Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

يصف البروتوكول الحالي طريقة فعالة للاكتساب الديناميكي في الوقت الفعلي لتيارات قناة البوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي (Kv) في خلايا عضلة القلب H9c2 باستخدام تقنية مشبك التصحيح للخلية الكاملة.

Abstract

تلعب قنوات البوتاسيوم على غشاء خلية عضلة القلب دورا مهما في تنظيم الأنشطة الكهربية للخلية. كونها واحدة من القنوات الأيونية الرئيسية ، ترتبط قنوات البوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي (Kv) ارتباطا وثيقا ببعض أمراض القلب الخطيرة ، مثل تلف عضلة القلب الناجم عن الأدوية واحتشاء عضلة القلب. في الدراسة الحالية ، تم استخدام تقنية مشبك التصحيح للخلية الكاملة لتحديد تأثيرات 1.5 mM 4-aminopyridine (4-AP ، مثبط قناة البوتاسيوم واسع الطيف) والأكونيتين (AC ، 25 μM ، 50 μM ، 100 μM ، و 200 μM) على تيار قناة Kv (IKv) في خلايا عضلة القلب H9c2. وجد أن 4-AP يثبط I Kv بحوالي 54٪ ، بينما أظهر التأثير المثبط للتيار المتردد على IKv اتجاها يعتمد على الجرعة (لا يوجد تأثير ل 25 ميكرومتر ، ومعدل مثبط 30٪ ل 50 ميكرومتر ، ومعدل مثبط 46٪ ل 100 ميكرومتر ومعدل تثبيط 54٪ ل 200 ميكرومتر). نظرا لخصائص الحساسية والدقة العالية ، ستعزز هذه التقنية استكشاف السمية القلبية والتأثيرات الدوائية للطب العرقي الذي يستهدف القنوات الأيونية.

Introduction

القنوات الأيونية هي بروتينات متكاملة خاصة مضمنة في الطبقة المزدوجة الدهنية لغشاء الخلية. في وجود المنشطات ، تشكل مراكز هذه البروتينات المتكاملة الخاصة مسام انتقائية للغاية محبة للماء ، مما يسمح للأيونات ذات الحجم والشحنة المناسبين بالمرور بطريقة نقل سلبية1. القنوات الأيونية هي أساس استثارة الخلية والكهرباء الحيوية وتلعب دورا رئيسيا في مجموعة متنوعة من الأنشطة الخلوية2. يمد القلب الأعضاء الأخرى بالدم من خلال الانقباضات المنتظمة الناتجة عن عملية اقتران الإثارة والانقباض التي بدأتها جهود الفعل3. أكدت الدراسات السابقة أن توليد إمكانات الفعل في خلايا عضلة القلب ناتج عن التغير في تركيز الأيونات داخل الخلايا ، وأن تنشيط وتعطيل قنوات Na + و Ca2 + و K + أيون في خلايا عضلة القلب البشرية يؤدي إلى تكوين إمكانات الفعل في تسلسل معين4،5،6. يمكن لتيارات قناة البوتاسيوم المضطربة ذات الجهد الكهربائي (Kv) أن تغير إيقاع القلب الطبيعي ، مما يؤدي إلى عدم انتظام ضربات القلب ، والذي يعد أحد الأسباب الرئيسية للوفاة. لذلك ، يعد تسجيل IKv أمرا بالغ الأهمية لفهم آليات الأدوية لعلاج عدم انتظام ضربات القلب الذي يهدد الحياة7.

قناة Kv هي عنصر مهم في قناة البوتاسيوم. تلعب وظيفة التنسيق لقناة Kv دورا مهما في النشاط الكهربائي وانقباض عضلة القلب لقلب الثدييات8،9،10. في خلايا عضلة القلب ، تعتمد سعة ومدة إمكانات الفعل على التوصيل المشترك لتيارات K + الخارجية بواسطة أنواع فرعية متعددة من قنوات Kv11. يعد تنظيم وظيفة قناة Kv مهما جدا لإعادة الاستقطاب الطبيعي لإمكانات عمل القلب. حتى أدنى تغيير في توصيل Kv يؤثر بشكل كبير على إعادة استقطاب القلب ويزيد من احتمال عدم انتظام ضربات القلب12,13.

تمثل طريقة أساسية في أبحاث الفيزيولوجيا الكهربية الخلوية ، يمكن إنشاء ختم عالي المقاومة بين منطقة صغيرة من غشاء الخلية وطرف ماصة لتسجيل مشبك التصحيح للخلية الكاملة عن طريق تطبيق ضغط سلبي. الضغط السلبي المستمر يجعل غشاء الخلية يتلامس مع طرف الماصة ويلتصق بالجدار الداخلي للماصة. تسمح الدائرة الكهربائية الكاملة الناتجة للمرء بتسجيل أي تيار قناة أيونية واحدة عبر سطح غشاء الخلية14. تتمتع هذه التقنية بحساسية عالية جدا لتيار القناة الأيونية لغشاء الخلية ويمكن استخدامها للكشف عن التيارات في جميع القنوات الأيونية ، والتطبيقات واسعة للغاية15. علاوة على ذلك ، بالمقارنة مع وضع العلامات الفلورية ووضع العلامات المشعة ، يتمتع مشبك التصحيح بسلطة ودقة أعلى16. في الوقت الحاضر ، تم استخدام تقنية مشبك التصحيح للخلية الكاملة للكشف عن مكونات الطب الصيني التقليدي التي تعمل على تيارات قناة Kv17،18،19. على سبيل المثال ، استخدم Wang et al. تقنية مشبك التصحيح للخلية الكاملة وأكد أن المكون الفعال لبذور اللوتس قد يحقق تثبيط قناة Kv4.3 عن طريق منع قنوات الحالة المنشطة19. الأكونيتين (AC) هو أحد المكونات الفعالة والنشطة لأنواع الأكونيتوم ، مثل Aconitum carmichaeli Debx و Aconitum pendulum Busch. أظهرت العديد من الدراسات أن الجرعات الزائدة من التيار المتردد يمكن أن تسبب عدم انتظام ضربات القلب وحتى السكتة القلبية20. يؤدي التفاعل بين التيار المتردد والقنوات الأيونية ذات الجهد الكهربائي إلى تعطيل التوازن الأيوني داخل الخلايا ، وهو الآلية الرئيسية للسمية القلبية21. لذلك ، في هذه الدراسة ، يتم استخدام تقنية المشبك التصحيح للخلية الكاملة لتحديد آثار AC على IKv من خلايا عضلة القلب.

Protocol

تم تحضين خلايا عضلة القلب للفئران H9c2 التي تم الحصول عليها تجاريا (انظر جدول المواد) في DMEM التي تحتوي على 10٪ مصل بقري جنيني معطل بالحرارة (FBS) و 1٪ بنسلين-ستربتومايسين عند 37 درجة مئوية في جو مرطب بنسبة 5٪ CO2. ثم تم استخدام تقنية مشبك التصحيح للخلية الكاملة للكشف عن التغييرات في IKv في خلايا H9c2 العادية والخلايا المعالجة ب 4-AP أو AC (الشكل 1 والشكل 2).

1. إعداد الحل

  1. تحضير وسط زراعة الخلايا DMEM الذي يحتوي على 10٪ FBS و 1٪ بنسلين-ستربتومايسين (انظر جدول المواد).
  2. قم بإعداد محلول 1.5 M 4-AP بإضافة 14.1165 مجم من 4-AP إلى 100 ميكرولتر من محلول DMSO (انظر جدول المواد). قم بتخفيف 1.5 M 4-AP إلى 1.5 mM عن طريق إضافة المحلول خارج الخلية (الخطوة 1.5).
  3. قم بإعداد 400 مللي متر تيار متردد بإضافة 5 مجم من التيار المتردد إلى 19.36 ميكرولتر من محلول DMSO (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: تم تخزين جميع المحاليل المذكورة أعلاه في ثلاجة 4 درجات مئوية ، ويجب ألا يتجاوز التركيز النهائي ل DMSO 0.1٪ (v / v).
  4. تحضير 50 مل من محلول داخل الخلايا عن طريق إضافة 0.4100 جم من KCl (110.0 mM) ، 0.0120 جم من MgCl 2 (1.2 mM) ، 0.1270 جم من Na2 ATP (5.0 mM) ، 0.1190 جم من HEPES (10.0 mM) ، و 0.1900 جم من EGTA (10.0 mM) في 50 مل من الماء المقطر المزدوج (انظر الجدول 1 وجدول المواد).
    ملاحظة: تم تعديل قيمة الأس الهيدروجيني للمحلول داخل الخلايا إلى 7.2 باستخدام 1 M KOH وتم اقتباسها إلى أحجام صغيرة (1.5-2 مل) وتخزينها في -20 درجة مئوية.
  5. تحضير 50 مل من محلول خارج الخلية بإضافة 0.0185 جم من KCl (5.0 mM) ، 0.3945 g من NaCl (135.0 mM) ، 0.0203 g من MgCl 2 · 6H2O (2.0 mM) ، 0.0595 g من HEPES (5.0 mM) ، و 0.0990 g من D-glucose (10.0 mM) في 50 mL من الماء المقطر المزدوج (انظر الجدول 1 وجدول المواد).
    ملاحظة: يجب تحضير المحلول خارج الخلية للاستخدام الفوري ، ويجب تعديل قيمة الأس الهيدروجيني إلى 7.4 باستخدام 1 M NaOH.

2. ثقافة الخلية

  1. بمجرد أن يصبح طبق الاستزراع H9c2 متقاربا بنسبة 80٪ ، اهضم الخلايا التي تحتوي على 0.25٪ تربسين لمدة 30 ثانية.
  2. مزرعة 2 × 10 5 خلايا / مل مع وسط عادي أو وسط يحتوي على دواء (25 ميكرومتر ، 50 ميكرومتر ، 100 ميكرومتر ، و 200 ميكرومتر تيار متردد) في طبق 35 مم مغطى بالسجاد بألواح زجاجية لمدة 24 ساعة عند 37 درجة مئوية ، مع جو5 ٪ CO2 ورطوبة نسبية 70٪ إلى 80٪ (انظر جدول المواد).

3. تصنيع الماصات الدقيقة

  1. قم بتشغيل مجتذب الماصة الدقيقة (انظر جدول المواد) ، وقم بالتسخين لمدة 30 دقيقة.
  2. ضع شعرية زجاجية من البورسليكات مع خيوط (OD: 1.5 مم ، ID: 1.10 مم ، طول 10 سم) على مجتذب micropipette. حدد البرنامج الذي تم تعيينه في الخطوة 3.3 ، وانقر فوق Enter في لوحة التحكم. انقر فوق برنامج المنحدر في الزاوية العلوية اليمنى لتحديد قيمة "الحرارة" للشعيرات الدموية الزجاجية.
  3. اكتب البرنامج لسحب القطب وفقا للقيمة التي يحددها اختبار "المنحدر" ، واستخدم الخطوات التالية: قيمة "الحرارة" = قيمة "المنحدر" ، السحب = 0 ، Vel = سرعة تحريك قضيب السحب ، الوقت = 200-250. انقر فوق سحب لبدء تصنيع الماصات.
    ملاحظة: لاحظ لون المجففات في الحاوية محكمة الغلق لمجتذب الماصة الدقيقة قبل استخدامها. إذا تغير اللون من الأزرق إلى الوردي ، فيجب استبدال المجففات. لمنع تلوث طرف القطب ، حاول ألا تلمس الجزء الأوسط من الشعيرات الدموية الزجاجية أثناء تحضير الماصة. بعد ذلك ، قم بإزالة الماصات المنتجة بعناية ، وضعها في حاوية مغلقة ومختومة.

4. إعداد الصك

  1. قم بتشغيل الأدوات المقابلة بالترتيب التالي: المحول الرقمي التناظري ، ومضخم الإشارة ، والمعالج الدقيق ، والمجهر ، والكاميرا (انظر جدول المواد).
  2. افتح تطبيق التصوير وبرنامج مضخم الإشارة وبرنامج الحصول على البيانات بالتسلسل (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: يجب تشغيل الأداة بالتتابع. خلاف ذلك ، ستظهر حالة "Demo Digitizer" بعد فتح البرنامج.

5. إعداد معلمة IKv

  1. قم بتحرير بروتوكول تسجيل IKv باتباع الخطوات أدناه.
    1. انقر فوق تحرير ، وحدد تحرير البروتوكول في برنامج الحصول على البيانات (انظر جدول المواد).
    2. قم بتحرير البرنامج في واجهة "Waveform": Epoch A (المستوى الأول = -60 mV ، مستوى دلتا = 0 mV ، المدة الأولى = 20 مللي ثانية ، ومدة Delta = 0 مللي ثانية) ؛ الحقبة B (المستوى الأول = -40 مللي فولت ، مستوى دلتا = 10 مللي فولت ، المدة الأولى = 150 مللي ثانية ، ومدة دلتا = 0 مللي ثانية) ، والحقبة C (المستوى الأول = -60 مللي فولت ، مستوى دلتا = 0 مللي فولت ، المدة الأولى = 30 مللي ثانية ، ومدة دلتا = 0 مللي ثانية).
    3. ثم ، انقر فوق واجهة الوضع / المعدل ، وقم بتعيين بيانات "التسلسل الهرمي للمحاكمة": تأخير المحاكمة = 0 ثانية ، والتشغيل = 1 ، وعمليات المسح = 11 ، ومدة الاجتياح = 0.22 ثانية22,23.
      ملاحظة: الحصول على تيارات قناة IKv من خلال تطبيق خطوات إزالة استقطاب 150 مللي ثانية من -40 مللي فولت إلى +60 مللي فولت مع زيادة قدرها 10 مللي فولت عند إمكانية الاحتفاظ بها −60 مللي فولت في ظل ظروف التحكم. يجب أن يكون الوقت الإجمالي للبروتوكول أكبر من الوقت المحدد في برنامج "Waveform".
  2. قم بتحرير برنامج طرح تسرب P / N: انقر فوق تحرير البروتوكول لتحديد زر التحفيز ، وقم بتعيين برنامج طرح التسرب في مربع حوار طرح التسرب P / N : عدد عمليات المسح الفرعية = 2-8 (4 في هذه الدراسة) ، وقت الاستقرار = 100-1000 مللي ثانية (200 في هذه الدراسة) ، "القطبية" = "عكس شكل الموجة" ، مستوى الاحتفاظ = -80 مللي فولت.
    ملاحظة: يجب أن يكون لطرح تسرب P / N مستوى تثبيت أقل من "التثبيت الأول" (-60 مللي فولت).

6. تسجيل مشبك التصحيح للخلية الكاملة ل I Kv في وضع مشبك الجهد

  1. إنشاء مسار تخزين البيانات: انقر فوق ملف ، وحدد تعيين أسماء ملفات البيانات في برنامج الحصول على البيانات. افتح بروتوكول IKv الذي تم إنشاؤه (الخطوة 5.1) عن طريق تحديد تحرير والنقر فوق فتح بروتوكول في برنامج الحصول على البيانات. أخيرا ، انقر فوق خيار الأدوات ، وحدد اختبار الغشاء لبدء تشغيل البروتوكول.
  2. أضف المحلول خارج الخلية (الخطوة 1.5) إلى حمام الخلية على جهاز مشبك التصحيح للخلية الكاملة (انظر جدول المواد) ، وضع الغطاء لأعلى مع خلايا H9c2 (المزروعة في الخطوة 2.1) في الحمام.
  3. املأ 30٪ من الماصة (المصنعة في الخطوة 3) بالمحلول خارج الخلية ، وقم بتثبيته على حامل قطب التسجيل المدمج في جهاز مشبك التصحيح. شد الماصة باستخدام حشية مطاطية دائرية وغسالة بلاستيكية. ثم ، قم بإسقاط ماصة في الحمام مع micromanipulator. انقر فوق واجهة إزاحة الماصة لبرنامج مضخم الإشارة (انظر جدول المواد) للحفاظ على خط الأساس الحالي IKv عند 0 pA.
    ملاحظة: يجب أن يكون المحلول داخل الخلايا (الخطوة 1.4) ملامسا لجزء AgCl / Ag من السلك الفضي ، ويجب ألا يكون السلك الفضي قريبا من الجدار الداخلي للماصة. يجب أن تكون مقاومة الماصة 2-6 MΩ. لتجنب انسداد طرف الماصة ، يجب توصيل ضغط إيجابي مستمر إلى الماصة باستخدام حقنة سعة 1.0 مل متصلة بحامل قطب التسجيل عبر أنبوب بلاستيكي24.
  4. قم بتوصيل ضغط إيجابي مناسب يدويا باستخدام محقنة سعة 1.0 مل متصلة بحامل قطب التسجيل من خلال أنبوب بلاستيكي. حرك الماصة قليلا عن طريق معالجة المناور الدقيق في ثلاثة أبعاد للاتصال بالخلية.
  5. بمجرد أن تنخفض الموجة المربعة لاختبار الغشاء بمقدار 1/3 إلى 1/2 بعد أن تلمس الماصة غشاء الخلية ، قم بإزالة الضغط الإيجابي ، وقم بتوصيل ضغط سلبي مناسب يدويا. ثم ، انقر فوق واجهة التصحيح لبرنامج الحصول على البيانات لتشكيل ختم GΩ. استخدم برنامج مضخم الإشارة "C p Fast" و "Cp Slow" أثناء ختم الخلية للتعويض عن السعة السريعة والبطيئة.
    ملاحظة: عندما يكون اختبار الغشاء ≥1 GΩ ، يتم تشكيل تكوين متصل بالخلية بين طرف الماصة والخلية.
  6. ضع نبضات قصيرة من الضغط السلبي لتمزيق رقعة من غشاء الخلية.
    ملاحظة: الانخفاض الحاد في مقاومة الغشاء يميز نمط تسجيل الخلية الكاملة الناجح. إذا كانت مقاومة الوصول (Ra) ≥30 MΩ ، فيجب إعادة تحديد الخلايا للخطوات 6.3-6.6. من أجل ضمان دقة بيانات IKv المسجلة ، يجب إزالة الضغط السلبي بعد كسر غشاء الخلية.
  7. قم بتنفيذ تعويض سعة غشاء الخلية الكاملة بالنقر فوق زر الخلية الكاملة لبرنامج مضخم الإشارة. أخيرا ، احفظ البيانات وسجلها بالنقر فوق زر تسجيل البيانات .
  8. افتح بيانات IKv المحفوظة باستخدام برنامج تحليل البيانات. احفظ علاقات الجهد الحالي (I−V): انقر فوق تحليل لتحديد إحصائيات للقيام بما يلي: حدد النطاق ك Cousors 1,2 لتحليل البيانات ؛ انقر فوق الزرين Peak Amplitude و Mean ، ثم انقر فوق "موافق " لعرض البيانات في صفحة النتائج . أخيرا ، انسخ عمود بيانات IKv mean في برنامج رسم الوظائف (انظر جدول المواد) لمزيد من التحليل.
  9. احفظ آثار IKv الحالية التمثيلية: انقر فوق تحرير لتحديد نقل الآثار ؛ ثم حدد ملف تتبع كامل في المنطقة المراد نقله; بعد ذلك ، انقر فوق تحديد في تحديد التتبع ، وحدد IN 0 (pA) في الإشارات ؛ أخيرا ، انقر فوق "موافق" لعرض البيانات في صفحة "النتائج " ، وانسخ إجمالي البيانات إلى برنامج رسم الوظائف لرسم الآثار الحالية.
  10. احفظ بروتوكول IKv : انقر فوق تحرير لتحديد إنشاء إشارة شكل موجة التحفيز ، وحدد موافق. بعد ذلك ، أعد الخطوة 6.9 باستثناء تحديد A0 # 0 (مللي أمبير) في "الإشارات".

النتائج

سمح هذا البروتوكول بتسجيل IKv وفقا للمعايير المحددة في تقنية مشبك التصحيح للخلية الكاملة. تم تشغيل IKv بواسطة 150 مللي ثانية من تحفيز النبض غير المستقطب من -40 إلى +60 مللي فولت عند إمكانية الاحتفاظ ب -60 مللي فولت (الشكل 3 أ). ظهر IKv لخلايا عضلة القلب للفئران H9c2 لأول...

Discussion

تستخدم تقنية الفيزيولوجيا الكهربية لمشبك التصحيح بشكل أساسي لتسجيل وعكس النشاط الكهربائي والخصائص الوظيفية للقنوات الأيونية على غشاء الخلية25. في الوقت الحاضر ، تشمل طرق التسجيل الرئيسية لتقنية مشبك التصحيح التسجيل أحادي القناة وتسجيل الخلية بأكملها26. بالنسبة...

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

نحن نقدر الدعم المالي المقدم من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82130113) وبرنامج البحث والتطوير والتحول الرئيسي التابع لإدارة العلوم والتكنولوجيا بمقاطعة تشينغهاي (2020-SF-C33).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
4-AminopyridineSigmaMKCJ2184
AconitineChengdu Lemetian Medical Technology Co., LtdDSTDW000602
AmplifierAxon InstrumentMultiClamp 700B
Analytical BalanceSartorius124S-CW
ATP Na2Solarbio416O022
Borosilicate glass with filament (O.D.: 1.5 mm, I.D.: 1.10 mm, 10 cm length) Sutter Instrument163225-5
Cell culture dish (100 mm)Zhejiang Sorfa Life Science Research Co., Ltd1192022
Cell culture dish (35 mm)Zhejiang Sorfa Life Science Research Co., Ltd3012022
Clampex softwareMolecular Devices, LLC.Version 10. 5
Clampfit softwareMolecular Devices, LLC.Version 10. 6. 0. 13data acqusition software
D-(+)-glucoseRhawnRH289133
Digital cameraHamamatsuC11440
DigitizerAxon InstrumentAxon digidata 1550B
DMSOBoster Biological Technology Co., LtdPYG0040
Dulbecco's modified eagle medium (1x)Gibco8121587
EGTABiofroxxEZ6789D115
Fetal bovine serumGibco2166090RP
Flaming/brown micropipette pullerSutter InstrumentModel P-1000
H9c2 cellsHunan Fenghui Biotechnology Co., LtdCL0111
HCImageLiveHamamatsu4.5.0.0
HClSichuan Xilong Scientific Co., Ltd2106081
HEPESXiya Chemical Technology (Shandong) Co., Ltd20210221
KClChengdu Colon Chemical Co., Ltd2020082501
KOHChengdu Colon Chemical Co., Ltd2020112601
MgCl2Tianjin Guangfu Fine Chemical Research Institute20160408
MgCl2·6H2OChengdu Colon Chemical Co., Ltd2021020101
MicromanipulatorSutter InstrumentMP-285A
MicroscopeOlympusIX73
Microscope cover glass (20 × 20 mm)Jiangsu Citotest Experimental Equipment Co. Ltd80340-0630
Milli-QChengdu Bioscience Technology Co., LtdMilli-Q IQ 7005
MultiClamp 700B commanderAxon InstrumentMultiClamp commander 2.0signal-amplifier software 
OriginPro 8 softwareOriginLab Corporationv8.0724(B724)
Penicillin-Streptomycin (100x)Boster Biological Technology Co., Ltd17C18B16
PH meter Mettler ToledoS201K
Phosphate buffered saline (1x)Gibco8120485
Trypsin 0.25% (1x)HyCloneJ210045

References

  1. Luan, Q. H. Passive transport and ion channels in biofilms. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Intramongoljcae. 2, 215-235 (1984).
  2. Lei, M., Sun, S. Advances in the mechanism of arrhythmia induced by sodium channel disease. Journal of Clinical Cardiology. 21 (4), 246-248 (2005).
  3. Varró, A., et al. Cardiac transmembrane ion channels and action potentials: Cellular physiology and arrhythmogenic behavior. Physiological Reviews. 101 (3), 1083-1176 (2021).
  4. Campuzano, O., et al. Negative autopsy and sudden cardiac death. International Journal of Legal Medicine. 128 (4), 599-606 (2014).
  5. Amin, A. S., Asghari-Roodsari, A., Tan, H. L. Cardiac sodium channelopathies. Pflügers Archiv: European Journal of Physiology. 460 (2), 223-237 (2010).
  6. Benitah, J. P., et al. Voltage gated Ca2+ currents in the human pathophysiologic heart: A review. Basic Research in Cardiology. 97 (1), 111-118 (2002).
  7. Banyasz, T., Horvath, B., Jian, Z., Izu, L. T., Chen-Izu, Y. Sequential dissection of multiple ionic currents in single cardiac myocytes under action potential-clamp. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 50 (3), 578-581 (2011).
  8. Nerbonne, J. M. Molecular basis of functional myocardial potassium channel diversity. Cardiac Electrophysiology Clinics. 8 (2), 257-273 (2016).
  9. Grant, A. O. Cardiac ion channels. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 2 (2), 185-194 (2009).
  10. Olson, T. M., et al. Kv1.5 channelopathy due to KCNA5 loss-of-function mutation causes human atrial fibrillation. Human Molecular Genetics. 15 (14), 2185-2191 (2006).
  11. Christophersen, I. E., et al. Genetic variation in KCNA5: impact on the atrial-specific potassium current IKur in patients with lone atrial fibrillation. European Heart Journal. 34 (20), 1517-1525 (2013).
  12. Barry, D. M., Xu, H., Schuessler, R. B., Nerbonne, J. M. Functional knockout of the transient outward current, long-QT syndrome, and cardiac remodeling in mice expressing a dominant-negative Kv4 alpha subunit. Circulation Research. 83 (5), 560-567 (1998).
  13. Abbott, G. W., Xu, X., Roepke, T. K. Impact of ancillary subunits on ventricular repolarization. Journal of Electrocardiology. 40, 42-46 (2007).
  14. Jia, W. J., et al. Recent studies on the application of patch-clamp technique in cellular electrophysiology. Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities. 32 (4), 767-778 (2018).
  15. Leuthardt, E. C., et al. Using the electrocorticographic speech network to control a brain-computer interface in humans. Journal of Neural Engineering. 8 (3), 1-3 (2011).
  16. Tian, J. The applying progress of patch-clamp technique. Journal of Jilin Medical University. 4, 227-229 (2008).
  17. Wang, Z. Q., et al. Effects of shensong yangxin capsule on c-type Kv1.4 potassium channel. Chinese Heart Journal. 21 (6), 782-785 (2009).
  18. Huang, X. Y. The effect of resveratrol on Kv2.1 potassium channels in cardiac myocytes. Chinese Journal of Cardiac Pacing and Electrophysiology. 34 (5), 484-487 (2020).
  19. Wang, C., et al. Effects of neferine on Kv4.3 channels expressed in HEK293 cells and ex vivo electrophysiology of rabbit hearts. Acta Pharmacologica Sinica. 36 (12), 1451-1461 (2005).
  20. Gao, Y., et al. Aconitine: A review of its pharmacokinetics, pharmacology, toxicology and detoxification. Journal of Ethnopharmacology. 293, 115270 (2022).
  21. Zhou, W., et al. Cardiac efficacy and toxicity of aconitine: A new frontier for the ancient poison. Medicinal Research Reviews. 41 (3), 1798-1811 (2021).
  22. An, J. R., et al. The effects of tegaserod, a gastrokinetic agent, on voltage-gated K+ channels in rabbit coronary arterial smooth muscle cells. Clinical and Experimental Pharmacology & Physiology. 48 (5), 748-756 (2021).
  23. Sun, Q., Liu, F., Zhao, J., Wang, P., Sun, X. Cleavage of Kv2.1 by BACE1 decreases potassium current and reduces neuronal apoptosis. Neurochemistry International. 155, 105310 (2022).
  24. Manz, K. M., Siemann, J. K., McMahon, D. G., Grueter, B. A. Patch-clamp and multi-electrode array electrophysiological analysis in acute mouse brain slices. STAR Protocols. 2 (2), 100442 (2021).
  25. Kanda, H., Tonomura, S., Dai, Y., Gu, J. G. Protocol for pressure-clamped patch-clamp recording at the node of Ranvier of rat myelinated nerves. STAR Protocols. 2 (1), 100266 (2021).
  26. Ma, J., et al. High purity human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes: electrophysiological properties of action potentials and ionic currents. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 301 (5), 2006-2017 (2011).
  27. Yoshimura, M., et al. Application of in vivo patch-clamp technique to pharmacological analysis of synaptic transmission in the CNS. Nihon Yakurigaku Zasshi. Folia Pharmacologica Japonica. 124 (2), 111-118 (2004).
  28. Aziz, Q., Nobles, M., Tinker, A. Whole-cell and perforated patch-clamp recordings from acutely-isolated murine sinoatrial node cells. Bio-protocol. 10 (1), 3478 (2020).
  29. Witchel, H. J., Milnes, J. T., Mitcheson, J. S., Hancox, J. C. Troubleshooting problems with in vitro screening of drugs for QT interval prolongation using HERG K+ channels expressed in mammalian cell lines and Xenopus oocytes. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 48 (2), 65-80 (2002).
  30. Rodriguez-Menchaca, A. A., Ferrer, T., Navarro-Polanco, R. A., Sanchez-Chapula, J. A., Moreno-Galindo, E. G. Impact of the whole-cell patch-clamp configuration on the pharmacological assessment of the hERG channel: Trazodone as a case example. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 69 (3), 237-244 (2014).
  31. Yang, S., Liu, Z. W., Zhang, Y. X. The development of in vivo patch clamp technique. Chinese Remedies & Clinics. 5, 399-401 (2003).
  32. Lin, Y. F., Ouyang, S. Research progress and application of patch clamp technique. Strait Pharmaceutical Journal. 9, 8-11 (2008).
  33. Li, S., et al. An insight into current advances on pharmacology, pharmacokinetics, toxicity and detoxification of aconitine. Biomedicine & Pharmacotherapy. 151, 113115 (2022).
  34. Chan, T., Chan, J., Tomlinson, B., Critchley, J. Chinese herbal medicines revisited: A Hong Kong perspective. Lancet. 342 (8886-8887), 1532-1534 (1993).
  35. Jiang, H., Zhang, Y. T., Zhang, Y., Wang, X. B., Meng, X. L. An updated meta-analysis based on the preclinical evidence of mechanism of aconitine-induced cardiotoxicity. Frontiers in Pharmacology. 13, 900842 (2022).
  36. Liu, Y. Myocardial toxicity of aconite alkaloids. Shenyang Pharmaceutical University. , (2007).
  37. Li, Y., et al. Aconitine blocks HERG and Kv1.5 potassium channels. Journal of Ethnopharmacology. 131 (1), 187-195 (2010).
  38. Campbell, D. T. Modified kinetics and selectivity of sodium channels in frog skeletal muscle fibers treated with aconitine. The Journal of General Physiology. 80 (5), 713-731 (1982).
  39. Huang, X. Y., Ying, Y. C. The effect of specific protein 1 on Kv2.1 potassium channel in cardiac myocytes. Journal of Electrocardiology and Circulation. 39 (4), 338-341 (2020).
  40. Cao, J. B. Development and application of patch clamp technique. Journal of Yuncheng University. 27 (2), 53-55 (2009).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

189

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved