Здесь мы приводим протокол, который позволяет исследователю оценить динамику набора лейкоцитов Экс Vivo, подключив камеру с покрытием эндотелиальных полученных молекул адгезии к кровеносной системе мыши. Этот метод дает значительные преимущества, поскольку она позволяет оценивать лейкоцитов при относительной биологической условиях.
Лейкоцитов-эндотелиальной взаимодействия ранние и критические события в остром и хроническом воспалении и может, когда Нарушение регуляции, посредником повреждение тканей, ведущих к постоянному патологических повреждений. Существующие традиционные анализы позволяют анализ молекул адгезии лейкоцитов только после извлечения лейкоцитов из крови. Это требует кровь пройти несколько шагов, прежде чем лейкоциты периферической крови (ЛПК) может быть готов для анализа, который в свою очередь может стимулировать ЛПК, влияющие на результаты исследований. Autoperfused микро проточная камера анализа, однако, позволяет ученым изучать ранние лейкоциты функционально нарушение регуляции с помощью системного потока живой мыши, имея свободу манипулирования камеру с покрытием. Через модели болезни, функциональной экспрессии молекул адгезии лейкоцитов может быть оценена количественно и в микро-стекла, покрытого камеры с иммобилизованными молекулы адгезии эндотелиальных исключая виво. В этой модели, кровь течетмежду правой общей сонной артерии и левой наружной яремной вены живой мыши под анестезией, что позволяет взаимодействие нативных ЛПК в камере. В режиме реального времени экспериментальный анализ осуществляется с помощью качестве прижизненной микроскопом, а также реле давления Аппарат Гарварде. Применение регулятора расхода на входе точки стеклянной камере позволяет сопоставимые физиологических условий потока среди экспериментов. Скорость лейкоцитов прокатки Главным итогом и измеряется с помощью Национальных Институтов Здоровья открытого доступа программного обеспечения ImageJ. Таким образом, autoperfused микро камера поток анализ обеспечивает оптимальную физиологическую среду для изучения лейкоцитов эндотелия взаимодействия и позволяет исследователям сделать точные выводы при изучении воспаления.
Воспаление является универсальной реакцией организма на повреждение и важный шаг в обоих врожденного и адаптивного иммунного функции системы. В ответ на повреждение и / или воспалительные стимулы, эндотелиальные клетки активируют специфические молекулы адгезии; это приводит к лейкоцитов через эндотелий микрососудов, прежде всего, в почтовых венул. Этот процесс начинается с модема из сыпучих лейкоцитов в крови на эндотелий. Стабильный прокатки и фирма адгезию лейкоцитов, которые, в свою очередь, приводит к переселению и секреции цитотоксических агентов, следовать этому привязывать 1,2. Селектины, как известно, посредником ранние этапы каскада 3-5; Интегрины несут ответственность за последующие шаги фирмы адгезии и переселения 1,6-8.
Все больше данных свидетельствует о том лейкоцитов и эндотелиальных молекул адгезии играют жизненно важную роль в животных моделях ишемии реперфузии, Астма, псориаз, рассеянный склероз, и возрастной макулярной дегенерации 9-12. В этих условиях, воспалительная реакция засланный атаковать собственное тело, в результате пробоя здоровой ткани. Существующие противовоспалительные средства (такие как нестероидные противовоспалительные препараты, кортикостероиды, или других химиотерапевтических агентов) несут риск серьезных побочных эффектов при длительном применении 13. Таким образом, представляет большой интерес иметь соответствующие инструменты с возможностью выявления конкретных заболеваний молекулы, которые в конечном счете могут быть направлены, чтобы иметь желаемый противовоспалительное действие, оставаясь при этом нетоксичный 14.
Существующие в методах лабораторных, таких как статической адгезии лейкоцитов анализа были использованы уже в 1976 15. Камера параллельный поток был впервые использован в пробирке в 1987 году для изучения лейкоцитов-эндотелиальной взаимодействия в условиях потока. В этих экспериментах стимулировали Humăп полиморфноядерных лейкоцитов (ПМЯ) из венозной крови были перфузии над монослоем первичных человеческих эндотелиальных клеток пупочной вены (HUVECs). Для контроля условий гемодинамики потока, Гарвардский Аппарат шприцевой насос был использован 16. Кроме того, чтобы избежать изоляции искусственного лейкоцитов, цельной крови использовали в комбинации со стеклянной камере, покрытой иммобилизованными молекулы адгезии 17.
Чтобы избежать лейкоцитов стимуляции и механистически изучить их взаимодействие с молекулами адгезии при приближенных физиологических условиях, экс естественных autoperfused, экстракорпоральное, артериовенозная схема была разработана 16. В этой схеме, кровь течет между правой общей сонной артерии и левой наружной яремной вены живой мыши под анестезией, что позволяет взаимодействие нативных ЛПК в стекла микропотока камере, покрытой одним или совместно иммобилизованных молекул адгезии. Основным преимуществом этого противовирусныем является возможность использовать генно-инженерных мышей, в которых воспалительные процессы, прямо или косвенно манипулировать. Кроме того, существует возможность точно определить изолированную вклад молекул адгезии лейкоцитов к воспалению, свободных от внешнего активации, в условиях потока. Применение регулятора расхода на входе точке проточной камеры обеспечивает широкий спектр экспериментальных вариаций силы сдвига, чтобы имитировать либо артериальной или венозной системы 18-22. Здесь мы опишем в деталях протокол о подготовке и выполнению экс естественных условиях autoperfused микропотока камеры анализа.
Процесс вербовки лейкоцитов является важным шагом в воспалительной реакции; она включает в себя миграцию лейкоцитов из сосудистой системы к тканям-мишеням, где они способны оказывать свою функцию эффекторной. Подбор лейкоцитов является неотъемлемой частью в различных воспалительных заболеваний, таких как атеросклеротических бляшек, инфаркт миокарда, ишемии / реперфузии, а также пересадки 1, а также нескольких связанных ЦНС нервно-воспалительных состояний 10-12,20,24,25. Учитывая разнообразие условий заболевания по вербовке лейкоцитов пролеты, autoperfused микропотока камера обеспечивает незаменимую инструмент, позволяющий следователю возможность изучать динамику миграции лейкоцитов.
За последние несколько десятилетий, ряд анализов в пробирке были разработаны для изучения динамики адгезии лейкоцитов клеток 26. К сожалению, все эти анализы требуют извлечениелейкоцитов из крови, введение механической активации. Чтобы приблизиться к окружающей среде в естественных условиях, адаптации были сделаны, чтобы собрать образцы цельной крови и контролировать условия гемодинамики потока 16,17. Здесь мы расширяем предыдущие достижения в области связывая камеру с покрытием к системе мыши кровообращения. Мы способны регулировать поток крови к физиологическим диапазона и изучать динамику лейкоцитов прокатки. Камера покрытием дает нам возможность изучить лейкоцитов взаимодействия с особыми молекулами адгезии. Поскольку система функционирует как единое целое управляется живой мыши, что более точно имитирует природную среду, что позволяет изучать лейкоцитов-эндотелиальной взаимодействия в различных иммунологических мышах. Кроме того, эта система позволяет использовать преимущества нескольких генетических мышиных моделях, доступных. В то время как система не полностью воспроизвести среду в естественных условиях, он предоставляет платформу для изучения УдельныйС элементами лейкоцитов в физиологических условиях, подвиг, который ранее не удалось. Даже если это ведет нас на шаг ближе к более физиологической среде существуют ограничения в системе. Это не полностью воспроизвести сложную 3D матрицу сосудистой поэтому мы только смогли оценить некоторые элементы лейкоцитов взаимодействий, которые ограничены в камеру покрытия. Кроме того, большое внимание должно быть принято, чтобы обеспечить замкнутую систему для циркуляции мыши, с соблюдением всех мер, упомянутых в протоколе. Введение пузырьков воздуха значительно повлиять на точность и воспроизводимость экспериментов.
В то время как мы описываем использование камеры Autoperfused MicroFlow для оценки динамики качения лейкоцитов процедура имеет потенциал, чтобы персонализировать следователями для изучения различных заболеваний. Например, раковые клетки метастазируют выразить многие из общих интегринов лейкоцитов, разделяемых. Studyinг их динамика качения в условиях, более точно имитирует среду, в естественных условиях может помочь в наших знаниях, и, возможно, прогнозирования, насильственного характера некоторых раковых клеток. Одним из возможных подходов может быть объединить технологии маркировки для раковых клеток, таких как GFP 27, вместе с проточную камеру анализа отслеживать динамику прокатки раковых клеток, экспрессирующих GFP. Принимая во внимание гибкость покрытия камеры с помощью различных веществ и подключении нескольких камер к той же мыши, будет интересно посмотреть, как эта процедура модифицирована для использования в других лабораториях, в сочетании с генетически модифицированных мышей и модели заболеваний. Методика, которую мы описываем здесь только затрагивает гораздо более широкий потенциал применения, которая ограничивается только творчеством следователя.
The authors have nothing to disclose.
В исследовании, опубликованном в данной публикации, была поддержана Национальным институтом глаз Национальных Институтов Здоровья под номерами Награда: R01EY022084 / S1 (КИК), T32EY007145 (ГС) и P30EY014104. Содержание исключительно ответственности авторов и не обязательно отражает официальную точку зрения Национального института здоровья. Дополнительная поддержка была предоставлена Lions исследовательского фонда Массачусетского глаз (КИК) и Специального ученого награду от исследований в области профилактики слепоты (КМК).
Material | Vendor | Part number |
Micro glass chamber 0.4×0.04x50mm | VitroCom | 2540-050 |
Polyethylene tubing PE 10 | Fisher Scientific | 427400 |
Polyethylene tubing PE 60 | Fisher Scientific | 427416 |
Silicone tubing 002 | Fisher Scientific | 11-189-15A |
Y tube | Value Plastics | Y210-6 |
T tube | value plastics | T410-6 |
Silicone gel | Hardware store – Home Depo | |
35mm petri dish | Corning | 430165 |
Parafilm | Pechiney Plastic Packaging | PM996 |
Fine forceps | FST | 11253-25 |
Fine scissors | FST | 15000-08 |
Tube holder | FST | 00608-11 |
Clamp applicator | FST | 18057-14 |
Vascular clamp | FST | 18055-04 |
6-0 silk sutures | George Tiemann & Co | 160-1215-6/0 |
25x1G needles | BD | 305125 |
30×1/2G needles | BD | 305106 |
Heparin 100 USP units/ml | Hospital pharmacy |