La retina murino neonatal proporciona un modelo bien caracterizado fisiológica de la angiogénesis, que permite que las investigaciones de las funciones de los diferentes genes o fármacos que modulan la angiogénesis en un<em> In vivo</em> Contexto. La tinción por inmunofluorescencia para visualizar con precisión el plexo vascular es crucial para el éxito de estos tipos de estudios.
La angiogénesis es el proceso complejo de la nueva formación de vasos sanguíneos definido por el surgimiento de nuevos vasos sanguíneos a partir de una red de vasos pre-existentes. La angiogénesis juega un papel clave no sólo en el desarrollo normal de los órganos y tejidos, pero también en muchas enfermedades en las que la formación de los vasos sanguíneos es mal regulada, tales como el cáncer, la ceguera y enfermedades isquémicas. En la vida adulta, los vasos sanguíneos son generalmente de reposo para la angiogénesis es un importante objetivo para el desarrollo de fármacos novedoso para tratar de regular la formación de nuevos vasos específicamente en la enfermedad. Con el fin de entender mejor la angiogénesis y para desarrollar estrategias apropiadas para regularlo, se requieren modelos que reflejan con precisión los diferentes pasos biológicos que están involucrados. La retina del ratón neonatal proporciona un excelente modelo de la angiogénesis debido a arterias, venas y capilares desarrollan para formar un plexo vascular durante la primera semana después del nacimiento. Este modelo también tiene la ventaja de tener una de dos diestructura dimensional (2D) hacer análisis simple en comparación con la compleja anatomía 3D de otras redes vasculares. Mediante el análisis del plexo vascular de la retina en diferentes momentos después del nacimiento, es posible observar las diversas etapas de la angiogénesis bajo el microscopio. Este artículo muestra un procedimiento sencillo para el análisis de la vasculatura de la retina del ratón usando tinción fluorescente con anticuerpos específicos isolectina y vasculares.
La angiogénesis es un proceso de desarrollo complejo definido por la formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de una red de vasos pre-existentes y está regulada por varias vías de señalización. La más destacada de éstas es la vía del VEGF. VEGF es liberada por las células isquémicas y conduce a la iniciación de brotes angiogénicos en los vasos sanguíneos vecinos. La célula endotelial líder de un nuevo brote vascular es una célula de 'punta', que produce filopodios que alcanzan hacia fuera hacia la fuente de VEGF, y es seguida por la proliferación de células endoteliales 'tallo'. De esta manera, las células endoteliales activadas migran y proliferan hacia una región avascular, donde forman nuevos tubos vasculares. Con el fin de estabilizar estos tubos para apoyar el flujo de sangre, las células endoteliales interactúan con los pericitos y células musculares lisas, que rodean los vasos sanguíneos nuevos 1. La angiogénesis es esencial para la vascularización del embrión y tejidos en crecimiento. Sin embargo, también contribuye a muchos patológicatrastornos de cal como el cáncer; mientras que defectos en la angiogénesis están asociados con enfermedades isquémicas. Por consiguiente, el desarrollo de tratamientos farmacológicos eficaces para regular la angiogénesis como un medio de tratamiento de la enfermedad es de gran interés. Por ejemplo, los factores anti-angiogénicos eficaces reducirán el crecimiento del cáncer, mientras que las estrategias de pro-angiogénicos pueden ser usados para tratar la enfermedad isquémica. Por lo tanto, los modelos de angiogénesis son esenciales para entender mejor la regulación de la formación de nuevos vasos y para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para mejorar o disminuir el crecimiento vascular.
Un elemento fundamental de la investigación de la angiogénesis es la elección de un modelo vascular apropiada. Muchos en modelos in vitro se han diseñado para reproducir los pasos básicos de la angiogénesis tales como la migración de células endoteliales, proliferación y supervivencia 2,3. A utilizado con frecuencia en el ensayo in vitro es la formación de una red ramificada de células endoteliales sobre una matriz de Matrigel, aunque tla suya no es específico de las células endoteliales, ni tampoco suelen incorporar el apoyo de los pericitos o células del músculo liso. Evaluación ex vivo de la angiogénesis brotación usando cultivo de órganos de ratón, tales como el ensayo de cuerpo embrioide, el ensayo de anillo aórtico y el ensayo metatarsiano fetal permite el análisis de la angiogénesis de las células endoteliales en el contexto de células de soporte adicionales. Sin embargo, las principales limitaciones de estos ensayos incluyen la falta de flujo de sangre y la regresión de los vasos a través del tiempo, dando una ventana limitada para el análisis. Por lo tanto, para comprender la regulación de la angiogénesis con mayor precisión, en modelos in vivo son necesarios tales como los desarrollados en el ratón utilizando esponjas implantadas por vía subcutánea o tapones de matrigel, así como el modelo de isquemia de las extremidades posteriores. Sin embargo, estos modelos son difíciles de analizar debido a la compleja arquitectura 3D de los neovasos. En contraste, el embrión de pez cebra ha demostrado ser un excelente modelo para la visualización de la angiogénesis en el conjuntoorganismo 4. Sin embargo, el ratón es evolutivamente mucho más estrechamente relacionada con la humana que pez cebra, haciendo que el ratón un modelo preferido en muchos casos. Por consiguiente la angiogénesis de la retina del ratón postnatal representa un método bien caracterizado de elección para la investigación angiogénesis. No sólo proporciona un entorno fisiológico, pero también un plexo vascular 2D que puede ser fácilmente visualizado utilizando manchas fluorescentes apropiados. La arquitectura de la red de vasos, la proliferación endotelial, germinación, reclutamiento de células perivasculares y remodelado vascular todo puede ser investigada utilizando esta técnica.
En la retina del ratón neonatal, el desarrollo de los vasos sanguíneos de la retina se produce en la primera semana de vida postnatal. Los ratones, a diferencia de los humanos, nacen ciegos y las retinas sólo son vascularizados después del nacimiento. Surgen vasos de la retina desde el centro de la retina cerca del nervio óptico en el día postnatal 0 (P0), y se desarrollan por la angiogénesis para formar un altamente organizard plexo vascular que llega a la periferia de la retina en aproximadamente 5 P8. Los vasos sanguíneos se desarrollan de una manera característica con el plexo capilar creciente gradualmente hacia fuera desde el disco óptico hacia la periferia para generar un modelo de alternancia regular de las arterias y venas con una red capilar intervenir. La vasculatura de la retina proporciona un modelo ideal para estudiar la angiogénesis como los vasos se pueden identificar fácilmente a medida que crecen en lo que es esencialmente un plano 2D, por lo que es relativamente fácil de examinar la vasculatura de la retina en los preparativos de montaje plana 5. Un método para el aislamiento de la retina del ratón neonatal para el análisis de las respuestas de células endoteliales punta durante varias horas ex vivo ha sido reportado 6. Alternativamente, una investigación más detallada de toda la vasculatura de la retina y de los marcadores vasculares asociadas requiere la inmunotinción de muestras de retina fijos en diferentes etapas de desarrollo.
Aquí proporcionamosuna descripción detallada de un método fiable y técnicamente sencillo que utilizamos para la tinción de todo el montaje de la retina plexo vascular murino, de la enucleación del ojo inicial postnatal (ver también 7) a través de los protocolos de tinción a la imagen final bajo el microscopio.
El método presentado aquí ofrece una manera sencilla y eficaz para obtener imágenes de las preparaciones de todo el montaje manchadas de retinas de ratones neonatales, por lo que es un modelo fácilmente cuantificables y fisiológicamente relevantes de la angiogénesis. Inicialmente, el ojo del ratón puede ser muy difícil de diseccionar debido a su pequeño tamaño y la forma de globo, por lo que un poco de práctica y las buenas herramientas de disección son necesarias para obtener resultados fiables. La disecci?…
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue financiado por el Wellcome Trust y la Fundación Británica del Corazón.
Material | |||
Plastic pipettes 3 ml | Scientific Laboratory Supplies | PIP4210 | Remove tip with scissors to create a wide bore |
BD Falcon 24-well plates | Scientific Laboratory Supplies | 353226 | |
Select Petri dishes TV 90 mm | Scientific Laboratory Supplies | SLS2002 | |
Histobond slides | VWR | 631-0624 | |
Coverslips 22 x 22 mm | VWR | 631-1336 | |
Dumont Tweezers #5 | World precision instruments | 14095 | |
Spring scissors 10.5 cm long, with straight 8 mm blades | World precision instruments | 501235 | Used for enucleation |
Vannas scissors 8.5 cm long, with straight 7 mm blades, and 0.025 x 0.015 mm superfine tips | World precision instruments | 500086 | Used for dissecting retina |
Superfine vannas scissors 8 cm long with straight 3 mm blades, and 0.015 x 0.015 mm superfine tips | World precision instruments | 501778 | Used for dissecting retina |
crystal clear’ tubes 2 ml | Starlab | E1420-2000 | |
Reagents | |||
Sodium phosphate dibasic | Sigma | S0876 | PBS reagent |
Potassium phosphate monobasic | Sigma | P5655 | PBS reagent |
Sodium chloride | Sigma | S9625 | PBS reagent |
Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | Make up in 2x PBS and store at -20 °C |
BSA | Sigma | A7638 | |
Triton X-100 | Sigma | T9284 | |
Donkey serum | Sigma | D9663 | |
Goat serum | Vector | S-1000 | |
Prolong Gold anti-fade reagent | Invitrogen | P36930 | Mounting reagent |
Isolectin GS-IB4-alexa 594 | Invitrogen | I21413 | Use at 1:200 dilution |
Isolectin GS-IB4-alexa 488 | Invitrogen | I21411 | Use at 1:200 dilution |
Primary Antibodies | |||
Anti-NG2 (rabbit polyclonal ) | Millipore | AB5320 | Detects pericytes |
Anti-GFAP (clone GA5, mouse monoclonal) | Millipore | MAB360 | Detects astrocytes |
Anti-Desmin (clone Y66, rabbit monoclonal) | Millipore | 04-585 | Detects pericytes |
Anti-Collagen IV (rabbit polyclonal ) | Chemicon | AB756P | Detects vascular basement membrane |
Anti-alpha smooth muscle actin-Cy3 (clone 1A4, mouse monoclonal) | Sigma | C6198 | Detects vascular smooth muscle cells. |
Anti-Endoglin (clone MJ7/18, rat monoclonal) | BD Pharmingen | 550546 | Detects endothelial cells |
Anti-CD31 (clone MEC13.3, rat monoclonal) | BD Pharmingen | 553370 | Detects endothelial cells |
Anti-VE-Cadherin (clone 11D4.1, rat monoclonal) | BD Pharmingen | 550548 | Detects endothelial cell junctions |
Anti-Alk1 (goat polyclonal) | R&D Systems | AF770 | Detects endothelial cells |
Secondary Antibodies | |||
Goat anti-rabbit-Alexa594 | Invitrogen | A11012 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Goat anti-rat-Alexa488 | Invitrogen | A11006 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Goat anti-rat-Alexa594 | Invitrogen | A11007 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Goat anti-mouse-Alexa488 | Invitrogen | A11029 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Donkey anti-goat-Alexa594 | Invitrogen | A11058 | All secondary antibodies are aliquoted immediately on arrival and stored at -20 °C. |
Microscopes | |||
Dissection microscope | Zeiss | Stemi SV6 | |
Camera | Zeiss | Axiocam HRc | Camera for dissection microscope |
Epifluorescent Microscope | Zeiss | Axioimager with Apotome | |
Camera | Zeiss | Axiocam HRm | Camera for Axioimager |
Confocal Microscope | Nikon | A1R |