Name: exploring arterial smooth muscle kv7 potassium channel function using patch clamp electrophysiology and pressure myography
Uploaded: 2012-09-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Exploring Arterial Smooth Muscle Kv7 Potassium Channel Function using Patch Clamp Electrophysiology and Pressure Myography at JoVE.com

Dette arbeidet ble finansiert av et stipend fra National Heart, Lung, and Blood Institute (NIH R01-HL089564) til KLB og pre-doktorgradsstipend fra American Heart Association (09PRE2260209) og Arthur J. Schmitt Foundation til BKM.

1. Kirurgisk excision av tynntarmen mesenteric Vaskulær Arcade <ol><li> Anesthetize en 300-400 g Sprague-Dawley rotte med isofluran (4%) administrert ved inhalering. </li><li> Utfør en midtlinjen laparotomi å eksponere små intestinal mesentery. Eksteriorisere små og store tarmen gjennom abdominal snitt med stor forsiktighet for å unngå skade på utsatt tarm og mesentery. Forsiktig lufte mesentery ut over steril kompress. </li><li> Kirurgisk avgifter tynntarmen og en del av tykktarmen, inkludert caecum (blodåre...

<ol>
	<li>Passmore, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=KCNQ/M+Currents+in+Sensory+Neurons:+Significance+for+Pain+Therapy.">KCNQ/M Currents in Sensory Neurons: Significance for Pain Therapy.</a> J. Neurosci. 23, 7227-7236 (2003).</li><li>Falloon, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+small+artery+sensitivity+and+morphology+in+pressurized+and+wire-mounted+preparations.">Comparison of small artery sensitivity and morphology in pressurized and wire-mounted preparations.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 268, H670-H678 (1995).</li><li>Dunn, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+resistance+artery+sensitivity+to+agonists+under+isobaric+compared+with+isometric+conditions.">Enhanced resistance artery sensitivity to agonists under isobaric compared with isometric conditions.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 266, H147-H155 (1994).</li><li>Buus, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+sensitivity+of+rat+mesenteric+small+arteries+to+agonists+when+studied+as+ring+preparations+or+as+cannulated+preparations.">Differences in sensitivity of rat mesenteric small arteries to agonists when studied as ring preparations or as cannulated preparations.</a> Br. J. Pharmacol. 112, 579-587 (1994).</li><li>Abdelhalim, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+big+endothelin-1+in+comparison+with+endothelin-1+on+the+microvascular+blood+flow+velocity+and+diameter+of+rat+mesentery+in+vivo.">Effects of big endothelin-1 in comparison with endothelin-1 on the microvascular blood flow velocity and diameter of rat mesentery in vivo.</a> Microvasc. Res. 72, 108-112 (2006).</li><li>Altura, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dose-response+relationships+for+arginine+vasopressin+and+synthetic+analogs+on+three+types+of+rat+blood+vessels:+possible+evidence+for+regional+differences+in+vasopressin+receptor+sites+within+a+mammal.">Dose-response relationships for arginine vasopressin and synthetic analogs on three types of rat blood vessels: possible evidence for regional differences in vasopressin receptor sites within a mammal.</a> J. Pharmacol. Exp. Ther. 193, 413-423 (1975).</li><li>Henderson, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vasopressin-induced+vasoconstriction:+two+concentration-dependent+signaling+pathways.">Vasopressin-induced vasoconstriction: two concentration-dependent signaling pathways.</a> J. Appl. Physiol. 102, 1402-1409 (2007).</li><li>Mackie, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+KCNQ+potassium+channels+as+novel+targets+for+the+control+of+mesenteric+artery+constriction+by+vasopressin,+based+on+studies+in+single+cells,+pressurized+arteries,+and+in+vivo+measurements+of+mesenteric+vascular+resistance.">Vascular KCNQ potassium channels as novel targets for the control of mesenteric artery constriction by vasopressin, based on studies in single cells, pressurized arteries, and in vivo measurements of mesenteric vascular resistance.</a> J. Pharmacol. Exp. Ther. 325, 475-483 (2008).</li><li>Brueggemann, L. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+selective+cyclooxygenase-2+inhibitors+on+vascular+smooth+muscle+ion+channels+may+account+for+differences+in+cardiovascular+risk+profiles.">Differential effects of selective cyclooxygenase-2 inhibitors on vascular smooth muscle ion channels may account for differences in cardiovascular risk profiles.</a> Mol. Pharmacol. 76, 1053-1061 (2009).</li><li>Brueggemann, L. I., Kaneez, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Patch Clamp Technique. , (2012).</li><li>Berra-Romani, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TTX-sensitive+voltage-gated+Na++channels+are+expressed+in+mesenteric+artery+smooth+muscle+cells.">TTX-sensitive voltage-gated Na+ channels are expressed in mesenteric artery smooth muscle cells.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 289, H137-H145 (2005).</li></ol>

Metoder og eksperimentelle tilnærminger beskrevet her er ganske robust og kan produsere klare og reproduserbare resultater når den brukes med nitid oppmerksomhet på detaljer. Gode ​​elektrofysiologiske opptak og innsnevring / utvidelse av arterielle segmenter er avhengig av helsen av cellene og arterien segmenter, henholdsvis. Cell preparater kan variere fra dag til dag, selv ved hjelp av den samme protokoll. Isolation Solutions kan brukes i opptil to uker, men hvis kvaliteten på celleforberedelsen er lav på to...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navn </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> Natriumklorid </td><td> Sigma </td><td> S5886 </td><td> Dissecting Løsning: 145 Bad løsning for Elektrofysiologi *: 140 Intern løsning for elektrofysiologi: 10 Isolasjon løsning for myocytes *: 140 Bath løsning for press myography: 145 Lumen løsning for press myography: 145 </td></tr><tr><td> Potassium chloride </td><td> Sigma </td><td> P5405 </td><td> Dissecting Løsning: 4,7 Bad løsning for Elektrofysiologi *: 5,36 Intern løsning for elektrofysiologi: 135 Isolasjon løsning for myocytes *: 5,36 Bath løsning for press myography: 4,7 Lumen løsning for press myography: 4,7 </td></tr><tr><td> Kalium EGTA </td><td> Sigma </td><td> E4378 </td><td> Intern løsning for elektrofysiologi: 0,05 </td></tr><tr><td> HEPES </td><td> Sigma </td><td> H9136 </td><td> Bad løsning for Elektrofysiologi *: 10 Intern løsning for elektrofysiologi: 10 Isolasjon løsning for myocytes *: 10 </td></tr><tr><td> Dinatriumhydrogenfosfat </td><td> Sigma </td><td> S5136 </td><td> Isolasjon løsning for myocytes *: 0,34 </td></tr><tr><td> Kalium hydrogen fosfat </td><td> Sigma </td><td> P5655 </td><td> Isolasjon løsning for myocytes *: 0,44 </td></tr><tr><td> Magnesium Chloride </td><td> Sigma </td><td> M2393 </td><td> Bad løsning for Elektrofysiologi *: 1,2 Intern løsning for elektrofysiologi: 1 Isolasjon løsning for myocytes *: 1,2 </td></tr><tr><td> Kalsiumklorid </td><td> Sigma </td><td&gt; C7902 </td><td> Bad løsning for Elektrofysiologi *: 2 Isolasjon løsning for myocytes *: 0,05 </td></tr><tr><td> Natriumfosfat </td><td> Fisher Scientific </td><td> BP331-1 </td><td> Dissecting Løsning: 1,2 Bath løsning for press myography: 1,2 Lumen løsning for press myography: 1,2 </td></tr><tr><td> Magnesium Sulfate </td><td> Sigma </td><td> M2643 </td><td> Dissecting Løsning: 1,17 Bath løsning for press myography: 1,17 Lumen løsning for press myography: 1,17 </td></tr><tr><td> MOPS </td><td> Fisher Scientific </td><td> BP308 </td><td> Dissecting Løsning: 3 Bath løsning for press myography: 3 Lumen løsning for press myography: 3 </td></tr><tr><td> Pyrodruesyre </td><td> Sigma </td><td> P4562 </td><td> Dissecting Løsning: 2 Bath løsning fortrykk myography: 2 Lumen løsning for press myography: 2 </td></tr><tr><td> EDTA dihydrat </td><td> Forskning Organics </td><td> 9572E </td><td> Dissecting Løsning: 0,02 Bath løsning for press myography: 0,02 Lumen løsning for press myography: 0,02 </td></tr><tr><td> D-glukose </td><td> Sigma </td><td> G7021 </td><td> Dissecting Løsning: 5 Bad løsning for Elektrofysiologi *: 10 Intern løsning for elektrofysiologi: 20 Isolasjon løsning for myocytes *: 10 Bath løsning for press myography: 5 Lumen løsning for press myography: 5 </td></tr><tr><td> Bovint serumalbumin </td><td> Sigma </td><td> A3912 </td><td> Dissecting Løsning: 1% Lumen løsning for press myography: 1% </td></tr><tr><td> pH </td><td></td><td></td><td> Dissekere Solution: 7,4 Bad løsning for Elektrofysiologi *: 7.3 Intern løsning for elektrofysiologi: 7.2 Isolasjon løsning for myocytes *: 7,2 Bath løsning for press myography: 7.4 Lumen løsning for press myography: 7.4 </td></tr><tr><td> Osmolaritet </td><td></td><td></td><td> Dissecting Løsning: 300 Bad løsning for Elektrofysiologi *: 298 Intern løsning for elektrofysiologi: 298 Isolasjon løsning for myocytes *: 298 Bath løsning for press myography: 300 Lumen løsning for press myography: 300 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> * 11 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Tabell 1. Komponenter av løsninger som brukes i eksperimentet. </td></tr></tbody></table>

exploring arterial smooth muscle kv7 potassium channel function using patch clamp electrophysiology and pressure myography

Kontraksjon eller relaksasjon av glatte muskelceller innenfor veggene av motstand arterier bestemmer arterien diameter og derved kontrollerer flyten av blod gjennom karet og bidrar til systemisk blodtrykk. Sammentrekning Prosessen reguleres primært ved cytosoliske kalsiumkonsentrasjon ([Ca2 +] cyt), som er i sin tur styrt av en rekke ione transportproteiner og kanaler. Ionekanaler er vanlige mellomprodukter i signaltransduksjonsveiene aktiveres av vasoaktive hormoner for å påvirke vasokonstriksjon eller vasodilatasjon. Og ionekanaler er ofte målrettet med terapeutiske midler enten med vilje (f.eks kalsiumkanalblokkere brukes til å indusere vasodilatasjon og lavere blodtrykk) eller utilsiktet (f.eks å indusere uønskede kardiovaskulære bivirkninger). KV7 (KCNQ) spenning-aktiverte kaliumkanaler har nylig blitt antydet som viktig fysiologisk og terapeutiske targets for regulering av glatt muskel sammentrekning. Å belyse de spesifikke roller KV7 kanaler i både fysiologiske signaltransduksjon og i handlingene terapeutiske midler, må vi studere hvordan deres aktivitet er modulert på cellenivå samt vurdere deres bidrag i sammenheng med den intakte arterie. Rotte mesenteric arteries gi en nyttig modell system. Arteriene kan lett dissekert, renset av bindevev, og brukes til å forberede isolerte arterielle myocytes for patch clamp elektrofysiologi, eller kanylert og trykksatt for målinger av vasokonstriktor / vasodilator responser under relativt fysiologiske forhold. Her beskriver vi de metoder som brukes for begge typer målinger og gi noen eksempler på hvordan den eksperimentelle design kan integreres for å gi en klarere forståelse av rollene disse ionekanaler i reguleringen av vaskulær tone.

Watch this Scientific Journal Video about Exploring Arterial Smooth Muscle Kv7 Potassium Channel Function using Patch Clamp Electrophysiology and Pressure Myography at JoVE.com

Exploring Arterial Smooth Muscle Kv7 Potassium Channel Function using Patch Clamp Electrophysiology and Pressure Myography

Målinger av KV7 (KCNQ) kalium kanal aktivitet i isolerte arterielle myocytes (med patch klemme elektrofysiologiske teknikker) parallelt med målinger av constrictor / dilator svar (med trykk myography) kan avsløre viktig informasjon om rollene KV7 kanaler i vaskulær glatt muskulatur fysiologi og farmakologi.

Exploring Arteriell glatt muskulatur KV7 Kalium Channel funksjon ved hjelp Patch Clamp Elektrofysiologi og trykk Myography

Contraction  or relaxation of smooth muscle cells within the walls of resistance arteries  determines the artery diameter and thereby controls flow of ...

Research

JoVE Journal

Biology

Methods for Patch Clamp Capacitance Recordings from the Calyx

We demonstrate the basic techniques for presynaptic patch clamp recording at the calyx of Held, a mammalian central nervous system nerve terminal. ...

Patch Clamp Recording of Ion Channels Expressed in  Xenopus Oocytes

Since its development by Sakmann and Neher 1, 2, the patch clamp has become established as an extremely useful technique for electrophysiological ...

Pressure-polishing Pipettes for Improved Patch-clamp Recording

Pressure-polishing is a method for shaping glass pipettes for patch-clamp recording.  We first developed this method for fabricating pipettes suitable for ...

Focal Ca2+ Transient Detection in Smooth Muscle

Focal Ca2+ Transient Detection in Smooth Muscle

Ca2+ imaging of smooth muscle provides insight into cellular mechanisms that may not result in changes of membrane potential, such as the release of Ca2+ ...

Isolation of Human Umbilical Arterial Smooth Muscle Cells (HUASMC)

Isolation of Human Umbilical Arterial Smooth Muscle Cells HUASMC

The human umbilical cord (UC) is a biological sample that can be easily obtained just after birth. This biological sample is, most of the time, discarded ...

Giant Liposome Preparation for Imaging and Patch-Clamp Electrophysiology

Giant Liposome Forberedelse til Imaging and Patch-Clamp Electrophysiology

The reconstitution of ion channels into chemically defined lipid membranes for electrophysiological recording has been a powerful technique to identify ...

Assessing Murine Resistance Artery Function Using Pressure Myography

Vurdere Murint Resistance arterie funksjon ved hjelp av Pressure Myography

Pressure myograph systems are  exquisitely useful in the functional assessment of small arteries, pressurized  to a suitable transmural pressure. The  ...

One-channel Cell-attached Patch-clamp Recording

En kanal Cell-festet Patch-clamp opptak

Ion channel proteins are universal devices for fast communication across biological membranes. The temporal signature of the ionic flux they generate ...

Reconstitution of a Transmembrane Protein, the Voltage-gated Ion Channel, KvAP, into Giant Unilamellar Vesicles for Microscopy and Patch Clamp Studies

Tilberedning av et trans Protein, den Spenning ionekanal, KvAP, inn Giant unilamellær Blemmer for Mikros og Patch Clamp Studier

Giant Unilamellar Vesicles (GUVs) are a popular biomimetic system for studying membrane associated phenomena. However, commonly used protocols to grow ...

Measurement of Smooth Muscle Function in the Isolated Tissue Bath-applications to Pharmacology Research

Måling av Smooth muskelfunksjon i de Isolert Tissue Bath-applikasjoner til Farmakologi Forskning

Isolated tissue bath assays are a classical pharmacological tool for evaluating concentration-response relationships in a myriad of contractile tissues.  ...