / 6J fareler bFGF ve VEGF peletler için tipik sonuçlar, Şekil 2A ve B de gösterildiği gibi, sırasıyla. Şekil 2E, bu büyüme değişen dozları ile C57BL / 6J suş içerisinde damar alanının normal dağılımı (VA) görülmektedir faktörler. 1,8-2,4 mm2 aralığında değerler kabul edilebilir olsa da 80 ng bFGF topaklar normal olarak yaklaşık 2.0 mm2 bir VA neden olur. 200 ng VEGF k?…

Discussion

Başarılı bir kornea tahlilini yapmak, bazı kritik adımlar vardır. İlk implante olması ve damarların uyarabiten üniforma peletlerini yapıyor. Pelet hazırlık en önemli parçaları) taşıyıcı-serbest büyüme faktörü kullanılarak 1; 2) peletler döküm örgüye eppendorf tüpüne dikkatli bir şekilde, ancak ikinci hızla hareket eden nihai karışımı), sukralfat ve Hydron ve 3 büyüme faktörü iyi bir karışım sağlamak. O "kukla" topaklar tekniği uygulamak için büyüme faktörü olm…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Biz grafik çalışması için Kristin Johnson teşekkür ederim.

Materials

Section 1: Pellet preparation
Sucralfate Sigma #S0652
Hydron (aka Poly(2-Hema)) Sigma #P3932-10G
Ethanol Pharmco Products Inc #111000200CSGL
Growth factors: Must be carrier-free (no bovine serum albumin(BSA))
 Fibroblast growth factor (FGF) PeproTech #AF-100-18B
Vascular endothelial growth factor (VEGF) R & D Systems #293-VE-050/CF
35 mm dish Becton-Dickson #353001 Used for storage of pellets
10 cm petri dish VWR #25384-342 Used as work surface for preparing pellets
Mesh Sefar America #03–300/51 300 um nitex nylon, cut into cm square pieces and sterilzed in autoclave
Spatulas Fisher Scientific #21-401-10 Use tapered end of one to break up pellet mixture. Bend tapered end of other to help remove mixture from microcentrifuge tube.
Microcentrifuge tubes Fisher Scientific #05-408-146 One for hydron, one for sucralfate
Jewelers forceps, #5 Ambler Surgical #2315E Need 2 for pulling mesh apart
Centrifugal evaporator ThermoSavant DNA110 SpeedVac
Section 2: Surgical implantation of pellets
Operating microscope Zeiss
2.5% Avertin General anesthetic
Proparacaine hydrochloride ophthalmic solution 0.5% Falcon NDC# 6131401601 Eye anesthetic
Triple Antibiotic Ophthalmic Ointment Bausch & Lomb NDC# 2420878055 Contains neomycin, polymixin and bacitracin
Ophthalmic microknife, 5 mm Surgistar #924501 30 degree angle
von Graef knife Ambler Surgical #3401E
Jewelers forceps, #1 Ambler Surgical #2301E Must be blunted with sharpening stone for proptosing eye
Jewelers forceps, #5 Ambler Surgical #2305E For picking up pellets and placing on eye
Small curved scissors Ambler Surgical #5636E For trimming whiskers
Gauze For blotting eye after proparacaine
Section 3: Grading of Corneal Neovascularization
2.5% Avertin General anesthetic
Slit lamp Nikon FS-2 Needs an ocular with a reticule to assist in measuring

Referencias

  1. Gospodarowicz, D., Moran, J., Braun, D., Birdwell, C. Clonal growth of bovine vascular endothelial cells: fibroblast growth factor as a survival agent. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 73, 4120-4124 (1976).
  2. Glaser, B. M., D’Amore, P. A., Seppa, H., Seppa, S., Schiffmann, E. Adult tissues contain chemoattractants for vascular endothelial cells. Nature. 288, 483-484 (1980).
  3. Kubota, Y., Kleinman, H. K., Martin, G. R., Lawley, T. J. Role of laminin and basement membrane in the morphological differentiation of human endothelial cells into capillary-like structures. J. Cell Biol. 107, 1589-1598 (1988).
  4. Montesano, R., Orci, L. Tumor-promoting phorbol esters induce angiogenesis in vitro. Cell. 42, 469-477 (1985).
  5. Korff, T., Augustin, H. G. Integration of endothelial cells in multicellular spheroids prevents apoptosis and induces differentiation. J. Cell Biol. 143, 1341-1352 (1998).
  6. Nicosia, R. F., Tchao, R., Leighton, J. Histotypic angiogenesis in vitro: light microscopic, ultrastructural, and radioautographic studies. In Vitro. 18, 538-549 (1982).
  7. Wong, K. H., Chan, J. M., Kamm, R. D., Tien, J. Microfluidic models of vascular functions. Annu Rev Biomed Eng. 14, 205-230 (2012).
  8. Sandison, J. C. A new method for the microscopic study of living growing tissues by the introduction of a transparent chamber in the rabbit’s ear. Anat. Rec. 28, 281-287 (1924).
  9. Jain, R. K., Schlenger, K., Hockel, M., Yuan, F. Quantitative angiogenesis assays: progress and problems. Nat. Med. 3, 1203-1208 (1997).
  10. Rogers, M. S., Birsner, A. E., D’Amato, R. J. The mouse cornea micropocket angiogenesis assay. Nat. Protoc. 2 (10), 2545-2550 (2007).
  11. Gimbrone, M. A., Leapman, S. B., Cotran, R. S., Folkman, J. Tumor dormancy in vivo by prevention of neovascularization. J. Exp. Med. 136, 261-276 (1972).
  12. Gimbrone, M. A., Cotran, R. S., Leapman, S. B., Folkman, J. Tumor growth and neovascularization: an experimental model using the rabbit cornea. J. Natl. Cancer Inst. 52, 413-427 (1974).
  13. Rohan, R. M., Fernandez, A., Udagawa, T., Yuan, J., D’Amato, R. J. Genetic heterogeneity of angiogenesis in mice. FASEB J. 14 (7), 871-876 (2000).
  14. Chang, L. K., et al. Dose-dependent response of FGF-2 for lymphangiogenesis. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (32), 11658-11663 (2004).
  15. Udagawa, T., Birsner, A. E., Wood, M., D’Amato, R. J. Chronic suppression of angiogenesis following radiation exposure is independent of hematopoietic reconstitution. Cancer Res. 67 (5), 2040-2045 (2007).
  16. Turner, P. V., Albassam, M. A. Susceptibility of rats to corneal lesions after injectable anesthesia. Med Comp. 55 (2), 175-182 (2005).
  17. Calderone, L., Grimes, P., Shalev, M. Acute reversible cataract induced by xylazine and by ketamine-xylazine anesthesia in rats and mice. Exp. Eye Res. 42, 331-337 (1986).

Play Video

Citar este artículo
Birsner, A. E., Benny, O., D’Amato, R. J. The Corneal Micropocket Assay: A Model of Angiogenesis in the Mouse Eye. J. Vis. Exp. (90), e51375, doi:10.3791/51375 (2014).

View Video