This work was supported by the following grants: AHA 16SDG31170008 to X.R. and NIH P20 GM109098, P01 AG027956, and U54 GM104942 to J.W.S.

주 : 프로토콜의 방식이 절차의 타임 라인을 포함하여,도 1에 도시되어있다. CVE 세포의 1. 문화 통로 <ol><li> 완전 성장 배지에서 배양 CVE 세포 (bEnd.3 세포) (고 글루코스 둘 베코 변형 이글 배지, DMEM)는 T75의 cm 2 조직 배양 플라스크에 10 % 소 태아 혈청 (FBS) 및 1 % 페니실린 / 스트렙토 마이신이 보충. 5 % CO 2 인큐베이터에서 37 ℃에서 성장한다. </li><li> 분리하여 세포 배양 배지를 버리고. 0.25 % 트립신, 0.03 %의 EDTA 용액으로 세포 층을 헹군 후 1 추가 - 플라스크를 트립신 EDTA 용액 2 mL로 3 37 ℃에서 플라스크를 유지 - 5 분. 세포 층이 분리 될 때까지 반전 현미경으로 세포를 관찰한다. 완전한 성장 배지 10 mL를 넣고 부드럽게 피펫 팅하여 세포를 대기음. </li><li> 5 분 세포 파편을 제거하기 위해 700 XG에 15 ML의 원심 분리기 튜브와 스핀에 유체 및 세포를 가만히 따르다. </l난&gt; <li> 원심 분리기 튜브에서 뜨는을 폐기하십시오. 완전 성장 배지 10 mL를 첨가하여 세포 펠렛을 다시 일시. 5 분 동안 700 XG에서 세포를 스핀. </li><li> 원심 분리기 튜브에서 뜨는을 폐기하십시오. 다시 일시 2.0 × 105 세포 / ㎖의 농도로 완전 성장 배지에서 세포 펠릿 (혈구를 사용하여 계산하여 결정될; 트립 판 블루 염색법에 의해 사균을 제외). 참고 : 갓 해동 세포 실험에서 최소 3 구절에 대한 계대 배양합니다. </li></ol> 세포 배양 접시에 2 종자 및 치료 세포 <ol><li> 96 웰 세포 외 플럭스 세포 배양 접시에 씨앗 세포 : 물론 80 μL /. 5 % CO 2 배양기에서 37 ° C에서 세포 배양 접시를 놓습니다. 참고 : 잘 당 16 × 10 3 세포가 60에 도달 할 것 - 24 시간 이내에 80 %의 포화 상태. </li><li> 세포가 화학 물질에 노출되는 경우, 세포가 플레이트 바닥면에 부착되면, 치료제를 추가 (8-24 시간 후 참조땡땡). 참고 : 형질 전환 실험에 대한 완전한 성장 배지에 항생제를 추가하지 않습니다. </li></ol> Bioanalyzer를 사용하여 미토콘드리아 기능 3. 평가 <ol><li> 분석의 개시에 앞서, 판 외 플럭스 calibrant 용액 150 μL를 첨가하지 않고 CO 2, 37 ℃에서 O / N 항온 처리하여 calibrant와 외 플럭스 센서 카트리지 수화. </li><li> 판 와셔 스테이션을 사용하여 pH를 7.0 외 플럭스 분석 배지로 세포 배양 배지를 변경. 60 분 - 30 CO 2없이 37 ° C에서 세포를 품어. </li><li> 8 μM의 oligomycin, 4.5 μM FCCP, 10 μM의 로테 논, 그리고 DMEM에서 10 μM antimycin A의 작업 솔루션을 준비합니다. 로드 25 μL 카트리지 주입구로 원액의 포트 A, oligomycin; 포트 B, FCCP; 포트 C, 세포 외 플럭스 분석 매체와 로테와 antimycin A를. 표 1에 기재된 바와 같이 분석 프로토콜을 구현. </li><li> bioanalyzer에 수화 카트리지를로드하고 &quot;시작&quot;버튼을 클릭하여 교정을 수행합니다. 캘리브레이션이 완료되면, 카트리지 바닥 판을 제거하고 &quot;언로드 카트리지&quot;메시지를 클릭하여 세포 플레이트를 로딩. 모든 측정이 끝날 때까지 시험을 계속한다. </li><li> 데이터 파일을 열고 bioanalyzer에서 속도 값을 구하십시오. 스프레드 시트 파일에 데이터를 보냅니다. </li></ol> 4. 데이터 분석 참고 : 데이터 분석에 대한 계산은 아래 공식화된다. OCR은도 2에 제시된 값은 bioanalyzer 기기로부터 얻어진다. <ol><li> 기저 값으로부터 (측정 3) - 기저 호흡을 계산하기 위해, 비 - 미토콘드리아 호흡 (12 측정치 10) 빼기. 참고 : 기저 호흡 = 기저 - 비 미토콘드리아 호흡 = 속도 ③ - 평가 ⑩ ~ ⑫. </li><li> ATP의 producti와를 계산하려면기저 값에서 (측정 3) -에서 ATP 링크 된 호흡 (6 측정 4)를 뺍니다. 참고 : ATP 생산 = 기저 - ATP 링크 된 호흡 = 속도 ③ - 평가 ④ ~ ⑥. </li><li> 최대 호흡에서 (측정 7-9) - 최대한 호흡을 계산하려면, 비 미토콘드리아 호흡 (12 측정 10)를 뺍니다. 참고 : 최대한 호흡 = 최대 호흡 - 비 미토콘드리아 호흡 = 속도 ⑦ ~ ⑨ - 평가 ⑩ ~ ⑫. </li><li> 예비 용량을 계산하기 위해, 최대의 호흡에서 기저 값 (측정 3) (- 9 측정치 7) 빼기. 참고 : 예비 용량 = 최대 호흡 - 기저 = 속도 ⑦ ~ ⑨ - 평가 ③. </li><li> ATP에 연결된 호흡 (측정 4)에서 - 양성자 누수를 계산하려면, 비 미토콘드리아 호흡 (12 측정 10)를 뺍니다. 참고 : 양성자 누출 = ATP 링크 된 호흡 - 비 미토콘드리아리터 호흡 = 속도 ④ - 평가 ⑩ ~ ⑫. </li></ol>

<ol>
	<li>Quintero, M., Colombo, S. L., Godfrey, A., Moncada, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondria+as+signaling+organelles+in+the+vascular+endothelium.">Mitochondria as signaling organelles in the vascular endothelium.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 103, 5379-5384 (2006).</li><li>Liu, Y., Li, H., Bubolz, A. H., Zhang, D. X., Gutterman, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+cytoskeletal+elements+are+critical+for+flow-mediated+dilation+in+human+coronary+arterioles.">Endothelial cytoskeletal elements are critical for flow-mediated dilation in human coronary arterioles.</a> Med Biol Eng Comput. 46, 469-478 (2008).</li><li>Al-Mehdi, A. B., 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=Perinuclear+mitochondrial+clustering+creates+an+oxidant-rich+nuclear+domain+required+for+hypoxia-induced+transcription.">Perinuclear mitochondrial clustering creates an oxidant-rich nuclear domain required for hypoxia-induced transcription.</a> Sci Signal. 5, ra47 (2012).</li><li>Mironov, S. L., Ivannikov, M. V., Johansson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=[Ca2+]i+signaling+between+mitochondria+and+endoplasmic+reticulum+in+neurons+is+regulated+by+microtubules.+From+mitochondrial+permeability+transition+pore+to+Ca2+-induced+Ca2++release.">[Ca2+]i signaling between mitochondria and endoplasmic reticulum in neurons is regulated by microtubules. From mitochondrial permeability transition pore to Ca2+-induced Ca2+ release.</a> J Biol Chem. 280, 715-721 (2005).</li><li>Sutendra, G., 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=The+role+of+Nogo+and+the+mitochondria-endoplasmic+reticulum+unit+in+pulmonary+hypertension.">The role of Nogo and the mitochondria-endoplasmic reticulum unit in pulmonary hypertension.</a> Sci Transl Med. 3, 88ra55 (2011).</li><li>Mitra, K., Wunder, C., Roysam, B., Lin, G., Lippincott-Schwartz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hyperfused+mitochondrial+state+achieved+at+G1-S+regulates+cyclin+E+buildup+and+entry+into+S+phase.">A hyperfused mitochondrial state achieved at G1-S regulates cyclin E buildup and entry into S phase.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 11960-11965 (2009).</li><li>Doll, D. N., 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=Mitochondrial+crisis+in+cerebrovascular+endothelial+cells+opens+the+blood-brain+barrier.">Mitochondrial crisis in cerebrovascular endothelial cells opens the blood-brain barrier.</a> Stroke. 46, 1681-1689 (2015).</li><li>Ren, X., Simpkins, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deciphering+the+Blood-Brain+Barrier+Damage+in+Stroke:+Mitochondrial+Mechanism.">Deciphering the Blood-Brain Barrier Damage in Stroke: Mitochondrial Mechanism.</a> J Neuroinfect Dis. S2, e002 (2015).</li><li>Pun, P. B., Lu, J., Moochhala, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Involvement+of+ROS+in+BBB+dysfunction.">Involvement of ROS in BBB dysfunction.</a> Free Radic Res. 43, 348-364 (2009).</li><li>Sun, J., Hu, H., Ren, X., Simpkins, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tert-butylhydroquinone+compromises+survival+in+murine+experimental+stroke.">Tert-butylhydroquinone compromises survival in murine experimental stroke.</a> Neurotoxicol Teratol. 54, 15-21 (2016).</li><li>Modis, K., 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=Cellular+bioenergetics+is+regulated+by+PARP1+under+resting+conditions+and+during+oxidative+stress.">Cellular bioenergetics is regulated by PARP1 under resting conditions and during oxidative stress.</a> Biochem Pharmacol. 83, 633-643 (2012).</li><li>Brown, R. C., Morris, A. P., O'Neil, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tight+junction+protein+expression+and+barrier+properties+of+immortalized+mouse+brain+microvessel+endothelial+cells.">Tight junction protein expression and barrier properties of immortalized mouse brain microvessel endothelial cells.</a> Brain Res. 1130, 17-30 (2007).</li><li>Bukeirat, 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=MiR-34a+regulates+blood-brain+barrier+permeability+and+mitochondrial+function+by+targeting+cytochrome+c.">MiR-34a regulates blood-brain barrier permeability and mitochondrial function by targeting cytochrome c.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 36, 387-392 (2016).</li><li>Hu, H., 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=Mitochondrial+Impairment+in+Cerebrovascular+Endothelial+Cells+is+Involved+in+the+Correlation+between+Body+Temperature+and+Stroke+Severity.">Mitochondrial Impairment in Cerebrovascular Endothelial Cells is Involved in the Correlation between Body Temperature and Stroke Severity.</a> Aging Dis. 7, 14-27 (2016).</li><li>Oldendorf, W. H., Cornford, M. E., Brown, W. 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+large+apparent+work+capability+of+the+blood-brain+barrier:+a+study+of+the+mitochondrial+content+of+capillary+endothelial+cells+in+brain+and+other+tissues+of+the+rat.">The large apparent work capability of the blood-brain barrier: a study of the mitochondrial content of capillary endothelial cells in brain and other tissues of the rat.</a> Ann Neurol. 1, 409-417 (1977).</li><li>Oldendorf, W. H., Brown, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Greater+number+of+capillary+endothelial+cell+mitochondria+in+brain+than+in+muscle.">Greater number of capillary endothelial cell mitochondria in brain than in muscle.</a> Proc Soc Exp Biol Med. 149, 736-738 (1975).</li><li>Kaczara, P., 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=Carbon+monoxide+released+by+CORM-401+uncouples+mitochondrial+respiration+and+inhibits+glycolysis+in+endothelial+cells:+A+role+for+mitoBKCa+channels.">Carbon monoxide released by CORM-401 uncouples mitochondrial respiration and inhibits glycolysis in endothelial cells: A role for mitoBKCa channels.</a> Biochim Biophys Acta. 1847, 1297-1309 (2015).</li><li>Bharadwaj, 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=Preparation+and+respirometric+assessment+of+mitochondria+isolated+from+skeletal+muscle+tissue+obtained+by+percutaneous+needle+biopsy.">Preparation and respirometric assessment of mitochondria isolated from skeletal muscle tissue obtained by percutaneous needle biopsy.</a> J Vis Exp. (96), e52350 (2015).</li></ol>

The authors declare no potential conflicts of interest with respect to the research, authorship, and/or publication of this article. Open Access fees for this article were provided by Agilent Technologies.

이 프로토콜은 뇌 혈관 내피 세포의 생체 에너지 표현형의 평가 방법을 나타낸다. 이는 내피 세포의 미토콘드리아 평가 기본적인 역할 분석, 그리고 CVE 세포에서 미토콘드리아 신호 전달 경로에 영향을 미칠 수있는 자극의 기작을 조사하기위한 실험에 적합하다. 또한 BBB 단절 - 관련 질병에 대한 잠재적 치료제를 시험하기위한 방법을 제공한다. 프로토콜 내에서 중요한 단계 외 플럭스 bioanalyzers 실시간 OCR을 측정 할 수있다. 이 분석에서, 상기 적절한 셀 밀도를 식별하는 것은 중요하다. 세포 밀도는 웰 당 8 × 103 세포를 밑도는 경우, 기저 OCR은 (도 2 및도 3)를 분석하기에 너무 낮다; 세포 밀도는 웰 당 32 × 103 세포를 초과하면, 세포 또는 oligomycin FCCP의 자원 처리에 응답하지 않는다국세청 (그림 2와 그림 3). 우리의 실험 모델에서이 세포주에 대한 최적의 세포 밀도는 7 트리트먼트 10, 14를 자극에 복제 결과와 감도를 보여줍니다 아니라, 당 16 × 10 3 세포이다. 24 웰 bioanalyzer가 사용되는 경우, 세포 밀도는 새로운 적정 분석을 위해 요구 될 것이다. 된 CVE 다른 내피 세포 또는 조직 유형 15,16 미토콘드리아에 비해 많은 양이 그것이 큰 에너지 생산 및 생체 에너지 대사를 측정하기위한보다 적은 세포의 필요성을 시사 설명한다. 우리는 주와 같은 뇌 내피 세포의 여러 종류를 테스트하고 쥐의 뇌 혈관 내피 세포 (7) 불후 인간의 뇌 혈관 내피 세포 (게시되지 않은 데이터) 불후있다. 160 pmol의 / 분 -이 셀 (40) 내에 수용 OCR (기저 호흡 OCR 도달하는 유사한 세포 밀도를 필요96 웰 플레이트 및 50-24 웰 플레이트, 400 pmol의 / 분)에 생체 에너지 분석을 수행 하였다. Kaczara 외. 높은 세포 밀도 (17)를 사용하여 인간 제대 정맥 내피 세포 (HUVEC)에서 생체 에너지 대사를 측정보고 하였다. 우리 그룹은 다른 조직이나 장기에서 혈관 세포를 평가하지 않았다. 이론적 bioanalyzer 잠재적 셀 타입에 이용 될 수 있지만, 세포 밀도, 세포 배양 배지와 배양 조건 (일부 특정 세포가 잘 성장할 플레이트 코팅 필요할 수 있음)에 대한 분석을 최적화 할 필요. 이 실험은 OCR 속도가 허용 가능한 범위 내에 있도록 완료되도록 요구된다. 다른 기관으로부터 내피 세포의 OCR 셀 밀도가 증가 된 CVE 뇌에서보다 낮은 경우 OCR 허용 범위 내에서 얻을 수 있습니다. 세포가 에너지를 그들의 주요 소스로 산화 적 인산화를 사용하지 않는 경우 또는의 bioanalyzer는 OPTIMA되지 않을 것리터 분석. bioanalyzer는 시약이 적용되는 순서에 기초하여, 전자 전달계의 순차적 중단을 허용한다. 먼저 oligomycin 미토콘드리아는 단지 V (ATP 합성 효소)를 억제하는인가된다. 둘째, FCCP, 전자 uncoupler는 양성자 구배의 파괴에 이르게하는인가된다. 마지막으로, 미토콘드리아 단지 I 및 III을 억제 로테 antimycin 및 A는, 각각 전자 흐름 총 억제 리드에 적용된다. 약물 노출 순서는 약물 특정 전자 전달계 반응을 차단하기 때문에 필수적이며, 순차 변화는 미토콘드리아의 기능을 반영하기 위해 측정 될 수있다. 수정 및 문제 해결 CVE 세포에서 미토콘드리아 자극에 반응을 평가하기 위해, 세포가 세포 배양 플레이트의 바닥에 부착 된 후 자극 (막대 표시 셀에인가되는 것을 권장도 1에 도시; 보통) 적어도 6 시간이 걸립니다. 치료법으로 복제 결과를 얻기 위해서는, 일치 셀 밀도를 유지하는 것이 매우 중요하다. 전처리는 세포 파종하기 전에 설계하는 경우, 각각의 전처리를위한 세포 밀도는주의 깊게 파종의 죽은 세포를 제외하고 측정해야한다. 형질는 실험 디자인에 포함되는 경우, 제조자의 형질 감염 프로토콜을 참조. 도 4에 제시된 데이터에서 보여 미르-34A 미르-34A의 과발현과 대사 기능의 변화를 평가하기 위해 항생 물질이없는 세포 배양 배지 및 미토 스트레스 테스트를 필요로 리포 펙 타민 형질 전환 키트를 사용하여 CVE 세포로 형질 감염시켰다 . 이전 13 공표 플라스미드의 용량은 또한 최적화 될 수있다. 프로토콜에 따라 제조 될 수있는 또 다른 변화는 시약의 농도를 변경한다. oligomycin, FCCP 및 / 또는 로테 및 Antimycin (A)의 적정 곡선 일 수 공단테드. 높은 처리량에 사용이 분석은 다양한 약물의 분석을하는 경우뿐만 아니라, 그 세포 생존하고 이전의 공보에서 설명되었다 7,13 세포 증식을 측정하는 병렬 분석을 포함하도록 제안한다. 문자 인식 값은 크게 세포 수 (도 2 및 3)의 영향 및 세포 증식 및 생존 분석은 데이터의 정규화에 도움된다. 그러나 이러한 분석의 완료는 각 기관의 재량이다. 기술의 한계 이 프로토콜의 주요 한계는 우리가 단지 연구에서 시험 관내 세포 배양 모델을 사용한다는 것이다. 현재, 내피 세포의 미토콘드리아 기능을 처리 할 수 사용 가능한 생체 모델이나 동물 모델이 없습니다. 새로운 모델은 생체 내에서 생체 에너지 함수의 평가를 위해 개발 될 것으로 예상되며 <em&gt; 생체 미래 연구한다. 또 다른 제한은 생물 에너지 학 조치 다음 장벽 평가의 확장입니다. 첫째, 생체 에너지 측정 종료 후, 세포 생존율은 전자 전달계의 완전한 붕괴 다음 감소되기 때문 실험을 수행 할 수 없다; 둘째, 특정 세포 배양 접시와 삽입은 생물 에너지 학 값을 감지해야하며 장벽 평가를위한 삽입에 적합하지 않습니다. 따라서, 생물 에너지 학 분석 한 후 완료 할 수있는 많은 기능 분석이되지 않습니다. 그러나, 특별한 장치가 생체 에너지 세이 이전 기능 분석을 수행하도록 개발 될 수있을 것으로 기대된다. 기존 / 대체 방법에 대하여 기술의 중요성 미토콘드리아의 기능을 평가하기 위해 이전 기술은 셀 (18)로부터 미토콘드리아의 분리를 필요로. 이 북동bioanalyzer를 사용하여 w 기술은 고립 된 미토콘드리아를 평가보다 세포 환경을 더 많이 보존 손상 세포에서 미토콘드리아 활동의 측정을 할 수 있습니다. 이 기술을 마스터 한 후 미래의 응용 프로그램 또는 방향 이 프로토콜 설계 및 bEnd.3 세포주 개발뿐만 아니라 일차 대뇌 혈관 내피 (pCVE) 셀 (7) 또는 다른 내피과 호환 가능하며, 우리는 pCVE 전지 7을 이용하여 이전 출판물이 입증된다. 내피 세포의 다른 유형을 사용할 경우, 배양 판의 코팅 및 성장 인자의 사용이 요구 될 수있다. 그러나, 적정 분석은 다른 세포 유형을 권장합니다. 이 프로토콜은 CVE 세포의 생체 에너지의 평가에 채택 될 수있는 일반적인 방법을 제공하고, 더 나아가 장치의 연구 또는 이러한 방식으로 치료 학적 반응에 적용될 수있다.

널리 대뇌 혈관 내피 (CVE) 세포에 의해 형성되는 혈액 - 뇌 장벽 (BBB)이 혈관 생물학 중요 매우 독특하고 고유 한 기능을 가지고 있음을 인식하고 있습니다. 이러한 내피 세포는 화학 에너지 원으로서 아데노신 트리 포스페이트의 셀룰러 공급 (ATP)의 대부분을 생성하는 미토콘드리아를 사용한다. CVE 전지용 ATP를 제공 할뿐만 아니라 미토콘드리아 1-4 시그널링 셀룰러로서 혈관 내피 세포의 다양한 세포 과정 아폽토시스 5 및 세포주기의 조절 및 세포 성장 6. CVE 세포에서 미토콘드리아 생체 에너지 함수의 조절 이상을 조절 손상된 혈관 내피 세포의 활동을 선도, 미토콘드리아 생물에 영향을 미칠 및 뇌 혈관 질환과 신경 퇴행성 질환, 예를 들어, 뇌졸중 7,8 및 알츠하이머 병 (AD) 9 악화시킬 수 있습니다. 우리는 CVE 세포에 모욕이 lipopolysac에 노출된다는 것을 증명하고있다charide은 (LPS)는 CVE 세포에서 미토콘드리아의 기능을 손상과 뇌졸중 7 성과 악화. 급 히드로퀴논 (TBHQ)는 CVE 셀 (10)의 산화 적 인산화를 방해하여 뇌졸중 사망률을 증가시킨다. 따라서, CVE 세포뿐만 아니라 조종사 중추 신경계에 대한 메커니즘 관련 연구 시리즈 (CNS) 질환의 생체 에너지 함수의 정량적 모델뿐만 아니라, 혈관 생물학에서 미토콘드리아의 기능을 표적 치료제의 약물 검사에서 돌파구를 제공합니다. 격리 미토콘드리아는 생체 에너지 함수를 측정하는 데 사용되어왔다. 우리 7 등 (11)는 세포 외 플럭스 bioanalyzer를 사용하여 그대로 CVE 세포에서 세포 생물 에너지 학의 평가를보고했다. 분석기는 내인성 세포의 생체 에너지 평가의 이점을 제공한다. 민감한 일관된 분석은 CVE 세포의 미토콘드리아 대사를 측정함으로써 생체 에너지 STI 손상을 평가할 수있다muli는 CVE 세포에서 미토콘드리아의 기능에 영향을 미치는 미토콘드리아 신호 전달 경로의 메커니즘 및 화면 약물이나 치료를 조사합니다. 이 프로토콜에서, 로테 논 및 antimycin의 A. oligomycin, 카르 보닐 시아 나이드 -4- (트리 플루오 로메 톡시) 페닐 (FCCP) 산소 소모 속도 (OCR)는 네 개의 미토콘드리아 장애 물질의 사용을 조합하여 약리 프로파일 링 방법을 사용하여 bioanalyzer 의해 기록 우리는 세부 사항 하나의 분석에서, 측정 및 기초 미토콘드리아 호흡, ATP 생산, 양성자 누출, 최대 호흡, 및 예비 호흡기 용량을 포함 CVE 세포에서 미토콘드리아 기능 매개 변수의 계산이 가능하게 최적화 된 접근 방식을.

<table><tbody><tr><td>bEnd.3 cell line</td><td>ATCC</td><td>CRL-2299</td><td>25 - 30 passages</td></tr><tr><td>Dulbecco&#039;s Modified Eagle&#039;s Medium (DMEM)</td><td>ATCC</td><td>30-2002</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum</td><td>Atlanta Biologicals</td><td>S12450</td><td>10% final concentration</td></tr><tr><td>Penicillin/Steptomycin</td><td>Hyclone</td><td>SV30010</td><td>1&amp;times;100 stocking</td></tr><tr><td>0.25% trypsin, 0.03% EDTA solution</td><td>Corning</td><td>25-053-CI</td><td></td></tr><tr><td>Sodium pyruvate</td><td>Corning</td><td>25-000-CI</td><td>1.0 &amp;micro;M final concentration</td></tr><tr><td>Glucose</td><td>Sigma</td><td>CAS 50-99-7</td><td>25 mM final concentration</td></tr><tr><td>Oligomycin</td><td>Sigma</td><td>O4876</td><td>1.0 &amp;micro;M final concentration</td></tr><tr><td>Carbonilcyanide 4-(trifluoromethoxy) phenylhydrazone (FCCP)</td><td>Sigma</td><td>C2920</td><td>0.5 &amp;micro;M final concentration</td></tr><tr><td>Rotenone</td><td>Sigma</td><td>R8875</td><td>1.0 &amp;micro;M final concentration</td></tr><tr><td>Antimycin A</td><td>Sigma</td><td>CAS 1397-94-0</td><td>1.0 &amp;micro;M final concentration</td></tr><tr><td>Plate wash station</td><td>Seahorse Bioscience</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Extracellular flux bioanayzer&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>Seahorse Bioscience</td><td>XFe96</td><td></td></tr><tr><td>Extracellular flux cell culture plate</td><td>Seahorse Bioscience</td><td>102416-100</td><td></td></tr><tr><td>Extracellular flux sensor cartridge</td><td>Seahorse Bioscience</td><td>102416-100</td><td></td></tr><tr><td>Extracellular flux calibrant solution</td><td>Seahorse Bioscience</td><td>100840-000</td><td></td></tr><tr><td>Extracellular flux assay medium</td><td>Seahorse Bioscience</td><td>102365-100</td><td>PH buffered prior to assay</td></tr></tbody></table>

evaluation of bioenergetic function in cerebral vascular endothelial cells

혈액 - 뇌 장벽 (BBB)의 무결성 뇌 손상을 방지하는 것이 중요합니다. 뇌 혈관 내피 (CVE) BBB 셀을 구성하는 세포 형 중 하나이며; 이들 세포는 최적의 미토콘드리아 기능을 필요로하는 매우 높은 에너지 수요를 갖는다. 질병 또는 부상의 경우, 이들 세포에서의 미토콘드리아 기능 질환 또는 BBB의 개방의 결과로, 변경 될 수있다. 이 논문에서는 전체 그대로 세포 및 bioanalyzer CVE를 사용하여 세포에서 미토콘드리아의 기능을 측정하는 방법을 소개한다. 미토 응력 분석은 물리적으로나 화학적으로 교란 된 셀 도전, 및 생체 에너지 함수를 계산하는데 사용된다. 또한이 방법은 미토콘드리아 기능에 직접적인 영향을 미칠 새로운 치료제를 스크리닝하는 유용한 방법을 제공합니다. 우리는 미토콘드리아 파라 다양한 계산을 허용 산소 소비 속도를 산출하기 위해 필요한 셀 밀도를 최적화 한ATP 생산, 최대 호흡, 및 예비 용량을 포함 미터. 또한 마이크로 RNA 미르-34A의 도입 미토콘드리아 활성의 현저한 감소 및 검출 리드 것을 입증함으로써 분석의 감도를 나타낸다. 이 논문에 도시 된 데이터가 bEnd.3 세포주에 대해 최적화되지만, 또한 상기 전임상 및 임상 모델에서 유용성을 시사 CVE 차 전지용 프로토콜을 최적화했다.

산화 스트레스에 응답 CVE 세포의 생체 에너지 함수를 평가하기 위해, 우리는 기본 뇌 미세 혈관 내피 세포 (12)와 같은 비교 배리어 특성을 표시하는 쥐의 뇌 미세 혈관 내피 세포주 bEnd.3을 선택했다. 반응 속도 및 반응의 상대 강도가 ​​다양한 세포 유형 사이에서 변화되었는지 주어 실험의 첫 번째 일련의 대사 프로파일을위한 분석에서 사용할 bEnd.3 세포의 최적의 개수를 식별함으로써 측정 OCR 수준을 얻기 위해 설계되었다에 도시 평가에 따라 그림 2. 데이터 정량화 및 그림 3. 기저 호흡, 최대 호흡에 제시 및 예비 호흡기 용량은 세포 밀도에 비례 반응을 보였다된다. 그러나, ATP 생산은 오버 합류 세포 배양가 있음을 시사 잘 당 64 × 10 3 세포를 선택했을 때 감소이 실험에 적합하지 않습니다. 미토콘드리아 장애 물질에 대한 응답에 기초하여 웰 당 3 × 10 32 세포 - 최적의 세포 밀도는 8 ~ 발생. 이후의 실험을 위해, 웰 당 16 × 103 세포 접종 밀도 OCR 변화 최적의 검출을 허용하기 위해 사용되었다. 물론 당 16 × 10 3 세포를 사용하여, 우리는 OCR의 예상 반응을 관찰하고, 마이크로 RNA은 miR-34A는 CVE 세포에서 미토콘드리아 기능 (그림 4)을 감소 시킨다는 것을 보여 주었다. 우리는 이전에은 miR-34A는 이러한 셀 (13)의 산화 적 인산화를 감소 것으로보고있다. 반복 된 실험은 또한 최대 호흡 및 예비 용량이 상당히 큰 변화가 없었다 심지어 기초 호흡, ATP 생산, 양성자 누출 불구하고, 24 시간 후 형질 전환에 된 CVE 미르-34A의 과발현에 의해 감소 된 것으로 나타났다 (그림 4) . 이러한 데이터된 CVE의 미토콘드리아 기능의 변화를 감지하는 bioanalyzer의 감도를 보여준다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54847/54847fig1.jpg" /> 셀, 판에 대해. 실험에 대한 타임 라인을 1. 전략 기획 그림 및 카트리지 준비가 표시됩니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54847/54847fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54847/54847fig2.jpg" /> 도 다양한 세포 밀도 CVE 세포 BIOENERGETIC 기능 2. 주제 RAW 데이터. 산소 소모 속도는 다른 세포 밀도 CVE 세포에서 측정 하였다. 데이터는 평균 ± SD 표현한다 (N = 5); OCR : 산소 소비 속도; FCCP : 카본 시안화 -4- (트리 플루오 로메 톡시) 페닐;<html> 부패 / 안티 - A : 로테와 antimycin A에 ①은 ②와 ③ 기초 호흡을 나타냅니다; ④는, ⑤와 ⑥ ATP가 호흡을 연결 표시; ⑦, ⑧, ⑨ 및 최대 호흡을 표시; ⑩, ⑪, ⑫ 및 비 미토콘드리아 호흡을 나타냅니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54847/54847fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54847/54847fig3.jpg" /> 다양한 세포 밀도와 CVE 세포의 생체 에너지 함수의 그림 3. 대표 결과. 기저 호흡, ATP 생산, 최대 호흡, 및 예비 용량이 생물 에너지 학에 의해 생성 된 원시 데이터로부터 계산 그림 수식을 사용하여 2의 기능 분석은 4 절에 표시된 . 데이터는 SD 평균 ± 대표 (N = 5); OCR : 산소 소비 속도.<html> F = &quot;http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54847/54847fig3large.jpg&quot;대상 = &quot;_ 빈&quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/54847/54847fig4.jpg" /> 그림 4 :은 miR-34A로 감소 BIOENERGETIC 기능의 대표 결과 (A) 미토콘드리아 기능의 원시 데이터는 24 시간 후 형질 전환에은 miR-34A의 과발현 다음.. (B) 기저 호흡, ATP 생산의 최대 호흡 및 예비 용량은 생체 에너지도 4a에 작용 분석에 의해 생성 된 원시 데이터로부터 계산된다; 매개 변수가은 miR-34A의 제 4 과발현에 표시된 공식에 의해 계산 된 24 시간 후 형질 전환에 CVE 세포에서 미토콘드리아의 기능을 감소시킨다. 데이터는 평균 ± SD 표현한다 (N = 5); OCR : 산소 소비 속도. ****, P &lt;0.0001.파일 / ftp_upload / 54847 / 54847fig4large.jpg &quot;대상 =&quot;_ 빈 &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="1 번 테이블" src="/files/ftp_upload/54847/54847table1.jpg" /> 표 1 악기 실행 프로토콜.

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Bioenergetic Function in Cerebral Vascular Endothelial Cells at JoVE.com

Evaluation of Bioenergetic Function in Cerebral Vascular Endothelial Cells

내피 세포의 미토콘드리아는 혈액 - 뇌 장벽 무결성을 유지하는 것이 중요하다. 우리는 대뇌 혈관 내피 세포에 생체 에너지 기능을 측정 할 수있는 프로토콜을 소개합니다.

대뇌 혈관 내피 세포의 생체 에너지 기능의 평가

The integrity of the blood-brain-barrier (BBB) is critical to prevent brain injury. Cerebral vascular endothelial (CVE) cells are one of the cell types ...

evaluation-bioenergetic-function-cerebral-vascular-endothelial

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Neuroscience

9.2K 조회수.  West Virginia University.  내피 세포의 미토콘드리아는 혈액 - 뇌 장벽 무결성을 유지하는 것이 중요하다. 우리는 대뇌 혈관 내피 세포에 생체 에너지 기능을 측정 할 수있는 프로토콜을 소개합니다. 

비디오: Evaluation of Bioenergetic Function in Cerebral Vascular Endothelial Cells

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of cardiovascular disease. Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. Percent capillary recruitment is assessed by dividing the increase in capillary density induced by postocclusive reactive hyperemia (postocclusive reactive hyperemia capillary density minus baseline capillary density), by the maximal capillary density (observed during passive venous occlusion). Percent perfused capillaries represents the proportion of all capillaries present that are perfused (functionally active), and is calculated by dividing postocclusive reactive hyperemia capillary density by the maximal capillary density. Both percent capillary recruitment and percent perfused capillaries reflect the number of functional capillaries. The forearm blood flow (FBF) technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function: The ratio FBFmax/FBFbase is computed as an estimate of vasodilation, by dividing the mean of the four FBFmax values by the mean of the four FBFbase values. Forearm vascular resistance at maximal vasodilation (FVRmax) is calculated as the mean arterial pressure (MAP) divided by FBFmax. Both the capillaroscopy and forearm techniques are readily acceptable to patients and can be learned quickly.
The microvascular and endothelial function measures obtained using the methodologies described in this paper may have future utility in clinical patient cardiovascular risk-reduction strategies. As we have published reports demonstrating that microvascular and endothelial dysfunction are found in initial stages of hypertension including prehypertension, microvascular and endothelial function measures may eventually aid in early identification, risk-stratification and prevention of end-stage vascular pathology, with its potentially fatal consequences.

Capillaroscopy is a non-invasive, relatively inexpensive methodology for directly visualizing the microcirculation. The forearm blood flow technique provides accepted non-invasive measures of endothelial function.

Microvascular 및 내피 기능의 비 침습적 평가

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of ...

연구

의학

Generation of an Immortalized Murine Brain Microvascular Endothelial Cell Line as an In Vitro Blood Brain Barrier Model

Epithelial and endothelial cells (EC) are building paracellular barriers which protect the tissue from the external and internal environment. The blood-brain barrier (BBB) consisting of EC, astrocyte end-feet, pericytes and the basal membrane is responsible for the protection and homeostasis of the brain parenchyma. In vitro BBB models are common tools to study the structure and function of the BBB at the cellular level. A considerable number of different in vitro BBB models have been established for research in different laboratories to date. Usually, the cells are obtained from bovine, porcine, rat or mouse brain tissue (discussed in detail in the review by Wilhelm et al. 1). Human tissue samples are available only in a restricted number of laboratories or companies 2,3. While primary cell preparations are time consuming and the EC cultures can differ from batch to batch, the establishment of immortalized EC lines is the focus of scientific interest.
Here, we present a method for establishing an immortalized brain microvascular EC line from neonatal mouse brain. We describe the procedure step-by-step listing the reagents and solutions used. The method established by our lab allows the isolation of a homogenous immortalized endothelial cell line within four to five weeks. The brain microvascular endothelial cell lines termed cEND 4 (from cerebral cortex) and cerebEND 5 (from cerebellar cortex), were isolated according to this procedure in the F&ouml;rster laboratory and have been effectively used for explanation of different physiological and pathological processes at the BBB. Using cEND and cerebEND we have demonstrated that these cells respond to glucocorticoid- 4,6-9 and estrogen-treatment 10 as well as to pro-infammatory mediators, such as TNFalpha 5,8. Moreover, we have studied the pathology of multiple sclerosis 11 and hypoxia 12,13 on the EC-level. The cEND and cerebEND lines can be considered as a good tool for studying the structure and function of the BBB, cellular responses of ECs to different stimuli or interaction of the EC with lymphocytes or cancer cells.

Generation of an Immortalized Murine Brain Microvascular Endothelial Cell Line as an In Vitro Blood Brain Barrier Model

This method describes how to isolate and immortalize microvascular endothelial cells from mouse brain. We describe a step-by-step protocol starting from the homogenization of brain tissue, digestion steps, seeding and immortalization of the cells. Usually, it takes about five weeks to obtain a homogenous, immortalized microvascular endothelial cell line.

로 불후의 손쥐 뇌 Microvascular 내피 세포 라인의 생성<em&gt; 체외에서</em&gt; 혈액 뇌 장벽 모델

Epithelial and endothelial cells (EC) are building paracellular barriers which protect the tissue from the external and internal environment. The ...

신경과학

Ultrasound Assessment of Endothelial-Dependent Flow-Mediated Vasodilation of the Brachial Artery in Clinical Research

The vascular endothelium is a monolayer of cells that cover the interior of blood vessels and provide both structural and functional roles. The endothelium acts as a barrier, preventing leukocyte adhesion and aggregation, as well as controlling permeability to plasma components. Functionally, the endothelium affects vessel tone.
Endothelial dysfunction is an imbalance between the chemical species which regulate vessel tone, thombroresistance, cellular proliferation and mitosis. It is the first step in atherosclerosis and is associated with coronary artery disease, peripheral artery disease, heart failure, hypertension, and hyperlipidemia.
The first demonstration of endothelial dysfunction involved direct infusion of acetylcholine and quantitative coronary angiography. Acetylcholine binds to muscarinic receptors on the endothelial cell surface, leading to an increase of intracellular calcium and increased nitric oxide (NO) production. In subjects with an intact endothelium, vasodilation was observed while subjects with endothelial damage experienced paradoxical vasoconstriction.
There exists a non-invasive, in vivo method for measuring endothelial function in peripheral arteries using high-resolution B-mode ultrasound. The endothelial function of peripheral arteries is closely related to coronary artery function. This technique measures the percent diameter change in the brachial artery during a period of reactive hyperemia following limb ischemia.
This technique, known as endothelium-dependent, flow-mediated vasodilation (FMD) has value in clinical research settings. However, a number of physiological and technical issues can affect the accuracy of the results and appropriate guidelines for the technique have been published. Despite the guidelines, FMD remains heavily operator dependent and presents a steep learning curve. This article presents a standardized method for measuring FMD in the brachial artery on the upper arm and offers suggestions to reduce intra-operator variability.

Endothelial dysfunction is associated with numerous disease states and is predictive of adverse cardiovascular events in humans. Flow-mediated vasodilation (FMD) is a non-invasive ultrasound method of evaluating endothelial function. Methodological choices and operator experience may affect results. A systematic approach to FMD in human studies is discussed here.

임상 연구에서 상완 동맥의 초음파 평가 내피 의존 흐름 매개 혈관 확장

The vascular endothelium is a monolayer of cells that cover the interior of blood vessels and provide both structural and functional roles. The ...

A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis. Damage to the endothelium may predispose the vessel to atherosclerosis and increase the risk for cardiovascular disease. Assessments of peripheral endothelial function are good indicators of early abnormalities in the vascular wall and correlate well with assessments of coronary endothelial function. The present manuscript details the important methodological steps necessary for the assessment of microvascular endothelial function using laser Doppler imaging with iontophoresis, large vessel endothelial function using flow-mediated dilatation, and carotid atherosclerosis using carotid artery ultrasound. A discussion on the methodological considerations for each of the techniques is also presented, and recommendations are made for future research.

The present article describes the methodological considerations for several non-invasive assessments of vascular function and morphology that are commonly used in medical research to assess different stages of atherosclerosis.

혈관 기능 및 형태의 비 침습적 평가에 대한 방법 론적 접근

The endothelium is the innermost lining of the vasculature and is involved in the maintenance of vascular homeostasis.  Damage to the endothelium may ...

Migration, Chemo-Attraction, and Co-Culture Assays for Human Stem Cell-Derived Endothelial Cells and GABAergic Neurons

Role of brain vasculature in nervous system development and etiology of brain disorders is increasingly gaining attention. Our recent studies have identified a special population of vascular cells, the periventricular endothelial cells, that play a critical role in the migration and distribution of forebrain GABAergic interneurons during embryonic development. This, coupled with their cell-autonomous functions, alludes to novel roles of periventricular endothelial cells in the pathology of neuropsychiatric disorders like schizophrenia, epilepsy, and autism. Here, we have described three different in vitro assays that collectively evaluate the functions of periventricular endothelial cells and their interaction with GABAergic interneurons. Use of these assays, particularly in a human context, will allow us to identify the link between periventricular endothelial cells and brain disorders. These assays are simple, low cost, and reproducible, and can be easily adapted to any adherent cell type.

We present three simple in vitro assays-the long-distance migration assay, the co-culture migration assay, and chemo-attraction assay-that collectively evaluate the functions of human stem cell derived periventricular endothelial cells and their interaction with GABAergic interneurons.

인간 줄기 세포 유래 내피 세포 및 GABAergic 뉴런에 대한 이동, 화학 적 매력 및 공동 배양 어세포

Role of brain vasculature in nervous system development and etiology of brain disorders is increasingly gaining attention. Our recent studies have ...

A Simple Bioassay for the Evaluation of Vascular Endothelial Growth Factors

The analysis of receptor tyrosine kinases and their interacting ligands involved in vascular biology is often challenging due to the constitutive expression of families of related receptors, a broad range of related ligands and the difficulty of dealing with primary cultures of specialized endothelial cells. Here we describe a bioassay for the detection of ligands to the vascular endothelial growth factor receptor-2 (VEGFR-2), a key transducer of signals that promote angiogenesis and lymphangiogenesis. A cDNA encoding a fusion of the extracellular (ligand-binding) region of VEGFR-2 with the transmembrane and cytoplasmic regions of the erythropoietin receptor (EpoR) is expressed in the factor-dependent cell line Ba/F3. This cell line grows in the presence of interleukin-3 (IL-3) and withdrawal of this factor results in death of the cells within 24 hr. Expression of the VEGFR-2/EpoR receptor fusion provides an alternative mechanism to promote survival and potentially proliferation of stably transfected Ba/F3 cells in the presence of a ligand capable of binding and cross-linking the extracellular portion of the fusion protein (i.e., one that can cross-link the VEGFR-2 extracellular region). The assay can be performed in two ways: a semi-quantitative approach in which small volumes of ligand and cells permit a rapid result in 24 hr, and a quantitative approach involving surrogate markers of a viable cell number. The assay is relatively easy to perform, is highly responsive to known VEGFR-2 ligands and can accommodate extracellular inhibitors of VEGFR-2 signaling such as monoclonal antibodies to the receptor or ligands, and soluble ligand traps.

We describe a simple cell-based bioassay for detecting, quantifying and monitoring the activity of members of the vascular endothelial growth factor family of ligands. The assay uses chimeric receptors expressed in a factor-dependent cell line to provide a semi-quantitative or quantitative assessment of receptor binding and cross-linking by the ligand.

혈관 내피 성장 인자의 평가에 대한 간단한 생물 검정

The analysis of receptor tyrosine kinases and their interacting ligands involved in vascular biology is often challenging due to the constitutive ...

생물학

세포 장벽 무결성을 평가하기 위한 경내피 저항성 측정

Barrier Functional Integrity Recording on bEnd.3 Vascular Endothelial Cells via Transendothelial Electrical Resistance Detection

The blood-brain barrier (BBB) is a dynamic physiological structure composed of microvascular endothelial cells, astrocytes, and pericytes. By coordinating the interaction between restricted transit of harmful substances, nutrient absorption, and metabolite clearance in the brain, the BBB is essential in preserving central nervous system homeostasis. Building in vitro models of the BBB is a valuable tool for exploring the pathophysiology of neurological disorders and creating pharmacological treatments. This study describes a procedure for creating an in vitro monolayer BBB cell model by seeding bEnd.3 cells into the upper chamber of a 24-well plate. To assess the integrity of cell barrier function, the conventional epithelial cell voltmeter was used to record the transmembrane electrical resistance of normal cells and CoCl2-induced hypoxic cells in real-time. We anticipate that the above experiments will provide effective ideas for the creation of in vitro models of BBB and drugs to treat disorders of central nervous system diseases.

저자 스포트라이트: 세포 장벽 무결성을 평가하기 위한 TEER 검출의 응용 

This protocol describes a dependable and efficient in vitro model of the brain blood barrier. The method uses mouse cerebral vascular endothelial cells bEnd.3 and measures transmembrane electrical resistance.

경내피 전기 저항 검출을 통한 bEnd.3 혈관 내피 세포의 장벽 기능 무결성 기록

The blood-brain barrier (BBB) is a dynamic physiological structure composed of microvascular endothelial cells, astrocytes, and pericytes. By coordinating ...

Simultaneous Measurements of Intracellular Calcium and Membrane Potential in Freshly Isolated and Intact Mouse Cerebral Endothelium

Cerebral arteries and their respective microcirculation deliver oxygen and nutrients to the brain via blood flow regulation. Endothelial cells line the lumen of blood vessels and command changes in vascular diameter as needed to meet the metabolic demand of neurons. Primary endothelial-dependent signaling pathways of hyperpolarization of membrane potential (Vm) and nitric oxide typically operate in parallel to mediate vasodilation and thereby increase blood flow. Although integral to coordinating vasodilation over several millimeters of vascular length, components of endothelium-derived hyperpolarization (EDH) have been historically difficult to measure. These components of EDH entail intracellular Ca2+ [Ca2+]i increases and subsequent activation of small- and intermediate conductance Ca2+-activated K+ (SKCa/IKCa) channels.
Here, we present a simplified illustration of the isolation of fresh endothelium from mouse cerebral arteries; simultaneous measurements of endothelial [Ca2+]i and Vm using Fura-2 photometry and intracellular sharp electrodes, respectively; and a continuous superfusion of salt solutions and pharmacological agents under physiological conditions (pH 7.4, 37 &#176;C). Posterior cerebral arteries from the Circle of Willis are removed free of the posterior communicating and the basilar arteries. Enzymatic digestion of cleaned posterior cerebral arterial segments and subsequent trituration facilitates removal of adventitia, perivascular nerves, and smooth muscle cells. Resulting posterior cerebral arterial endothelial &#34;tubes&#34; are then secured under a microscope and examined using a camera, photomultiplier tube, and one to two electrometers while under continuous superfusion. Collectively, this method can simultaneously measure changes in endothelial [Ca2+]i and Vm in discrete cellular locations, in addition to the spreading of EDH through gap junctions up to millimeter distances along the intact endothelium. This method is expected to yield a high-throughput analysis of the cerebral endothelial functions underlying mechanisms of blood flow regulation in the normal and diseased brain.

Demonstrated here are protocols for (1) freshly isolating intact cerebral endothelial "tubes" and (2) simultaneous measurements of endothelial calcium and membrane potential during endothelium-derived hyperpolarization. Further, these methods allow for pharmacological tuning of endothelial cell calcium and electrical signaling as individual or interactive experimental variables.

세포내 칼슘과 갓 고립과 그대로 마우스 대뇌 피에 막 잠재력의 동시 측정

Cerebral arteries and their respective microcirculation deliver oxygen and nutrients to the brain via blood flow regulation. Endothelial cells line the ...

대뇌 혈관 내피 세포의 생체 에너지 기능의 평가

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터

Microvascular 및 내피 기능의 비 침습적 평가

로 불후의 손쥐 뇌 Microvascular 내피 세포 라인의 생성

임상 연구에서 상완 동맥의 초음파 평가 내피 의존 흐름 매개 혈관 확장

혈관 기능 및 형태의 비 침습적 평가에 대한 방법 론적 접근

인간 줄기 세포 유래 내피 세포 및 GABAergic 뉴런에 대한 이동, 화학 적 매력 및 공동 배양 어세포

혈관 내피 성장 인자의 평가에 대한 간단한 생물 검정

경내피 전기 저항 검출을 통한 bEnd.3 혈관 내피 세포의 장벽 기능 무결성 기록

경내피 전기 저항 검출을 통한 bEnd.3 혈관 내피 세포의 장벽 기능 무결성 기록

경내피 전기 저항 검출을 통한 bEnd.3 혈관 내피 세포의 장벽 기능 무결성 기록

세포내 칼슘과 갓 고립과 그대로 마우스 대뇌 피에 막 잠재력의 동시 측정