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요약

뮤린 좌심실 유두근는 체외에서 심근 수축력을 조사하는데 사용될 수있다. 이 문서 자세히 분리 실험 프로토콜 심장 수축 특성을 연구에 대해 설명합니다.

초록

성인 마우스 마음에서 격리 유두근는 다른 생리 / 병리 적 조건에서 심장 수축력을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 수축 특성은 독립적으로 혈관 TONUS neurohumoral 또는 상태와 같은 외부의 영향을 평가할 수있다. 그것은 고립 된 심장 근육 세포와 단일 세포 측정 사이와 심 초음파 등의 생체 내 연구의 과학적인 접근 방식을 보여줍니다. 우수한 모델이 심장 생리학 / 병태를 연구하고되는 약물에 의해 변조 또는 트랜스 제닉 동물 모델의 탐색과 같은 조사를 위해 사용될 수있다, 따라서, 유두근 제제는 역할을한다. 여기, 우리는 장기 목욕 설정에서 심장 수축력을 조사하기 위해 쥐의 좌전 유두근을 분리하는 방법을 설명합니다. 심실 벽으로부터 격리 근육 스트립 제제와 대조적으로, 유두근은 근육 tissu TOTO을 손상시키지 않고 제조 할 수있다심각 전자. 장기 화장실 설치는 여러 온도 조절, 기체를 첨가 전극 장착 된 장기 목욕 챔버로 구성되어 있습니다. 격리 된 유두 근육 기관 목욕 실에서 해결 전기적 자극한다. 경련 유발 력은 그러한 힘 진폭 트 및 동력학 분석되는 트 같이 압력 변환기 및 파라미터를 이용하여 기록된다. 다른 실험 프로토콜 같은 카테콜아민 또는 다른 약제로서 수축 화제의 칼슘 및 주파수 별 수축뿐만 아니라, 용량 - 반응 곡선을 조사하기 위하여 수행 될 수있다. 또한 허혈과 같은 병리학 적 급성 조건을 시뮬레이션 할 수있다.

서문

심장 수축성 그들의 역할을 참조 이온 채널 단백질 등의 조사는 다른 pathomechanisms를 발견하고 그러한 허혈 및 심장 마비와 같은 심장 질환에 대한 새로운 치료 전략을 구축하는 것이 필수적이다.

포유류 심근 수축 기능은 다양한 이온 채널, 전송기 및 다른 단백질에 의해 조절되는 것으로 알려져있다. 활동 전위는 2 + 채널이 세포 외 공간에서 칼슘 유입에 이르게이어서 칼슘 2 +에 휴대 수축 2 트리거 칼슘 2 + 릴리스 (CICR 1), 유도 된 칼슘 전압 의존 sarcolemmal의 L 형의 활성화를 불러 일으켰다. 생리 학적 또는 병리학 적 스트레스에 심장 수축력과 적응에 중심적인 역할을 -signaling 칼슘. 카테콜아민 따라서 캠프를 합성 아데 닐 레이트 사이 클라 (AC)을 자극, 심장 β 아드레날린 수용체를 활성화합니다. 활성화되는, PROTEIN 칼슘 2 + 과도 심장 수축력의 1,3,4의 수정의 결과로 L 형 칼슘 채널, phospholamban 및 ryanodine 수용체와 같은 다른 세포와 막 관련 단백질을 인산화 (PKA)을 키나제. 캠프 포스 (PDE)에 의해 분해된다. β - 아드레날린 수용체 이외의 GS-결합 수용체의 활성화는 또한 캠프의 축적으로 이어집니다.

절연 심실 근육 스트립 수축력 측정 기술은 물론 더 큰 포유류 5-8 확립된다. 유전자의 가능성이 생쥐 대상에 기초하여, 쥐 심장 생리학을 분석하는 방법을 확립하는 것이 중요하다. 그러나 생쥐에서 고립 근육 준비의 생리적 특성에 대한 기존의 데이터는 실험 조건 9-12에 따라 다릅니다.

한 방법은 좌심실 유두근 사전의 심장 수축력을 분석하는 데 사용됩니다체외에서 parations. 심장 수축력의 조사는 혈압, neurohumoral 자극과 신체 대사 스트레스 등의 생체 내 심장 수축력을 수정 영향의 부재에서 수행된다. 계약 근육 준비의 박동 속도는 엄격하게 정의 임의로 변경 될 수 있습니다. 트 위치 력 특정 칼슘 농도로서 자극, 주파수 또는 온도를 상회의 맥락에서 분석 될 수있다. 또한,이 방법은 상이한 신호 경로 구성 요소를 조사하고, 상기 언급 된 실험 조건을 제어함으로써, 유전자 변형 마우스 모델의 심장 성능을 비교하기 위해 사용될 수있다.

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프로토콜

주 : 분리 과정의 기본 단계는도 1에 도시 된 모든 단계가 다음 프로토콜에서 상세히 설명된다.. 유두근 분리, 기관 목욕 챔버에 장착, 수집 및 분석은 연속적인 의무 시간 척도에서 수행된다.

모든 동물 실험은 동물의 보호에 관한 독일 법률에 따라 수행하고, 하이델베르크 대학의 윤리 심사위원회에 의해 승인되었다.

계측 1. 준비

  1. 수축력을 위해 측정은 다중 챔버 기관 목욕 설정을 사용합니다. 생체 수축력 기관 목욕 설정의 구성 요소는 그림 2에 표시됩니다.
    참고 : 유두근의 준비 및 실험 프로토콜의 시작 사이의 시간 설정, 장비를 최소화하고 실험 tissue.This를 수집 제공하기로 버퍼를 사전 준비하려면조직 실험을 실시 가능한 남아있는 시간의 양을 최대 ES.
  2. 컴퓨터와 데이터 수집 장비를 시작합니다. 장기 목욕 열 (사전에 32 ° C)의 전원을 켜고 설정 온도에 단위를 할 수 있습니다.
  3. 수집 장비를 준비합니다. 소프트웨어 설명서에 언급 된 데이터를 기록 시작합니다.
  4. 확인하고 각 채널 (필요한 경우) 캘리브레이션을 수행하고 인증 된 중량에 의해 공급 -2- g 력 (즉, 채널과 관련된) 각각의 힘 센서로부터 공급 된 전기 신호를 표준화하는 모든 채널을 제로.
  5. 장기 목욕 챔버에 가스 공급 (95 %, O2 / 5 % CO 2)를 켭니다. 지속적으로 전체 프로토콜 측정하는 동안 모든 실 가스.

버퍼 및 생리 솔루션 2. 준비

  1. 119 mM의 NaCl을 최종 농도를 달성하기-Henseleit 크렙스 완충액을 제조; 25 밀리미터의 NaHCO3; 4.6 밀리미터의 KCl; 11MM 혈당; 1 mM의 나-Pyruvate; 1.5 mM의 염화칼슘 (2); 1.64 mm의 4 황산; 1.18 mM의 KH 2 PO 4 (표 1 생리 솔루션을 참조) 7.4으로 산도를 조정합니다.
  2. 추가 30MM 2,3- 부탄 monoxime (BDM) 50 IE 헤파린 / ml의 단계 2.1에 설명 된대로 분리시 사용하는 별도의 크렙스 - Henseleit 버퍼 ​​솔루션을 준비합니다. 4 ° C를 (표 1 제조 솔루션을 참조) 쿨 솔루션입니다. 표 1에 기재된 시뮬레이션 허혈, 허혈 용액을 제조 하였다.
  3. 칼슘 +의 프로토콜 용 - 의존 수축력 요청 최종 농도 크렙스 - Henseleit 완충 용액에 칼슘을 추가합니다.
    참고 : 직접 사용하기 전에이 솔루션을 준비하고 Calciumcarbonate의 침전을 방지하기 위해 carbogen와 GASS. 사용하기 전에 32 ° C에 Prewarm 솔루션입니다.

유두 절제술 절차를 수행하는 동안 사용되는 가스 처리 튜브 및 해부 접시 3. 준비

  1. 부드러운 가스 연결전문가가 작동 가스와 연결 (산소 100 %, 또는 carbogen)에 튜브 (외부 직경 2-4mm)를 노래.
  2. 해부 접시 내부 피팅 가스 처리 관의 닫힌 고리를 만듭니다. 가스 처리 튜브를 연속 기포가 보장 수회 천공. 이 관은 가스 배출은 여러 번 사용될 수있다.
  3. 핀 그것에 결합 될 수 있도록 저부 (0.5 cm 두께)에 실리콘 엘라스토머와 해부 접시를 준비한다. 이 접시를 여러 번 사용될 수있다.

마우스의 왼쪽 전방 유두 근육 4. 분리

참고 : 유두근의 분리를 시작하기 전에, 가스 라인이 막힘의 명확 있는지 확인합니다.

  1. 유두근의 제조를 시작하기 전에 상기 프로토콜 1-3 절에서 설명한 바와 같이 기관 욕 설정을 준비한다. 실험의 날에 모든 솔루션을 준비합니다.
  2. 자궁 경부 전위 accordi로 (약 8~12주 이전) 마우스를 희생전문적인 작업과 제도적 지침에 NG.
  3. 앞발을 고정하여 지느러미의 위치에있는 동물을 수정하고 해부 보드에 발을 뒷다​​리, 날카로운 뼈 가위로 갈비뼈를 절단하여 양측의 흉부 측면을 연 다음 횡단 잘라 다이어프램을 잘라. 심낭을 제거합니다. 지금 심장과 대동맥 액세스 할 수 있습니다.
  4. 심장에 가까운 혈관 truncus에 무딘 집게로 마음을 수정하고 폐에서 가위와 주변 조직에 신속하게 마음을 분리합니다.
  5. 산소 (단계 2.2)과 가스실 냉각 준비 솔루션 가득 페트리 접시에 뛰는 심장을 전송합니다. 심장이 이길 집게로 심장 정점을 터치를 통해 부드럽게 심장의 수축을 자극 할 수 있습니다.
  6. 즉시 마음이 완전히 exsanguinous이다, O 2로 냉각 준비 솔루션 (단계 2.2)로 가득하고 가스실 해부 접시에 전송할 수 있습니다. 사용이 단계 실체 현미경에서.
  7. 난방 수정마음 (우심실이 운영자의보기에서 오른쪽에 위치) 지느러미에서 볼 수 있도록 우심실을 통해 작은 핀을 실온.
  8. 사용하여 미세 수술 가위 심실에서 조직을 연결, 방실 수준 모두에서 심방을 잘라 분리하고 버린다. 기계적 압력을 피 마음의 정점에 AV-밸브 수준에서 심실 벽을 통해 상처를 수행합니다.
  9. 뇌실을 열고, 따라서 좌심실 유두 근육 모두를 살펴 가진, 집게와 왼쪽면 무료 벽을 고정한다.
  10. 약간 유두근 준비에 판막 항해의 일부를 보존 왼쪽 전방 유두근의 양쪽에있는 심실 조직 측면을 절단과 접촉을 피하거나 최대한 유두 근육을 스트레칭. 유두 근육에 남아있는 심실 벽의 조직을 해부하다.
  11. 유두근 준비의 양쪽에 부착 실크 쓰레드 (7/0, 0.5 미터)aration, 판막 항해에 하나는 근육 부분에 하나. 온도 32 ° C가 제안으로, 장기 목욕 솔루션으로 가득 carbogen와 가스실 기관 목욕 실에서 준비를 수정합니다.

유두근 5. 평형과 자극

  1. 즉시 기관 욕에 정착 후 1 Hz에서 자극의 주파수에서 직사각형 펄스 (2 MS의 기간 및 100mA의 전류) 유두근 제제를 자극한다.
  2. 지속적인 변화 또는 사용 기관 목욕 유형의 설정에 따라 자주 사용 설명서 변경 (매 5 분)에 의해 중, 장기 목욕 솔루션의 빈번한 변화를 확인합니다.
  3. 도달에 점차적으로 최대 트 힘까지 텐션을 증가시킨다. 겉치레의 증가가 트의 힘에 더 보강으로 따르지 않을 경우 최대 트 힘에 도달.
  4. 평형의 45 ~ 60 분 후, 실험 프로토콜을 시작합니다.

6. 수축성 측정을위한 실험 프로토콜을 제안

참고 : 아래에 설명 된 실험 프로토콜은 생리와 병리 생리 학적 조건에서 심장 수축력의 특성을 표준 연습을 포함한다. 대표 섹션에서 우리는 또한 대표적인 결과를 보여주는 구체적으로 이러한 프로토콜을 설명 (또한 표 2 참조).

  1. 녹화 및 실험 프로토콜 분석
    1. 기록을 위해, 적절한 시간 해상도 (취득 비율 ≥의 1kHz에서)에 적합한 소프트웨어를 사용합니다.
    2. 트 힘의 크기 (높이), 긴장 (TTP)와 (예를 들어 그림 4 참조, ADInstruments의 5.5 도표를 포함합니다) 소프트웨어 프로그램에서 언급 한 바와 같이 반 최대한의 휴식 시간 (R 50는 각각 / TFall를) 피크 시간을 포함하여 매개 변수를 분석 할 수 있습니다.

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결과

절연 뮤린 유두근 제제의 수축력 측정이 원고의 프로토콜은 생리 학적 조건 하에서 실험 재현성있는 결과를 달성하기 위해 최적의 상태로 조정된다. 최적의 실험 조건을 정의하기 위해 우리는 기관 욕 온도 및 세포 외 칼슘 농도 (도 12 참조) 가변 파일럿 실험을 수행 하였다. 여기에 설명 된 프로토콜은 1.5 mm의 세포 외 칼슘 농도 및 32 ° C의 온도로 수행 하였다.

기저 ...

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토론

이 논문에서는 마우스에서 심장 생리학 및 병리학 관련된 여러 과학 질문에 응답뿐만 아니라 형질 전환 라인 분석 및 새로운 약학 적 접근법의 검색을 지원하는 데 사용할 수있는 시험 관내 뮤린 유두근 수축력을 조사하는 방법을 서술 심장 기능 장애를 치료한다. 우리는 심근 수축력의 생리 병리학 적 및 약리학 적 특성을 평가하기 위해,이 방법의 사용을 예시한다 (도 3 참조)...

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공개

저자는 그들이 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.

감사의 말

이 작품은 독일 연구 협회 (KFO 196 "Signaltransduktion BEI adaptativen 싶게 maladaptiven kardialen 리모델링-Prozessen", 1638 / 1-2 FR)에 의해 심장 혈관 연구, 건강 연구의 독일 센터의 일부에 대한 DZHK (독일 센터에 의해 지원되었다 , BMBF (교육 및 연구 독일 정부) 이니셔티브)이다.

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자료

NameCompanyCatalog NumberComments
Sodium chlorideSigma-AldrichS7653
Sodium bicarbonateSigma-AldrichS5761 
Potassium chlorideSigma-AldrichP9333
GlucoseSigma-AldrichD9434 
Sodium pyruvateSigma-AldrichP5280 
Calcium chloride dihydrateSigma-Aldrich223506
Magnesium sulfate heptahydrateSigma-Aldrich230391
Potassium phosphate monobasicSigma-AldrichP 5655
2,3-Butanedione monoximeSigma-AldrichB0753
3-Isobutyl-1-methylxanthineSigma-AldrichI5879Hazard statement H 302, solve in DMSO
Dimethyl sulfoxide (DMSO)Sigma-AldrichD2650
Isoprenaline hydrochlorideSigma-AldrichI5627Hazard statement H 315-H319-H335
Sodium Heparine 250.000 IE/10 mlratiopharmPZN 3874685
Histamine dihydrochlorideSigma-AldrichH7250Hazard statement H 315-H 317-H319- H334-H335

참고문헌

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