Name: electrophysiological assessment of murine atria with high-resolution optical mapping
Uploaded: 2018-02-22T12:30:00
Duration: 8 min 19 s
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यह काम विज्ञान और प्रौद्योगिकी (एससीएफ) को बढ़ावा देने के लिए विशेष समंवय कोष से युवा शोधकर्ताओं के लिए अनुसंधान पर्यावरण के सुधार के लिए कार्यक्रम के द्वारा समर्थित है (T.S.), अनुदान में वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए सहायता (no. 16K09494, T.S., नहीं २६२९३०५२ के लिए, to T.F.) जापान के शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान और प्रौद्योगिकी (MEXT) मंत्रालय से । हम तकनीकी सहायता के लिए Brainvision और श्री केंजी Tsubokura की सराहना करते हैं, और हम भी उनकी भाषाई सहायता के लिए श्री जॉन मार्टिन की सराहना करते हैं ।

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	<li>Gollob, M. H., 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=Somatic+mutations+in+the+Connexin+40+Gene+(GJA5)+in+atrial+fibrillation.">Somatic mutations in the Connexin 40 Gene (GJA5) in atrial fibrillation.</a> New Engl J Med. 354, 2677-2688 (2006).</li><li>Gudbjartsson, D. F., 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=Variants+conferring+risk+of+atrial+fibrillation+on+chromosome+4q25.">Variants conferring risk of atrial fibrillation on chromosome 4q25.</a> Nature. 448, 353-357 (2007).</li><li>Ellinor, P. 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लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

ऑप्टिकल मानचित्रण कार्डियक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी7का अध्ययन करने के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित पैंतरेबाज़ी है, और न केवल वेंट्रिकुलर अतालता8,9का आकलन करने के लिए एक काफी उपयोगी उपकरण है, लेकिन यह भी अलिंद लोगों को10,11 . transmembrane क्षमता और सीए2 + यात्रियों के एक साथ मानचित्रण दिल की विफलता और अन्य हृदय रोगों के संबंध में अतालता के अंतर्निहित तंत्र को समझने के लिए उपयोगी है12,13. जब अंय electrophysiological मूल्यांकन विधियों, जैसे उन एक एकल कक्ष या कक्ष पत्रक, perfused दिल में ऑप्टिकल मानचित्रण के निरपेक्ष श्रेष्ठताओं में से एक का उपयोग कर की तुलना बरकरार atrium में आचरण पैटर्न का आकलन है और निलय, न केवल साइनस लय के दौरान, लेकिन यह भी प्रेरित अतालता14के दौरान. एक प्रयास murine दिल का उपयोग करने के लिए, विशेष रूप से atrium, मानव के एक किराए के रूप में मुख्य रूप से उनके छोटे आकार के कारण कठिनाई का सामना करना पड़ा है, तथापि, माउस एक आनुवंशिक रूप से इंजीनियर पशु में मूल्यांकन के मामले में एक आकर्षक प्रयोगात्मक मॉडल है मॉडल, और इस समस्या को दूर किया जाना चाहिए । हमारा दृष्टिकोण इसे हल करने के लिए एक दिशा प्रदान करता है ।
हालांकि हमारे ऑप्टिकल मानचित्रण तंत्र मूल रूप से पूरे murine दिल के लिए पारंपरिक प्रणाली के समान था15, हमारे विधि यह करने के लिए कुछ संशोधनों के द्वारा murine atrium का आकलन करने का लाभ है । सबसे पहले, हम अप करने के लिए एक उच्च स्थानिक और लौकिक संकल्प प्राप्त करने के लिए ०.१ ms/फ़्रेम और 20 µm/पिक्सेल, और इस उच्च संकल्प मानचित्रण murine atrium में आचरण वेग और प्रचार पैटर्न का एक और अधिक सटीक माप के लिए योगदान दिया । दूसरा, किसी भी अनावश्यक यांत्रिक क्षति या atrium, जो electrophysiological गुणों को बदल सकता है की खिंचाव से बचने के लिए 16,17, एक निवास सुई सीधे LV में अंतर चैंबर दबाव को कम करने के लिए डाला जाता है, इसके बजाय ला के माध्यम से इसे डालने के रूप में पिछले अध्ययन में प्रदर्शन किया15। इसके अलावा, पेसिंग उत्तेजना के माध्यम से दिया जाता है एक कस्टम बनाया 1-फ्रेंच आकार इलेक्ट्रोड कैथेटर रा में रखा है, लेकिन एक सुई इलेक्ट्रोड द्वारा नहीं, जो atrium घायल हो सकता है. किसी भी पिन अलिंद संलग्न है, जो पिछले अध्ययन में इस्तेमाल किया गया था फिक्सिंग में बचा रहे हैं15. तीसरे, ताल विकारों के अंतर्निहित तंत्र के आकलन के संदर्भ में, एक क्रमादेशित उत्तेजना प्रोटोकॉल अलिंद tachyarrhythmias प्रेरित करने के लिए18,19महत्वपूर्ण है । हम नैदानिक electrophysiological अध्ययन, फट पेसिंग और ट्रिपल extrastimuli पेसिंग, माउस दिल के लिए पेसिंग अंतराल के एक संशोधन के साथ शामिल करने के लिए समान उत्तेजना क्रमादेशित करते हैं । इस प्रकार, आधारभूत मापन मापदंडों के अतिरिक्त, प्रोटोकॉल inducibility का मूल्यांकन कर सकता है. जरूरत पड़ने पर inducibility के isoproterenol या अन्य दवाओं का प्रशासन के साथ आकलन किया जाता है । हमारे अनुभव में, जंगली प्रकार के चूहे शायद ही कोई एटीएस एक पूर्ण उत्तेजना प्रोटोकॉल के बाद भी दिखा । इस प्रकार, inducibility के आनुवंशिक उत्परिवर्तनों, शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं, और दवाओं के प्रशासन के रूप में कई रोग स्थितियों के योगदान के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण जानकारी होनी चाहिए11. उन संशोधनों को बरकरार murine atrium में सटीक electrophysiological आकलन का अनुकूलन सकता है ।
इस विधि की भी कुछ सीमाएं हैं । सबसे पहले, एक 5x उद्देश्य लेंस के साथ एक अधिकतम स्थानिक संकल्प का उपयोग करना, देखने के क्षेत्र (FOV) atrium के एक भाग (यानीकेवल बाईं अलिंद संलग्न के रूप में चित्रा 2aमें दिखाया गया है) तक ही सीमित है । atrium का बड़ा FOV प्राप्त करने के लिए, एक 1.6 x उद्देश्य लेंस कभी-कभार बेहतर होता है (चित्र b) । दूसरा, पिन के साथ atrium फिक्सिंग के बिना, कई बार यह अलिंद आचरण गुणों को सही ढंग से मापने के लिए मुश्किल है, क्योंकि अलिंद सतह घुमावदार है । तो, हम इसके बजाय यह पिन से फिक्सिंग के समतल करने के लिए इसकी सतह पर कवर गिलास रखा । इस विधि समाधान के कंपन से गति विरूपण साक्ष्य को रोकने के लिए भी फायदेमंद है । तीसरा, हमारे विधि के साथ, यह बहुत मुश्किल है कि यह पूरी FOV प्राप्त करने के लिए, तो, पूर्वकाल और पीछे देखने का उपयोग करने के लिए ठीक से अंय दृष्टिकोण में अधिक से अधिक हमारे दृष्टिकोण में महत्वपूर्ण है के रूप में चित्रा 2में दिखाया गया है । पूर्वकाल देखने का लाभ रोग की स्थिति के मामले में फिर से प्रवेश के स्पष्ट अवलोकन होगा, विशेष रूप से संलग्न (चित्रा 4) । दूसरी ओर, पीछे देखने के अलिंद पीछे दीवार का एक अच्छा दृश्य प्राप्त करने का एक फायदा है, और रोधगलन आस्तीन से ट्रिगर गतिविधि की एक विस्तृत रिकॉर्डिंग हो सकता है । जब यह एक उचित दृश्य प्राप्त करने के लिए और हमारे विधि के साथ अपनी घुमावदार सतह समतल करने के लिए मुश्किल है, atrium पिन द्वारा न्यूनतम तनाव के साथ तय किया जा सकता है.
हमारे विधि के साथ, वहां रहे है 3 संभावित समस्याओं, धुंधला, पेसिंग, और अतालता प्रेरण की विफलता । धुंधला की विफलता के लिए, यदि कोई या मामूली प्रतिदीप्ति है, तो आप की जांच करनी चाहिए कि ऑप्टिकल मानचित्रण तंत्र सही ढंग से इकट्ठे है, और कि क्या एजेंट उचित और संग्रहीत किया जाता है । छिड़काव समाधान की स्थिति भी महत्वपूर्ण है, जो भी दिल के electrophysiological गुण ही प्रभावित कर सकते हैं, तो, पीएच, तापमान सहित समाधान की स्थिति है, और क्या वहां पर्याप्त था वातन करने के लिए सख्ती से निगरानी की है । दिल में किसी भी एयर emboli से बचना भी जरूरी है । पेसिंग विफलता के लिए, यदि पेसिंग उत्तेजनाओं atrium उत्तेजित नहीं कर सकते, शोधकर्ताओं की जांच करनी चाहिए कि तारों एक सर्किट परीक्षक का उपयोग सही है । जब पेसिंग उत्तेजनाओं सही ढंग से कर रहे हैं, समस्या ऊतक के साथ इलेक्ट्रोड के संपर्क है । इलेक्ट्रोड का जमाव समस्या को हल कर सकते हैं, और पेसिंग कैथेटर का उपयोग कर हमारे दृष्टिकोण यह आसान बनाता है. अतालता प्रेरण में कठिनाई के लिए, आर. वी. पेसिंग कुछ सीमित मामलों में एक पर प्रेरण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । एक quadripolar इलेक्ट्रोड कैथेटर का उपयोग करना जिसमें से बाहर दो इलेक्ट्रोड और समीपस्थ इलेक्ट्रोड rv और ra में स्थित हो सकते हैं, क्रमशः, यह पेसिंग साइट रा से rv करने के लिए परिवर्तित करने के लिए आसान है । यह कैथेटर भी वेंट्रिकुलर उत्तेजना स्थानांतरण के लिए उपयोगी है जब एक साथ वेंट्रिकुलर सक्रियण संकेत मास्क अलिंद उत्तेजना संकेत ।
इस विधि GWAS जैसे उपंयास अध्ययन द्वारा हाल ही में पाया वायुसेना संबंधित जीन में जीनोटाइप-phenotype बातचीत का आकलन करने में योगदान होगा, विशेष रूप से जीन जिसके साथ जांच के लिए उंहें अंय दृष्टिकोण से दिखाने में विफल रहे । उपकरणों और तकनीकों की प्रगति के साथ, फुफ्फुसीय नस आस्तीन के electrophysiological गुण, जो वायुसेना20का महत्वपूर्ण स्रोत है, इस दृष्टिकोण के साथ अक्षुण्ण हृदय में मूल्यांकन किया जा सकता है ।

दिल स्तनधारियों में 4 कक्षों के होते हैं । ऊपरी दो कक्ष atria हैं, और निचले लोगों निलय हैं । निलय प्रणालीगत या फेफड़े के संचलन के लिए रक्त बेदखल करने के लिए एक पंप के रूप में काम करते हैं । Atria प्रणालीगत या फेफड़े की नसों से लौट रक्त प्राप्त करते हैं, और निलय में रक्त परिवहन में सहायता करने के लिए एक कुशल कार्डियक पंप समारोह प्राप्त करते हैं । एक electrophysiological पहलू से, atria का महत्वपूर्ण कार्य दिल ताल को विनियमित करने के लिए है । विद्युत संकेतों बेहतर वेना कावा (SVC) और सही atrium (आरए) के बीच जंक्शन पर स्थित साइनस नोड से शुरू, तो रा और वाम atrium (LA) के लिए प्रचार, और अलिंदनिलय संबंधी ब्लॉक नोड के माध्यम से निलय के लिए आचरण और अपने-Purkinje आचरण प्रणाली ।
ताल विकारों, जो दिल ताल विकार हैं, उनके मूल के अनुसार अलिंद और वेंट्रिकुलर में वर्गीकृत कर रहे हैं । अलिंद अलिंद (वायुसेना) एक अतालता का सबसे आम निरंतर रूप है, atria की एक यादृच्छिक और तेजी से उत्तेजना की विशेषता । हाल ही में आनुवंशिक विश्लेषण और जीनोम-वाइड एसोसिएशन अध्ययन (GWAS) वायुसेना और आनुवंशिक उत्परिवर्तनों या monopolymorphisms1,2,3,4के बीच सहयोग से पता चला है । इन निष्कर्षों से संकेत मिलता है वायु सेना के एक आनुवंशिक कारण से जुड़ा हुआ है । इसलिए, यह एक आनुवंशिक रूप से इंजीनियर पशु मॉडल का उपयोग कर atria में जीनोटाइप-phenotype बातचीत का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है । यह व्यापक रूप से स्वीकार किया है कि माउस आनुवंशिक संशोधन के लिए सबसे स्थापित स्तनधारियों है ।
हार्ट टिशू के उत्तेजना का मूल्यांकन करने के लिए ऑप्टिकल मैपिंग तकनीक विकसित की गई है । हालांकि, ऑप्टिकल मानचित्रण द्वारा murine atrium के प्रेक्षण अपने अपेक्षाकृत छोटे आकार से प्रभावित है । हम एक उच्च लौकिक और स्थानिक संकल्प के साथ murine atrium का एक विस्तृत मूल्यांकन प्राप्त करने का प्रयास ।

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>(-)-Blebbistatin</td>
			<td>SIGMA</td>
			<td>B0560-1MG</td>
			<td>E-C decoupler to eliminate motion artifact during optical mapping</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RH237</td>
			<td>Biotium</td>
			<td>61018</td>
			<td>Voltage-sensitive dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rhod2AM</td>
			<td>Biotium</td>
			<td>50024</td>
			<td>Ca indicator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F-127 20% solution in DMSO</td>
			<td>Biotium</td>
			<td>#59000</td>
			<td>To enhance the staining with Rhod2AM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Di-4-ANEPPS</td>
			<td>Wako</td>
			<td>041-29111</td>
			<td>Voltage-sensitive dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>Wako</td>
			<td>046-21981</td>
			<td>Solvent for reagents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bottle top filter</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430513</td>
			<td>For filtering Tyrode&#39;s solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Haparin Sodium</td>
			<td>Mochida Pharmaceutical Co., Ltd</td>
			<td>N/A</td>
			<td>To avoid blood clots in the coronary artery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air stone (&#966;8 mm x 10 mm)</td>
			<td>Tokyo Koshin Rikagaku Seisakusho</td>
			<td>N/A</td>
			<td>for aeration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital</td>
			<td>Kyoritsu Seiyaku Corporation</td>
			<td>N/A</td>
			<td>For an anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Programmable stimulator</td>
			<td>Fukuda Denshi</td>
			<td>BC-05</td>
			<td>Fukuda Denshi kindly rented us.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Lab</td>
			<td>AD Instruments</td>
			<td>Powerlab 26/8SP</td>
			<td>To record blood pressure and electrocardiogram</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bio Amp</td>
			<td>AD Instruments</td>
			<td>ML132</td>
			<td>Amprifier for electrocardiogram</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BP Amp</td>
			<td>AD Instruments</td>
			<td>FE117</td>
			<td>Amprifier for blood pressure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabChart</td>
			<td>AD Instruments</td>
			<td>Version 7</td>
			<td>Software to record and analyze blood pressure and electrocardiogram</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable BP transducer</td>
			<td>AD Instruments</td>
			<td>MLT0670</td>
			<td>pressure transducer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Fr custom made electrode catheter</td>
			<td>Unique Medical</td>
			<td>N/A</td>
			<td>To pace right atrium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene tube (OD: 0.8 mm, ID: 0.5 mm)</td>
			<td>Natume Seisakujo</td>
			<td>SP31</td>
			<td>Put into superior vena cava to introduce electrode catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Millex-SV 5.00 &#956;m</td>
			<td>Merk Millipore</td>
			<td>SLSV025LS</td>
			<td>To filter the circulating Tyrode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24-gauge indwelling needle</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>SR-FS2419</td>
			<td>Introduced into left ventricle to reduce the pressure in chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>21-gauge needle</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>SN-2170</td>
			<td>We cut the tip of needle and blunted it by filing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25-guage needle</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>NN-2525R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-ml syringe</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>SS-01T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC tube</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>SF-ET0525</td>
			<td>for Langendorff&#39;s perfusion circuit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Three-way stopcock</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>TS-TL2K</td>
			<td>for Langendorff&#39;s perfusion circuit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>As one</td>
			<td>3-1491-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custum made heating glass coil</td>
			<td>Motohashi Rika</td>
			<td>N/A</td>
			<td>to keep temperature of perfusion solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custum made warming glass chamber</td>
			<td>Motohashi Rika</td>
			<td>N/A</td>
			<td>to keep temperature of perfusion solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Constant temperature circulating device</td>
			<td>Lauda</td>
			<td>E100</td>
			<td>connected to heating coil and warming chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover glass (25 mm &#215; 60 mm)</td>
			<td>Matsunami</td>
			<td>C025601</td>
			<td>Put on the atria to flatten the recording area</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perista pump</td>
			<td>ATTO</td>
			<td>SJ-1211</td>
			<td>peristaltic pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stemi DV4</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Stereomicroscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MiCAM ULTIMA-L2</td>
			<td>Brainvision Inc.</td>
			<td>UL-L2</td>
			<td>Optical mapping System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BV_Ana Software</td>
			<td>Brainvision Inc.</td>
			<td>BV_Ana</td>
			<td>Data Analysis Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>THT Macroscope</td>
			<td>Brainvision Inc.</td>
			<td>THT-ZS</td>
			<td>Epi-Illumination Unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED Light Source</td>
			<td>Brainvision Inc.</td>
			<td>LEX2-G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichroic Mirror 560nm</td>
			<td>Brainvision Inc.</td>
			<td>DM560</td>
			<td>Epi-Illuminatinon</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excitation Filter 520/35nm</td>
			<td>Semrock, Inc.</td>
			<td>FF01-520/35-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Projection lens Plan S 1.0X</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>435200-0000-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Focus Drive</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>435400-0000-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Objective lens Revolver</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>435302-0000-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manual Focus Column</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>435400-0000-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Macroscope Base</td>
			<td>Carl Zeiss</td>
			<td>435430-9901-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight Light Guide</td>
			<td>MORITEX Corporation</td>
			<td>MSG10-2200S</td>
			<td>Epi-Illuminatinon</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Condenser Lens</td>
			<td>MORITEX Corporation</td>
			<td>ML-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLANAPO 5.0X</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>10447243</td>
			<td>Objective Lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLANAPO 1.0X</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>10447157</td>
			<td>Objective Lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLANAPO 1.6X</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>10447050</td>
			<td>Objective Lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beam-Splitter</td>
			<td>Brainvision Inc.</td>
			<td>FLSP-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichroic Mirror 665nm</td>
			<td>Brainvision Inc.</td>
			<td>DM665</td>
			<td>Beam-Splitter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emission Filter 572/28nm</td>
			<td>Edmund Optics</td>
			<td>#84-100</td>
			<td>Rhod2-AM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emission Filter 697/75nm</td>
			<td>Semrock, Inc.</td>
			<td>FF01-697/75-25</td>
			<td>RH237 and Di-4-ANEPPS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.2 mL PCR tube</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>671201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>aluminum foil</td>
			<td>Toyo alumi</td>
			<td>0020</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrophysiological assessment of murine atria with high-resolution optical mapping

हाल ही में जीनोम-वाइड एसोसिएशन अध्ययन लक्ष्यीकरण अलिंद अलिंद (वायुसेना) phenotype में जीनोटाइप और electrophysiological atria के बीच एक मजबूत संघ का संकेत दिया है । कि हमें प्रोत्साहित करने के लिए एक आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माउस मॉडल का उपयोग करने वायुसेना के तंत्र स्पष्ट । हालांकि, यह उनके छोटे आकार के कारण murine atria में electrophysiological गुणों का मूल्यांकन करने के लिए मुश्किल है । इस प्रोटोकॉल Langendorff perfused murine दिलों में एक उच्च लौकिक और स्थानिक संकल्प के साथ एक ऑप्टिकल मानचित्रण प्रणाली का उपयोग atria के electrophysiological मूल्यांकन का वर्णन करता है । ऑप्टिकल मानचित्रण प्रणाली दोहरी उच्च गति पूरक धातु ऑक्साइड अर्धचालक कैमरों और उच्च इज़ाफ़ा उद्देश्य लेंस के साथ इकट्ठे है, एक वोल्टेज के प्रति संवेदनशील डाई और सीए2 + संकेतक के प्रतिदीप्ति का पता लगाने के लिए । murine atria के आकलन पर ध् यान देने के लिए, ऑप्टिकल मानचित्रण 2 मिमी × 2 मिमी या 10 मिमी x 10 मिमी के एक क्षेत्र के साथ किया जाता है, एक १०० × १०० संकल्प के साथ (20 µm/पिक्सेल या १०० µm/पिक्सेल) और अधिकतम पर 10 kHz (०.१ ms) के लिए नमूना दर । एक 1-फ्रांसीसी आकार quadripolar इलेक्ट्रोड पेसिंग कैथेटर बेहतर वेना कावा के लिए किसी भी यांत्रिक क्षति से बचने के माध्यम से सही atrium में रखा गया है, और atrium उत्तेजना कैथेटर के माध्यम से दिया जाता है । एक electrophysiological अध्ययन लगातार पेसिंग, फट पेसिंग सहित क्रमादेशित उत्तेजना के साथ किया जाता है, और ट्रिपल extrastimuli पेसिंग तक । एक सहज या पेसिंग लय के तहत, ऑप्टिकल मानचित्रण कार्रवाई संभावित अवधि, सक्रियकरण नक्शा, आचरण वेग, और Ca2 + क्षणिक व्यक्तिगत रूप से सही और बाएं atria में दर्ज की गई । इसके अलावा, क्रमादेशित उत्तेजना भी अलिंद tachyarrhythmias के inducibility निर्धारित करता है । सटीक सक्रियकरण मैपिंग एक प्रेरित अलिंद tachyarrhythmia के दौरान atrium में उत्तेजना के प्रचार की पहचान करने के लिए किया जाता है । एक विशेष सेटिंग के साथ ऑप्टिकल मानचित्रण murine रोग मॉडल में atrium की एक पूरी तरह से electrophysiological मूल्यांकन सक्षम बनाता है ।

ऑप्टिकल मैपिंग प्रयोगों में चित्र 1aमें दिखाए गए अनुसार डिवाइस का उपयोग किया जाता है । ऑप्टिकल सिस्टम की स्कीमा चित्र 1bमें सचित्र है । प्रणाली atrium में झिल्ली की क्षमता और Ca2 + क्षणिक के एक उच्च संकल्प विश्लेषण प्रदान करता है ।
के रूप में चित्रा 1c और डीमें चित्रित, अलग दिल एक तापमान नियंत्रित चैंबर में तैनात है । एक 1-फ्रांसीसी आकार इलेक्ट्रोड कैथेटर SVC में डाला एक पीई ट्यूब के माध्यम से आरए में रखा गया है, और एक और आवास पीई ट्यूब दिल चैंबर पर अत्यधिक दबाव से बचने के लिए lv एपेक्स से lv गुहा में डाला जाता है । एक साथ ईसीजी रिकॉर्डिंग के लिए, कैथोड (ईसीजी लीड [-]) cannulation सुई से जुड़ा है, और anode (ईसीजी लीड [+]) पिन इलेक्ट्रोड वेंट्रिकुलर शीर्ष में सम्मिलित करने के लिए जुड़ा हुआ है । इस विधानसभा की सुविधा atria के लिए किसी भी यांत्रिक क्षति से बचने के लिए है ।
झिल्ली वोल्टेज के मूल्यांकन के लिए, di-4-ANEPPS का उपयोग कर प्रतिदीप्ति एक १०,००० फ्रेम करने के लिए के साथ दर्ज किया गया है/ सक्रियण मानचित्र आरए से वितरित लगातार पेसिंग के दौरान प्राप्त होता है । ठीक मानचित्रण छोटे murine atria में विस्तृत आचरण पैटर्न के विश्लेषण में सक्षम बनाता है ।
चित्रा 3 की झिल्ली वोल्टेज और सीए के प्रतिनिधि अंश दिखाता है ला में2 + क्षणिक RH237 और Rhod2AM का उपयोग कर रा से लगातार पेसिंग के दौरान । हम वर्तमान सेटिंग के साथ Rhod2AM संकेत का एक पर्याप्त संकेत/शोर अनुपात प्राप्त करने के लिए १००० फ़्रेम्स/s करने के लिए मैपिंग की नमूना दर को कम करें । हालांकि, सिस्टम क्रिया क्षमता और Ca2 + परिवर्तनीय के बीच संबंध का विश्लेषण करने के लिए पर्याप्त गुणवत्ता प्रदान करता है ।
हम तो एक रोग हालत के तहत चूहों का उपयोग कर क्रमादेशित उत्तेजना के साथ एक अलिंद tachyarrhythmia की प्रेरण प्रदर्शन करते हैं । चित्रा 4 एक murine atrium di-4-ANEPPS के साथ सना हुआ में पर एक प्रेरित के एक ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग दर्शाती है । माउस एक अनुप्रस्थ महाधमनी कसना प्रक्रिया को लागू करने के लिए एक दबाव अधिभार atrium करने के लिए 10 दिन पहले प्रयोग6। हम ट्रिपल extrastimuli पेसिंग (120/100/100/80) द्वारा पर प्रेरित है, और रिप्रवेश सर्किट के प्रचार का निरीक्षण ।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56478/56478fig1.jpg"> चित्र 1. ऑप्टिकल मैपिंग सिस्टम । इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी/ऑप्टिकल मैपिंग सिस्टम की ए. जनरल असेंबली । b. ऑप्टिकल मैपिंग सिस्टम की संरचना की योजनाबद्ध: नीला तीर प्रकाश स्रोत द्वारा उत्पंन उत्तेजना प्रकाश को इंगित करता है । उद्देश्य लेंस बुर्ज के साथ विमर्श किया जा सकता है । सना हुआ दिल से उत्सर्जित प्रकाश कैमरा 1 और कैमरा 2 के बीच विभाजित है । कैमरा 1 झिल्ली वोल्टेज के लिए लंबी तरंग दैर्ध्य संकेतों का पता लगाता है, और कैमरा 2 रिकॉर्ड तरंग दैर्ध्य ५८० ± 20 एनएम के एक bandpass फ़िल्टर के साथ Ca के लिए2 + क्षणिक । प्रक्रिया के दौरान, ईसीजी और छिड़काव दबाव लगातार दर्ज कर रहे हैं, और ईसीजी संकेत भी एक साथ ऑप्टिकल मानचित्र रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर में आयात किया जाता है । c. पृथक दिलों की तैयारी: दिलों को छिड़काव के लिए आरोही महाधमनी के जरिए एक कुंद सुई के साथ cannulated हैं. एक साथ ईसीजी रिकॉर्डिंग के लिए, कैथोड cannulation सुई से जुड़ा हुआ है, और पिन इलेक्ट्रोड के साथ anode वेंट्रिकुलर शीर्ष में सम्मिलित किया जाता है. घ. Cannulation ट्यूब और इलेक्ट्रोड: दिल छिड़काव (Cannulation सुई) के लिए एक 21 गेज कुंद सुई के साथ cannulated है । एक 1-फ्रांसीसी आकार उत्तेजक इलेक्ट्रोड (इलेक्ट्रोड) बेहतर वेना कावा में डाला एक पॉलीथीन ट्यूब के माध्यम से सही atrium में रखा गया है. चैंबर के गुहा में परिसंचारी गर्म पानी से ग्लास चैंबर ३७ ˚ सी पर गर्म है । <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56478/56478fig1large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56478/56478fig2.jpg"> चित्र 2. atrium में सक्रियण मानचित्र । a. प्रतिनिधि सक्रियकरण एक 5x उद्देश्य लेंस के साथ पूर्वकाल देखने में नक्शे, और बी । एक 1.6 x उद्देश्य लेंस के साथ पीछे देखने में । (बायां फलक) अलग दिल और atrium की योजनाबद्ध । (दायां फलक) बाईं atrium के सक्रियकरण नक्शा di-4-ANEPPS १०,००० फ्रेम पर धुंधला के साथ प्राप्त/ रिकॉर्डिंग उत्तेजक इलेक्ट्रोड सही atrium में रखा के साथ लगातार पेसिंग के तहत किया जाता है । <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56478/56478fig2large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56478/56478fig3.jpg"> चित्र 3. कार्रवाई संभावित और Ca बाईं atrium में2 + क्षणिक की दोहरी रिकॉर्डिंग । ए अलग दिल की योजनाबद्ध । प्रतिदीप्ति बाईं atrium में RH237 की तीव्रता के प्रतिनिधि छवि झिल्ली वोल्टेज (वीएम) और Ca के लिए Rhod2AM के लिए उपयोग कर रहा है 2 + परिवर्तनीय । रिकॉर्डिंग १,००० फ्रेम में एक 5x उद्देश्य लेंस के साथ किया जाता है/ ईसीजी (ऊपर), RH237 संकेत (मध्यम), और Rhod2AM संकेत (नीचे), सही atrium में उत्तेजना इलेक्ट्रोड के साथ लगातार पेसिंग के दौरान की एक साथ रिकॉर्डिंग. काले तीर उत्तेजना spikes संकेत मिलता है, और पीले तीर वेंट्रिकुलर उत्तेजना । निलय से एक प्रकाश तितर बितर प्रभाव भी देखा जा सकता है (पीला ऐरोहेड) दोनों RH237 संकेत और Rhod2AM संकेत में । d. एक मर्ज किए गए RH237 और Rhod2AM ट्रेस । क्रिया क्षमता और परिवर्तनीय Ca2 + परिवर्तन एक साथ रिकॉर्ड किए गए हैं । <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56478/56478fig3large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56478/56478fig4.jpg"> चित्र 4. अलिंद क्षिप्रहृदयता के दौरान सक्रियण मैपिंग. (बायां फलक) अलग दिल की योजनाबद्ध । मध्य फलक) एक अलिंद क्षिप्रहृदयता (पर) के दौरान सक्रियकरण नक्शा । पर ट्रिपल extrastimuli सही atrium से दिया पेसिंग द्वारा प्रेरित किया गया था । (दायां फलक) एक ही माउस दिल में साइनस लय के दौरान सक्रियण नक्शा. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56478/56478fig4large.jpg" target="_blank">कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।</a>
अनुपूरक फिल्म 1. atrium में झिल्ली क्षमता के प्रतिनिधि फिल्म di-4-ANEPPS के साथ धुंधला का उपयोग कर । <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56478/Supplementary_movie_1.zip">इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए कृपया यहां क्लिक करें.</a>
अनुपूरक फिल्म 2. अलिंद क्षिप्रहृदयता और साइनस लय के दौरान सक्रियण मानचित्रण के प्रतिनिधि फिल्में. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56478/Supplementary_movie_2.zip">इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए कृपया यहां क्लिक करें.</a>

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Electrophysiological Assessment of Murine Atria with High-Resolution Optical Mapping

उच्च-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल मैपिंग के साथ Murine Atria का Electrophysiological आकलन

इस प्रोटोकॉल का वर्णन murine atria के electrophysiological मूल्यांकन एक उच्च लौकिक और स्थानिक संकल्प के साथ एक ऑप्टिकल मानचित्रण प्रणाली का उपयोग, झिल्ली वोल्टेज और Ca के दोहरी रिकॉर्डिंग सहित2 + क्षणिक के तहत क्रमादेशित एक विशेष इलेक्ट्रोड कैथेटर के माध्यम से उत्तेजना ।

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and ...

Research

JoVE Journal

Medicine

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

उच्च आवृत्ति उच्च संकल्प इकोकार्डियोग्राफी: Ischemia reperfused murine दिल में गैर इनवेसिव Myocardial तनाव, सिकुड़ना और Mitral regurgitation की दोहराया उपाय पर पहले साक्ष्य

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

High-Resolution Endocardial and Epicardial Optical Mapping in a Sheep Model of Stretch-Induced Atrial Fibrillation

उच्च संकल्प endocardial और Epicardial खींचो प्रेरित atrial fibrillation के एक भेड़ मॉडल में ऑप्टिकल मानचित्रण

 Atrial fibrillation (AF) is a complex cardiac arrhythmia with high morbidity and mortality.1,2 It is the most common sustained cardiac rhythm disturbance ...

Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images

उच्च संकल्प एमआर छवियों पर चमड़ा सेरेब्रल Microinfarcts आकलन

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes ...

Murine Short Axis Ventricular Heart Slices for Electrophysiological Studies

इलेक्ट्रोफिज़ियोलॉजिकल स्टडीज के लिए मूरिन लघु अक्ष वेंट्रिकुलर हार्ट स्लाइसें

Murine cardiomyocytes have been extensively used for in vitro studies of cardiac physiology and new therapeutic strategies. However, multicellular ...

Murine Salivary Functional Assessment via Pilocarpine Stimulation Following Fractionated Radiation

Murine लार कार्यात्मक मूल्यांकन के माध्यम से Pilocarpine उत्तेजना के बाद Fractionated विकिरण

Hyposalivation is commonly observed in the autoimmune reaction of Sj&#246;gren's syndrome or following radiation injury to the major salivary glands. In ...

High-Throughput Analysis of Optical Mapping Data Using ElectroMap

इलेक्ट्रोमैप का उपयोग करऑप्टिकल मानचित्रण डेटा के उच्च-Throughput विश्लेषण

Optical mapping is an established technique for high spatio-temporal resolution study of cardiac electrophysiology in multi-cellular preparations. Here we ...

Real-Time Monitoring of Neurocritical Patients with Diffuse Optical Spectroscopies

डिफ्यूज़ ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ न्यूरोक्रिटिकल रोगियों की वास्तविक समय निगरानी

Neurophysiological monitoring is an important goal in the treatment of neurocritical patients, as it may prevent secondary damage and directly impact ...

High-Resolution Three-Dimensional Imaging of the Footpad Vasculature in a Murine Hindlimb Gangrene Model

एक Murine Hindlimb Gangrene मॉडल में Footpad वास्कुलचर के उच्च संकल्प तीन आयामी इमेजिंग

Peripheral arterial disease (PAD) is a significant cause of morbidity resulting from chronic exposure to atherosclerotic risk factors. Patients suffering ...

Muscle Function Obtained with Motion Mode Ultrasound and Surface Electromyography during Core Endurance Exercise

कोर एंड्योरेंस व्यायाम के दौरान मोशन मोड अल्ट्रासाउंड और सरफेस इलेक्ट्रोमोग्राफी के साथ प्राप्त मांसपेशी समारोह

Motion mode (M-mode) ultrasound allows researchers and clinicians to measure the change of muscle thickness across time. Muscle thickness can be measured ...

High-Resolution Cardiac Positron Emission Tomography/Computed Tomography for Small Animals

छोटे जानवरों के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन कार्डिएक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी /

Positron emission tomography (PET) and computed tomography (CT) are among the most employed diagnostic imaging techniques, and both serve in understanding ...