Name: in utero intra-cardiac tomato-lectin injections on mouse embryos to gauge renal blood flow
Uploaded: 2015-02-04T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 25 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Utero Intra-cardiac Tomato-lectin Injections on Mouse Embryos to Gauge Renal Blood Flow at JoVE.com

The authors would like to thank Dr. George Gittes for advice and expertise throughout this study. SSL was supported by an American Heart Association fellowship (11POST7330002). Further to this SSL and this study was supported by an NIDDK Mentored Research Scientist Development Award (DK096996) and by the Children&#8217;s Hospital of Pittsburgh.

הערה: אוניברסיטת פיטסבורג מוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש הוועדה אישרה את כל הניסויים. 1. הכנת מכשירי אולטרסאונד-microinjection ועוברים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הבמה, הר, ובדיקה (איור 1), כמו גם מכשירי ניתוח (איור 2). פתרון פוספט המקום שנאגרו מלוח (PBS) (pH7.4) באמבט התחממות 37 ° C. מלא מחט microinjection לחלוטין עם שמן מינרלים, באמצעות מיליליטר המזרק 1 מצורף ל-25 גמישים מחט G שנייה, דרך הבסיס שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את המחט על סיבוב הר זרוע, ומחט ריקה של פתרון שמן מינרלים. למלא מחדש עם 2.5 μl של פתרון TL. ודא שאין בועות אוויר נמצאות בתוך מחט הזריקה. סובב את זרוע מחט לכיוון קיר, הרחק מהבמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את האמא בהריון בתא הרדמה באמצעות עירוי מתמשך של isoflurane. כשאמא שלו אבדה את ההכרה, להעביר את ההרדמה לצינור האף ממוקם בגצד audal של השלב, ואמא של מקום במצב שכיבה עם חוטם בצינור האף כדי לאפשר המשך מצב בהרדמה מלאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גפיים קלטת ב -45 מעלות זוויות, או עם ידיים ורגליים נחו ואת מיקומו כרטיסיות / צג טמפרטורת overtop ECG. חשוב שהסכר בהריון מנוטר כל הזמן כדי להבטיח הרדמה שמספיק והמשחה שביישומים לעיניים להפחתת ייבוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל מוצר להסרת שיער על פני בטן תחתונה של האמא, לנגב בעדינות את עם צמר גפן יבש, ולאחר מכן שוב עם צמר גפן רווי אתנול 70% כדי להסיר כל מוצר ושיער עודפים. ודא לנקות את עור בטן של כל השיער באתר של חתך (איור 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע laparotomy על האמא בהריון באמצעות מלקחיים כירורגיים קנס ומספריים. תשמור על עצמך כדי להימנע מחיתוך כל כלי גדולים או איברים פנימיים. הפוך ראשון, חתך ישר של האפידרמיס 1.5-2 סנטימטר מעל הנרתיק וממשיך לחתוך לכיוון צלעות לapproximatסנטימטר Ely 2-3. לחשוף את הקרום תת-עורי, לאתר את alba linea (&quot;הקו לבן&quot;) (איור 3), ולחתוך במקביל לחתך ראשוני, יחד באותו האורך, לחשוף פנימי איברים פנימיים וsaccules רחם. </li></ol> 2. הפקה של עוברים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בהחלה מכותנת שקצה 6 אינץ &#39;לתמרן אמא ועוברים. דחפו בעדינות (לא מכריח) על עור עם המוליך לתמרן עובר ראשון מתוך פתיחת חתך. לאחר החילוץ של שקיק העובר הראשון, בעדינות ולאט לאט למשוך את יתרת קרן הרחם דרך ועל חיצוני של האם. הימנע ממשייכת מעי או לאיברים אחרים דרך חתך בשלב זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכמת עוברים ומניחים בעדינות קרן רחם עזב בחזרה לאמא. לאחר מכן להתחיל בהצטרפות לקרן רחם הזכות חזרה אל אמא מתחילה עם מרוחק שקיק עובר מהנרתיק על הצופר ולנוע כלפי מטה. תמשיך את זה עד שרק שני עוברים יישארו חשופים (Fiתרשים 4). לבסוף, עוברי עמדה בטור לעיל ומקביל לחתך קו, להיות מודע לא לנתק את זרימת דם ברחם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים בלוקים חימר ועמדה בין זרועות וגוף, כמו גם את הרגליים וזנב. ודא שמשטחי החימר כ רמה עם חתך laparotomy. להרטיב את צלחת פטרי fenestrated עם 37 ° C PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתפוס מלקחיים הארכה עם יד ימין וצלחת פטרי עם fenestrated יד שמאל (במקביל אשנוב לעוברים) ולהביא מלקחיים ~ 5 סנטימטר סגור דרך אשנוב, מהחלק העליון של צלחת פטרי. מלקחיים פתוחים לחלוטין מבלי לקרוע רשת אשנוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתמרן את הידיים מעל עוברים ולהתמקד מראה על שני saccules העובר. ללא (או קל) נוגע saccules עם התמזגות אשנוב או מלקחיים, להחליק אותם דרך חריץ ולהגדיר צלחת פטרי על הבטן של אמא. עם מלקחיים עדיין מורחבים, לתפעל רשת fenestrated להושיב אותו על שני צדדים ובבסיסו של כל עובר (איור 5 </stרונג&gt;) ולמשוך מלקחיים מפתיחת חריץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלב הבא, במקום גומי כחול המכיל קיר בצלחת פטרי, בלי לצבוט או פצעו עוברים (איור 6). הפוך לוקי חימר בטוחים בתקיפות מאזנים צלחת פטרי, עובר, וקיר המכיל גומי. לבסוף, למלא צלחת פטרי עם 37 מעלות צלזיוס PBS עד עובר הם שקועים לחלוטין (איור 6), תוך פיקוח על דליפות בהתמזגות fenestrated. </li></ol> נוהל 3. הזרקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב תחתון הזרקה עם אמו ועוברים למטה באמצעות כפתור כוונון הרמה-Z (איור 1) ולאחר מכן לסובב מחט זריקה ולעלות זרוע והשורה ישירות עם הבדיקה אולטרסאונד, עם סנטימטר ½ מחט משמאל ומתחת לקצה הבדיקה (איור 7) . לדחוף מחט-זרוע (לא מחט) 45 ° מהבדיקה. היזהר שלא פגע בקצה המחט עם חללית הצלחת או אולטרסאונד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעלות שלב הזרקה חזרה לגובה מקורי, עם p אולטרסאונדגלימה ישירות מעל Probe עוברים חייבת להיות שקועה מעט ובתוך 3-4 מ&quot;מ של הרקמה העוברית. כפתורי התאמת שלב השימוש X &amp; Y (איור 8) לתיקון מצב עובר / אמא / במה כדי לאתר את הלב העוברי להכות באופן שיטתי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ישירות מרכז של מסך אולטרסאונד להתבונן טוש שחור יעד המרכז נמשך (*). אתר חדר השמאלי (עדיף) או אטריום באמצעות כפתורי התאמת שלב X &amp; Y (איור 8) ולאחר מכן להגדיל או להקטין את השלב באמצעות ידית מסתובבת על הבמה למצב את יעד הזרקה בדיוק מעל הסמן המרכזי בצבע השחור על מסך אולטרסאונד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בכפתור כוונון שלב X לעבור עובר בצד הימין, מעל מסך אולטרסאונד. מיקום מחדש מחט microinjection וזרוע אחורית למקום, סנטימטר וחצי מו -90 מעלות לבדיקת אולטרסאונד (איור 7). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות microinjection הר כפתורי התאמה (איור 9 ג-G), מחט עמדה עם הקצה בבירור אלigned עם הסמן המרכזי. להתאים את זווית הזרקה (תוך שימוש בידיות באיור 9 ג וEG), ו- X, Y, Z ווקטורים של מיקרו-מחט על מנת להבטיח במטוס הנכון קצה מחט מתמקד. לחזור בו מחט microinjection באמצעות אך ורק את הכפתור &quot;זריקה&quot; (איור 9F), נזהר שלא להתאים ממדים אחרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוב, באמצעות רק את עובר X ​​עדין התאמת מהלך ידית שלב בחזרה מתחת לבדיקה, עם היעד בדיוק על סימן המרכז על מסך אולטרסאונד. ודא שהחדר השמאלי הוא עכשיו בדיוק באותו X, Y, Z ומטוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, רק עם הידית &quot;ההזרקה&quot; על microinjection הר, לנקב לאט עובר עם מחט microinjection ולהביא בהדרגה קצה לתוך החדר השמאלי. הזרק 2.5 μl המלא של פתרון TL לתוך חדר השמאלי או עד שצלילי צפצוף אזהרה הריקים, על ידי החזקה &quot;ריק&quot; וקשה &quot;למלא&quot; פעם אחת (איורים 2 א &amp; B). בשלב זההזרקה להתבונן צל שייוצר מקצה המחט שהוא TL נכנסים לתוך תא הלב (איור 10). בכיוון הפוך, לחזור בו במהירות מחט microinjection סיבוב ידית &quot;הזריקה&quot; (איור 9F) על microinjection הר כאשר ההזרקה היא מלאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמשיך לעובר הבא ולחזור על הליך זה עבור עוברים שנותרו לאחר סדרה זו של צעדים ולבסוף מניחים את העוברים הסופיים חזרה לבטן של הסכר. לעבור הרדמה לחדר תיבה ועדינות להעביר אמא כאן במשך 15 דקות מהזמן של הזריקה האחרונה. </li></ol> 4. קציר עוברים וניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריב את הסכר באמצעות נקע בצוואר הרחם. להרחיב את חתך laparotomy להסיר בקלות קרנות רחם מהאם. שמור את העוברים בתוך שק רחם. הנח עוברים בPBS המקורר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתח עובר מן שק רחם (אם רקמת גוביינא הכרחית לגנוטיפ) ולמקם את כל העובר iParaformaldehyde n 4% (PFA) לילה, ואז לתוך 30% סוכרוז לילה, להקפיא בcryostat חתך בינוני. ואז לחתוך את cryosection ולמקם אותו על גבי שקופיות לניתוח immunohistochemical. לחלופין, להשתמש ברקמות לכל הר על ידי ההתייבשות במתנול 100%, לאחר הקיבוע בPFA 4%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לניתוח immunohistochemical למקם את cryosections לPBS להסיר אוקטובר אז לחסום את החלקים עם 10% חמורים בדם נורמלי למשך 30 דקות. לאחר מכן להוסיף נוגדן ראשוני PECAM ב 1: 100 דילול הלילה ב 4 מעלות צלזיוס. למחרת, לשטוף את השקופיות בPBT 3 פעמים במשך 10 דקות כל אחד ולהוסיף עכברוש אנטי חמור 594 משניים ודגירה עבור שעה 1 ב RT. הערה: זוהי טכניקה מאוד תובענית הדורשת אופטימיזציה ותיאום של אולטרסאונד וmicroinjection. יש עקומה למידה תלולה מאוד הקשורים לטכניקה זו ודורשת ארבעה עד שישה שבועות של זריקות מורה רוחניות לפני אחד הופך מיומן. </li></ol>

<ol>
	<li>Abrahamson, D. R., Robert, B., Hyink, D. P., St John, P. L., Daniel, O. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origins+and+formation+of+microvasculature+in+the+developing+kidney.">Origins and formation of microvasculature in the developing kidney.</a> Kidney international. Supplement. 67, S7-S11 (1998).</li><li>Sims-Lucas, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+Progenitors+Exist+within+the+Kidney+and+Lung+Mesenchyme.">Endothelial Progenitors Exist within the Kidney and Lung Mesenchyme.</a> PloS one. 8 (6), e65993 (2013).</li><li>Dressler, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+early+kidney+specification,+development+and+patterning.">Advances in early kidney specification, development and patterning.</a> Development. 136 (23), 3863-3874 (2009).</li><li>Costantini, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+controls+and+cellular+behaviors+in+branching+morphogenesis+of+the+renal+collecting+system.">Genetic controls and cellular behaviors in branching morphogenesis of the renal collecting system.</a> Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 1 (5), 693-713 (2012).</li><li>Costantini, F., Kopan , R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterning+a+complex+organ:+branching+morphogenesis+and+nephron+segmentation+in+kidney+development.">Patterning a complex organ: branching morphogenesis and nephron segmentation in kidney development.</a> Dev Cell. 18 (5), 698-712 (2010).</li><li>Das, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal-epithelial+crosstalk+regulates+kidney+progenitor+cell+differentiation.">Stromal-epithelial crosstalk regulates kidney progenitor cell differentiation.</a> Nat Cell Biol. 15 (9), 1035-1044 (2013).</li><li>Rymer, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Renal+blood+flow+and+oxygenation+drive+nephron+progenitor+differentiation.">Renal blood flow and oxygenation drive nephron progenitor differentiation.</a> Am J Physiol Renal Physiol. , (2014).</li><li>Shah, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryonic+mouse+blood+flow+and+oxygen+correlate+with+early+pancreatic+differentiation.">Embryonic mouse blood flow and oxygen correlate with early pancreatic differentiation.</a> Developmental biology. 349 (2), 342-349 (2011).</li><li>Andres, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EphB4+receptor+tyrosine+kinase+transgenic+mice+develop+glomerulopathies+reminiscent+of+aglomerular+vascular+shunts.">EphB4 receptor tyrosine kinase transgenic mice develop glomerulopathies reminiscent of aglomerular vascular shunts.</a> Mech Dev. 120 (4), 511-516 (2003).</li><li>Wagner, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+imaging+of+kidney+vascular+corrosion+casts+with+Nano-CT.">High-resolution imaging of kidney vascular corrosion casts with Nano-CT.</a> Microsc Microanal. 17 (2), 215-219 (2011).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

הרדמה Microinjection ומסגרת זמן בכל הקשור להרדמה של האמא, זה חיוני כדי לשמור על זרימת אוויר קבוע (2-3 L / min) ובPSI הנמוך. הזרימה של ההרגעה חייבת להיות מוחזקת בכ 1.75-2 L / min. במקביל, לוחות זמנים שבי הזריקות יתקיימו חייבים להיות תחת פיקוח הדוק ומבו?...

במהלך התפתחות עוברית שני תהליכים נפרדים, עדיין בו-זמנית, כלי דם יתקיימו: אנגיוגנזה, התהליך שבו גדל כלי מכלי שיט, וvasculogenesis גדולים קיימים מראש, שהוא במערך דה נובו של כלי מאבות אנדותל מגורים 1,2. בהתאמה, לשעבר הוא שם נרדף לזרימת דם, ואילו הוא חשב שהאחרון לקחת במידה רבה את המקום בהעדרו. במקביל להיווצרות כלי דם, תהליך מחזורי ודינמי של סינתזת אב כליות תא, התפשטות, ובידול מתחיל להתפתח ביום עוברי 9.5 (E9.5). בשלב זה ניצן ureteric (UB) פולש dorsally למקיף mesenchyme metanephric (MM), וממשיך עד לידת 3. חזר הסתעפות של UB למהירות עיבוי mesenchyme כובע metanephric מתחילה ההיווצרות של היחידות פונקציונליות של הכליות, נפרון. עם כל דור חדש של UB וnephרון, דורות מבוגרים הם עקורים לאזורים בקליפת המוח והלשדיים פנימיים, שבו הם לאחר מכן לעבור הבשלה והתמיינות נוספות בתוך סביבות בעיקר כלי דם צפופים. כפי שמעיד דרסלר et al. 3, תהליך עוברי זה, מוגבר על ידי איתות אינדוקטיביים, כגון crosstalk בין UB וMM, ומספר עצום של גורמים תאיים 3-6. שני גורמים שנחקרו לאחרונה תאיים בתוך לבלב הפיתוח וכליות כוללים מתח חמצן וזרימת דם 7,8. האחרון יידון בפירוט בהמשך ביחס לפיתוח כליות. על מנת לחשוף את התפקיד אינדוקטיביים שזרימת דם שעלול להיות משחקת בבידול אב נפרון תא, כמו גם בתהליכי organogenesis אחרים, שיטות מדויקות ומדויקות של זרימת דם מיפוי העוברי הוא הכרחי. שיטות חלופיות של מדידת זרימת דם כוללות את המרשם של ulההדמיה trasound ושרף מטילים 9,10. באופן חד משמעי, מצבים אלה הוכחו להיות מטבע חסר יכולתם לחשוף זמנית צירופים של זמן ומרחב בין זרימת דם וגזע התמיינות תאים. יציקות שרף, למשל, לספק מודל תקף של דפוסי כלי בתוך רקמות בוגרות, אולם בכלי בשלה, כמו עם נקודות זמן עובריים, כלים הם גס מפותחים ודולפים. לכן, שרף מטיל מצליח להחזיק בתוך כלי הזעירים, לעתים קרובות נקבוביים,. למכשולים נראות לעין אלה, בין יתר, בחרנו לשלב בmicroinjections vivo תוך-לב לקטינים עגבניות עובריים (TL) לחקירות של פיתוח כליות שלנו מונחה אולטרסאונד. בהליך זה אנו מנצלים בדיקה אולטרסאונד כדי להנחות את מחט micropipette רכובה מלאה 2.5 μl של פתרון TL לתוך החדר השמאלי של עכבר עובר בנקודות E11.5, E13.5, E15.5, וזמן E17.5 סינכרוני. E17.5 הוא הגיל ההתפתחותי האחרון כמחטים הן לא חזקות מספיק כדי לחדור את העובר מפותח יותר. היתרונות של שיטה זו הם בשפע microinjection. microinjection מודרך אולטראסאונד מאפשר מיקום מדויק של מחט זריקה בתוך החדר השמאלי העוברי, גירוש פסיבי ושליטה מלאה של פתרון ללב הפועם של בעלי החיים, נזק מינימאלי ללב ורקמות הסובבות, והימנעות מכישלון לב הפתאומי ומותו של עובר לפני זלוף גוף מלא. עם השימוש בTL FITC שכותרתו, כל כלי דם perfused ישמור את הסמן לאורך קרום פסגת אנדותל. בשילוב עם אימונוהיסטוכימיה, ניצול PECAM (CD31, מולקולת הידבקות תא אנדותל טסיות דם) וסמנים אחרים של כלי דם שונים, אנו יכולים להבחין בבירור בין כלי perfused ו- perfused un, כמו גם לאפיין כל כתמים חריגים של רקמות הסובבות.

<table><tbody><tr><td>DAPI</td><td>Sigma Aldrich</td><td>022M4004V</td><td>concentration 1:5,000</td></tr><tr><td>Pecam</td><td>BD Biosciences</td><td>553370</td><td>concentration 1:100</td></tr><tr><td>FITC-Tomato Lectin</td><td>Vector Laboratories</td><td>FL-1321</td><td>concentration 2.5 &amp;micro;l / embryo</td></tr><tr><td>Alexa Fluor-594 (Donkey Anti-Rat)</td><td>Jackson Immunoresearch</td><td>712-585-150</td><td>concentration 1:200</td></tr><tr><td>Microinjection Needle</td><td>Origio Mid Atlantic Devices</td><td>C060609</td><td></td></tr><tr><td>Mineral Oil</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP26291</td><td></td></tr><tr><td>1 ml syringe</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-377-20</td><td></td></tr><tr><td>Clay Blocks</td><td>Fisher Scientific</td><td>HR4-326</td><td></td></tr><tr><td>Surgical Tape</td><td>Fisher Scientific</td><td>18-999-380</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9763655</td><td></td></tr><tr><td>Hair Removal Product</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC0132811</td><td></td></tr><tr><td>Surgical Scissors</td><td>Fine Science tools</td><td>14084-08</td><td></td></tr><tr><td>Fine Forceps</td><td>Fine Science tools</td><td>11064-07</td><td></td></tr><tr><td>Surgical Marking Pen</td><td>Fine Science tools</td><td>18000-30</td><td></td></tr><tr><td>Right angle forceps (for hysterectomy)</td><td>Fine Science tools</td><td>11151-10</td><td></td></tr></tbody></table>

in utero intra-cardiac tomato-lectin injections on mouse embryos to gauge renal blood flow

ההיווצרות וזלוף, יצירת כלי דם כליות (מלבד glomeruli) הם understudied מאוד. ככלי דם מתפתח באמצעות אנגיוגנזה (שהוא מתפצלים כלי גדולים) וvasculogenesis (היווצרות כלי דה נובו), טכניקות מיפוי זלוף כגון יציקות שרף, in vivo הדמיה אולטרסאונד, ומיקרו לנתיחה היו מוגבלות במפגינות יחסים האינטימיים בין שני תהליכים אלו ומבני כליות מתפתחים בתוך העובר. כאן, אנו מתארים את ההליך של בmicroinjections הרחם תוך-לב מודרך-אולטרסאונד FITC שכותרתו עגבניות לקטינים בעוברי עכבר כדי לאמוד את ontogeny של פרפוזיה. קטיני עגבניות (TL) היה perfused לאורך העובר והכליות שנקטפו. רקמות שיתוף מוכתמות עבור מבנים שונים בכליות כוללים: אבות נפרון, מבני נפרון, האפיתל ureteric, וכלי דם. החל מ E13.5 כלי קליבר גדולים היו perfused, ציוד היקפי ואולםכלי נשארו unperfused. על ידי E15.5 וE17.5, כלי היקפיים קטנים, כמו גם glomeruli התחילו להיות perfused. טכניקה ניסויית זה היא קריטי ללימוד התפקיד של כלי דם וזרימת דם במהלך התפתחות עוברית.

היווצרות כלי דם מקדימה זרימה בפיתוח בכליות רוב הרקמות עובריים (כולל הכליות) מכיל כלי דם צפופים (שני unperfused וperfused), אפילו בנקודות זמן עובריים מוקדמות. כדי לאמוד ולנתח טובים יותר את זרימת דם בתוך הכליה הפיתוח אנו מנוצלים שיטה בmicroinjecti...

Watch this Scientific Journal Video about In Utero Intra-cardiac Tomato-lectin Injections on Mouse Embryos to Gauge Renal Blood Flow at JoVE.com

In Utero Intra-cardiac Tomato-lectin Injections on Mouse Embryos to Gauge Renal Blood Flow

This manuscript describes a technique for visualization of the developing vasculature. Here we utilized in utero intra-cardiac FITC-labeled tomato lectin microinjections on mouse embryos. Using this technique, we delineate the perfused and unperfused vessels throughout the embryonic kidney.

בזריקות עגבניות-לקטינים הרחם Intra-לב בעוברי עכבר כדי לאמוד את זרימת דם בכליות

The formation and perfusion of developing renal blood vessels (apart from glomeruli) are greatly understudied. As vasculature develops via angiogenesis ...

in-utero-intra-cardiac-tomato-lectin-injections-on-mouse-embryos-to

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

In Utero Intra-cardiac Tomato-lectin Injections on Mouse Embryos to Gauge Renal Blood Flow

9.7K Views.  Children's Hospital of Pittsburgh of UPMC. This manuscript describes a technique for visualization of the developing vasculature. Here we utilized in utero intra-cardiac FITC-labeled tomato lectin microinjections on mouse embryos. Using this technique, we delineate the perfused and unperfused vessels throughout the embryonic kidney.

Video: In Utero Intra-cardiac Tomato-lectin Injections on Mouse Embryos to Gauge Renal Blood Flow

Contrast Imaging in Mouse Embryos Using High-frequency Ultrasound

Ultrasound contrast-enhanced imaging can convey essential quantitative information regarding tissue vascularity and perfusion and, in targeted applications, facilitate the detection and measure of vascular biomarkers at the molecular level. Within the mouse embryo, this noninvasive technique may be used to uncover basic mechanisms underlying vascular development in the early mouse circulatory system and in genetic models of cardiovascular disease. The mouse embryo also presents as an excellent model for studying the adhesion of microbubbles to angiogenic targets (including vascular endothelial growth factor receptor 2 (VEGFR2) or &#945;v&#946;3) and for assessing the quantitative nature of molecular ultrasound. We therefore developed a method to introduce ultrasound contrast agents into the vasculature of living, isolated embryos. This allows freedom in terms of injection control and positioning, reproducibility of the imaging plane without obstruction and motion, and simplified image analysis and quantification. Late gestational stage (embryonic day (E)16.6 and E17.5) murine embryos were isolated from the uterus, gently exteriorized from the yolk sac and microbubble contrast agents were injected into veins accessible on the chorionic surface of the placental disc. Nonlinear contrast ultrasound imaging was then employed to collect a number of basic perfusion parameters (peak enhancement, wash-in rate and time to peak) and quantify targeted microbubble binding in an endoglin mouse model. We show the successful circulation of microbubbles within living embryos and the utility of this approach in characterizing embryonic vasculature and microbubble behavior.

Here, we present a protocol to inject ultrasound microbubble contrast agents into living, isolated late-gestation stage murine embryos. This method enables the study of perfusion parameters and of vascular molecular markers within the embryo using contrast-enhanced high-frequency ultrasound imaging.

הדמיה ניגודיות בעכבר עוברים באמצעות תדר גבוהים אולטראסאונד

Ultrasound contrast-enhanced imaging can convey essential quantitative information regarding tissue vascularity and perfusion and, in targeted ...

A Syngeneic Mouse Model of Metastatic Renal Cell Carcinoma for Quantitative and Longitudinal Assessment of Preclinical Therapies

Renal cell carcinoma (RCC) affects &#62; 60,000 people in the United States annually, and ~ 30% of RCC patients have multiple metastases at the time of diagnosis. Metastatic RCC (mRCC) is incurable, with a median survival time of only 18 months. Immune-based interventions (e.g., interferon (IFN) and interleukin (IL)-2) induce durable responses in a fraction of mRCC patients, and multikinase inhibitors (e.g., sunitinib or sorafenib) or anti-VEGF receptor monoclonal antibodies (mAb) are largely palliative, as complete remissions are rare. Such shortcomings in current therapies for mRCC patients provide the rationale for the development of novel treatment protocols. A key component in the preclinical testing of new therapies for mRCC is a suitable animal model. Beneficial features that recapitulate the human condition include a primary renal tumor, renal tumor metastases, and an intact immune system to investigate any therapy-driven immune effector responses and the formation of tumor-induced immunosuppressive factors. This report describes an orthotopic mRCC mouse model that has all of these features. We describe an intrarenal implantation technique using the mouse renal adenocarcinoma cell line Renca, followed by the assessment of tumor growth in the kidney (primary site) and lungs (metastatic site).

Implementation of an orthotopic model of renal cell carcinoma in immunocompetent mice affords the investigator a clinically-relevant system defined by the presence of a primary renal tumor and lung metastases in the same animal. This system can be used to preclinically test a variety of treatments in vivo.

קרצינומה תא syngeneic עכבר הדגם של גרורתי כליות עבור הערכה כמותית אורך ורוחב של טיפולים פרה-קליניים

Renal cell carcinoma (RCC) affects &#62; 60,000 people in the United States annually, and ~ 30% of RCC patients have multiple metastases at the time of ...

Cancer Research

Use of a Hanging-weight System for Isolated Renal Artery Occlusion

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients revealed that only a mild increase in serum creatinine levels (0.3 to 0.4 mg/dl) is associated with a 70% greater risk of death than in persons without any increase 1. Along these lines, surgical procedures requiring cross-clamping of the aorta and renal vessels are associated with a renal failure rates of up to 30% 4. Similarly, AKI after cardiac surgery occurs in over 10% of patients under normal circumstances and is associated with dramatic increases in mortality. AKI are also common complications after liver transplantation. At least 8-17% of patients end up requiring renal replacement therapy 5. Moreover, delayed graft function due to tubule cell injury during kidney transplantation is frequently related to ischemia-associated AKI 6. Moreover, AKI occurs in approximately 20% of patients suffering from sepsis 6.The occurrence of AKI is associated with dramatic increases of morbidity and mortality 1. Therapeutic approaches are very limited and the majority of interventional trials in AKI have failed in humans. Therefore, additional therapeutic modalities to prevent renal injury from ischemia are urgently needed 3, 7-9. 
To elucidate mechanisms of renal injury due to ischemia and possible therapeutic strategies murine models are intensively required 7-13. Mouse models provide the possibility of utilizing different genetic models including gene-targeted mice and tissue specific gene-targeted mice (cre-flox system). However, murine renal ischemia is technically challenging and experimental details significantly influence results. We performed a systematic evaluation of a novel model for isolated renal artery occlusion in mice, which specifically avoids the use of clamping or suturing the renal pedicle 14. This model requires a nephrectomy of the right kidney since ischemia can be only performed in one kidney due to the experimental setting. In fact, by using a hanging-weight system, the renal artery is only instrumented once throughout the surgical procedure. In addition, no venous or urethral obstruction occurs with this technique. We could demonstrate time-dose-dependent and highly reproducible renal injury with ischemia by measuring serum creatinine. Moreover, when comparing this new model with conventional clamping of the whole pedicle, renal protection by ischemic preconditioning is more profound and more reliable. Therefore his new technique might be useful for other researchers who are working in the field of acute kidney injury.

A precise murine model for acute kidney injury (AKI) due to ischemia is an important tool to investigate acute kidney injury and possibly find therapeutic tools to treat renal injury. The hanging weight system offers a tool for immediate and reliable renal artery occlusion and reperfusion without causing renal congestion.

השימוש במערכת תלוי במשקל עבור חסימת עורק הכליה מבודדת

In hospitalized patients, over 50% of cases of acute kidney injury (AKI) are caused by renal ischemia 1-3. A recent study of hospitalized patients ...

Medicine

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease and injury regional estimates, World Health Organization, 2004). Surgeries that often compromise the quality of life are required to correct heart defects, reminding us of the importance of finding the causes of CHD. Mutant mouse models and live imaging technology have become essential tools to study the etiology of this disease. Although advanced methods allow live imaging of abnormal hearts in embryos, the physiological and hemodynamic states of the latter are often compromised due to surgical and/or lengthy procedures. Noninvasive ultrasound imaging, however, can be used without surgically exposing the embryos, thereby maintaining their physiology. Herein, we use simple M-mode ultrasound to assess heart rates of embryos at E18.5 in utero. The detection of abnormal heart rates is indeed a good indicator of dysfunction of the heart and thus constitutes a first step in the identification of developmental defects that may lead to heart failure.

In utero Measurement of Heart Rate in Mouse by Noninvasive M-mode Echocardiography

Ultra-high frequency ultrasound is a powerful live imaging tool to examine cardiac abnormalities in small animals. Its noninvasiveness allows maintaining the physiologic state of embryos. Herein, we show the use of M-mode ultrasound to measure the heart rates of embryos at E18.5 in utero.

במדידת רחם של קצב לב בעכבר על ידי אקו M-המצב פולשנית

Congenital heart disease (CHD) is the most frequent noninfectious cause of death at birth. The incidence of CHD ranges from 4 to 50/1,000 births (Disease ...

Analysis of Cardiac Chamber Development During Mouse Embryogenesis Using Whole Mount Epifluorescence

The goal of this protocol is to describe a method for the dissection of mouse embryos and visualization of embryonic mouse ventricular chambers during heart development using ventricular specific fluorescent reporter knock-in mice (MLC-2v-tdTomato mice). Heart development involves a linear heart tube formation, the heart tube looping, and four chamber septation. These complex processes are highly conserved in all vertebrates. The mouse embryonic heart has been widely used for heart developmental studies. However, due to their extremely small size, dissecting mouse embryonic hearts is technically challenging. In addition, visualization of cardiac chamber formation often needs in situ hybridization, beta-galactosidase staining using LacZ reporter mice, or immunostaining of sectioned embryonic hearts. Here, we describe how to dissect mouse embryonic hearts and directly visualize ventricular chamber formation of MLC-2v-tdTomato mice using whole mount epifluorescent microscopy. With this method, it is possible to directly examine heart tube formation and looping, and four chamber formation without further experimental manipulation of mouse embryos. Although the MLC-2v-tdTomato reporter knock-in mouse line is used in this protocol as an example, this protocol can be applied to other heart-specific fluorescent reporter transgenic mouse lines.

We present the protocols to examine mouse heart development using whole mount epifluorescent microscopy on mouse embryos dissected from ventricular specific MLC-2v-tdTomato reporter knock-in mice. This method allows us to directly visualize each stage of the ventricular formation during mouse heart development without labor-intensive histochemical methods.

ניתוח התפתחות קאמרית הלב במהלך מופרה העכבר באמצעות כל הר Epifluorescence

The goal of this protocol is to describe a method for the dissection of mouse embryos and visualization of embryonic mouse ventricular chambers during ...

Quantitative Micro-CT Analysis of Aortopathy in a Mouse Model of &#946;-aminopropionitrile-induced Aortic Aneurysm and Dissection

Aortic aneurysm and dissection is associated with significant morbidity and mortality in the population and can be highly lethal. While animal models of aortic disease exist, in vivo imaging of the vasculature has been limited. In recent years, micro-computerized tomography (micro-CT) has emerged as a preferred modality for imaging both large and small vessels both in vivo and ex vivo. In conjunction with a method of vascular casting, we have successfully used micro-CT to characterize the frequency and distribution of aortic pathology in &#946;-aminopropionitrile-treated C57/Bl6 mice. Technical limitations of this method include variations in the quality of the perfusion introduced by poor animal preparation, the application of proper methodologies for vessel size quantification, and the non-survivability of this procedure. This article details a methodology for the intravascular perfusion of a lead-based radiopaque silicone rubber for the quantitative characterization of aortopathy in a mouse model of aneurysm and dissection. In addition to visualizing aortic pathology, this method may be used for examining other vascular beds in vivo or vascular beds removed post-mortem.

This article describes a detailed methodology of using a radiopaque lead-based silicone rubber to perfuse the murine vasculature for aortic diameter quantification in a mouse model of aortic aneurysm and dissection.

ניתוח כמותי מיקרו-CT Aortopathy במודל של עכברים של β-aminopropionitrile-induced מפרצת אבי העורקים, דיסקציה

Aortic aneurysm and dissection is associated with significant morbidity and mortality in the population and can be highly lethal. While animal models of ...

Highly Sensitive Measurement of Glomerular Permeability in Mice with Fluorescein Isothiocyanate-polysucrose 70

The loss of albumin in urine (albuminuria) predicts cardiovascular outcome. Under physiological conditions, small amounts of albumin are filtered by the glomerulus and reabsorbed in the tubular system up until the absorption limit is reached. Early increases in pathological albumin filtration may, thus, be missed by analyzing albuminuria. Therefore, the use of tracers to test glomerular permselectivity appears advantageous. Fluorescently labeled tracer fluorescein isothiocyanate (FITC)-polysucrose (i.e., FITC-Ficoll), can be used to study glomerular permselectivity. FITC-polysucrose molecules are freely filtered by the glomerulus but not reabsorbed in the tubular system. In mice and rats, FITC-polysucrose has been investigated in models of glomerular permeability by using technically complex procedures (i.e., radioactive measurements, high-performance liquid chromatography [HPLC], gel filtration). We have modified and facilitated a FITC-polysucrose tracer-based protocol to test early and small increases in glomerular permeability to FITC-polysucrose 70 (size of albumin) in mice. This method allows repetitive urine analyses with small urine volumes (5 &#181;L). This protocol contains information on how the tracer FITC-polysucrose 70 is applied intravenously and urine is collected via a simple urinary catheter. Urine is analyzed via a fluorescence plate reader and normalized to a urine concentration marker (creatinine), thereby avoiding technically complex procedures.

Here, we present a protocol to test glomerular permeability in mice using a highly sensitive, nonradioactive tracer. This method allows repetitive urine analyses with small urine volumes.

מדידה רגישה מאוד של חדירות הפקאוליות בעכברים עם פלואורואסעין איזוטיקריאט-פוליסוכרוז 70

The loss of albumin in urine (albuminuria) predicts cardiovascular outcome. Under physiological conditions, small amounts of albumin are filtered by the ...

Cell Labeling and Injection in Developing Embryonic Mouse Hearts

Testing the fate of embryonic or pluripotent stem cell-derivatives in in vitro protocols has led to controversial outcomes that do not necessarily reflect their in vivo potential. Preferably, these cells should be placed in a proper embryonic environment in order to acquire their definite phenotype. Furthermore, cell lineage tracing studies in the mouse after labeling cells with dyes or retroviral vectors has remained mostly limited to early stage mouse embryos with still poorly developed organs. To overcome these limitations, we designed standard and ultrasound-mediated microinjection protocols to inject various agents in targeted regions of the heart in mouse embryos at E9.5 and later stages of development. &#160;Embryonic explant or embryos are then cultured or left to further develop in utero. These agents include fluorescent dyes, virus, shRNAs, or stem cell-derived progenitor cells. Our approaches allow for preservation of the function of the organ while monitoring migration and fate of labeled and/or injected cells. These technologies can be extended to other organs and will be very helpful to address key biological questions in biology of development.

We describe a series of methods to inject dyes, DNA vectors, virus, and cells in order to monitor both cell fate and phenotype of endogenous and grafted cells derived from embryonic or pluripotent cells within mouse embryos at embryonic day (E)9.5 and later stages of development.

תיוג תא והזרקה בפיתוח לבבות עכבר עוברי

Testing the fate of embryonic or pluripotent stem cell-derivatives in in vitro protocols has led to controversial outcomes that do not necessarily reflect ...

Biology

Use of 3D Robotic Ultrasound for In Vivo Analysis of Mouse Kidneys

Common modalities for in vivo imaging of rodents include positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), and ultrasound (US). Each method has limitations and advantages, including availability, ease of use, cost, size, and the use of ionizing radiation or magnetic fields. This protocol describes the use of 3D robotic US for in vivo imaging of rodent kidneys and heart, subsequent data analysis, and possible research applications. Practical applications of robotic US are the quantification of total kidney volume (TKV), as well as the measurement of cysts, tumors, and vasculature. Although the resolution is not as high as other modalities, robotic US allows for more practical high throughput data collection. Furthermore, using US M-mode imaging, cardiac function may be quantified. Since the kidneys receive 20%-25% of the cardiac output, assessing cardiac function is critical to the understanding of kidney physiology and pathophysiology.

Use of 3D Robotic Ultrasound for In Vivo Analysis of Mouse Kidneys

This protocol demonstrates robotic ultrasound (US) as a practical, cost-effective, and quick alternative to traditional non-invasive image modalities.

שימוש באולטרסאונד רובוטי 3D לניתוח In Vivo של כליות עכבר

Common modalities for in vivo imaging of rodents include positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), ...

Hydrodynamic Renal Pelvis Injection for Non-viral Expression of Proteins in the Kidney

Hydrodynamic injection creates a local, high-pressure environment to transfect various tissues with plasmid DNA and other substances. Hydrodynamic tail vein injection, for example, is a well-established method by which the liver can be transfected. This manuscript describes an application of hydrodynamic principles by injection of the mouse kidney directly with plasmid DNA for kidney-specific gene expression. Mice are anesthetized and the kidney is exposed by a flank incision followed by a fast injection of a plasmid DNA-containing solution directly into the renal pelvis. The needle is kept in place for ten seconds and the incision site is sutured. The following day, live animal imaging, Western blot, or immunohistochemistry may be used to assay gene expression, or other assays suited to the transgene of choice are used for detection of the protein of interest. Published methods to prolong gene expression include transposon-mediated transgene integration and cyclophosphamide treatment to inhibit the immune response to the transgene.

This protocol describes a method to inject plasmid DNA into the mouse kidney via the renal pelvis to produce transgene expression specifically in the kidney.

הזרקת hydrodynamic אגן הכליה נגיפי ביטוי של חלבונים בתוך הכליה.

Hydrodynamic injection creates a local, high-pressure environment to transfect various tissues with plasmid DNA and other substances. Hydrodynamic tail ...