Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Этот протокол описывает быстрый и эффективный метод выделения гладкомышечных клеток из базилярной артерии крысы и регистрации направленных внутрь токов калиевых каналов в этих клетках с использованием техники патч-зажима для целых клеток. Он предлагает новый подход для исследователей, изучающих базилярную артерию и ионные каналы.
Цереброваскулярные заболевания являются распространенным заболеванием среди пожилых людей, и их частота неуклонно растет. Базилярная артерия является важнейшим мозговым сосудом, который снабжает мост, мозжечок, задние отделы мозга и внутреннее ухо. Активность канала калия (К+) играет важную роль в определении тонуса сосудов путем регуляции потенциала клеточной мембраны. Активация направленных внутрь выпрямляющих K+ (Kir) каналов, как и других K+ каналов, приводит к гиперполяризации клеточных мембран и вазодилатации. В этом исследовании свежевыделенные гладкомышечные клетки базилярной артерии были использованы для регистрации токов Kir с помощью метода зажима целых клеток. Исследовано влияние 100 мкмоль/л BaCl2, ингибитора Kir-канала, и 10 мкмоль/л нитропруссида натрия (SNP), нитровазодилататора, на токи Kir-канала. Результаты показали, что BaCl2 ингибирует токи Kir-канала в гладкомышечных клетках базилярной артерии, в то время как SNP усиливает эти токи. Этот протокол представляет собой исчерпывающее руководство по подготовке свежевыделенных артериальных гладкомышечных клеток и регистрации токов канала Kir с использованием техники патч-зажима, предлагая ценный ресурс для исследователей, стремящихся овладеть этим методом.
Цереброваскулярные заболевания являются распространенным заболеванием у пожилых людей. С повышением уровня жизни, увеличением продолжительности жизни и старением населения заболеваемость цереброваскулярными заболеваниями неуклоннорастет1. Базилярная артерия, непарный сосуд, образованный слиянием двусторонних позвоночных артерий, проходит под мостом внутри черепа и разделяется на две задние мозговые артерии. Он снабжает мост, мозжечок, задние отделы мозга и внутреннее ухо. Недостаточное кровоснабжение базилярной артерии может привести к эпизодическому головокружению, часто сопровождающемуся тошнотой и рвотой. Пациенты также могут испытывать такие симптомы, как шум в ушах, потеря слуха и другие связанные с этим проблемы. Эти симптомы часто связаны с такими состояниями, как шейный спондилез, церебральный атеросклероз и аномальное кровяное давление. Цереброваскулярные заболевания, особенно распространенные среди людей среднего и пожилого возраста, часто связаны с этими основными заболеваниями 2,3,4.
Артерии сопротивления играют жизненно важную роль в сердечно-сосудистой функции и поддержании гомеостаза организма. Являясь основным местом сосудистого сопротивления, они регулируют кровяное давление и сердечный выброс, обеспечивая достаточный кровоток для удовлетворения метаболических и физиологических потребностей тканей и органов5. Базилярная артерия, классифицируемая как резистентная артерия, в первую очередь регулирует приток крови к стволу мозга6. Гладкомышечные клетки, которые формируют стенки артерий сопротивления, являются ключевыми медиаторами сосудистого сопротивления за счет регуляции стационарного сокращения или сосудистого напряжения. Эти клетки содержат многочисленные ионные каналы, в том числе K+-каналы,Ca-2+ каналы и Cl-каналы, которые имеют решающее значение для модуляции сосудистого тонуса 5,7.
К+ каналы имеют решающее значение в установлении мембранного потенциала и регуляции сократительного тонуса артериальных гладкомышечных клеток8. Существует четыре типа K+ каналов в гладкой мускулатуре артерий: потенциал-зависимый K+ (Kᴠ), Ca2+-зависимый K+ (KCa), АТФ-зависимый K+ (KATP) и внутренний выпрямитель K+ (Kir) каналы 9,10,11. Kir-каналы подразделяются на семь подтипов, где Kir2.x — это классические kir-каналы. Среди них наиболее актуальными в сосудистой системе являются подсемейства Kir2.x. Токи Kir демонстрируют внутреннее выпрямление при отрицательных напряжениях, что указывает на суммарный приток K+ в ячейку, в то время как при положительных напряжениях суммарныйток K+ минимальен или отсутствует вовсе5. В сердечно-сосудистой системе каналы Kir необходимы для стабилизации мембранного потенциала. Их активация индуцирует гиперполяризацию клеточных мембран и вазодилатацию 12,13,14.
Эксперименты с наложением пластыря на свежевыделенных гладкомышечных клетках были проведены в различных артериях, включая коронарные, церебральные, почечные и брыжеечные артерии15,16. В то время как некоторые методы используют один и тот же тип коллагеназы для выделения клеток, точные процедуры различаются. В немногих исследованиях были всесторонне обобщены методы выделения гладкомышечных клеток сосудов. Таким образом, данное исследование сосредоточено на свежей изоляции первичных сосудистых гладкомышечных клеток из базилярной артерии крысы и регистрации токов канала Kir в этих клетках с использованием техники цельноклеточного зажима, что обеспечивает подробный и полный протокол для исследователей в смежных областях.
Протокол для животных был одобрен Комитетом по этике благополучия лабораторных животных Университета традиционной китайской медицины в Чэнду (запись No 2024035). В данном исследовании использовались самцы крыс породы Спрэг-Доули (SD) массой тела 260-300 г и возрастом 8-10 недель. Животных кормили водой и пищей (SPF экспериментального корма для животных) в неограниченном количестве. Подробная информация о реагентах и оборудовании, использованных в данном исследовании, приведена в Таблице материалов.
1. Диссекция базилярной артерии крысы
2. Выделение гладкомышечных клеток
3. Регистрация тока Kir с помощью цельноклеточного патч-клеммы
Выделение артериальных гладкомышечных клеток
В первом разделе процедуры подробно описан процесс выделения гладкомышечных клеток из базилярной артерии головного мозга крысы. Этот процесс проиллюстрирован на рисунке 1. Процедура включает ?...
Запись целых клеток с использованием свежевыделенных клеток восходит к началу 1980-хгодов18, а запись токов каналов от базилярных гладкомышечных клеток грызунов стала широко практиковаться в 1990-хгодах19. С развитием технологий исследователи в?...
У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.
Эта работа была поддержана Специальной программой талантов Университета традиционной китайской медицины Чэнду в рамках «Плана содействия исследованиям ученых и талантов в области дисциплины Синлинь» (33002324) и Ключевым проектом исследований и разработок для представления научных и технологических талантов высокого уровня в городе Лулян (2022RC28).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Bovine serum albumin | Sigma, USA | B2064 | |
Barium chloride | Macklin Biochemical Co.,Ltd.,Shanghai, China | B861682 | |
CaCl2 | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A501330 | |
Camera | Hamamatsu, Japan | C11440 | |
Camera software | Image J, USA | Micro-manager 2.0.0-gammal | |
Collagenase F | Sigma, USA | C7926 | |
Collagenase H | Sigma, USA | C8051 | |
Computer | Lenovo, China | ~ | |
Data acquisition software | Molecular Devices, USA | Clampex 10.4 | |
Data analysis software | Axon, USA | clampfit 10.4 | |
D-glucose | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A610219 | |
Digital-analog converter | Molecular Devices, USA | Axon digidata 1550B | |
Dithiothreitol | Sigma, USA | D0632 | |
Drawing software | San Diego, California, USA | GraphPad | |
EGTA | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A600077 | |
Glass tube | DL Naturegene Life Sciences.USA | B150-86-10 | |
HEPES | Xiya Reagent Co., Ltd., Shandong, China | S3872 | |
KCl | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A100395 | |
KH2PO4 | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A100781 | |
MgCl2·6H2O | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A100288 | |
Micromanipulator | sutter, USA | MP285A | |
Micropipette puller | sutter, USA | P1000 | |
Microscope | Olympus, Japan | IX73 | |
Na2-ATP | Sigma, USA | A26209 | |
Na2HPO4 | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A610404 | |
NaCl | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A100241 | |
NaH2PO4 | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A600878 | |
NaHCO3 | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A100865 | |
NaOH | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A100173 | |
Papain | Sigma, USA | P4762 | |
Potassium-D-gluconate | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A507810 | |
Signal amplifier | Molecular Devices, USA | Axon MutiClamp 700B | |
Signal amplifier software | Molecular Devices, USA | MultiClamp Commander software | |
Sodium nitroprusside | Sangon Biotech Co., Ltd., Shanghai, China | A600867 | |
Statistical analysis software | San Diego, California, USA | GraphPad |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены