Name: an ex vivo method for time-lapse imaging of cultured rat mesenteric microvascular networks
Uploaded: 2017-02-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 54 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Ex Vivo Method for Time-Lapse Imaging of Cultured Rat Mesenteric Microvascular Networks at JoVE.com

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.

כל הניסויים בבעלי חיים ואת ההליכים אושרו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים של אוניברסיטת טוליין ועדת שימוש (IACUC). 1. הגדרת הליך כירורגי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכשירי חיטוי, ציוד כירורגי, ואספקת התרבות לפני הניתוח. חומרי מתכלים כירורגיים לכל חולדה כוללים: 1 וילון, 1 וילון עם חור חתוך מראש (0.5 x 1.5 ב) במרכז, פדי גזה, ו -1 underpad סופג. מכשירי ניתוח כוללים: 1 אזמל עם להב מספר 10, 2 זוגות של פינצטה, וזוג מספריים בסדר. אספקת תרבות כוללת: 1 וילון, 1 פינצטה, ומכין מוסיף 6-גם צלחת עם מסנני פוליקרבונט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר פלטפורמת פרספקס, במה כירורגי ומרחב המעבדתיים כירורגית עם אתנול 70%. שמור על הבמה כירורגי בקערה סטרילי עד השימוש. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור הבמה כירורגי באמצעות קידוח של כ 2 ב -1 ב חור במרכז של צלחת תרבות 100 מ&quot;מ. לאחר מכן, השתמש נייר זכוכית כדי להחליקכל קצוות חדים ולהוסיף שכבה של דבק סיליקון אל הקצוות של החור כדי ליצור משטח מוגבה עבור הרקמות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחלופין, לעצב את הבמה כירורגי באמצעות תוכנת CAD ולהפוך ידי הדפסת 3-D (איור 1). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים underpad סופג סטרילית ושכב פלטפורמה פרספקס על גבי זה. מניח את הווילון, ללא חור חתוך מראש, על משטח לוהט ליד underpad סופג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פוספט שנאגר תמיסת מלח סטרילית טרום חם (PBS), מדיה מלוחה עד 37 מעלות צלזיוס. מדיה פלייס PBS במנות תרבות נפרדת על גבי כרית חימום ו מלוחים ומכניסים צינור חרוטי 50 מ&quot;ל ליד ההתקנה כירורגית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כל החבילות נפתחות לפני תחילת הניתוח כדי להבטיח טיפול סטרילי של כל החומרים. רשימה מלאה של הכלים הנפוצים המשמשים בהליך זה מפורט טבלת חומרים וכלים כירורגיים ספציפיים. </li></ol> 2. Mesenterקציר רקמות y <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש חולדות Wistar זכר בוגר (350 ± 25 גרם; 6 - 8 שבועות של גיל). זנים אחרים וגילים של חולדות ניתן להחליף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים חולדה באמצעות זריקה תוך שרירית של קטמין (80 מ&quot;ג / ק&quot;ג משקל גוף) ו xylazine (8 מ&quot;ג / ק&quot;ג משקל גוף). אשר את החולדה היא בהרדמה ידי צובט בין האצבעות כדי לבדוק לתגובה רפלקס; שם צריך להיות אף אחד. שיכוך כאבים מנעו עבור הליך מסוף זה לא הכרחי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגלח את אזור הבטן ולהסיר שיער הנותרים באמצעות קרם להסרת שיער. נגב עור הבטן פעמיים עם אלכוהול איזופרופיל 70% ואחריו יוד povidone. עבור המגבונים שהמנתח צריך להתחיל במרכז של האתר כירורגית ולעבור מחוץ לאזור המוכן באופן מעגלי שלא חופף באזורים קרצפו בעבר עם אותה פיסת גזה סטרילי או מקלון צמר גפן סטרילי. ואז להעביר חית התקנת ניתוח סטרילי ולמקם גבי plat פרספקסטופס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות סכין אזמל, לבצע 0.75 ב - 1.25 ב חתך במעיים החל מיום 1 ב מתחת עצם החזה. היזהר שלא לנקב את המעי או לפדר (1 שכבת העור, 1 שכבה של רקמת חיבור, ו -1 שכבת השריר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח וילון עם חור חתוך מראש על החתך ומניח במה כירורגי סטרילי על גבי הווילון. ודא מיישרת הפתיחה עם החתך. השתמש applicators כותנה שקצו סטרילי לאתר ולשלוף את המעי דרך הפתח הבמה כירורגי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משוך 6 - 8 חלונות mesenteric באמצעות לבמה בעזרת אזניים, ולהיזהר לא לגעת חלונות (איור 1). רקמות בדרך כלל נקצרות מאזור המעי של המעי הדק מתחיל ליד cecum. שמור חשוף רקמות לחות עם מלח סטרילית חימם לפי הצורך באמצעות מזרק סטרילי לטפטף הפתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את העכברוש באמצעות הזרקת intracardiac של נתרן pentobarbital (0.2 מ&quot;ל לכל חולדה). לפני ההסרה ליחלונות senteric, להבטיח העכברוש הוא מורדם על ידי מישוש הלב; לא אמור להיות שום דופק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר רקמות לפדר רצויות באמצעות פינצטה לתפוס את כרית השומן ומספריים בסדר לחתוך את החלון. השאר גבול של שומן (2 מ&quot;מ) סביב החלון. לשטוף רקמות פעם חימם PBS סטרילי ופעם התקשורת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור מעי exteriorized אל חלל הבטן ולהיפטר מן החי על פי הנחיות מוסדיות. </li></ol> 3. תרבות רקמות לפדר ללימודים זמן לשגות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אספקת העברת תרבות autoclaved (ראה סעיף 1.1) ורקמות כדי ברדס זרימה למינרית סטרילי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשתמש בפינצטה כדי להעביר את כל רקמות על גבי קרום מסנן פוליקרבונט. רקמות תפוס על ידי כרית שומן כדי למנוע נזק בכלי הדם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהירות להפיץ את הרקמות באמצעות כרית השומן, נזהר שלא לגעת החלון. הפוך את הכנס עם רקמה לתוך החלק התחתון של צלחת 6-היטב ומכסים 3 מ&quot;ל של התקשורת (איור 1 </stרונג&gt;). תקשורת אופיינית בשימוש לצורך הליך זה כוללת מדיה Essential Minimum (ממ) עם 1% פניצילין סטרפטומיצין (PenStrep) ו -10% עובריים שור סרום (FBS). מדיה זו יכולה להיות מלווה סרומים אחרים ו / או גורמי גדילה כדי לעורר אנגיוגנזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 3.2 - 3.3 כל רקמות ותרבות בתנאי חממה סטנדרטיות (5% CO 2, 37 מעלות צלזיוס) במשך עד 5 ימים. </li></ol> 4. זמן לשגות הדמיה של רקמות לפדר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביום ההדמיה, להשלים את התקשורת בכל טוב עם מצומדות BSI-לקטיני דגירה בתנאי תרבות סטנדרטיים למשך 30 דקות. לשטוף רקמות פעמים עם תקשורת לקטינים ללא. BSI-לקטינים הכתם יישאר גלוי על הרקמה לפדר עד 3 ימים בתרבות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את הצלחת על במת מיקרוסקופ. זיהוי כלי הדם הלימפה מבוסס על מבנה המורפולוגיה שלהם ברשת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אתר אזור רשת רצוי על כל רקמות לקחת תמונות. כדאי לשים לב במיוחד ההדמיהמיקום מנת להבטיח את אותה באזור יהיה בשבי עבור תמונות עוקבות. אם באמצעות במה ממונעת, לתעד את הקואורדינטות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור רקמות אל האינקובטור ולהמשיך תרבות עד לנקודת הסיום הרצויה. חזור על צעדי 4.1 - 4.3 דרוש תלוי בנקודות זמן ניסוי רצויות. </li></ol> 5. רקמות immunolabeling <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג BSI-לקטינים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה הרקמות למשך 30 דקות ב 37 מעלות צלזיוס 1:40 לקטינים FITC- מצומדות בתקשורת (פתרון נוגדנים 2.5 מ&quot;ל לכל היטב צלחת 6-באר) ואחריו שני שטיפות עם התקשורת. עבור שטיפות, להוסיף מדיה ומיד להחליף. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג Live / Dead <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה רקמות במשך 10 דקות ב 37 מעלות צלזיוס עם 1: 500 homodimer-1 ethidium 2 מ&quot;מ ו 1: AM calcein 500 1 מ&quot;מ בתקשורת (פתרון נוגדנים 2.5 מ&quot;ל לכל היטב צלחת 6-באר) ואחריו שני שטיפות עם התקשורת. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> BSI-לקטינים / תיוג NG2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רקמות מורח על מיקרוסקופ החליקודואר (1 - 2 רקמות / שקופית) ולאפשר לו להתייבש. הסר עודף שומן עם אזמל ידי לחיצה איתנה מטה שיחתוך את השומן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן רקמות מתנול קר במשך 30 דקות ב -20 מעלות צלזיוס. לשטוף רקמות עם PBS (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג נוגדן ראשוני דגירה רקמות 1 שעות בטמפרטורת החדר עם 1: נוגדן 100 ארנב polyclonal NG2 ו -5% בסרום עז נורמלי (NGS). לשטוף רקמות עם PBS (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג נוגדנים משני דגירה רקמות 1 שעות בטמפרטורת החדר עם 1: 100 נוגדן נגד ארנב עז Cy2 מצומדות (GAR-Cy2) ו -5% NGS. לשטוף רקמות עם PBS (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה הרקמות למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר 1:40 לקטינים FITC- מצומדות ב PBS ואחריו שני שטיפות עם PBS. עבור שטיפות, להוסיף PBS ומיד להחליף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לעגן את השקופיות, לכסות רקמות עם 50:50 PBS פתרון גליצרול coverslip מקום על גבי. חותם את הקצוות שקופית באמצעות לק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> LYVE-1 / תיוג PECAM<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מורחים רקמות על שקופיות מיקרוסקופ (1 - 2 רקמות / שקופית) ולאפשר לו להתייבש. הסר עודף שומן עם אזמל ידי לחיצה איתנה מטה שיחתוך את השומן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן רקמות מתנול קר במשך 30 דקות ב -20 מעלות צלזיוס. לשטוף רקמות עם saponin PBS + 0.1% (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג נוגדן ראשוני דגירה רקמות 1 שעות בטמפרטורת החדר עם 1: 200 עכבר נוגדנים CD31 biotinylated חד שבטיים ו 1: 100 ארנב polyclonal נוגדן LYVE-1 ב PBS + 0.1% saponin + 2% אלבומין בסרום שור (BSA) + 5% NGS . לשטוף רקמות עם saponin PBS + 0.1% (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג נוגדנים משני, דגירה רקמות 1 שעות בטמפרטורת החדר עם 1: 500 נוגדן streptavidin CY3 מצומדות ו 1: 100-Cy2 GAR ב PBS + 0.1% saponin + 2% BSA + 5% NGS. לשטוף רקמות עם saponin PBS + 0.1% (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להרכיב שקופיות, רקמות כיסוי עם 50:50 PBS פתרון גליצרול במקום coverslip על גבי. חותם את הקצוות שקופית באמצעות לק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> BrdU / BSI-לקטינים תיוג <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 1 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​BrdU למדיה ולהחליף התקשורת רקמות עם פתרון BrdU. דגירה של 2 שעות ב 37 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מורחים רקמות על שקופיות מיקרוסקופ (1 - 2 רקמות / שקופית) ולאפשר לו להתייבש. הסר עודף שומן עם אזמל ידי לחיצה איתנה מטה שיחתוך את השומן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן רקמות מתנול קר במשך 30 דקות ב -20 מעלות צלזיוס. לשטוף רקמות עם PBS (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפגל DNA רקמה 2 M HCl עבור h 1 ב 37 מעלות צלזיוס. לשטוף רקמות saponin PBS + 0.1% (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג נוגדן ראשוני, דגירה רקמות 1 שעות בטמפרטורת החדר עם 1: 100 העכבר חד שבטיים אנטי BrdU ב PBS + 0.1% saponin + 2% BSA + 5% NGS. לשטוף רקמות עם saponin PBS + 0.1% (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג נוגדנים משני, דגירה רקמות 1 שעות בטמפרטורת החדר עם 1: 100 עיזים אנטי עכבר נוגדנים Cy3 מצומדות (GAM-Cy3) ב- PBS + 0.1% saponin + 2% BSA + 5% NGS. לשטוף רקמות עם saponin PBS + 0.1% (3 x 10 דקות). </li><li&gt; דגירה רקמות במשך 30 דקות בטמפרטורת החדר 1:40 לקטינים FITC- מצומדות ב PBS ואחריו שני שטיפות עם PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להרכיב שקופיות, רקמות כיסוי עם 50:50 PBS פתרון גליצרול coverslip מקום על גבי. חותם את הקצוות שקופית באמצעות לק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> BSI-לקטינים / תיוג CD11b <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מורחים רקמות על שקופיות מיקרוסקופ (1 - 2 רקמות / שקופית) ולאפשר לו להתייבש. הסר עודף שומן עם אזמל ידי לחיצה איתנה מטה שיחתוך את השומן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן רקמות מתנול קר במשך 30 דקות ב -20 מעלות צלזיוס. לשטוף רקמות עם saponin PBS + 0.1% (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג נוגדן ראשוני דגירה רקמות 1 שעות בטמפרטורת החדר עם 1: 100 CD11b אנטי עכברוש העכבר ב PBS + 0.1% saponin + 2% BSA + 5% NGS. לשטוף רקמות עם saponin PBS + 0.1% (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיוג נוגדנים משני דגירה רקמות 1 שעות בטמפרטורת החדר עם 1: 100 GAM-Cy3 ב PBS + 0.1% saponin + 2% BSA + 5% NGS. לשטוף רקמות עם PBSעלייה של 0.1% saponin (3 x 10 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה הרקמות למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר 1:40 לקטינים FITC- מצומדות ב PBS ואחריו שני שטיפות עם PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להרכיב שקופיות, רקמות כיסוי עם 50:50 PBS פתרון גליצרול coverslip מקום על גבי. חותם את הקצוות שקופית באמצעות לק. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Carmeliet, P., Jain, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angiogenesis+in+cancer+and+other+diseases.">Angiogenesis in cancer and other diseases.</a> Nature. 407 (6801), 249-257 (2000).</li><li>Carmeliet, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Angiogenesis+in+life,+disease+and+medicine.">Angiogenesis in life, disease and medicine.</a> Nature. 438 (7070), 932-936 (2005).</li><li>Kaunas, R., Kang, H., Bayless, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synergistic+Regulation+of+Angiogenic+Sprouting+by+Biochemical+Factors+and+Wall+Shear+Stress.">Synergistic Regulation of Angiogenic Sprouting by Biochemical Factors and Wall Shear Stress.</a> Cell Mol Bioeng. 4 (4), 547-559 (2011).</li><li>Pitulescu, M. E., Schmidt, I., Benedito, R., Adams, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inducible+gene+targeting+in+the+neonatal+vasculature+and+analysis+of+retinal+angiogenesis+in+mice.">Inducible gene targeting in the neonatal vasculature and analysis of retinal angiogenesis in mice.</a> Nat Protoc. 5 (9), 1518-1534 (2010).</li><li>Song, J. W., Munn, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid+forces+control+endothelial+sprouting.">Fluid forces control endothelial sprouting.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (37), 15342-15347 (2011).</li><li>Chan, J. M., 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=Engineering+of+in+vitro+3D+capillary+beds+by+self-directed+angiogenic+sprouting.">Engineering of in vitro 3D capillary beds by self-directed angiogenic sprouting.</a> PLoS One. 7 (12), e50582 (2012).</li><li>Peirce, S. M., Mac Gabhann, F., Bautch, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+experimental+and+computational+approaches+to+sprouting+angiogenesis.">Integration of experimental and computational approaches to sprouting angiogenesis.</a> Curr Opin Hematol. 19 (3), 184-191 (2012).</li><li>Stapor, P. C., Azimi, M. S., Ahsan, T., Murfee, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+angiogenesis+model+for+investigating+multicellular+interactions+across+intact+microvascular+networks.">An angiogenesis model for investigating multicellular interactions across intact microvascular networks.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 304 (2), H235-H245 (2013).</li><li>Azimi, M. 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=An+ex+vivo+model+for+anti-angiogenic+drug+testing+on+intact+microvascular+networks.">An ex vivo model for anti-angiogenic drug testing on intact microvascular networks.</a> PLoS One. 10 (3), e0119227 (2015).</li><li>Nicosia, R. F., Ottinetti, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+microvessels+in+serum-free+matrix+culture+of+rat+aorta.+A+quantitative+assay+of+angiogenesis+in+vitro.">Growth of microvessels in serum-free matrix culture of rat aorta. A quantitative assay of angiogenesis in vitro.</a> Lab Invest. 63 (1), 115-122 (1990).</li><li>Hutter-Schmid, B., Kniewallner, K. M., Humpel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organotypic+brain+slice+cultures+as+a+model+to+study+angiogenesis+of+brain+vessels.">Organotypic brain slice cultures as a model to study angiogenesis of brain vessels.</a> Front Cell Dev Biol. 3, 52 (2015).</li><li>Sawamiphak, S., Ritter, M., Acker-Palmer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+retinal+explant+cultures+to+study+ex+vivo+tip+endothelial+cell+responses.">Preparation of retinal explant cultures to study ex vivo tip endothelial cell responses.</a> Nat Protoc. 5 (10), 1659-1665 (2010).</li><li>Unoki, N., Murakami, T., Ogino, K., Nukada, M., Yoshimura, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-lapse+imaging+of+retinal+angiogenesis+reveals+decreased+development+and+progression+of+neovascular+sprouting+by+anecortave+desacetate.">Time-lapse imaging of retinal angiogenesis reveals decreased development and progression of neovascular sprouting by anecortave desacetate.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 51 (5), 2347-2355 (2010).</li><li>Norrby, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+models+of+angiogenesis.">In vivo models of angiogenesis.</a> J Cell Mol Med. 10 (3), 588-612 (2006).</li><li>Kelly-Goss, M. R., Sweat, R. S., Azimi, M. S., Murfee, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+islands+during+microvascular+regression+and+regrowth+in+adult+networks.">Vascular islands during microvascular regression and regrowth in adult networks.</a> Front Physiol. 4, 108 (2013).</li><li>Kelly-Goss, M. 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=Cell+proliferation+along+vascular+islands+during+microvascular+network+growth.">Cell proliferation along vascular islands during microvascular network growth.</a> BMC Physiol. 12, 7 (2012).</li><li>Skalak, T. C., Price, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+mechanical+stresses+in+microvascular+remodeling.">The role of mechanical stresses in microvascular remodeling.</a> Microcirculation. 3 (2), 143-165 (1996).</li><li>Kadohama, T., Nishimura, K., Hoshino, Y., Sasajima, T., Sumpio, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+different+types+of+fluid+shear+stress+on+endothelial+cell+proliferation+and+survival.">Effects of different types of fluid shear stress on endothelial cell proliferation and survival.</a> J Cell Physiol. 212 (1), 244-251 (2007).</li><li>Milkiewicz, M., Brown, M. D., Egginton, S., Hudlicka, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+shear+stress,+angiogenesis,+and+VEGF+in+skeletal+muscles+in+vivo.">Association between shear stress, angiogenesis, and VEGF in skeletal muscles in vivo.</a> Microcirculation. 8 (4), 229-241 (2001).</li><li>Corliss, B. A., Azimi, M. S., Munson, J. M., Peirce, S. M., Murfee, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophages:+An+Inflammatory+Link+Between+Angiogenesis+and+Lymphangiogenesis.">Macrophages: An Inflammatory Link Between Angiogenesis and Lymphangiogenesis.</a> Microcirculation. 23 (2), 95-121 (2016).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

<html> פרוטוקול זה מתעד שיטה לשימוש במודל תרבות עכברוש לפדר ככלי vivo לשעבר הדמיה זמן לשגות של צמיחה רשת כלי הדם. עבודה קודמת שנערכו במעבדה שלנו הקימה את השימוש במודל שלנו עבור 1) אנגיוגנזה 8, 2) lymphangiogenesis 8, 3) אינטראקציות תא pericyte-אנדותל <sup class="xref...

צמיחת שיפוץ רשת כלי דם הם מכנים משותפים לתפקוד רקמות, ריפוי פצעים, ו פתולוגיות מרובות תהליך מפתח הוא אנגיוגנזה, כהגדרתו הצמיחה של כלי דם חדשים קיימים 1, 2. עבור הנדסת רקמות כלי דם חדש או בעיצוב טיפולים מבוססים angiogenic, הבנת חשיבות הדינמיקה הסלולר המעורבת אנגיוגנזה הוא קריטי. עם זאת, תהליך זה הוא מורכב. זה יכול להשתנות במקומות ספציפיים בתוך רשת כלי דם וכרוך סוגי תאים מרובים (כלומר תאי אנדותל, תאי שריר חלק, pericytes, מקרופאגים, תאי גזע) ומערכות מרובות (רשתות לימפטי רשתות עצביות). למרות מודלים במבחנה תרמו מאוד כדי לבדוק את הקשר בין תאים שונים המעורבים אנגיוגנזה 3, הרלוונטי הפיזיולוגית שלהם יכול להתערער בשל thei<html> r מורכבות מוגבלות ואת העובדה שהם מקרוב אינם משקפים תרחיש vivo. כדי להתגבר על המגבלות האלה, מערכות תרבות תלת מימדי 3, לשעבר vivo מודלים רקמות 4, מערכות microfluidic 5, 6, ו מודלים חישוביים 7 פותחו שהונהגה בשנים האחרונות. עם זאת, יש עדיין צורך מודל עם יכולת הזמן לשגות לחקור אנגיוגנזה ברשתות פגעו כלי דם vivo לשעבר. הקמת מודלים חדשים זמן לשגות ללימודי אנגיוגנזה עם כי רמת המורכבות תספק כלי רב ערך כדי להבין את המנגנונים המסדירים אנגיוגנזה לשפר טיפולים. מודל פוטנציאלי המאפשר חקירת vivo לשעבר של אנגיוגנזה ברחבי רשת כלי דם ללא פגע הוא מודל התרבות לפדר עכברוש&gt; 8. בשנים אחרונה עבודה, אנחנו הוכחנו כי דם ורשתות כלי דם הלימפה להישאר קיימא אחרי התרבות. יתרה מכך, מודל תרבות העכברוש לפדר יכול לשמש כדי לחקור אינטראקציות תא פונקציונליות-אנדותל pericyte, דם וקשרי תא האנדותל הלימפה, הזמן לשגות הדמיה. מטרת מאמר זה היא לספק פרוטוקול שלנו שיטת הדמיה זמן לשגות. תוצאות הנציג שלנו לתעד את סוגי התאים המרובים שנותרו קיימא לאחר הגירוי של אנגיוגנזה עם סרום ולהציע דוגמאות לשימוש בשיטה זו לכימות תגובות angiogenic רקמות ספציפיות, כמו גם מחקרי מעקב תא האנדותל.

<table><tbody><tr><td>Drape</td><td>Cardinal Health</td><td>4012</td><td>12&amp;rdquo; x 12&amp;rdquo; Bio-Shield Regular Sterilization Wraps</td></tr><tr><td>Scalpel Handle</td><td>Roboz Surgical Instrument</td><td>RS-9843</td><td>Scalpel Handle, #3; Solid; 4&quot; Length</td></tr><tr><td>Sterile Surgical Blade</td><td>Cincinnati Surgical</td><td>0110</td><td>Stainless Steel; Size 10</td></tr><tr><td>Culture Dish (60 mm)</td><td>Thermo Scientific</td><td>130181</td><td>10/Sleeve</td></tr><tr><td>Graefe Forcep (curved tweezers)</td><td>Roboz Surgical Instrument</td><td>RS-5135</td><td>Micro Dissecting Forceps; Serrated; Slight Curve; 0.8 mm Tip Width; 4&quot; Length</td></tr><tr><td>Graefe Forcep (straight tweezers)</td><td>Roboz Surgical Instrument</td><td>RS-5130</td><td>Micro Dissecting Forceps; Serrated, Straight; 0.8 mm Tip Width; 4&quot; Length</td></tr><tr><td>Noyes Micro Scissor</td><td>Roboz Surgical Instrument</td><td>RS-5677</td><td>Noyes Micro Dissecting Spring Scissors;&lt;br/&gt; Straight, Sharp-Blunt Points; 13 mm Cutting Edge; 0.25 mm Tip Width, 4 1/2&quot; Overall Length</td></tr><tr><td>Gauze Pads</td><td>FisherBrand</td><td>13-761-52</td><td>Non-Sterile Cotton Gauze Sponges; 4&quot; x 4&quot; 12-Ply</td></tr><tr><td>Cotton-Tippled Applicators</td><td>FisherBrand</td><td>23-400-124</td><td>6&quot; Length; Wooden Shaft; Single Use Only</td></tr><tr><td>6-Well Plate</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-772-49</td><td>Flat Bottom with Low Evaporation Lid; Polystyrene; Non-Pyrogenic</td></tr><tr><td>Sterile Syring 5 mL</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-829-45</td><td>Luer-Lok Tip</td></tr><tr><td>Sterile Bowl</td><td>Medical Action Industries Inc.</td><td>01232</td><td>32 oz. Peel Pouch; Blue; Sterile Single Use</td></tr><tr><td>6-Well Plate Inserts (CellCrown Inserts)</td><td>SIGMA</td><td>Z681792-3EA</td><td>6-Well Plate Inserts; Non-Sterile</td></tr><tr><td>Polycarbonate Filter Membrane</td><td>SIGMA</td><td>TMTP04700</td><td>Isopore Membrane Filter; Polycarbonate; Hydrophilic; 5.0&amp;nbsp;&amp;micro;m, 47&amp;nbsp;mm, White Plain</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments/Description&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Beuthanasia</td><td>Schering-Plough Animal Health Corp. Union (Ordered from MWI Veterinary Supply)</td><td>MWI #: 011168</td><td>Active Ingredient: Per 100 mL, 390 mg pentobarbital sodium, 50 mg phenytoin sodium&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Fort Dodge Animal Health (Ordered from MWI Veterinary Supply)</td><td>MWI #: 000680</td><td>Kateset 100 mg/mL</td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>LLOYD. Inc. (Ordered from MWI Veterinary Supply)</td><td>MWI #: 000680</td><td>Anased 100 mg/mL</td></tr><tr><td>Saline</td><td>Baxter</td><td>2F7122</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>Invitrogen</td><td>14040-133</td><td></td></tr><tr><td>MEM</td><td>Invitrogen</td><td>11095080</td><td></td></tr><tr><td>PenStrep</td><td>Invitrogen</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>FBS</td><td>Invitrogen</td><td>16000-044</td><td></td></tr><tr><td>BSA</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>001-000-162</td><td></td></tr><tr><td>Saponin&amp;nbsp;</td><td>SIGMA</td><td>S7900-100G</td><td></td></tr><tr><td>Isopropyl Alcohol</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25372</td><td></td></tr><tr><td>Povidone-Iodine</td><td>Operand</td><td>82-226</td><td></td></tr><tr><td>Hydrochloric Acid</td><td>SIGMA</td><td>320331</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>67-56-1</td><td></td></tr><tr><td>Glycerol</td><td>Fisher Scientific</td><td>56-81-5</td><td></td></tr><tr><td>FITC-conjugated Lectin</td><td>SIGMA</td><td>L9381-2MG</td><td></td></tr><tr><td>Anti-NG2 Chondroitin Sulfate Proteoglycan Antibody</td><td>SIGMA</td><td>AB5320</td><td></td></tr><tr><td>PECAM (CD31) Antibody</td><td>BD Biosciences</td><td>555026</td><td></td></tr><tr><td>LYVE-1 Antibody</td><td>AngioBio Co.</td><td>11-034</td><td></td></tr><tr><td>Goat Anti-Rabbit Cy2-conjugated Antibody</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>111-585-144</td><td></td></tr><tr><td>Goat Anti-Mouse Cy3-conjugated Antibody</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>115-227-003</td><td></td></tr><tr><td>Streptavidin Cy3-conjugated Antibody</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>016-160-084</td><td></td></tr><tr><td>Live/Dead Viability/Cytotoxicity Kit</td><td>Invitrogen</td><td>L3224</td><td></td></tr><tr><td>Normal Goat Serum&amp;nbsp;</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>005-000-121</td><td></td></tr><tr><td>5-Bromo-2&#039;-Deoxyuridine</td><td>SIGMA</td><td>B5002</td><td></td></tr><tr><td>Monoclonal Mouse Anti-Bromodeoxyuridine&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; Clone Bu20a</td><td>Dako</td><td>M074401-8</td><td></td></tr><tr><td>Mouse Anti-Rat CD11b&amp;nbsp;</td><td>AbD Serotec</td><td>MCA275R</td><td></td></tr></tbody></table>

an ex vivo method for time-lapse imaging of cultured rat mesenteric microvascular networks

אנגיוגנזה, כהגדרתו צמיחה של כלי דם חדשים מכלי קיימים, כרוך לתאי אנדותל, pericytes, ותאי שריר חלק, תאי מערכת החיסון, ואת התיאום עם כלי הלימפה והעצבים. המולטי-התא, אינטראקציות רבות מערכתיות מחייבות חקירת אנגיוגנזה בסביבה רלוונטית מבחינה פיזיולוגית. וכך, בעוד השימוש במודלים תרבית תאים במבחנה סיפקו תובנות מכניסטית, ביקורת נפוצה היא כי הם לא לשחזר את המורכבות הקשורה רשת כלי הדם. מטרת פרוטוקול זה היא להדגים את היכולת לערוך השוואות זמן לשגות של רשתות כלי הדם ללא פגע לפני ואחרי גירוי אנגיוגנזה ברקמות לפדר עכברוש תרבותי. רקמות בתרבית מכילות רשתות כלי דם מקיים ההיררכיה שלהם. תיוג immunohistochemical מאשרת את נוכחותו של תאי אנדותל, תאי שריר חלק, pericytes, כלי הדם וכלי הלימפה. בddition, תיוג רקמות עם BSI-לקטינים מאפשר השוואת הזמן לשגות של אזורי רשת המקומיים לפני ואחרי הגירוי גורם בסרום או צמיחה מאופיינת הנבטה וצפיפות כלי נימים מוגברות. לשם השוואה למודלי תרבית תאים נפוצים, שיטה זו מספקת כלי ללימודי שושלת תא האנדותל וערכת תרופת angiogenic רקמות ספציפית ברשתות כלי דם רלוונטיות מבחינה פיזיולוגית.

לאחר 3 ימים בתרבות, רקמות תויגו עם ערכת cytotoxicity חי / מת הכדאיות / כדי להוכיח את הכדאיות של microvasculature במודל תרבות עכברוש לפדר (איור 2 א). רוב התאים הנמצאים לפדר נשארים קיימא בתרבות שבה תאי אנדותל זוהה על סמך המיקום שלהם במגזרי כלי דם. התפשטות תאים ?...

Watch this Scientific Journal Video about An Ex Vivo Method for Time-Lapse Imaging of Cultured Rat Mesenteric Microvascular Networks at JoVE.com

An Ex Vivo Method for Time-Lapse Imaging of Cultured Rat Mesenteric Microvascular Networks

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.

<em&gt; Ex Vivo</em&gt; שיטת הדמיה זמן לשגות של רשתות כלי הדם Mesenteric עכברוש מתורבתות

Angiogenesis, defined as the growth of new blood vessels from pre-existing vessels, involves endothelial cells, pericytes, smooth muscle cells, immune ...

an-ex-vivo-method-for-time-lapse-imaging-cultured-rat-mesenteric

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

An Ex Vivo Method for Time-Lapse Imaging of Cultured Rat Mesenteric Microvascular Networks

6.8K Views.  Tulane University. 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. 

Video: An Ex Vivo Method for Time-Lapse Imaging of Cultured Rat Mesenteric Microvascular Networks

In Vitro and In Vivo Model to Study Bacterial Adhesion to the Vessel Wall Under Flow Conditions

In order to cause endovascular infections and infective endocarditis, bacteria need to be able to adhere to the vessel wall while being exposed to the shear stress of flowing blood.
To identify the bacterial and host factors that contribute to vascular adhesion of microorganisms, appropriate models that study these interactions under physiological shear conditions are needed. Here, we describe an in vitro flow chamber model that allows to investigate bacterial adhesion to different components of the extracellular matrix or to endothelial cells, and an intravital microscopy model that was developed to directly visualize the initial adhesion of bacteria to the splanchnic circulation in vivo. These methods can be used to identify the bacterial and host factors required for the adhesion of bacteria under flow. We illustrate the relevance of shear stress and the role of von Willebrand factor for the adhesion of Staphylococcus aureus using both the in vitro and in vivo model.

In Vitro and In Vivo Model to Study Bacterial Adhesion to the Vessel Wall Under Flow Conditions

To study the interaction of bacteria with the blood vessels under shear stress, a flow chamber and an in vivo mesenteric intravital microscopy model are described that allow to dissect the bacterial and host factors contributing to vascular adhesion.

במבחנת in vivo המודל ללמוד הידבקות חיידקים לכלי השיט וול תנאי זרימה תחת

In order to cause endovascular infections and infective endocarditis, bacteria need to be able to adhere to the vessel wall while being exposed to the ...

Immunology and Infection

Imaging Neutrophils and Monocytes in Mesenteric Veins by Intravital Microscopy on Anaesthetized Mice in Real Time

Efficient immune response is dependent on rapid mobilization of blood leukocytes to the site of infection or injury. Investigating leukocyte migration in vivo is crucial for understanding the molecular basis of leukocyte transendothelial migration and interaction with vascular endothelium. One powerful approach involves intravital microscopy on transgenic mice expressing fluorescent proteins in cells of interest.
Here we present a protocol for imaging monocytes and neutrophils in the CX3CR1gfp/wt mouse i.v. injected with orange dye-labeled neutrophils with an inverted confocal microscope. Time-lapse movies gathered from 30 min&#160;to several hours of imaging allow the analysis of leukocyte behavior in mesenteric veins under both steady state and inflammatory conditions. We also describe the steps to locally induce blood vessel inflammation with TLR2/TLR1 agonist Pam3SK4 and monitor the subsequent recruitment of neutrophils and monocytes.
The presented technique can also be used to monitor other populations of leukocytes and investigate molecules implicated in leukocyte recruitment or trafficking using other stimuli or transgenic mice.

We detail a protocol to monitor the behavior of neutrophils and monocytes in mesenteric veins under steady state and inflammatory conditions using intravital confocal microscopy on anaesthetized mice.

הדמיה נויטרופילים ומונוציטים בmesenteric ורידים על ידי מיקרוסקופית Intravital על עכברים מורדמים בזמן אמת

Efficient immune response is dependent on rapid mobilization of blood leukocytes to the site of infection or injury. Investigating leukocyte migration in ...

Rat Mesentery Angiogenesis Assay

The adult rat mesentery window angiogenesis assay is biologically appropriate and is exceptionally well suited to the 
study of sprouting angiogenesis in vivo [see review papers], which is the dominating form of angiogenesis in human tumors and non-tumor 
tissues, as discussed in invited review papers1,2. Angiogenesis induced in the membranous mesenteric parts by intraperitoneal (i.p.) injection of a pro-angiogenic factor can be modulated
by subcutaneous (s.c.), intravenous (i.v.) or oral (p.o.) treatment with modifying agents of choice. Each membranous part of the mesentery is 
translucent and framed by fatty tissue, giving it a window-like appearance.
The assay has the following advantageous features: (i) the test tissue is natively vascularized, albeit 
sparsely, and since it is extremely thin, the microvessel network is virtually two-dimensional, which allows the entire network 
to be assessed microscopically in situ; (ii) in adult rats the test tissue lacks significant physiologic angiogenesis, which characterizes
 most normal adult mammalian tissues; the degree of native vascularization is, however, correlated with age, as discussed in1; 
(iii) the negligible level of trauma-induced angiogenesis ensures high sensitivity; (iv) the 
assay replicates the clinical situation, as the angiogenesis-modulating test drugs are administered systemically and the responses 
observed reflect the net effect of all the metabolic, cellular, and molecular alterations induced by the treatment; (v) the assay 
allows assessments of objective, quantitative, unbiased variables of microvascular spatial extension, density, and network pattern 
formation, as well as of capillary sprouting, thereby enabling robust statistical analyses of the dose-effect and molecular 
structure-activity relationships; and (vi) the assay reveals with high sensitivity the toxic or harmful effects of treatments in 
terms of decreased rate of physiologic body-weight gain, as adult rats grow robustly.
Mast-cell-mediated angiogenesis was first demonstrated using this assay3,4. The model demonstrates a high level of 
discrimination regarding dosage-effect relationships and the measured effects of systemically administered chemically or functionally closely related drugs and proteins, 
including: (i) low-dosage, metronomically administered standard chemotherapeutics that yield diverse, drug-specific effects (i.e., 
angiogenesis-suppressive, neutral or angiogenesis-stimulating activities5); (ii) natural iron-unsaturated human lactoferrin, which stimulates 
VEGF-A-mediated angiogenesis6, and natural iron-unsaturated bovine lactoferrin, which inhibits VEGF-A-mediated angiogenesis7; and (iii) 
low-molecular-weight heparin fractions produced by various means8,9. Moreover, the assay is highly suited to studies of the combined 
effects on angiogenesis of agents that are administered systemically in a concurrent or sequential fashion.
The idea of making this video originated from the late Dr. Judah Folkman when he visited our laboratory and witnessed the methodology being demonstrated.
Review papers (invited) discussing and appraising the assay
Norrby, K. In vivo models of angiogenesis. J. Cell. Mol. Med. 10, 588-612 (2006).
Norrby, K. Drug testing with angiogenesis models. Expert Opin. Drug. Discov. 3, 533-549 (2008).

Normal adult vascularized mammalian tissue that lacks physiologic angiogenesis and that has not been exposed to surgical intervention is used to study: (i) the initiation and development of angiogenesis following intraperitoneal administration of test agents; and (ii) modification of angiogenesis following systemic administration of selected test agents.

עכברוש mesentery Assay אנגיוגנזה

The adult rat mesentery window angiogenesis assay is biologically appropriate and is exceptionally well suited to the 
study of sprouting angiogenesis in ...

Biology

Rat Mesentery Exteriorization: A Model for Investigating the Cellular Dynamics Involved in Angiogenesis

Microvacular network growth and remodeling are critical aspects of wound healing, inflammation, diabetic retinopathy, tumor growth and other disease conditions1, 2. Network growth is commonly attributed to angiogenesis, defined as the growth of new vessels from pre-existing vessels. The angiogenic process is also directly linked to arteriogenesis, defined as the capillary acquisition of a perivascular cell coating and vessel enlargement. Needless to say, angiogenesis is complex and involves multiple players at the cellular and molecular level3. Understanding how a microvascular network grows requires identifying the spatial and temporal dynamics along the hierarchy of a network over the time course of angiogenesis. This information is critical for the development of therapies aimed at manipulating vessel growth.
The exteriorization model described in this article represents a simple, reproducible model for stimulating angiogenesis in the rat mesentery. It was adapted from wound-healing models in the rat mesentery4-7, and is an alternative to stimulate angiogenesis in the mesentery via i.p. injections of pro-angiogenic agents8, 9. The exteriorization model is attractive because it requires minimal surgical intervention and produces dramatic, reproducible increases in capillary sprouts, vascular area and vascular density over a relatively short time course in a tissue that allows for the two-dimensional visualization of entire microvascular networks down to single cell level. The stimulated growth reflects natural angiogenic responses in a physiological environment without interference of foreign angiogenic molecules. Using immunohistochemical labeling methods, this model has been proven extremely useful in identifying novel cellular events involved in angiogenesis. Investigators can readily correlate the angiogenic metrics during the time course of remodeling with time specific dynamics, such as cellular phenotypic changes or cellular interactions4, 5, 7, 10, 11.

This article describes a simple model for stimulating angiogenesis in the rat mesentery. The model produces dramatic increases in capillary sprouting, vascular area and vascular density over a relatively short time course in a tissue that allows en face visualization of entire microvascular networks down to the single cell level.

לפדר החצנה חולדה: דגם לחקירת דינמיקה סלולר המעורבים אנגיוגנזה

Microvacular network growth and remodeling are critical aspects of wound healing, inflammation, diabetic retinopathy, tumor growth and other disease ...

Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats

This protocol describes the use of in vitro television microscopy to evaluate vascular function in isolated cerebral resistance arteries (and other vessels), and describes techniques for evaluating tissue perfusion using Laser Doppler Flowmetry (LDF) and microvessel density utilizing fluorescently labeled Griffonia simplicifolia (GS1) lectin. Current methods for studying isolated resistance arteries at transmural pressures encountered in vivo and in the absence of parenchymal cell influences provide a critical link between in vivo studies and information gained from molecular reductionist approaches that provide limited insight into integrative responses at the whole animal level. LDF and techniques to selectively identify arterioles and capillaries with fluorescently-labeled GS1 lectin provide practical solutions to enable investigators to extend the knowledge gained from studies of isolated resistance arteries. This paper describes the application of these techniques to gain fundamental knowledge of vascular physiology and pathology in the rat as a general experimental model, and in a variety of specialized genetically engineered &#34;designer&#34; rat strains that can provide important insight into the influence of specific genes on important vascular phenotypes. Utilizing these valuable experimental approaches in rat strains developed by selective breeding strategies and new technologies for producing gene knockout models in the rat, will expand the rigor of scientific premises developed in knockout mouse models and extend that knowledge to a more relevant animal model, with a well understood physiological background and suitability for physiological studies because of its larger size.

This manuscript describes in vitro video microscopy protocols for evaluating vascular function in rat cerebral resistance arteries. The manuscript also describes techniques for evaluating microvessel density with fluorescently labeled lectin and tissue perfusion using Laser Doppler Flowmetry.

הערכה של מנגנוני הבקרה וסקולרית ניצול מיקרוסקופ וידאו מבודד התנגדות העורקים של חולדות

This protocol describes the use of in vitro television microscopy to evaluate vascular function in isolated cerebral resistance arteries (and other ...

Medicine

Mouse Fetal Whole Intestine Culture System for Ex Vivo Manipulation of Signaling Pathways and Three-dimensional Live Imaging of Villus Development

Most morphogenetic processes in the fetal intestine have been inferred from thin sections of fixed tissues, providing snapshots of changes over developmental stages. Three-dimensional information from thin serial sections can be challenging to interpret because of the difficulty of reconstructing serial sections perfectly and maintaining proper orientation of the tissue over serial sections. Recent findings by Grosse et al., 2011 highlight the importance of three- dimensional information in understanding morphogenesis of the developing villi of the intestine1. Three-dimensional reconstruction of singly labeled intestinal cells demonstrated that the majority of the intestinal epithelial cells contact both the apical and basal surfaces. Furthermore, three-dimensional reconstruction of the actin cytoskeleton at the apical surface of the epithelium demonstrated that the intestinal lumen is continuous and that secondary lumens are an artifact of sectioning. Those two points, along with the demonstration of interkinetic nuclear migration in the intestinal epithelium, defined the developing intestinal epithelium as a pseudostratified epithelium and not stratified as previously thought1. The ability to observe the epithelium three-dimensionally was seminal to demonstrating this point and redefining epithelial morphogenesis in the fetal intestine. With the evolution of multi-photon imaging technology and three-dimensional reconstruction software, the ability to visualize intact, developing organs is rapidly improving. Two-photon excitation allows less damaging penetration deeper into tissues with high resolution. Two-photon imaging and 3D reconstruction of the whole fetal mouse intestines in Walton et al., 2012 helped to define the pattern of villus outgrowth2. Here we describe a whole organ culture system that allows ex vivo development of villi and extensions of that culture system to allow the intestines to be three-dimensionally imaged during their development.

Mouse Fetal Whole Intestine Culture System for Ex Vivo Manipulation of Signaling Pathways and Three-dimensional Live Imaging of Villus Development

Improved imaging technology is allowing three-dimensional imaging of organs during development. Here we describe a whole organ culture system that allows live imaging of the developing villi in the fetal mouse intestine.

מערכת תרבות עכבר העוברי שלם מעי ל<em&gt; Ex Vivo</em&gt; מניפולציה של מסלולי איתות והדמית חיה תלת ממדית של פיתוח שליה

Most morphogenetic processes in the fetal intestine have been inferred from thin sections of fixed tissues, providing snapshots of changes over ...

Dynamic Measurement and Imaging of Capillaries, Arterioles, and Pericytes in Mouse Heart

Coronary arterial tone along with the opening or closing of the capillaries largely determine the blood flow to cardiomyocytes at constant perfusion pressure. However, it is difficult to monitor the dynamic changes of the coronary arterioles and the capillaries in the whole heart, primarily due to its motion and non-stop beating. Here we describe a method that enables monitoring of arterial perfusion rate, pressure and the diameter changes of the arterioles and capillaries in mouse right ventricular papillary muscles. The mouse septal artery is cannulated and perfused at a constant flow or pressure with the other dynamically measured. After perfusion with a fluorescently labeled lectin (e.g., Alexa Fluor-488 or -633 labeled Wheat-Germ Agglutinin, WGA), the arterioles and capillaries (and other vessels) in right ventricle papillary muscle and septum could be readily imaged. The vessel-diameter changes could then be measured in the presence or absence of heart contractions. When genetically encoded fluorescent proteins were expressed, specific features could be monitored. For examples, pericytes were visualized in mouse hearts that expressed NG2-DsRed. This method has provided a useful platform to study the physiological functions of capillary pericytes in heart. It is also suitable for studying the effect of reagents on the blood flow in heart by measuring the vascular/capillary diameter and the arterial luminal pressure simultaneously. This preparation, combined with a state-of-the-art optic imaging system, allows one to study the blood flow and its control at cellular and molecular level in the heart under near-physiological conditions.

Presented here is a protocol to study the coronary microcirculation in living murine heart tissue by ex vivo monitoring of the arterial perfusion pressure and flow that maintains the pressure, as well as vascular tree components including the capillary beds and pericytes, as the septal artery is cannulated and pressurized.

מדידה והדמיה דינמיות של נימים, עורקים ופריציטים בלב העכבר

Coronary arterial tone along with the opening or closing of the capillaries largely determine the blood flow to cardiomyocytes at constant perfusion ...

Two-photon Imaging of Intracellular Ca2+ Handling and Nitric Oxide Production in Endothelial and Smooth Muscle Cells of an Isolated Rat Aorta

Calcium is a very important regulator of many physiological processes in vascular tissues. Most endothelial and smooth muscle functions highly depend on changes in intracellular calcium ([Ca2+]i) and nitric oxide (NO). In order to understand how [Ca2+]i, NO and downstream molecules are handled by a blood vessel in response to vasoconstrictors and vasodilators, we developed a novel technique that applies calcium-labeling (or NO-labeling) dyes with two photon microscopy to measure calcium handling (or NO production) in isolated blood vessels. Described here is a detailed step-by-step procedure that demonstrates how to isolate an aorta from a rat, label calcium or NO within the endothelial or smooth muscle cells, and image calcium transients (or NO production) using a two photon microscope following physiological or pharmacological stimuli. The benefits of using the method are multi-fold: 1) it is possible to simultaneously measure calcium transients in both endothelial cells and smooth muscle cells in response to different stimuli; 2) it allows one to image endothelial cells and smooth muscle cells in their native setting; 3) this method is very sensitive to intracellular calcium or NO changes and generates high resolution images for precise measurements; and 4) described approach can be applied to the measurement of other molecules, such as reactive oxygen species. In summary, application of two photon laser emission microscopy to monitor calcium transients and NO production in the endothelial and smooth muscle cells of an isolated blood vessel has provided high quality quantitative data and promoted our understanding of the mechanisms regulating vascular function.

Two-photon Imaging of Intracellular Ca2+ Handling and Nitric Oxide Production in Endothelial and Smooth Muscle Cells of an Isolated Rat Aorta

Vascular cell functiondepends on activity of intracellular messengers. Described here is an ex vivo two photon imaging method that allows the measurement of intracellular calcium and nitric oxide levels in response to physiological and pharmacological stimuli in individual endothelial and smooth muscle cells of an isolated aorta.

הדמיה שני פוטונים של תאיים Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; תאי טיפול ותחמוצת חנקן ייצור בהאנדותל ושריר חלק של עכברוש אב העורקים מבודדים

Calcium is a very important regulator of many physiological processes in vascular tissues. Most endothelial and smooth muscle functions highly depend on ...

Microperfusion Technique to Investigate Regulation of Microvessel Permeability in Rat Mesentery

Experiments to measure the permeability properties of individually perfused microvessels provide a bridge between investigation of molecular and cellular mechanisms regulating vascular permeability in cultured endothelial cell monolayers and the functional exchange properties of whole microvascular beds. A method to cannulate and perfuse venular microvessels of rat mesentery and measure the hydraulic conductivity of the microvessel wall is described. The main equipment needed includes an intravital microscope with a large modified stage that supports micromanipulators to position three different microtools: (1) a beveled glass micropipette to cannulate and perfuse the microvessel; (2) a glass micro-occluder to transiently block perfusion and enable measurement of transvascular water flow movement at a measured hydrostatic pressure, and (3) a blunt glass rod to stabilize the mesenteric tissue at the site of cannulation. The modified Landis micro-occlusion technique uses red cells suspended in the artificial perfusate as markers of transvascular fluid movement, and also enables repeated measurements of these flows as experimental conditions are changed and hydrostatic and colloid osmotic pressure difference across the microvessels are carefully controlled. Measurements of hydraulic conductivity first using a control perfusate, then after re-cannulation of the same microvessel with the test perfusates enable paired comparisons of the microvessel response under these well-controlled conditions. Attempts to extend the method to microvessels in the mesentery of mice with genetic modifications expected to modify vascular permeability were severely limited because of the absence of long straight and unbranched microvessels in the mouse mesentery, but the recent availability of the rats with similar genetic modifications using the CRISPR/Cas9 technology is expected to open new areas of investigation where the methods described herein can be applied.

The modified Landis technique enables paired measurement of the hydraulic conductivity of individual microvessels in the mesentery of normal and genetically modified rats under control and test conditions using microperfusion techniques. It provides a convenient method to evaluate mechanisms that regulate microvessel permeability and transvascular exchange under physiological conditions.

Microperfusion טכניקה לחקירת הסדרת כלי דם קטן חדירות בחולדה לפדר

Experiments to measure the permeability properties of individually perfused microvessels provide a bridge between investigation of molecular and cellular ...

Development and Characterization of In Vitro Microvessel Network and Quantitative Measurements of Endothelial [Ca2+]i and Nitric Oxide Production

Endothelial cells (ECs) lining the blood vessel walls in vivo are constantly exposed to flow, but cultured ECs are often grown under static conditions and exhibit a pro-inflammatory phenotype. Although the development of microfluidic devices has been embraced by engineers over two decades, their biological applications remain limited. A more physiologically relevant in vitro microvessel model validated by biological applications is important to advance the field and bridge the gaps between in vivo and in vitro studies. Here, we present detailed procedures for the development of cultured microvessel network using a microfluidic device with a long-term perfusion capability. We also demonstrate its applications for quantitative measurements of agonist-induced changes in EC [Ca2+]i and nitric oxide (NO) production in real time using confocal and conventional fluorescence microscopy. The formed microvessel network with continuous perfusion showed well-developed junctions between ECs. VE-cadherin distribution was closer to that observed in intact microvessels than statically cultured EC monolayers. ATP-induced transient increases in EC [Ca2+]i and NO production were quantitatively measured at individual cell levels, which validated the functionality of the cultured microvessels. This microfluidic device allows ECs to grow under a well-controlled, physiologically relevant flow, which makes the cell culture environment closer to in vivo than that in the conventional, static 2D cultures. The microchannel network design is highly versatile, and the fabrication process is simple and repeatable. The device can be easily integrated to the confocal or conventional microscopic system enabling high resolution imaging. Most importantly, because the cultured microvessel network can be formed by primary human ECs, this approach will serve as a useful tool to investigate how pathologically altered blood components from patient samples affect human ECs and provide insight into clinical issues. It also can be developed as a platform for drug screening.

Development and Characterization of In Vitro Microvessel Network and Quantitative Measurements of Endothelial [Ca2+]i and Nitric Oxide Production

Primary human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were grown to confluence within a microfluidic network device. The endothelial cell junction and F-actin distributions were illustrated and the changes in intracellular calcium concentration and nitric oxide production in response to adenosine triphosphate (ATP) were quantified in real-time at individual cell levels.

פיתוח ואפיון של<em&gt; במבחנה</em&gt; כלי דם קטן רשת מדידות כמותיות של האנדותל [Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt;]<sub&gt; i</sub&gt; וייצור Nitric Oxide

Endothelial cells (ECs) lining the blood vessel walls in vivo are constantly exposed to flow, but cultured ECs are often grown under static conditions and ...

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video