JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Оценка механизмов сосудистой контроля использования видео микроскопии изолированных сопротивления артериях крыс

Published: December 05, 2017
doi:
10.3791/56133
, , , , , ,
1Department of Physical Therapy,Marquette University, 2Medical College of Wisconsin, 3Department of Physiology,Medical College of Wisconsin, 4Graduate Programs of Nurse Anesthesia,Texas Wesleyan University, 5Office of Research,Medical College of Wisconsin

Summary

Эта рукопись описывает в vitro видео микроскопии протоколов для оценки функции сосудистого в артериях головного мозга сопротивления крыса. Манускрипт также описывает методы для оценки плотности microvessel с дневно обозначенные лектины и тканевой перфузии, используя Лазерная доплеровская флоуметрия.

Abstract

Этот протокол описывает использование в vitro телевидения микроскопии для оценки функции сосудистого в изолированных мозгового сопротивления артерий (и других судов), а методы оценки перфузии тканей, с использованием Лазерная доплеровская флоуметрия (МСО ) и плотности microvessel, используя дневно помечены лектина Griffonia simplicifolia (ГС1). Нынешние методы для изучения изолированные сопротивления артерий на Трансмуральное давление с которыми в естественных условиях и в отсутствие влияния Паренхиматозный клетки обеспечивают важную связь между в vivo исследований и информации, полученной от молекулярной упрощенческих подходов, которые предоставляют ограниченное понимание интегративной ответы на уровне всей животных. LDF и методы выборочно определить артериол и капилляров с дневно меченых GS1 Лектин обеспечивают практические решения, позволяющие следователям расширить знания, полученные от исследования артерий изолированных сопротивления. Этот документ описывает применение этих методов для получения фундаментальных знаний сосудистой физиологии и патологии в крыса как общей экспериментальной модели и в различных специализированных генетически «дизайнер» крыса штаммов, которые могут обеспечить важно понимание влияние специфических генов на важных сосудистой фенотипов. Используя эти ценные экспериментальных подходов в крыса штаммов, разработанных стратегий селекции и новых технологий для производства моделей Нокаут гена в крыса, будет расширяться строгость научных помещений, разработанных в нокаут мыши модели и расширение знаний к более соответствующих животных модели, с хорошо понимали физиологических фон и пригодность для физиологических исследований из-за его большего размера.

Introduction

Ранние исследования функции сосудистого в артерии артерии использованы каналом и во многих случаях аорту. Формирование сил в крупных артерий обычно изучал прикрепляется кольцо сегмента артерии преобразователь силы в ванну ткани; в случае аорты методом спиральной резки полосы судна таким образом, чтобы гладкие мышечные волокна были ориентированы в продольном направлении между точкой крепления и датчик силы, для предоставления наиболее точной оценки сил, порожденных сокращение гладкие мышцы вдоль его продольной оси. Стандартным методом для резки винтовой полоски аорты было место стеклянной палочкой в просвет сосуда, сделать разрез в стенке сосуда на желаемый угол и Держись до конца подвергаются края стенки сосуда, как разрез был продлен производить весь Спиральные полосы судна. В тот момент эндотелиальные стороны судна обычно смыты для удаления мусора перед присоединением полосы судно для датчика силы и погружаемой подготовки в насыщенной кислородом и температуры ткани ванна. В конце концов что подход привел к одному из самых известных и важных открытий в истории физиологии Furchgott и Завадским1, а именно роль эндотелия производные расслабляющий фактор (EDRF), впоследствии определены как оксид азота, в регулирующие функции сосудистого. Решающим событием, ведущих к это открытие было положение, в котором следователи сохранить нетронутыми эндотелия, избегая контакта со стороны эндотелия артерии с внешней поверхности и заметил, что аортальной газа не сделал exhibit ожидаемых сокращение ацетилхолина (ACh), но вместо этого расслабленным в ответ ACh. На основе этого наблюдения, следователи Подготовка «сэндвич», в которой они придают сегмент аорты с нетронутыми эндотелия (но не в состоянии генерировать сократительной силы) разработать стандартные спиральные полосы аорты и преобразован, ACh индуцированной сокращение в релаксации.

Два основных достижений в этой области, которые широко используются сегодня являются разработка препаратов для измерения активной сократительной силы в малое сопротивление артерии2,3 (например в кишечной брыжейка3 ) и канюлированной сопротивления артерии препараты4,5,6. В одном из первых сообщений, Mulvany и Халперном3 описал применение препарата myograph проволока для изучения активной сократительной силы в изолированных сопротивления артерии от кишечных брыжейка спонтанно гипертензивных крыс (ШРМ) и нормотензивной WKY элементов управления. После разработки системы myograph проволока канюлированной сопротивления артерии препаратов были разработаны для исследования сосудов, ближе к в vivo условия4,,5–6.  Хотя оба подхода обеспечивают ценные результаты, подготовка канюлированной артерия имеет добавил преимущества более эффективного сохранения встроенные активные тон в артериях; и позволяя следователей для изучения активных миогенных реакции на изменения в Трансмуральное давление и сосуд реакции на изменения в скорости потока и эндотелиальных касательное напряжение (см. Обзор Халперн и Келли6).

Основная цель настоящего документа заключается в описывают, как использовать проверенный временем метод видео микроскопии с помощью изолированных, канюлированной сопротивления артерий для того чтобы получить точную информацию о механизмах, которые регулируют активные тон в этих важнейших судов, независимо от влияний нейронные, гуморальные или Паренхиматозный клеток. Этот основной информации, используя стандартный мышиной модели и примеры из нашего исследования новых генетически инженерии крыса штаммов, будет предоставить читателю представление о виды идеи относительно сосудистой функции, которые могут быть получены с телевидение микроскопия подходы, и которые могут быть использованы в исследованиях с участием любого управления и экспериментальной группы следователя выбора, включая мощные новые экспериментальные крыса модели производимые селективного инбридинга и недавно разработанный генетический Инженерные технологии.

Благодаря точности телевидения микроскопии подходов измерение диаметра изменений в канюлированной артерии препараты могут обеспечить весьма ценную информацию о эндотелий зависимых и эндотелий независимые механизмы сосудов релаксации, а также важные (и иногда неожиданных) изменения в механизмах контроля сосудов, происходящие с гипертонией, высоким содержанием соли и другие экспериментальные мероприятия. Кроме того, измерение давления диаметр отношений в изолированных и канюлированной сопротивления артерий, которые максимально расслаблены, лечение с Ca2 +-бесплатные решения или фармакологических сосудорасширяющего препарат, позволяет следователю оценить структурные изменения в артериях благодаря сосудистого ремоделирования и для вычисления отношения пассивной напряженно деформированного7 , который может обеспечить важные понимание изменений в пассивной механических свойств артерий, которые могут повлиять на функцию артериальной независимые (или в дополнение к) изменения в механизмы активного контроля. Важно также отметить, что информация, полученная от исследования артерий изолированных сопротивление может быть дополнена информация, полученная, используя LDF, практический метод для оценки перфузии тканей в целом животного уровня8,9 ,10, и на информации, полученной от оценки плотности microvessel, используя дневно помечены GS1 Лектин, который специально связывает гликопротеина постановление в базальной мембраны мелких артериол и капилляров11 , 12. Последний метод обеспечивает очень точную оценку плотности microvessel, что не подлежит классический трудности в оценке microvessel плотность путем подсчета судов в естественных условиях, например пропавших без вести, не увлажненную сосуды, где поток крови остановлена из-за закрытия активных артериол. При совместном использовании, эти подходы могут предоставить важную информацию для соотнесения функциональные изменения в артериях изолированных сопротивление изменениям в перфузии тканей на уровне микроциркуляторного; и некоторые примеры использования этих ценных подходов в сочетании с методами канюлированной артерия будет также оказываться в настоящей рукописи.

Настоящий документ посвящен использованию методов видео микроскопии для оценки сосудистые изменения в артериях беспородных крысах Sprague-Dawley. Однако важно отметить, что эти методы оказались весьма ценными в разъяснение фенотипические изменения в узкоспециализированных генетически крыса штаммов, созданные селекции или гена редактирования с использованием методов. В этой рукописи мы предоставляем примеры методов как видео микроскопии предоставили важную информацию о функции сосудистого ряда ценных крыса моделей, в том числе даль соли чувствительных (СС) крыса ан беспородных крыс штамм, который является наиболее широко используется Экспериментальная модель для изучения механизмов соли чувствительных hypertenson18,19,20,21,,2223; и consomic крысы, созданные с помощью селекции СС крыс с Солт нечувствительны штамм крыса Норвегии Браун (BN). В consomic крыса панелей Каждая хромосома из крыса Норвегии Браун был introgressed индивидуально в генетический фон Даль СС24,25,26 . Использование панелей крыса consomic предоставил ценные подсказки относительно конкретных хромосом, которые способствуют соли чувствительности кровяного давления и другие фенотипы, включая сосудистой реактивности24,25,26 ,27,28.

Селекция стратегии использования СС крыс и consomic крысы, перевозящих отдельные хромосомы BN позволили также поколения суженного congenic штаммы с небольших сегментов отдельных introgressed хромосомы Браун Норвегии в даль СС генетических 22,фон29. Эти можно предоставить чрезвычайно ценным ввода на конкретные гены или узких областей хромосом, которые могут повлиять на важнейших физиологических переменные, такие как кровяное давление, повреждение почек и сосудистой реактивности22,29. Еще одно мощное дополнение к крыса генетических элементов является развитие крысы Джин нокаут моделей использования передовых гена, редактирование методы, включая ZFNs, transcriptional nucleases активатор как эффекторных (ТАЛЕНС) и совсем недавно ТРИФОСФАТЫ-Cas913 ,14,,1516,17. Наступление эти мощные методы, позволяющие генов в нокаут в крыса является чрезвычайно важным событием, поскольку исследования Нокаут гена к настоящему времени использовали (и продолжают использовать) мышей почти исключительно. Другой экспериментальный компонент в настоящем документе демонстрирует значение методов канюлированной артерии и видео микроскопии для оценки контроля физиологических механизмов в нокаут крыс не хватает мастер антиоксидант и ячейки защитной транскрипции фактор, ядерный фактор (эритроидные производные 2) – как – 2 (NRF2)30,31, которые были разработаны с помощью технологии TALEN Sprague-Dawley генетический фон17. В этих экспериментах в пробирке видео микроскопии методы были использованы для обеспечения функциональной верификации потеря гена NRF2 и тестирования потенциально ценный лечебный подход, основанный на прямой upregulation антиоксидант, NRF2-опосредованной оборону. СР-2 имеет существенное терапевтическое значение в борьбе с сосудистой окислительный стресс в организме человека, учитывая разочаровывающие результаты клинических испытаний с участием прямого управления антиоксидантов, таких как витамины C и E32.

Protocol

Медицинский колледж Висконсин институциональных животных ухода и использования Комитет (IACUC) одобрил все протоколы, описанные в этом документе и все процедуры проводятся во исполнение национальных институтов здравоохранения (НИЗ) Управление социального обеспечения по животных лабор…

Representative Results

В vitro микроскопии канюлированной сопротивления артерий позволяет для изучения факторов, влияющих на активный тон артерий малого сопротивления (и больше артериол) в нормальной в vivo Трансмуральное давление и в отсутствие Паренхиматозный ячейки влияние. Помим…

Discussion

Как отмечалось во введении, этот документ описывает использование телевидения микроскопии и изолированные сопротивления артерии подходы для оценки сосудистой функции не только в моделях стандартных крыс (как занятые в видео), но также в узкоспециализированных генетически инженерии ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы выражают свою искреннюю благодарность Кэти Fink и Линн Dondlinger за их неоценимую помощь в подготовке этой рукописи.

Грантовая поддержка: Низ #R21-OD018309; #R56-HL065289; и #R01-HL128242.

Materials

SS Rat Medical College of Wisconsin SS/JHsd/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
SS.5BN Consomic Rat Medical College of Wisconsin SS-Chr 5BN/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
SS.13BN Consomic Rat Medical College of Wisconsin SS-Chr 13BN/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Ren1-BN Congenic Rat Medical College of Wisconsin SS.BN-(D13hmgc41-D13)hmgc23/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Ren1-SSA Congenic Rat Medical College of Wisconsin SS.BN-(D13rat77-D13rat105/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Ren1-SSB Congenic Rat Medical College of Wisconsin SS.BN-(D13rat124-D13rat101/Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Nrf2(-/-) Knockout Rat and Wild Type Littermates Medical College of Wisconsin SD-Nfe212em1Mcwi strain Contact Dr. Aron Geurts (ageurts@mcw.edu)
Low Salt Rat Chow (0.4% NaCl)-AIN-76A Dyets, Inc. 113755
High Salt Rat Chow (4% NaCl)-AIN-76A Dyets, Inc. 113756
Colorado Video Caliper Colorado Video, Inc. Model 308
Video Camera Hitachi KPM1AN
Microscope Olympus Life Science CKX41
Television Monitor Panasonic WVBM1410
Pressure Transducers Stoelting 56360
Blood Pressure Display Unit Stoelting 50115
Cannulated Artery Chamber Living Systems Instrumentation CH-1 Single vessel chamber for general use
Temperature Controller for Single Chamber Living Systems Instrumentation TC-09S
Gas Dispersion Tube, Miniature,Straight Living Systems Instrumentation GD-MS Provides aeration in the vessel bath
Gas Exchange Oxygenator, Miniature Living Systems Instrumentation OX Allows gas exchange with perfusate
Laser-Doppler Flowmeter Perimed PeriFlux 5000 LDPM
GS1 Lectin Vector Labs RL-1102
Glass Capillary Tubes for Micropipettes Fredrich Haer Co. 27-33-1 2 mm ODX1 mm ID
Verticle Pipette Puller David Kopf Instruments Model 700C
Nylon suture material (10/0)-3 PLY Ashaway Line and Twine Manufacturing Co. 114-ANM-10 Single strands of 3 ply nylon suture teased out for use on vessels
Dumont #5 Forceps-Inox Fine Science Tools 11254-20
Vannas Scissors Fine Science Tools 15003-08
Protandim Protandim NRF2 Inducer: Contact Dr. Joe McCord (JOE.MCCORD@UCDENVER.EDU)
Sodium Chloride Fisher Bioreagents BP358-212
Sodium Bicarbonate Fisher Chemical S233-3
Dextrose (d-glucose) anhydrous Fisher Chemical D16-500
Magnesium Sulfate (MgSO4-7H2O) Sigma Aldrich M1880-500 G
Calcium Chloride (CaCl2-2 H2O) Sigma C5080-500G
Sodium Phosphate-Monobasic (NaH2PO4) Sigma S0751-500G
Potassium Chloride (KCl) Fisher Chemical P217-500G
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA) Sigma ED255-500G
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Furchgott, R. F., Zawadzki, J. V. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine. Nature. 288, 373-376 (1980).
  2. Bevan, J. A., Osher, J. V. A direct method for recording tension changes in the wall of small blood vessels in vitro. Agents Actions. 2, 257-260 (1972).
  3. Mulvany, M. J., Halpern, W. Contractile properties of small arterial resistance vessels in spontaneously hypertensive and normotensive rats. Circ. Res. 41, 19-26 (1977).
  4. Speden, R. N. The use of excised, pressurized blood vessels to study the physiology of vascular smooth muscle. Experientia. 41, 1026-1028 (1985).
  5. Osol, G., Halpern, W. Myogenic properties of cerebral blood vessels from normotensive and hypertensive rats. Am. J. Physiol. 249, H914-H921 (1985).
  6. Halpern, W., Kelley, M. In vitro methodology for resistance arteries. Blood Vessels. 28, 245-251 (1991).
  7. Feihl, F., Liaudet, L., Waeber, B. The macrocirculation and microcirculation of hypertension. Curr Hypertens Rep. 11, 182-189 (2009).
  8. Smits, G. J., Roman, R. J., Lombard, J. H. Evaluation of laser-Doppler flowmetry as a measure of tissue blood flow. J Appl Physiol. 61, 666-672 (1985).
  9. Hudetz, A. G., Roman, R. J., Harder, D. R. Spontaneous flow oscillations in the cerebral cortex during acute changes in mean arterial pressure. J Cereb Blood Flow Metab. 12, 491-499 (1992).
  10. Hudetz, A. G., Smith, J. J., Lee, J. G., Bosnjak, Z. J., Kampine, J. P. Modification of cerebral laser-Doppler flow oscillations by halothane, PCO2, and nitric oxide synthase blockade. Am J Physiol. 269, H114-H120 (1995).
  11. Hansen-Smith, F. M., Watson, L., Lu, D. Y., Goldstein, I. Griffonia simplicifolia I: fluorescent tracer for microcirculatory vessels in nonperfused thin muscles and sectioned muscle. Microvasc Res. 36, 199-215 (1988).
  12. Greene, A. S., Lombard, J. H., Cowley, A. W., Hansen-Smith, F. M. Microvessel changes in hypertension measured by Griffonia simplicifolia I lectin. Hypertension. 15, 779-783 (1990).
  13. Aitman, T., Dhillon, P., Geurts, A. M. A RATional choice for translational research?. Dis Model Mech. 9, 1069-1072 (2016).
  14. Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433 (2009).
  15. Geurts, A. M., et al. Generation of gene-specific mutated rats using zinc-finger nucleases. Methods Mol Biol. 597, 211-225 (2010).
  16. Geurts, A. M., Moreno, C. Zinc-finger nucleases: new strategies to target the rat genome. Clin Sci (Lond). 119, 303-311 (2010).
  17. Priestley, J. R., Kautenburg, K. E., Casati, M. C., Endres, B. T., Geurts, A. M., Lombard, J. H. The NRF2 knockout rat: a new animal model to study endothelial dysfunction, oxidant stress, and microvascular rarefaction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 310, H478-H487 (2016).
  18. Cowley, A. W., et al. Brown Norway chromosome 13 confers protection from high salt to consomic Dahl S rat. Hypertension. 37, 456-461 (2001).
  19. Rapp, J. P. Dahl salt-susceptible and salt-resistant rats. A review. Hypertension. 4, 753-763 (1982).
  20. Rapp, J. P., Wang, S. M., Dene, H. A genetic polymorphism in the renin gene of Dahl rats cosegregates with blood pressure. Science. 243, 542-544 (1989).
  21. Manning, R. D., Meng, S., Tian, N. Renal and vascular oxidative stress and salt-sensitivity of arterial pressure. Acta Physiol Scand. 179, 243-250 (2003).
  22. Moreno, C., et al. Multiple blood pressure loci on rat chromosome 13 attenuate development of hypertension in the Dahl S hypertensive rat. Physiol Genomics. 31, 228-235 (2007).
  23. Tobian, L., Lange, J., Iwai, J., Hiller, K., Johnson, M. A., Goossens, P. Prevention with thiazide of NaCl-induced hypertension in Dahl "S" rats. Evidence for a Na-retaining humoral agent in "S" rats. Hypertension. 1, 316-323 (1979).
  24. Mattson, D. L., et al. Chromosome substitution reveals the genetic basis of Dahl salt-sensitive hypertension and renal disease. Am J Physiol Renal Physiol. 295, F837-F842 (2008).
  25. Kunert, M. P., et al. Consomic strategies to localize genomic regions related to vascular reactivity in the Dahl salt-sensitive rat. Physiol Genomics. 26, 218-225 (2006).
  26. Cowley, A. W., Liang, M., Roman, R. J., Greene, A. S., Jacob, H. J. Consomic rat model systems for physiological genomics. Acta Physiol Scand. 181, 585-592 (2004).
  27. Kunert, M. P., Dwinell, M. R., Lombard, J. H. Vascular responses in aortic rings of a consomic rat panel derived from the Fawn Hooded Hypertensive strain. Physiol Genomics. 42A, 244-258 (2010).
  28. Liang, M., et al. Renal medullary genes in salt-sensitive hypertension: a chromosomal substitution and cDNA microarray study. Physiol Genomics. 8, 139-149 (2002).
  29. Durand, M. J., Moreno, C., Greene, A. S., Lombard, J. H. Impaired relaxation of cerebral arteries in the absence of elevated salt intake in normotensive congenic rats carrying the Dahl salt-sensitive renin gene. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 299, H1865-H1874 (2010).
  30. Hybertson, B. M., Gao, B., Bose, S. K., McCord, J. M. Oxidative stress in health and disease: the therapeutic potential of Nrf2 activation. Mol Aspects Med. 32, 234-246 (2011).
  31. Itoh, K., et al. An Nrf2/small Maf heterodimer mediates the induction of phase II detoxifying enzyme genes through antioxidant response elements. Biochem Biophys Res Commun. 236, 313-322 (1997).
  32. Myung, S. K., et al. Efficacy of vitamin and antioxidant supplements in prevention of cardiovascular disease: systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. BMJ. 346, f10 (2013).
  33. Fredricks, K. T., Liu, Y., Lombard, J. H. Response of extraparenchymal resistance arteries of rat skeletal muscle to reduced PO2. Am J Physiol. 267, H706-H715 (1994).
  34. Fredricks, K. T., Liu, Y., Rusch, N. J., Lombard, J. H. Role of endothelium and arterial K+ channels in mediating hypoxic dilation of middle cerebral arteries. Am J Physiol. 267, H580-H586 (1994).
  35. Frisbee, J. C., Maier, K. G., Falck, J. R., Roman, R. J., Lombard, J. H. Integration of hypoxic dilation signaling pathways for skeletal muscle resistance arteries. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 283, R309-R319 (2002).
  36. Pavlov, T. S., Ilatovskaya, D. V., Palygin, O., Levchenko, V., Pochynyuk, O., Staruschenko, A. Implementing Patch Clamp and Live Fluorescence Microscopy to Monitor Functional Properties of Freshly Isolated PKD Epithelium. J Vis Exp. (103), (2015).
  37. Nelson, M. T., Conway, M. A., Knot, H. J., Brayden, J. E. Chloride channel blockers inhibit myogenic tone in rat cerebral arteries. J Physiol. 502 (Pt 2), 259-264 (1997).
  38. Brayden, J. E., Halpern, W., Brann, L. R. Biochemical and mechanical properties of resistance arteries from normotensive and hypertensive rats. Hypertension. 5, 17-25 (1983).
  39. Weber, D. S., Lombard, J. H. Elevated salt intake impairs dilation of rat skeletal muscle resistance arteries via ANG II suppression. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 278, H500-H506 (2000).
  40. Weber, D. S., Lombard, J. H. Angiotensin II AT1 receptors preserve vasodilator reactivity in skeletal muscle resistance arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 280, H2196-H2202 (2001).
  41. Wang, J., Roman, R. J., Falck, J. R., de la Cruz, L., Lombard, J. H. Effects of high-salt diet on CYP450-4A omega-hydroxylase expression and active tone in mesenteric resistance arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 288, H1557-H1565 (2005).
  42. Raffai, G., et al. Modulation by cytochrome P450-4A omega-hydroxylase enzymes of adrenergic vasoconstriction and response to reduced PO2 in mesenteric resistance arteries of Dahl salt-sensitive rats. Microcirculation. 17, 525-535 (2010).
  43. Mishra, R. C., Wulff, H., Hill, M. A., Braun, A. P. Inhibition of Myogenic Tone in Rat Cremaster and Cerebral Arteries by SKA-31, an Activator of Endothelial KCa2.3 and KCa3.1 Channels. J Cardiovasc Pharmacol. 66, 118-127 (2015).
  44. Freed, J. K., Beyer, A. M., LoGiudice, J. A., Hockenberry, J. C., Gutterman, D. D. Ceramide changes the mediator of flow-induced vasodilation from nitric oxide to hydrogen peroxide in the human microcirculation. Circ Res. 115, 525-532 (2014).
  45. Beyer, A. M., Durand, M. J., Hockenberry, J., Gamblin, T. C., Phillips, S. A., Gutterman, D. D. An acute rise in intraluminal pressure shifts the mediator of flow-mediated dilation from nitric oxide to hydrogen peroxide in human arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 307, H1587-H1593 (2014).
  46. Durand, M. J., et al. Vascular actions of angiotensin 1-7 in the human microcirculation: novel role for telomerase. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 36, 1254-1262 (2016).
  47. Beyer, A. M., et al. Transition in the mechanism of flow-mediated dilation with aging and development of coronary artery disease. Basic Res Cardiol. 112, 5 (2017).
  48. Muller, J. M., Chilian, W. M., Davis, M. J. Integrin signaling transduces shear stress–dependent vasodilation of coronary arterioles. Circ Res. 80, 320-326 (1997).
  49. Liu, Y., Harder, D. R., Lombard, J. H. Interaction of myogenic mechanisms and hypoxic dilation in rat middle cerebral arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 283, H2276-H2281 (2002).
  50. Potocnik, S. J., et al. Endothelium-dependent vasodilation in myogenically active mouse skeletal muscle arterioles: role of EDH and K+ channels. Microcirculation. 16, 377-390 (2009).
  51. Harder, D. R. Pressure-dependent membrane depolarization in cat middle cerebral artery. Circ Res. 55, 197-202 (1984).
  52. Greene, A. S., Rieder, M. J. Measurement of vascular density. Methods Mol. Med. 51, 489-496 (2001).
  53. Hernandez, I., Cowley, A. W., Lombard, J. H., Greene, A. S. Salt intake and angiotensin II alter microvessel density in the cremaster muscle of normal rats. Am J Physiol. 263, H664-H667 (1992).
  54. Resende, M. M., Amaral, S. L., Moreno, C., Greene, A. S. Congenic strains reveal the effect of the renin gene on skeletal muscle angiogenesis induced by electrical stimulation. Physiol Genomics. 33, 33-40 (2008).
  55. Petersen, M. C., Munzenmaier, D. H., Greene, A. S. Angiotensin II infusion restores stimulated angiogenesis in the skeletal muscle of rats on a high-salt diet. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 291, H114-H120 (2006).
  56. Frisbee, J. C., Weber, D. S., Liu, Y., DeBruin, J. A., Lombard, J. H. Altered structure and mechanics of skeletal muscle arteries with high-salt diet and reduced renal mass hypertension. Microvasc Res. 59, 323-328 (2000).
  57. Drenjancevic-Peric, I., Lombard, J. H. Introgression of chromosome 13 in Dahl salt-sensitive genetic background restores cerebral vascular relaxation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 287, H957-H962 (2004).
  58. Drenjancevic-Peric, I., Phillips, S. A., Falck, J. R., Lombard, J. H. Restoration of normal vascular relaxation mechanisms in cerebral arteries by chromosomal substitution in consomic SS.13BN rats. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 289, H188-H195 (2005).
  59. Lukaszewicz, K. M., Paudyal, M. P., Falck, J. R., Lombard, J. H. Role of vascular reactive oxygen species in regulating cytochrome P450-4A enzyme expression in Dahl salt-sensitive rats. Microcirculation. 23, 540-548 (2016).
  60. Lombard, J. H., Sylvester, F. A., Phillips, S. A., Frisbee, J. C. High-salt diet impairs vascular relaxation mechanisms in rat middle cerebral arteries. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 284, H1124-H1133 (2003).
  61. Priestley, J. R., et al. Reduced angiotensin II levels cause generalized vascular dysfunction via oxidant stress in hamster cheek pouch arterioles. Microvasc Res. 89, 134-145 (2013).
  62. Velmurugan, K., Alam, J., McCord, J. M., Pugazhenthi, S. Synergistic induction of heme oxygenase-1 by the components of the antioxidant supplement Protandim. Free Radic Biol Med. 46, 430-440 (2009).
  63. Widlansky, M. E., Gokce, N., Keaney, J. F., Vita, J. A. The clinical implications of endothelial dysfunction. J Am Coll Cardiol. 42, 1149-1160 (2003).
  64. Lukaszewicz, K. M., Falck, J. R., Manthati, V. L., Lombard, J. H. Introgression of Brown Norway CYP4A genes on to the Dahl salt-sensitive background restores vascular function in SS-5BN consomic rats. Clin Sci (Lond). 124, 333-342 (2013).
  65. Lukaszewicz, K. M., Lombard, J. H. Role of the CYP4A/20-HETE pathway in vascular dysfunction of the Dahl salt-sensitive rat. Clin Sci (Lond). 124, 695-700 (2013).
  66. Roman, R. J. P-450 metabolites of arachidonic acid in the control of cardiovascular function. Physiol Rev. 82, 131-185 (2002).
  67. Roman, R. J., Maier, K. G., Sun, C. W., Harder, D. R., Alonso-Galicia, M. Renal and cardiovascular actions of 20-hydroxyeicosatetraenoic acid and epoxyeicosatrienoic acids. Clin Exp Pharmacol. 27, 855-865 (2000).
  68. Roman, R. J., Alonso-Galicia, M. P-450 eicosanoids: A novel signaling pathway regulating renal function. News Physiol Sci. 14, 238-242 (1999).

Tags

Vascular Control MechanismsVideo MicroscopyIsolated Resistance ArteriesRatsVascular BiologyEndothelial ControlVascular Smooth Muscle ControlPeripheral Vascular DiseaseCoronary Artery DiseaseMicrocannulationPhysiological Salt SolutionPH AdjustmentCalcium-free SolutionGas Equilibration

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Lukaszewicz, K. M., Durand, M. J., Priestley, J. R., Schmidt, J. R., Allen, L. A., Geurts, A. M., Lombard, J. H. Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats. J. Vis. Exp. (130), e56133, doi:10.3791/56133 (2017).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image