Name: assessment of sarcoplasmic reticulum calcium reserve and intracellular diastolic calcium removal in isolated ventricular cardiomyocytes
Uploaded: 2017-09-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Sarcoplasmic Reticulum Calcium Reserve and Intracellular Diastolic Calcium Removal in Isolated Ventricular Cardiomyocytes at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי מענקים קרן מדעי הטבע הלאומי של סין (מס 81100159, לאי Dongwu; 81401147, Juhong ג'אנג), הרפואי לבריאות המדע תוכנית של בפרובינצית ג'ה-ג'יאנג (201646246 מס, Dongwu Lai), ואת המדע הבריאות ו טכנולוגיה תוכנית העיר האנגג'ואו (2013A28 מס, לין בזבוזים ממשלתיים).

כל הניסויים בוצעו על פי פרוטוקולים אושרה על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועד שימוש מרכז מחקר ניסיוני, סין האקדמיה הסינית למדעי הרפואה, אונ' ג'יאנג.
 1-פתרון הכנה <ol><li>להכין את כל הפתרונות כפי שמתואר בטבלה 1.</li></ol>
 2. בידוד של שמאל חדרית (LV) Cardiomyocytes <p class="jove_...

<ol>
	<li>Capel, R. A., Terrar, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+importance+of+Ca+(2+)-dependent+mechanisms+for+the+initiation+of+the+heartbeat.">The importance of Ca (2+)-dependent mechanisms for the initiation of the heartbeat.</a> Front Physiol. 6, 80 (2015).</li><li>Bers, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+cycling+and+signaling+in+cardiac+myocytes.">Calcium cycling and signaling in cardiac myocytes.</a> Annu Rev Physiol. 70, 23-49 (2008).</li><li>Zhao, S. M., Wang, Y. L., Guo, C. Y., Chen, J. L., Wu, Y. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive+decay+of+Ca2++homeostasis+in+the+development+of+diabetic+cardiomyopathy.">Progressive decay of Ca2+ homeostasis in the development of diabetic cardiomyopathy.</a> Cardiovasc Diabetol. 13, 75 (2014).</li><li>Pereira, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+signaling+in+diabetic+cardiomyocytes.">Calcium signaling in diabetic cardiomyocytes.</a> Cell calcium. 56 (5), 372-380 (2014).</li><li>Coppini, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Late+sodium+current+inhibition+reverses+electromechanical+dysfunction+in+human+hypertrophic+cardiomyopathy.">Late sodium current inhibition reverses electromechanical dysfunction in human hypertrophic cardiomyopathy.</a> Circulation. 127 (5), 575-584 (2013).</li><li>Ferrantini, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=R4496C+RyR2+mutation+impairs+atrial+and+ventricular+contractility.">R4496C RyR2 mutation impairs atrial and ventricular contractility.</a> J Gen Physiol. 147 (1), 39-52 (2016).</li><li>Li, L., Chu, G., Kranias, E. G., Bers, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+myocyte+calcium+transport+in+phospholamban+knockout+mouse+relaxation+and+endogenous+CaMKII+effects.">Cardiac myocyte calcium transport in phospholamban knockout mouse relaxation and endogenous CaMKII effects.</a> Am J Physiol. 274, H1335-H1347 (1998).</li><li>Cheng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CaMKII+inhibition+in+heart+failure,+beneficial,+harmful,+or+both.">CaMKII inhibition in heart failure, beneficial, harmful, or both.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 302, H1454-H1465 (2012).</li><li>Lai, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Rho+kinase+inhibitor,+fasudil,+ameliorates+diabetes-induced+cardiac+dysfunction+by+improving+calcium+clearance+and+actin+remodeling.">The Rho kinase inhibitor, fasudil, ameliorates diabetes-induced cardiac dysfunction by improving calcium clearance and actin remodeling.</a> J Mol Med (Berl). 95 (2), 155-165 (2017).</li><li>Lai, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stretch+Current-Induced+Abnormal+Impulses+in+CaMKII&#948;+Knockout+Mouse+Ventricular+Myocytes.">Stretch Current-Induced Abnormal Impulses in CaMKII&#948; Knockout Mouse Ventricular Myocytes.</a> J Cardiovasc Electrophysiol. 24 (4), 457-463 (2013).</li><li>Xu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alterations+of+L-type+calcium+current+and+cardiac+function+in+CaMKII{delta}+knockout+mice.">Alterations of L-type calcium current and cardiac function in CaMKII{delta} knockout mice.</a> Circ Res. 107 (3), 398-407 (2010).</li><li>Roussel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Palmitoyl-carnitine+increases+RyR2+oxidation+and+sarcoplasmic+reticulum+Ca2++leak+in+cardiomyocytes:+Role+of+adenine+nucleotide+translocase.">Palmitoyl-carnitine increases RyR2 oxidation and sarcoplasmic reticulum Ca2+ leak in cardiomyocytes: Role of adenine nucleotide translocase.</a> Biochim Biophys Acta. 1852 (5), 749-758 (2015).</li><li>Yaras, N., et al. <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+diabetes+on+ryanodine+receptor+Ca2++release+channel+(RyR2)+and+Ca2++homeostasis+in+rat+heart.">Effects of diabetes on ryanodine receptor Ca2+ release channel (RyR2) and Ca2+ homeostasis in rat heart.</a> Diabetes. 54 (11), 3082-3088 (2005).</li><li>Hu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adenovirus-Mediated+Overexpression+of+O-GlcNAcase+Improves+Contractile+Function+in+the+Diabetic+Heart.">Adenovirus-Mediated Overexpression of O-GlcNAcase Improves Contractile Function in the Diabetic Heart.</a> Circ Res. 96 (9), 1006-1013 (2005).</li></ol>

סידן פלאקס שוחררו את SR היא Ca2 + המקור העיקרי עבור סיסטולה בלב. במידה מסוימת, את משרעת של SR Ca2 + תוכן של ה-Ca החלקי2 + שוחרר את SR משקפים את SR Ca2 + שמורת זמין עבור התכווצות הלב. מצד שני, השמורה2 + Ca של SR תלויה ביכולת של SR Ca2 + ספיגה חוזרת, Ca2 + דליפה של SR ואיזון שלהם ...

סידן תאיים ([Ca2 +]אני) מיחזור ממלאת תפקיד קריטי בתקנה של תפקוד סיסטולי, דיאסטולי cardiomyocytes1. כפי שאנו יודעים, הנוצרות על-ידי סידן Ca2 + השחרור יוזם עירור-התכווצות מצמד, אשר תרגם את האות החשמלי התכווצות. ממברנה דפולריזציה הפעלת ה-Ca L-סוג sarcolemmal2 + ערוצי, אשר זירוז Ca2 + לשחרר from SR לתוך הציטופלסמה באמצעות קולטנים ryanodine 2 (RyR2). ארעי מוגברות cytoplasmic Ca2 + יוזם התכווצות של myofibrils. במהלך diastole, cytoplasmic Ca2 + היא reuptaken לתוך SR באמצעות SR Ca2 +-ATPase 2 (SERCA2) לפחות לא יצא cardiomyocyte דרך Na+-Ca2 + מחליף (NCX)2. תהליך זה מוביל להתכווצות-הרפיה מיחזור ב cardiomyocyte.
SR הלב היא רשת תאיים קרום העוטף את מכונות כויץ. היא משמשת מאגר2 + Ca עבור התכווצות, זה reabsorbs Ca תאיים2 + במהלך הרפיה. SR Ca2 + השמורה זמין עבור פעימות הוא קבוע עבור contractility לב. בינתיים, הסרת Ca תאיים2 + הוא קריטי עבור diastole הלב. בתנאים מסוימים הקשורים pathophysiological, כגון סוכרת, אי ספיקת לב, Ca2 + סיווג לקוי ו- SR Ca מדוכא2 + חנות cardiomyocytes עשויים להיות מעורבים בתהליך בתפקוד הלב2,3 ,4.
למדידת SR Ca2 + שחרור, Ca דיאסטולי2 + הסרת cardiomyocytes, ישנן שתי גישות בשימוש נרחב: השלמות של הזרם NCX המבוסס על תיקון-קלאמפ5,6ו- Ca קפאין-induced 2 + דופק בהתבסס על האישורים2 + זריחה הדמיה7,8,9. הגישה תלויה העובדה כי Ca2 + שוחררה מבית SR במידה רבה נשאבים מחוץ לתאים על-ידי NCX. עם זאת, גישה זו הוא מוגבל על ידי שלה הדרישה של המבצע מיומן וציוד מתקדם. במחקר הנוכחי, אנו מתארים גישה נוחה כדי להעריך SR Ca2 + שמורת Ca2 + הסרת השריר על ידי מדידת קפאין-induced Ca2 + דופק המבוסס על Ca2 + זריחה הדמיה מערכת. בקצרה, Ca תאיים2 + זריחה שציין Fura-2. על ידי interlinking על גירוי מערכת ומערכת זלוף, אנו מציגים תוכנית עבור החלפת את זלוף, צועד המערכת באופן אוטומטי. 10 מ מ קפאין הועסק לזירוז במהירות Ca2 + שחרור מוחלט האב קבועי זמן דעיכה מעריכית (טאו) של סידן שנחשולי וקטניות קפאין-induced סידן, התקבלו עקומה מעריכית-מונו מתאים, אשר משקפים את התרומה של SERCA ו- NCX הדיאסטולי Ca2 + להסרת בהתאם.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>E31K43</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>I02T070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>G22u018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPEs</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>SLBM 7880V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Glucose</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>10189341</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>10154048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOH</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>10144B17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>F21S033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgSO4</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>C31U038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamic</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>10149849</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taurine</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>J5407a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>SLBM6826V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase A</td>
			<td>Roche</td>
			<td>10103586001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase Type II</td>
			<td>Worthington</td>
			<td>45k16005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BSA</td>
			<td>Roche</td>
			<td>735094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>caffeine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C0750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fura-2 AM</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>F1201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>Olympus IX 71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Langendorff system</td>
			<td>Beijing Syutime Technology Co</td>
			<td>PlexiThermo-S-LANGC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator</td>
			<td>Marchauser</td>
			<td>MM33 links</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perfusion chamber</td>
			<td>IonOptix</td>
			<td>FHD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Valve Controlled Gravity Perfusion System</td>
			<td>ALA</td>
			<td>VC 3-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>valve commander software</td>
			<td>ALA</td>
			<td>VC 3 1.0.1.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision flow regulator</td>
			<td>Delta Med</td>
			<td>3204315</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-Barrel Manifold Perfusion Pencil</td>
			<td>AutoMate Scientific</td>
			<td>04-08-[360]</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micron Removable Tip</td>
			<td>AutoMate Scientific</td>
			<td>360um i.d.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence Measurement and Cell Dimensioning Systems</td>
			<td>IonOptix</td>
			<td>Hyperswitch</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recording software</td>
			<td>IonOptix</td>
			<td>IonWizard 6.2.59</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulator</td>
			<td>IonOptix</td>
			<td>MyoPacer EP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague-dawley rats</td>
			<td>Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co.</td>
			<td>SCXK 2016-01-007436</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of sarcoplasmic reticulum calcium reserve and intracellular diastolic calcium removal in isolated ventricular cardiomyocytes

סידן תאיים מיחזור שמשחק תפקיד בוויסות של תפקוד סיסטולי, דיאסטולי אצל cardiomyocytes. Sarcoplasmic הלב רשת (SR) משמש Ca2 + מאגר של התכווצות, אילו reuptakes תאיים Ca2 + במהלך הרפיה. SR Ca2 + השמורה זמין עבור פעימות קבוע עבור contractibility לב, הסרת Ca תאיים2 + היא קריטית לתפקוד לב diastolic. בתנאים מסוימים הקשורים pathophysiological, כגון סוכרת, אי ספיקת לב, סיווג לקוי סידן ו- SR Ca2 + בחנות cardiomyocytes עשויים להיות מעורבים ההתקדמות בתפקוד הלב. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול להעריך SRCa2 + מילואים והסרה הדיאסטולי Ca2 + . בקצרה, cardiomyocyte יחיד הופרדה enzymatically, Ca2 + זריחה תאיים שמציין Fura-2 הוקלט על-ידי מערכת הדמיה סידן. להעסיק קפאין להשראת SR Ca2 + משחרר לגמרי, אנחנו מראש תוכנית מתג זלוף אוטומטית על-ידי interlinking מערכת גירוי ומערכת זלוף. לאחר מכן, ההתאמה עקומה מעריכית-מונו שימש לניתוח קבועי זמן דעיכה של סידן שנחשולי וקטניות קפאין-induced סידן. בהתאם לכך, את התרומה של SR Ca2 +-ATPase (SERCA) ו- Na+-Ca2 + מחליף (NCX) להסרת סידן הדיאסטולי הוערך.

כאן, אנחנו להמחיש streptozotocin (STZ) - induced חולדות סוכרתית (DM) ותואמים גיל-ספראג - Dawley (SD) חולדות לדוגמה. חולדות SD זכר בן שבוע 8 (± 200 20 גרם) קיבל זריקה אחת בקרום הבטן של STZ (70 מ"ג/ק"ג, ip) עבור מיט קבוצה או ציטראט המאגר עבור קבוצת הביקורת. שבוע אחרי STZ מינהל, חולדות עם הסוכר &#62; 16.7 mmol/L נחשבו סו...

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Sarcoplasmic Reticulum Calcium Reserve and Intracellular Diastolic Calcium Removal in Isolated Ventricular Cardiomyocytes at JoVE.com

Assessment of Sarcoplasmic Reticulum Calcium Reserve and Intracellular Diastolic Calcium Removal in Isolated Ventricular Cardiomyocytes

סידן תאיים מיחזור שמשחק תפקיד בוויסות של תפקוד סיסטולי, דיאסטולי אצל cardiomyocytes. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול כדי להעריך sarcoplasmic רשת Ca2 + שמורת ובפונקציה הסרת סידן הדיאסטולי ב cardiomyocytes מאת סידן מערכת הדמיה.

הערכה של רשת Sarcoplasmic סידן סידן הדיאסטולי שימור, תאיים הסרת Cardiomyocytes חדרית מבודד

Intracellular calcium recycling plays a critical role in regulation of systolic and diastolic function in cardiomyocytes. Cardiac sarcoplasmic reticulum ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

הערכה של תפקוד הלב Energetics בלבבות עכבר בודדות שימוש 31 P NMR ספקטרוסקופיה

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of ...

Isolation and Functional Characterization of Human Ventricular Cardiomyocytes from Fresh Surgical Samples

בידוד ואפיון פונקציונלי של אדם חדרית שריר לב מדוגמאות כירורגי טריות

Cardiomyocytes from diseased hearts are subjected to complex remodeling processes involving changes in cell structure, excitation contraction coupling and ...

Ultrasound Based Assessment of Coronary Artery Flow and Coronary Flow Reserve Using the Pressure Overload Model in Mice

הערכת אולטראסאונד מבוססת של עורקים הכליליים זרימה והזרימה כלילית ריזרב שימוש בדגם עומס יתר הלחץ בעכברים

Transthoracic Doppler echocardiography (TTDE) is a clinically useful, noninvasive tool for studying coronary artery flow velocity and coronary flow ...

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

תרומבואמבוליים כרוני יתר לחץ דם ריאה והערכה של תפקוד ימין חדרית בחזרזיר

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. ...

Transthoracic Speckle Tracking Echocardiography for the Quantitative Assessment of Left Ventricular Myocardial Deformation

Transthoracic רבב מעקב אקו עבור הערכה כמותית של השמאל חדרית שריר הלב דפורמציה

The value of conventional echocardiography is limited by differences in inter-individual image interpretation and therefore largely dependent on the ...

Treatment with Vancomycin Loaded Calcium Sulphate and Autogenous Bone in an Improved Rabbit Model of Bone Infection

טיפול ונקומיצין טעון סולפט סידן ועצמות Autogenous במודל משופר הארנב של זיהום עצם

Bone infection results from bacterial invasion, which is extremely difficult to treat in clinical, orthopedic, and traumatic surgery. The bone infection ...

Echocardiographic Measurement of Right Ventricular Diastolic Parameters in Mouse

המדידה האקוקרדיוגרפית של פרמטרים של הימני החדרית בעכבר

Diastolic dysfunction is a prominent feature of right ventricular (RV) remodeling associated with conditions of pressure overload. However, the RV ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

פולשנית הערכה היפודינמית עבור מערכת המוח הימני ואת ההיפוקסיה המושרה לחץ דם ריאתי בעכברים

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Generation of Ventricular-Like HiPSC-Derived Cardiomyocytes and High-Quality Cell Preparations for Calcium Handling Characterization

הדור של היפנוציטים באיכות גבוהה והתרופות לאפיון הטיפול בסידן

Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (iPSC-CMs) provide a valuable human source for studying the basic science of calcium (Ca2+) ...

In Vitro Assessment of Cardiac Function Using Skinned Cardiomyocytes

להערכת ויטרו של תפקוד הלב באמצעות קרדיומיוציטים עור

In this article, we describe the steps required to isolate a single permeabilized (&#34;skinned&#34;) cardiomyocyte and attach it to a force-measuring ...