우리는 원시 그대로의 미세 혈관 내피 세포의 칼슘 신호를 시각화하고 조작하기위한 준비를 제시한다. 내피 튜브 갓 골격 근육 주위의 세포 내와 사이에 생체 형태와 동적 신호의 유지 공급 마우스 저항 동맥에서입니다. 내피 튜브는 다른 조직 및 기관의 미세 혈관으로부터 제조 될 수있다.
골격 근육 운동에 의해 예시 된 바와 같이 저항 맥관 의한 혈류의 제어는, 대사 부산물의 제거와 산소의 공급과 영양분 수반을 조절한다. 내피 세포되는 EC ()는 모든 저항 혈관 내막 라인 직경을 조절하는데 중요한 역할 (예, 내피 세포 의존적 혈관 확장)를 제공하고, 조직 혈류함으로써, 크기 및 분포. EC에 의한 혈관 저항의 규제가 확산 autacoids (예 : 질소 산화물 및 아라키돈 산 대사 물질)의 생산에 이르게 내 Ca 2 + 신호에 의해 영향을 받는다 평활근 세포의 이완을 유도 1-3 과분극 4,5. 따라서 내피 세포의 칼슘 2 + 신호의 역학을 이해하는 것은 혈액 흐름 제어를 관리하는 메커니즘을 이해 향한 중요한 단계입니다. 내피 튜브를 분리하는 것은 BL과 관련된 혼란 변수를 제거혈관 내강과 주변 평활근 세포와 달리 EC 구조 및 기능에 영향을 미치는 혈관 주위 신경과 OOD. 여기에서 우리는이 용기에 최적화 프로토콜을 사용하여 뛰어난 상복부 동맥 (SEA)에서 내피 관의 절연을 제시한다.
마취 된 쥐에서 내피 튜브를 분리하기 위해, SEA는 (해부하는 동안 그것을 시각화 촉진하기 위하여) 혈관 루멘 내에서 혈액을 유지하기 위해 현장에서 결찰하고, 복부 근육의 전체 시트를 절제한다. SEA는 골격근 섬유와 결합 조직을 주변에서 무료로 해부, 혈액 루멘에서 플러시하고, 가벼운 소화 효소는 부드러운 분쇄를 사용하여 외막, 신경과 평활근 세포의 제거를 가능하게하기 위해 수행된다. 그대로 내피 세포의 이러한 갓 절연 준비 화학, 전기시를 전송할 수, 개인의 EC는 기능적으로 서로 결합 남은 자신의 기본 형태를 유지간극 결합 6,7를 통해 세포 사이 gnals. 칼슘 신호와 막 생물 물리학에 새로운 통찰력을 제공 할뿐만 아니라, 이러한 준비는 기본 미세 혈관 내피 세포 내에서 유전자 발현과 단백질 지방화의 분자 연구를 가능하게한다.
이 프로토콜에서는, 우리는 마우스 바다에서 내피 세포 튜브의 분리에 대해 설명합니다. SEA는 전방 복부 근육에 내흉 동맥 및 공급 산소를 혈액에서 발생한다. 우리의 모델로 SEA 작업은 평활근 세포의 휴식을 관리하고 조정에있는 내피 세포의 역할을 기본 세포 간 신호 이벤트를 공부에 적합하다 상대적으로 긴, 분지 미세 혈관 세그먼트를 제공하기 때문이다. 골격 근육 이외의 조직에 관심이있는 사람들을 위해, 우리는 쉽게 뇌, 창자 및 림프 시스템의 미세 혈관 내피 세포에서 튜브를 얻기 위해 적용 할 수있는이 기술을 발견했다.
이 방법의 주요 특징은 미세 혈관 내피 세포의 손상 길이 (1-3 MM은) 7-9 신호 +, 고립 된 그들이 PSS와 superfused되는 유량 용기에 유리 coverslip에 대해 보안 및 CA 2 군데 있습니다 또는 그것은전기 신호의 6,8에 찔려 죽은. 유량 용기 내에서 관의 위쪽 반은 superfusion 솔루션에 노출 된 실험 개입에 응답 (커버 슬립과 접촉) 하단 보호되는 동안 대기 남아있다. 모두 인트라 및 세포 간 칼슘 2 + 신호 전달 사건을 연구 이외에도, 내피 관 단백질 발현 6,10를 조사하기 위해 유전자 발현 6,10, 면역 조직 화학 염색을 평가하는 정량적 실시간 PCR에 사용될 수 있고, 전기 생리학 연구 생물 리 학적 특성을 정의하는 전기 전도 6,11의.
내피 세포 기능을 연구 내피 튜브 준비 몇 가지 장점이 있습니다. 통상적으로 "C"자형 때, (개별적으로 해리 (관 형성에 남아) 내피 세포 및 평활근 세포 : 처음 분리 과정이 세포 집단 간의 간단한 구별을 제공하는 것이다편안한). 이 선택적 샘플링 및 혈관 기능에 대한 각각의 세포의 기여를 기본 고유 한 속성을 연구 할 수 있습니다. 둘째,이 모델은 평활근, 신경, 및 실질을 둘러싸고, 혈류의 영향으로부터 독립적 내피 본질적인 이벤트 신호의 해상도를 가능하게한다. 갓함으로써 유전자 또는 세포 배양과 관련된 단백질 발현의 변화를 피하고, 절연하면서 제, 내피 세포가 연구된다.
여기에서 우리는 바다에서 내피 튜브의 분리 및 제정되는 EC 내에서 신호 이벤트 + 칼슘을 시각화하는이 제제의 사용을 설명합니다. 이 절차는 원래 햄스터 cremaster 근육 (8)의 동맥에서 내피 튜브를 분리하기 위해 개발 한에서 적응했다. 햄스터 트랙터 근육과 뺨의 공급 동맥 주머니 소동맥 (10), 마우스 우수한 상복부 동맥 6,7,9, 마우스 장간막과 대뇌 : 여기에 제시된 기술의 사소한 변화를 활용하여, 우리는 등의 혈관 침대의 다양한에서 내피 관, 격리했다 동맥과 림프 미세 혈관 (게시되지 않은 관찰, 참조는 장간막 혈관 (12)과 대뇌 혈관 (13) 분리에 포함되어 있습니다). 새로운 혈관 내피 침대에서 튜브를 분리하면 원래의 프로토콜을 수정해야 할 수도 있습니다. 분리가 실패하면, 소화 시간을 변경하여 시작하는 것이 최상이다 :내피 관 평활근 세포 외막에서 격리하고 내피 관이 그대로 유지하지 않는 경우 소화 시간을 단축하기 어려운 경우 소화 시간을 늘리십시오. 소화 시간을 변경하는 것이 실패한 경우, 소화 효소의 농도 또는 분해 온도를 조절하는 시도되어야한다. 또 다른 옵션은 평활근 세포 분리에 전단력을 증가 분쇄 피펫의 내경을 감소시키는 것이다. 유체 분사의 속도를 증가하는 것도 같은 효과를 시도했지만 준비가 손상 될 가능성이 높습니다 할 수 있습니다. 그것은 내피 세포가 잘 접합부 단백질에 의해 서로 연결되어 있지 않을 수있는 혈관 내피 세포의 손상으로부터 튜브를 분리하는 것이 가능하지 않을 수 있음을 인식해야한다.
효소 소화 다음 평활근 세포 해리는 초기 핸드 식 피펫 8을 사용하여 실시 하였다. 우리는 microsyr를 사용 분쇄 과정을 정제했다이상 내피 튜브의 일관된 분리 (최대 3 ㎜) 6을 사용할 수있다 잉 시스템. 이 시스템을 사용하는 경우, 분쇄 피펫은 유체 이동 및 용기 세그먼트를 함유 PSS를 제어 피스톤 사이에 연속적인 액체 칼럼을 제공하는 광유 채워서된다. 용기로서 일정한 전단에 마이크로 실린 피스톤 결과 일정한 구동력과 함께 유체가 비압축성 피펫 팁을 통해 강제된다. 대조적으로, 종종 해리 세포에 사용 손 기술 (예 파스퇴르 피펫의 끝 부분에 고무 전구 짜지) 구동 압력 변동을 도입 공기를 압축하고, 이에 따라, 전단이 피펫 팁에 작용을 포함한다.
미세 혈관의 내피 세포 기능을 연구 튜브 준비에 여러 가지 장점이 있습니다. 첫번째는 분리 공정의 ECS 별개 동질 원시 세포 개체군 매끄러운 MU를 제공하는 것이다scle 세포. EC에 물리적으로 연결된 튜브 남아 있기 때문에, 그들은 저작 중에 릴렉스 된 상태의 경우 "C"구성을 유지 개별 평활근 세포로부터 구별된다. 따라서 각각의 세포 유형을 용이하게 구별된다 예를 들어, 실시간 PCR과 면역 조직 화학 10 분자 기술에 대한 샘플을받을 때. 다수의 튜브가 단일 용기로부터 (또는 SEA 대해 수행 양안 용기로부터) 분리되어 있기 때문에, 분자 데이터 및 기능 데이터는 주어진 동물의 동일한 용기에서 얻을 수있다. 따라서 분자 발현은 미세 혈관 내피 세포의 기능적인 행동과 상관 관계 될 수있다. 또한, 미세 혈관 내피 본질적인 내 및 세포 간 모두 시그널링 이벤트 혈역학의 힘 (압력, 유량), 혈류 (예를 들면 호르몬)에 운반 혈관 작용 성 제제의 영향으로부터 독립적으로 해결 될 수 있고, 또는 주변의 평활근 세포 (예를 들어60; myoendothelial 커플 링을 통해 14 ~ 16), 신경 (17), 또는 조직의 실질 18.
내피는 새롭게 지정된 미세 혈관으로부터 격리되기 때문에 중요한 달리 배양되는 EC 19-21와 관련된 표현형의 어떠한 변화도 없다. 예를 들어, 배양 된 내피는 무스 카린 수용체 발현을 잃게함으로써 자신의 칼슘 신호 프로파일을 변경합니다. 또한, 내장 컴퓨터의 전기 생리학 속성은 문화 (22)에 변경할 수 있습니다. 개인 내피 기능적인 간격 접합 채널을 통해 결합 남아 있기 때문에, 내피 관 세포 6,7 사이의 전기 및 CA 2 + 신호의 전도를 공부를위한 이상적인 모델을 제시한다. 또한 해리 평활근 세포 용이 미세 혈관 기능 (23)을 밑에 상보 데이터에 대한 패치 클램프 기술로 연구되어 인식해야한다.
내피 튜브 M에 키 제한ODEL는 온도 증가와 준비의 불안정성이다. 바다에서 우리의 준비는 주변 환경의 온도 (~ 24 ° C)에서 32 ° C에서 몇 시간 동안 안정하고 건강한 입증하고 있지만, 형태 및 기능 저하가 37 ° C에서 10 시간 이내에 발생합니다. 내피 튜브의 두 번째 중요한 제한은 그대로 혈관 벽 14-16에서 EC의 기능에 필수적이다 myoendothelial 접합 및 고유의 신호 도메인의 손실이다. 또한 인식해야한다, 즉 더 긴 튜브가 길어으로 완전히 평활근 세포 및 외막을 둘러싼 해리하기 어려워지기 때문에 튜브의 제조가 복잡하게되어 상대적으로 먼 거리 6을 통해 조사되는 세포 간 신호 전달을 활성화하는 동안. 우리는 1-2밀리미터보다 긴 튜브는 또한 위치와 유량 용기에 확보하기 어려운 것을 발견했다. 반대로, 짧은 튜브 (예 <1mm) ENA하면서8 공부 될 BLE 칼슘 2 + 및 전기 신호는, 그들이 유동 챔버 superfusion 동안 유지하기 어렵다. immunolabeling 단백질 발현 및 현지화의 색인을 제공하지만 마지막으로, 심지어 양자 튜브의 최적의 분리와 함께, 서양 말을 사용하여 단백질 발현의 전통적인 정량 불충분 한 자료가있다. 이러한 한계에도 불구하고, 내피 관은 생체 내에서 미세 혈관 내피 세포 기능의 메커니즘에 새로운 통찰력을 제공하기위한 새로운 준비를 나타냅니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 원고를 준비하는 사설 코멘트 박사 Pooneh Bagher 박사 에리카 웨스트 코트 감사합니다. 이 작품은 보너스 번호 R37-HL041026 및 SSS에 R01-HL086483 및 MJS에 F32 – HL107050에서 국립 심장, 폐 및 보건 국립 연구소의 혈액 연구소에 의해 지원되었다. 이 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 국립 보건원의 공식 견해를 대변하지 않습니다.
Sodium Chloride | Fisher | S642-212 | |
Potassium Chloride | Sigma | P9541 | |
Magnesium Sulfate | Sigma | M2643 | |
Calcium Chloride | Sigma | C1016 | |
Sodium Nitroprusside | Sigma | 431451 | |
Bovine Serum Albumin | USB Products | 9048-46-8 | |
Papain | Sigma | P-4762 | |
Collagenase | Sigma | C-8051 | |
Dithioerythritol | Sigma | D-8255 | |
Boroscilicate Glass (Cannulation and Pinning Pipettes) | Warner Instruments | G150-4 | |
Boroscilicate Glass (Trituration Pipettes) | World Precision Instruments | 4897 | |
Nanoliter Injector Microsyringe | World Precision Instruments | B203MC4 | Updated to Nanoliter 2010 from Nanoliter 2000 |
Micro4 Controller | World Precision Instruments | SYS-MICRO4 | |
12 mm x 75 mm Culture Tubes | Fisher | 14-961-26 | |
3-Axis Micromanipulator | Siskiyou Corp | DT3-100 | Holding and positioning the pinning pipettes |
Flow Chamber | Warner Instruments | RC-27N | |
100-1,000 µl Pipette | Eppendorf | 3120000062 | For transferring digested vessel segment to the flow chamber |
1 ml Pipette Tips | Fisher | 02-707-405 | For transferring digested vessel segment to the flow chamber |
Upright Microscope | Olympus | BX51W1 | The actual microscope is up to the user |
Spinning Disc Confocal System | Yokogawa | CSU-X1 | Confocal imaging is optional |
XR/TURBO EX Camera | Stanford Photonics | XR/TURBO EX | Ideal for our needs; may vary with user |
Piper Control Software | Stanford Photonics | Imaging software for TURBO EX camera | |
Stereo Microscrope | Leica | MZ8 | may vary with user |
Sylgard | Dow Corning | 184 | |
Microdissection Scissors | Fine Science Tools | 15003-08 | |
Dumont Forceps | Fine Science Tools | #5/45 | |
Minutiens Insect Pins | Austerlitz | M size 0.15 mm | |
GP Millipore Express PLUS Membrane | Millipore | SCGPT05RE | |
Pipette Scoring Device | Austin Flameworks | Small Handheld Scoring Tool | austinflameworks.com |
Compact Pet Trimmer | Wahl Clipper Corp. | Model 9966 | Clean well after each use to maintain life |