Denne protokollen presenterer en roman i vitro perle analysen som mer hensiktsmessig modeller prosessen med i vivo spirende angiogenese ved å inkludere pericytes. Denne endringen kan perle analysen til mer trofast recapitulate heterotypic mobilnettet samspillet mellom endotelceller og veggmaleri celler som er avgjørende for angiogenese.
Angiogenese er veksten av nye fra eksisterende blodkar og er en viktig komponent i mange biologiske prosesser, herunder embryogenesis og utvikling, sårheling, tumor vekst og metastasering, og okulær og hjerte sykdommer. Effektiv i vitro modeller som recapitulate biologi angiogenese er nødvendig å riktig studere denne prosessen og identifisere mekanismer regulere som kan målrettes til slutt for romanen strategier. Perle angiogenese analysen har vist tidligere for å recapitulate flere stadier av endothelial spirende i vitro. En begrensning av denne analysen er imidlertid mangel av endothelial-veggmaleri celle interaksjoner, som er nøkkelen til molekylære og fenotypiske regulering av endothelial celle funksjon i vivo. Protokollen gitt her presenterer en metode for inkorporering av veggmaleri celler perle angiogenese analysen og demonstrerer en stram sammenslutning av endotelceller og pericytes under spirende i vitro. Protokollen også detaljer en metodikk for effektiv stanse målet gener bruke siRNA i endotelceller for mekanistisk studier. Til sammen gir denne protokollen i vitro analysen som mer hensiktsmessig modeller de ulike celletyper i spirende angiogenese, og gir en mer fysiologisk relevante plattform for terapeutisk vurdering og romanen oppdagelsen av mekanismer av angiogenese regulering.
Angiogenese er avgjørende for riktig embryogenesis og sårheling, og det også spiller nøkkelroller i mange sykdommer, inkludert kreft progresjon1 og coronary arterien sykdom. 2 , 3 har en bedre forståelse av hvordan angiogenese oppstår under normal utvikling, og hvordan den aktiveres i patologisk sammenhenger, er avgjørende for utviklingen av romanen, effektiv therapeutics. Trofaste i vitro modeller som recapitulate viktige faser og celletyper involvert i angiogenese i vivo er nødvendig for å tillate forskere å karakterisere molekylære mekanismer kjøring angiogenese og gjøre nye funn i endothelial regulering.
Nakatsu og Hughes har optimalisert en spirende perle analysen som de har vist gjennomgår de mange kjente stadiene av spirende angiogenese. 4 , 5 formålet med metoden som presenteres her er å bygge på analysen optimalisert ved Nakatsu og Hughes ved å innlemme perictyes i analysen, slik at freske celler i endothelial celle spirende paracrine og juxtracrine roller kan innlemmes i romanen angiogenese studier. Pericytes er veggmaleri celler som er definert av deres rolle som celler som har nær fysisk kontakt med endotelceller på grunn av deres bygges i vaskulær kjelleren membranen. 6 Pericytes og endotelceller delta i komplekse cross-talk via signalnettverk trasé inkludert hakk signalnettverk, Ang-Tie2, PDGFRβ, TGFRβ og mange andre. 7 , 8 musen modeller mangelfull i disse signalveier viser dårlig pericyte dekning av utvikle blodkar i embryogenesis, fører til dårlig vaskulær remodeling og dysfunksjonelle blodkar. 7 i tillegg rollen pericytes i patologisk angiogenese er viktig men ofte under-verdsatt. For eksempel er en unik funksjon i svulst blodkar at fartøyene er umodne, lekk og dysfunksjonelle på grunn av dårlig pericyte dekning. 9 det har blitt foreslått at tilstedeværelse eller fravær av pericytes dramatisk påvirker fenotypen av svulst blodårer og er en viktig formidler av Svar å antiangiogenic og antitumor terapier. 9 derfor inkludert rollen pericytes i vitro analyser er nøkkelen til mer fullstendig fange viktig mekanismer for endothelial regulering.
Selv om det er mange i vitro og ex vivo analyser for tiden ansatt å studere angiogenese, finnes det mangler å vurdere i hver. Noen som endothelial spredning og endothelial migrasjon analyser, er altfor forenklet og fokusere på en endothelial funksjon i et isolert miljø på vev kultur plast. 10 andre analyser skje i en mer 3 dimensjonale (3D), som Matrigel rør formasjon analysen,10 men disse analyser er fortsatt unyansert og fokusere mer på evnen til endotelceller å overføre og danner de novo vaskulære strukturer, i motsetning til spirende fra eksisterende blodkar. Videre innlemme ingen av disse analyser veggmaleri celletyper. Det er ex vivo modeller som ring aorta analysen som innlemme pericytes i vert orgelet, men genetisk manipulering av disse modellene er mye mer utfordrende på grunn av nødvendigheten av knockout eller transgene musen modeller av den veier rundt. Perlen spirende analysen er ideelt fordi det modeller endothelial spirende, spredning, migrasjon og selv anastomose og lumen formasjon i en 3D matrise. 4 analysen trofast gir mekanistisk vurdering av de mange ulike stadiene av spirende, samtidig gir direkte genmodifisering av enten endotelceller eller pericytes i en mer kontrollert setting. Det fibrin clots som inneholder spirende perlene kan lett fast, beiset og fotografert på ulike stadier av spirende; disse spirer kan også plasseres i en live bildebehandling kammer å utføre sanntid avbilding av spirende. Metodene som presenteres her er ideelt for å studere grunnleggende mekanismer av angiogenese gjennom i dybden phenotyping og grundig analyse av veier aktivert under angiogenese.
Denne protokollen gir en metode for å karakterisere komplekset og heterotypic mobilnettet interaksjoner av spirende angiogenese ved å aktivere forskeren å ansette genetiske og tenkelig tilnærminger til foreta grundig mekanistisk undersøkelser. Når du utfører analysen, er det viktig at effektiv endothelial belegg av perler finner sted under perlen agitasjon trinnene. Dårlig endothelial belegg vil bli gjort tydelig, hvis perler ikke synes å ha en golf ball som grov overflate neste morgen før gel implantasjon og i…
The authors have nothing to disclose.
Vi takker Dr. Victoria Bautch og Joshua Boucher for nyttig diskusjoner og råd om optimalisering standard perle spirende analysen betingelser og en spirende analysen flekker protokollen. S.H.A. ble delvis støttet av et stipend fra National Institute of General Medical Sciences under prisen 5T32 GM007092.
Sterile Pipette tips | VWR | ||
Pipettors | Eppendorf | ||
Complete EGM2 Media Bullet Kit | Lonza | CC-3162 | HUVEC Media |
MEM | Gibco | 11095114 | 10T1/2 Media |
DMEM | Gibco | 11965118 | NHLF Media |
Tissue culture-grade PBS | Gibco | 14190-144 | Magnesium and calcium free |
Accutase | Life Technologies | A1110501 | For lifting HUVEC |
Trypsin | Life Technologies | 15050065 | For lifting 10T 1/2 and NHLF |
Customs siRNAs | Sigma | ||
Lipofectamine RNAiMax | Life Technologies | 13778150 | |
HUVEC | Lonza | C2517A | |
10T 1/2 | ATCC | ||
NHLF | ATCC | ||
Cytodex 3 microcarrier beads | Sigma | C3275 | |
Tissue culture-coated 6 and 10 cm plates | Corning | ||
Fibrinogen from bovine plasma | Sigma | F8630 | |
Thrombin | Sigma | t9549 | |
Aprotinin | Sigma | a3428 | |
Falcon Round-Bottom Tubes | Corning | ||
Tissue culture incubator and hood | |||
24-well glass bottom plates | MatTek | P24G1.513F | Glass-bottom plates are needed only if the sprouts are going to be imaged. If not, tissue culture plastic is also acceptable. |
Sterile Filtration Device |