A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כתב יד זה מציג פשוט, אך רב עוצמה, בשיטה חוץ גופית להערכת התכווצות שריר חלק בתגובה לסוכנים תרופתיים או גירוי עצב. יישומים עיקריים הם הקרנת סמים ופיזיולוגיה רקמת הבנה, פרמקולוגיה, ופתולוגיה.
אנו מתארים שיטה במבחנה למדידת התכווצות שריר חלק בשלפוחית השתן, ושימוש בו לחקירת מאפיינים פיסיולוגיים ותרופתיים של שריר החלק, כמו גם שינויים הנגרמים על ידי פתולוגיה. שיטה זו מספקת מידע קריטי להבנת תפקוד שלפוחית השתן תוך כדי התגברות על קשיים גדולים מתודולוגיים נתקלו בניסויי vivo, כגון מניפולציות כירורגית ותרופתיות המשפיעות על יציבות והישרדות של ההכנות, שימוש ברקמות אנושיות, ו / או שימוש בכימיקלים יקרים. הוא גם מספק דרך לחקור את המאפיינים של כל מרכיב בשלפוחית השתן (כלומר שריר חלק, רירית, בעצבים) בתנאים בריאים ופתולוגי.
שלפוחית השתן הוא להסיר חיה הרדים, להציב פתרון קרבס וחתוך לרצועות. רצועות ממוקמות לתוך תא מלא בפתרון קרבס חם. קצה אחד מחובר לtensio איזומטרימתמר n למדוד כוח התכווצות, בקצה השני מחובר למוט קבוע. רקמה היא מגורה על ידי ישירות הוספת תרכובות באמבטיה או על ידי אלקטרודות גירוי שדה חשמליות המפעילות את עצבים, בדומה למפעיל התכווצויות שלפוחית in vivo. אנו מדגימים את השימוש בשיטה זו על מנת להעריך התכווצות שריר חלק ספונטנית במהלך פיתוח, ולאחר פגיעה בחוט השדרה ניסיונית, הטבע של עצבית (משדרים וקולטנים מעורבים), גורמים מעורבים בויסות של פעילות שריר חלק, התפקיד של רכיבי שלפוחית בודדים, ומינים והבדלי איבר בתגובה לסוכנים תרופתיים. בנוסף, הוא יכול לשמש לחקר מסלולים תאיים מעורבים בהתכווצות ו / או הרפיה של שריר החלק, יחסי מבנה פעילות תרופה והערכה של שחרור משדר.
שיטת התכווצות שריר חלק במבחנה כבר נעשה שימוש נרחב FOr מעל 50 שנים, וספק נתונים שתרמו באופן משמעותי להבנה של תפקוד שלפוחית שלנו, כמו גם לפיתוח תרופות של תרכובות המשמשות כיום מבחינה קלינית לניהול שלפוחית השתן.
שריר החלק בשלפוחית השתן נרפה כדי לאפשר אחסון שתן, וחוזים לעורר חיסול שתן. הרפיה מתווכת על ידי תכונות שריר חלק פנימיות ועל ידי שחרור טוניק של נוראפינפרין (NE) מהעצבים הסימפתטית, אשר מפעיל קולטני בטא adrenergic (β 3 AR באדם) בdetrusor. רקה מושגת על ידי עיכוב הקלט האוהד והפעלת העצבים הפאראסימפתטית שישחררו ACH / ATP להתכווץ שריר החלק בשלפוחית השתן 1. תנאים רבים פתולוגיים, כולל מוח ו / או פגיעה בחוט השדרה, מחלות ניווניות, סוכרת, חסימת מוצא שלפוחית השתן או דלקת שלפוחית השתן interstitial, יכולים לשנות את תפקוד שלפוחית השתן עמוק, עם השלכות קשות על איכות חיים של המטופל 2. תנאים אלה לשנות את ההתכווצות של שריר החלק על ידי המשפיע על אחד או יותר מרכיבים של שלפוחית השתן: שריר החלק, מביא או עצבי efferent ו / אורירית.
כמה in vivo ובשיטות מבחנה ללמוד תפקוד שלפוחית השתן פותחו. בvivo, cystometry הוא המדידה הראשונית של תפקוד שלפוחית השתן. למרות זאת היא הכנה שלמה המאפשרת איסוף מידע במסגרת קרובה לתנאים פיסיולוגיים, יש מספר הנסיבות שבהן השימוש ברצועות שריר חלק הוא מועדפת. אלה כוללים מצבים שבם וכירורגי / או מניפולציות תרופתי ישפיעו על ההישרדות והיציבות של הכנת in vivo, או כאשר המחקרים דורשים שימוש ברקמה האנושית או כימיקלים יקרים. שיטה זו גם מאפשרת בדיקה של ההשפעות של תרופות, גיל ופתולוגיה בכל רכיב של שלפוחית השתן, כלומר שריר חלק, רירית, מביא ועצבי efferent.
רצועות שלפוחית כבר מועסקות במשך השנים על ידי קבוצות רבות לענות על מספר שאלות מדעיות. הם היו רגילים לevaשינויי luate בפעילות ספונטנית myogenic הנגרמים על ידי פתולוגיה. הוא האמין כי פעילות זו תורמת לתסמיני דחיפות ותכיפות של פעילות יתר של שלפוחית (OAB), ולכן הוא יעד לתרופות שפותחו עבור OAB 3-9. רצועות שלפוחית השתן שמשו גם כדי לחקור גורמי myogenic ועצביים המווסתים את טונוס שרירים חלק במטרה לגלות תעלות יונים ו / או קולטנים ו / או מסלולים תאיים שיכול להיות ממוקדת כדי לגרום או הרפיה או התכווצות של שריר חלק 3,10- 13. מחקרים אחרים התמקדו בטבע של עצבית, כולל משדרים וקולטנים המעורבים ושינויים הנגרמים על ידי פתולוגיה 14,15. בנוסף, השיטה הייתה בשימוש להשוואה בין רקמות ממינים שונים 16- 18, בין האיברים 19-21, והערכה של מערכות יחסים מבנה פעילות תרופת 22-24. סיומת של שיטה זו נעשתה שימוש כדי measurדואר את ההשפעה של תרופות על שחרור משדר מעצבי efferent 25. יתר על כן, מגוון רחב של רקמות (שלפוחית השתן, שופכה, מערכת עיכול, במערכת העיכול) שנקטפו מבעלי חיים או בני אדם (מניתוחים או רקמת תורם איברים שאושרו למחקר) וממגוון רחב של מודלים של בעלי חיים, כולל פגיעה בחוט השדרה (SCI), חסימת מוצא שלפוחית השתן (BOO), או דלקת שלפוחית השתן interstitial (IC) יכול להיחקר שימוש בטכניקה זו.
במאמר זה אנו מציגים את השימוש בשיטה זו יחד עם פרוטוקולי ניסוי הכרחיים, כדי לטפל בכמה שאלות מדעיות שהוזכרו לעיל.
כל הנהלים שתוארו כאן אושרו על ידי ועדת IACUC באוניברסיטת פיטסבורג.
.1 פתרונות
.2 ניסויי Set-up (איור 1 א סכמטי)
.3 רקמות (איור 1)
הסר את שלפוחית השתן מעכברוש ספראג Dawley נשי נאיבי מבוגר (200-250 גר '; ~ 10-12 שבועות) ביצוע השלבים הבאים:
.4 גירוי פרוטוקולים
ניתוח .5 נתונים
לנתח נתונים באמצעות תוכנה מתאימה (למשל, Windaq, LabChart).
פעילות myogenic ספונטנית
פעילות myogenic ספונטנית היא אופייני שריר חלק חשוב שעובר שינויים עם התפתחות לאחר הלידה 6-9 ופתולוגיה (למשל, SCI, BOO) 3-5. משום שהאמינה כי פעילות זו תורמת לסימפטומים של פעילות יתר של שלפוחית ?...
במאמר זה אנו מתארים פשוטים בשיטת מבחנה שריר חלק התכווצות שיכול לשמש כדי לטפל במספר השאלות מדעיות חשובות הקשורים לפיזיולוגיה בשלפוחית השתן ופתולוגיה, כמו גם סיוע לגילוי תרופות חדשות לטיפול בתפקוד שלפוחית השתן. יש לנו הדגמתי את השימוש בשיטה זו להערכת מאפי?...
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
מחקר זה נתמך על ידי מענקי NIH R37 DK54824 וR01 DK57284 לק"ג
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
Tissue Bath System with Reservoir | Radnoti, LLC | 159920 | isolated tissue baths |
Warm water recirculator pump | Kent Scientific Corporation | TPZ-749 | to keep tissue baths to 37 °C |
Computer | |||
Data Acquisiton System | DataQ Instruments | DI-710-UH | To view, record and analyze data |
Transbridge Transducer Amplifier | World Precision Instruments | SYS-TBM4M | Transducer amplifier |
Grass stimulator | Grass Technologies | Model S88 | Stimulator |
Anesthesia System | Kent Scientific Corporation | ACV-1205S | To anesthetesize the animal |
Anesthetizing Box | Harvard Apparatus | 500116 | To anesthetesize the animal |
Anesthesia Masks | Kent Scientific Corporation | AC-09508 | To anesthetesize the animal |
Materials and Surgical Instruments | |||
Sylgard | Dow Corning Corp | 184 SIL ELAST KIT | To pin, dissect, & cut tissue |
Petri Dish | Corning | 3160-152 | To dissect/cut tissue |
Insect Pins | ENTOMORAVIA Austerlitz Insect Pins | Size 5 | To pin tissue |
Bench Pad | VWR International | 56617-014 | Absorbent bench underpads |
Rat surgical Kit | Kent Scientific Corporation | INSRATKIT | To remove and dissect tissue |
2 Dumont #3 Forceps | Kent Scientific Corporation | INS500064 | To remove and dissect tissue |
Tissue Forceps | Kent Scientific Corporation | INS500092 | To remove and dissect tissue |
Scalpel | Kent Scientific Corporation | INS500236 | To remove and dissect tissue |
Scalpel blade | Kent Scientific Corporation | INS500239 | To remove and dissect tissue |
Professional Clipper | Braintree Scientific, Inc. | CLP-223 45 | To remove fur |
Suture Thread | Fine Science Tools | 18020-50 | Tie tissue |
Tissue Clips | Radnoti, LLC | 158802 | Attach tissue to rod/transducer |
1 g weight | Mettler Toledo | 11119525 | For transducer calibration |
Chemicals | |||
Krebs Solution: Sodium chloride Potassium chloride Monobasic potassium phosphate Magnesium sulfate Dextrose Sodium bicarbonate Calcium chloride Magnesium chloride | Sigma Fisher Fisher Fisher Fisher Sigma EMD Baker | S7653 P217-500 P285-3 M65-500 D16-500 S5761 CX0130-2 2444 | To prepare Krebs solution |
Isoflurane | Henry Schein | 029405 | To anesthetesize the animal |
Oxygen tank | Matheson Tri Gas | ox251 | To use with anesthesia system |
Carbogen Tank (95% Oxygen; 5% Carbon Dioxide) | Matheson Tri Gas | Moxn00hn36D | To aerate Krebs solutions |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved