Summary

アン<em> ex vivoで</em>メソッド培養ラット腸間膜微小血管ネットワークのタイムラプスイメージングのための

Published: February 09, 2017
doi:

Summary

Angiogenesis involves multi-cell, multi-system interactions that need to be investigated in a physiologically relevant environment. The objective of this study is to demonstrate the ability of the rat mesentery culture model to make time-lapse comparisons of intact microvascular networks during angiogenesis.

Abstract

血管新生は、既存の血管か​​らの新たな血管の成長として定義され、内皮細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、免疫細胞、及びリンパ管および神経との調整を含みます。マルチセル、マルチシステムの相互作用は、生理学的に関連する環境における血管形成の調査を必要とします。 in vitro細胞培養モデルの使用は、機械的な洞察を提供してきつつ、一般的な批判は、それらが微小血管ネットワークに関連する複雑さを再現しないことです。このプロトコルの目的は、培養ラット腸間膜組織における血管新生の刺激の前と後に無傷の微小血管ネットワークのタイムラプス比較を行う能力を実証することです。培養組織は、その階層を維持する微小血管ネットワークが含まれています。免疫組織化学的標識化は、内皮細胞、平滑筋細胞、周皮細胞、血管およびリンパ管の存在を確認します。でdditionは、BSI-レクチンと組織を標識すると、増加した毛細血管の発芽と血管密度によって特徴づけられる血清または成長因子刺激の前と後に、ローカルネットワーク領域の経時比較を可能にします。一般的な細胞培養モデルと比較すると、この方法は、内皮細胞系統の研究および生理学的に関連する微小血管ネットワークにおける組織特異的血管新生薬物評価のためのツールを提供します。

Introduction

微小血管ネットワークの成長とリモデリングは、組織機能のための共通の分母、創傷治癒、および複数の病状であり、重要なプロセスは、既存の1、2から新たな血管の成長として定義され、血管形成です。組織は新しい血管を設計するか、血管新生に基づく治療を設計するため、血管新生に関与する細胞のダイナミクスの重要性を理解することが重要です。しかしながら、この方法は複雑です。これは、微小血管ネットワーク内の特定の位置で変化し、複数の細胞型( 例えば 、内皮細胞、平滑筋細胞、周皮細胞、マクロファージ、幹細胞)と、複数のシステム(リンパ管ネットワーク及びニューラルネットワーク)を含むことができます。 in vitroモデルは、血管新生3に関与する異なるセル間の関係を調べることに大いに貢献してきたが、それらの生理学的関連性はtheiのために弱体化することができます限られた複雑さと、彼らは密接にin vivoでのシナリオを反映していないという事実rを。これらの制限、三次元培養系3、 エクスビボ組織モデル4を克服するために、マイクロ流体システム5、6、および計算モデル7は、近年開発され導入されています。しかし、無傷の微小血管ネットワークエクスビボでの血管形成を調査するタイムラプス機能を持つモデルの必要性が依然として存在します。複雑さのレベルの血管新生研究のための新たなタイムラプスモデルの確立は、血管新生を調節する根底にあるメカニズムを理解し、治療法を改善するための貴重なツールを提供します。

無傷の微小血管ネットワークを介して血管新生のex vivoでの調査を可能にする潜在的なモデルは、ラット腸間膜培養モデルであります> 8。最近の研究では、血液とリンパ微小血管ネットワークは培養後に生存し続けることが実証されています。さらに重要なことは、ラット腸間膜培養モデルは、機能的な周皮細胞 – 内皮細胞の相互作用、血液およびリンパ管内皮細胞コネクション、タイムラプス撮影を調査するために使用することができます。本稿の目的は、タイムラプスイメージング法のために私たちのプロトコルを提供することです。当社の代表的な結果は、血清と血管新生の刺激後に生き続けると組織特異的血管新生反応と同様に内皮細胞追跡研究を定量化するため、このメソッドの使用例を提供する複数の細胞型を文書化します。

Protocol

全ての動物実験および手順は、チューレーン大学の施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって承認されました。 1.外科プロシージャを設定手術前にオートクレーブ機器、手術用消耗品、および文化用品。各ラットに対する外科用品が含まれます:1ドレープ、プレカット穴に1ドレープを(0.5インチ×1.5で)中央に、ガーゼパッド、および1吸収性アンダーパッド。…

Representative Results

培養3日後、組織を、ラット腸間膜培養モデル( 図2A)で微小血管系の生存能力を実証するために生/死生存率/細胞毒性キットを用いて標識しました。腸間膜中に存在する細胞の大部分は、内皮細胞が微小血管セグメントにおけるそれらの位置に基づいて同定された培養物中で生存可能のままでした。内皮細胞増殖はまた、レクチン/ BrdU標識( 図2D)…

Discussion

このプロトコルは、微小血管ネットワークの成長のタイムラプスイメージングのためのex vivoでのツールとしてラットの腸間膜培養モデルを使用するための方法を提示します。我々の研究室での以前の研究は、1のための我々のモデル)、血管新生8、2)リンパ管8、3)周皮細胞-内皮細胞の相互作用8、および4)抗血管新生薬物検査<sup…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by National Institutes of Health Grant 5-P20GM103629 to WLM and the Tulane Center for Aging. We would like to thank Matthew Nice for his help with editing the protocol text.

Materials

Drape Cardinal Health 4012 12”x12” Bio-Shield Regular Sterilization Wraps
Scalpel Handle Roboz Surgical Instrument RS-9843 Scalpel Handle, #3; Solid; 4" Length
Sterile Surgical Blade Cincinnati Surgical 0110 Stainless Steel; Size 10
Culture Dish (60mm) Thermo Scientific 130181 10/Sleeve
Graefe Forcep (curved tweezers) Roboz Surgical Instrument RS-5135 Micro Dissecting Forceps; Serrated; Slight Curve; 0.8mm Tip Width; 4" Length
Graefe Forcep (straight tweezers) Roboz Surgical Instrument RS-5130 Micro Dissecting Forceps; Serrated, Straight; 0.8mm Tip Width; 4" Length
Noyes Micro Scissor Roboz Surgical Instrument RS-5677 Noyes Micro Dissecting Spring Scissors;
Straight, Sharp-Blunt Points; 13mm Cutting Edge; 0.25mm Tip Width, 4 1/2" Overall Length
Gauze Pads FisherBrand 13-761-52 Non-Sterile Cotton Gauze Sponges; 4"x4" 12-Ply
Cotton-Tippled Applicators FisherBrand 23-400-124 6" Length; Wooden Shaft; Single Use Only
6-Well Plate Fisher Scientific 08-772-49 Flat Bottom with Low Evaporation Lid; Polystyrene; Non-Pyrogenic
Sterile Syring 5ml Fisher Scientific 14-829-45 Luer-Lok Tip
Sterile Bowl Medical Action Industries Inc. 01232 32 oz. Peel Pouch; Blue; Sterile Single Use
6-Well Plate Inserts (CellCrown Inserts) SIGMA Z681792-3EA 6-Well Plate Inserts; Non-Sterile
Polycarbonate Filter Membrane SIGMA TMTP04700 Isopore Membrane Filter; Polycarbonate; Hydrophilic; 5.0 µm, 47 mm, White Plain
Name Company Catalog Number Comments/Description
Beuthanasia Schering-Plough Animal Health Corp. Union (Ordered from MWI Veterinary Supply) MWI #: 011168 Active Ingredient: Per 100mL, 390 mg pentobarbital sodium, 50mg phenytoin sodium 
Ketamine Fort Dodge Animal Health (Ordered from MWI Veterinary Supply) MWI #: 000680 Kateset 100 mg/ml
Xylazine LLOYD. Inc. (Ordered from MWI Veterinary Supply) MWI #: 000680 Anased 100 mg/ml
Saline Baxter 2F7122
PBS Invitrogen 14040-133
MEM Invitrogen 11095080
PenStrep Invitrogen 15140-122
FBS Invitrogen 16000-044
BSA Jackson ImmunoResearch 001-000-162
Saponin  SIGMA S7900-100G
Isopropyl Alcohol Fisher Scientific S25372
Povidone-Iodine Operand 82-226
Hydrochloric Acid SIGMA 320331
Methanol Fisher Scientific 67-56-1
Glycerol Fisher Scientific 56-81-5
FITC-conjugated Lectin SIGMA L9381-2MG
Anti-NG2 Chondroitin Sulfate Proteoglycan Antibody SIGMA AB5320
PECAM (CD31) Antibody BD Biosciences 555026
LYVE-1 Antibody AngioBio Co. 11-034
Goat Anti-Rabbit Cy2-conjugated Antibody Jackson ImmunoResearch 111-585-144
Goat Anti-Mouse Cy3-conjugated Antibody Jackson ImmunoResearch 115-227-003
Streptavidin Cy3-conjugated Antibody Jackson ImmunoResearch 016-160-084
Live/Dead Viability/Cytotoxicity Kit Invitrogen L3224
Normal Goat Serum  Jackson ImmunoResearch 005-000-121
5-Bromo-2'-Deoxyuridine SIGMA B5002
Monoclonal Mouse Anti-Bromodeoxyuridine                        Clone Bu20a Dako M074401-8
Mouse Anti-Rat CD11b  AbD Serotec MCA275R

References

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Cite This Article
Azimi, M. S., Motherwell, J. M., Murfee, W. L. An Ex Vivo Method for Time-Lapse Imaging of Cultured Rat Mesenteric Microvascular Networks. J. Vis. Exp. (120), e55183, doi:10.3791/55183 (2017).

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