Name: preclinical cardiac electrophysiology assessment by dual voltage and calcium optical mapping of human organotypic cardiac slices
Uploaded: 2020-06-16T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preclinical Cardiac Electrophysiology Assessment by Dual Voltage and Calcium Optical Mapping of Human Organotypic Cardiac Slices at JoVE.com

NIH (R21 EB023106, R44 HL139248 및 R01 HL126802)에 의한 자금 지원은 Leducq 재단 (프로젝트 리듬)과 미국 심장 협회 후 펠로우십 (19POST34370122)에 의해 감사하게 인정됩니다.

설명된 모든 방법은 인간 복지에 대한 모든 제도적, 국가 적, 국제 지침에 따라 수행되었습니다. 연구는 조지 워싱턴 대학에서 기관 검토 위원회 (IRB)에 의해 승인되었다.
참고 : 기증자 인간의 마음은 조지 워싱턴 대학 IRB의 승인을 가진 식별 된 버려진 조직으로 워싱턴 지역 이식 커뮤니티에서 인수되었다. 심이식 된 심장은 얼음 차가운 심폐증 (이 과정에서 심장에서 혈액이 ...

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A., 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=Modulating+cardiac+conduction+during+metabolic+ischemia+with+perfusate+sodium+and+calcium+in+guinea+pig+hearts.">Modulating cardiac conduction during metabolic ischemia with perfusate sodium and calcium in guinea pig hearts.</a> American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 316 (4), 849-861 (2019).</li><li>Kawara, T., 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=Activation+delay+after+premature+stimulation+in+chronically+diseased+human+myocardium+relates+to+the+architecture+of+interstitial+fibrosis.">Activation delay after premature stimulation in chronically diseased human myocardium relates to the architecture of interstitial fibrosis.</a> Circulation. 104 (25), 3069-3075 (2001).</li><li>Qu, 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=Action+potential+recording+and+pro-arrhythmia+risk+analysis+in+human+ventricular+trabeculae.">Action potential recording and pro-arrhythmia risk analysis in human ventricular trabeculae.</a> Frontiers in Physiology. 5 (8), 1109 (2018).</li><li>Franz, M. 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Effects of single extrastimuli, sudden sustained rate acceleration and deceleration, and different steady-state frequencies.</a> Journal of Clinical Investigation. 82 (3), 972-979 (1988).</li><li>Lou, Q., 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=Transmural+heterogeneity+and+remodeling+of+ventricular+excitation-+contraction+coupling+in+human+heart+failure.">Transmural heterogeneity and remodeling of ventricular excitation- contraction coupling in human heart failure.</a> Circulation. 123 (17), 1881-1890 (2011).</li></ol>

여기에서, 우리는 심장마비로 체포된 인간의 심혼에서 실행 가능한 심장 조각을 얻고 세포간 전위 및 세포내 칼슘의 이중 광학 매핑을 사용하여 조각을 기능적으로 특성화하는 단계별 방법을 제시합니다. 보존된 세포 외 환경과 기본 세포 세포 커플링을 통해 인간의 심장 조각은 근본적인 과학적 발견과 약리학 제제 및 유전자 치료의 효능 및 심독성 검사를 위한 인간의 심장의 정확한 모델로 사?...

동물 모델은 인간 생리학 및 병리학의 기본 메커니즘을 이해하는 데 사용되는 귀중한 도구뿐만 아니라 다양한 질병을 치료하는 치료의 예비 테스트를위한플랫폼이었습니다 1. 이 동물 연구 2에 근거를 둔 생물 의학 연구의 분야에서 큰 보폭을 취했습니다2. 그러나, 마우스, 쥐, 기니피그, 토끼, 양, 돼지 및 개3,,4를포함하여 인간과 동물 생리학 사이에 중요한 종 간 차이가 존재한다. 그 결과, 동물 실험 단계에서 약속을 보였지만 임상 시험5의결과에 부응하지 못하는 수많은 약물, 유전자 및 세포 치료법이 있었습니다. 이러한 격차를 해소하기 위해, 고립된 심장 심근세포와 인간 유도만능 줄기세포(iPSC)는 다양한 약물 및 질병에 대한 인간 생리학의 반응을 시험하는 모델로 개발되었다6. 줄기 세포 유래 심근세포는,심장6,7,78의대리로서 장기-온-칩 시스템에서 널리 사용되고 있다. 그러나, iPSC 유래 심근세포(iPSC-CM)의 유용성은 상대적으로 미성숙표현형과 심근세포 하위집단의 표현부족에 의해 방해된다. 성숙한 심근은 섬유아세포, 뉴런, 대식세포 및 내피 세포와 같은 여러 공존세포 유형으로 구성된 복합구조이다. 한편, 고립된 인간 심근세포는 전기적으로 성숙하며, 상이한 심근세포 하위집단은 배양 파라미터9를변경하여 얻을 수 있다. 여전히, 이러한 근세포는 일반적으로 세포 세포 커플링의 부족, 신속한 분화 및 시험관 내의 비리듬 거동의 발생으로 인해 변경된 작용 잠재적형태론을나타낸다10,11. 일부 제한 사항은 iPSC-CM 및 심장 심근세포의 3D 세포 배양 모델에 의해 해결되었습니다. 스페로이드, 하이드로겔 스캐폴드 캡슐화 된 3D 배양, 엔지니어링 심장 조직 (EHTs), 및 심장 온 칩 시스템을 포함하는 이 모델은 심근세포, 섬유아세포 및 내피 세포와 같은 다중 심장 세포 집단을 사용합니다. 그들은 3D 구조를 형성하기 위해 비계를 따라 자체 조립하거나 조립하고 일부는 심근의 복잡한 이색성 특성을 재현합니다. 이 모형은 성숙한 표현형의 세포가 있기 위하여 보고되었습니다, 수축 속성, 및 심장 조직과 유사한 분자 단면도. 심장 에 칩 시스템은 또한 약물 테스트 및 질병 모델에서 전신 효과의 연구를 할 수 있습니다. 그러나, 체외 세포 기반 모델은 네이티브 세포 외 매트릭스가 부족하므로 기관 수준 전기 생리학을 정확하게 모방 할 수 없습니다. 반면 인간의 심장 조각은 그대로 세포 외 매트릭스와 네이티브 세포 대 세포 접촉을 가지고 있어 인간 심근의 부정맥 특성을 보다 정확하게 검사하는 데 유용합니다.
연구진은 급성 및 만성 약물 검사를 위한 생리학적 전임상 플랫폼으로서 인간 심장 조직화 슬라이스를 개발하여 심장 전기생리학과 심장질환 진행,12,13,,,14,,15,,16,17,,18,19를연구하고 있다., iPSC 유래 심근세포와 비교했을 때, 인간 심장 조각은 성숙한 심근세포 표현형으로 성인 심장 전기 생리학을 보다 충실하게 복제합니다. 고립 된 인간 심근 세포와 비교할 때, 심장 조각은 잘 보존 된 세포 세포 커플링과 그들의 토착 세포 내 및 세포 외 환경의 본질적인 존재 때문에 생리적 작용 잠재적 인 기간을 나타낸다.
이 프로토콜은 전체 기증자 심혼에서 인간 적인 심장 조각을 생성하는 과정을 설명합니다, 광학 매핑을 통해 심장 전기 생리학 파라미터를 테스트하기 위하여 급성 (즉, 시간 긴) 및 만성 (즉, 일- 긴) 연구 결과를 능력을 발휘합니다. 이 프로토콜은 좌심실(LV) 조직의 사용만을 설명하지만, 마우스, 쥐, 기니피그 및돼지(14,,20,,21,,22)와같은 다른 종뿐만 아니라 심장의 다른 부위에도 성공적으로 적용되었다. 우리의 실험실은 지난 5 년 동안 이식을 위해 거부 된 전체 인간 기증자 심장을 사용하지만, 조직이 큐브로 절제 될 수있는 능력을 가지고 있는 한 대안적 수단 (예를 들어, 좌심실 보조 장치 [LVAD] 이식, 생검, myectomies)에 의해 얻은 모든 기증자 심장 샘플 조직에서 이러한 동일한 절차를 수행 할 수 있습니다. 광학 매핑은 광학 작용 잠재력과 칼슘 과도를 높은 공간(100 x 100 픽셀) 및 측두구(>1,000 프레임/s) 해상도로 동시에 매핑할 수 있는 능력으로 인해 이 연구에서 분석을 위해 사용됩니다. 다중 전극 어레이(MEA) 또는 마이크로 전극과 같은 대체 방법도 사용할 수 있지만 이러한 기술은 상대적으로 낮은 공간 해상도에 의해 제한됩니다. 또한, MEA는 세포 배양과 함께 사용하도록 설계되었으며, 날카로운 미세 전극은 전체 하트 또는 큰 조직 웨지와 함께 사용하기 위해 보다 쉽게 관리됩니다.
이 기사의 목표는 더 많은 연구원이 심장 전기 생리학 연구를 위해 인간 심장 조직을 사용할 수 있도록 하는 것입니다. 이 문서에 설명 된 기술은 상대적으로 간단 하 고 단기 연구에 대 한 도움이 (몇 시간의 순서에 일). 장기 연구를 위한 더 많은 생리적 생체 mimetic 배양 (주 순서에) 다른 연구의 숫자에 의해 논의 및 설명 되었다12,,18,,23. 전기 자극, 기계적 적재 및 조직 스트레칭은 체외,조직 리모델링12,,18,23의발병을 제한하는 데 도움이 되는 유리한 컨디셔닝 메커니즘이다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1mL BD Syringe</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>309597</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,3-butanedione monoxime</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B0753</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 well culture plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biosafety cabinet</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>1377</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blebbistatin</td>
			<td>Cayman</td>
			<td>13186</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bubble Trap</td>
			<td>Radnoti</td>
			<td>130149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C1016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Cell Strainers</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>07-201-432</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Di-4-ANEPPS</td>
			<td>Biotium</td>
			<td></td>
			<td>stock solution at 1.25 mg/mL in DMSO</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D2650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #3c Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11231-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emission dichroic mirror</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>T630LPXR-UF1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emission filter (RH237)</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>ET690/50m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Emission Filter (Rhod2AM)</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>ET590/33m</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excitation dichroic mirror</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>T550LPXR-UF1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excitation Filter</td>
			<td>Chroma</td>
			<td>ET500/40x</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 50mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-49A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G8270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat exchanger</td>
			<td>Radnoti</td>
			<td>158821</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>50145502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin Transferrin Selenium (ITS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I3146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED excitation light source</td>
			<td>Prizmatix</td>
			<td>UHP-Mic-LED-520</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnessium chloride hexahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M9272</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medium 199</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>11150059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micam Ultima L type CMOS camera</td>
			<td>Scimedia</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Minutien Pins</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>26002-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pennicillin-Streptomycin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P4333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic Pump</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>EW-07522-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum pacing wire</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>43275</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pluronic F127</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>P6867</td>
			<td>nonionic, surfactant polyol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P3911</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powerlab data acquisition and stimulator</td>
			<td>AD Instruments</td>
			<td>Powerlab 4/26</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RH237</td>
			<td>Biotium</td>
			<td>61018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rhod2AM</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>R1245MP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rhod-2AM</td>
			<td>Invitrogen, Carlsbad, CA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S6014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterilizer, dry bead</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z378550</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stone Oxygen Diffuser</td>
			<td>Waterwood</td>
			<td>B00O0NUVM0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TissueSeal - Histoacryl Topical Skin Adhesive</td>
			<td>gobiomed</td>
			<td>AESCULAP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UltraPure Low Melting Point Agarose</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>16520100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound sonicator</td>
			<td></td>
			<td>Branson 1800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibratome</td>
			<td>Campden Instruments</td>
			<td>7000 smz</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preclinical cardiac electrophysiology assessment by dual voltage and calcium optical mapping of human organotypic cardiac slices

인간 심장 슬라이스 제제는 최근 인간 생리학 연구 및 치료 테스트를 위한 플랫폼으로 개발되어 동물 실험과 임상 시험 사이의 격차를 해소하고 있습니다. 수많은 동물 및 세포 모델은 약물의 효과 검사 하는 데 사용 되었습니다., 하지만 이러한 응답은 종종 인간에서 다릅니다. 인간의 심장 조각은 실행 가능한 인간의 마음에서 직접 파생된다는 점에서 약물 검사에 대한 이점을 제공합니다. 다세포 구조, 세포 세포 커플링 및 세포 외 매트릭스 환경을 보존하는 것 외에도 인간 심장 조직 조각은 성인 인간 심장 생리학에 무수한 약물의 효과를 직접 테스트하는 데 사용할 수 있습니다. 이 모델을 전체 하트 나 웨지와 같은 다른 심장 준비와 구별하는 것은 슬라이스가 장기적인 문화를 받을 수 있다는 것입니다. 따라서 심장 조각은 급성뿐만 아니라 약물의 만성 효과를 연구 할 수 있습니다. 더욱이, 단일 심장에서 수백에서 천 조각을 수집하는 능력은 동시에 다른 약물과 다양한 농도와 조합에서 여러 약물을 테스트하는 높은 처리량 모델을 만든다. 슬라이스는 심장의 주어진 부위에서 제조 할 수 있습니다. 이 프로토콜에서는 왼쪽 심실 프리 월에서 조직 큐브를 분리하고 고정밀 진동 미세 토메를 사용하여 조각으로 분할하여 왼쪽 심실 슬라이스의 준비를 설명합니다. 이 조각은 그 때 기준선 심장 전기 생리학적 기능을 측정하기 위하여 심각한 실험을 복종하거나 만성 약 연구 결과를 위해 배양될 수 있습니다. 이 프로토콜은 또한 조사되는 약의 효력을 결정하기 위하여 세포내 전위 및 세포내 칼슘 역학의 동시 기록을 위한 심장 조각의 이중 광학 매핑을 기술합니다.

인간 organotypic 조각은 위에 상세하고 상세한 프로토콜에 따라 기증자 인간의 심장의 좌심실에서 수집되고그림 1. 이중 카메라 광학 매핑 시스템그림 2직립 이미징 구성에서 전압 및 칼슘의 동시 광학 매핑을 수행 하 여 약 1 시간 슬라이스 프로토콜의 완료 후 사용 되었다. 데이터는 RHYTHM1.2 (를 사용하여 분석되었다)그림 3), 이전에...

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Preclinical Cardiac Electrophysiology Assessment by Dual Voltage and Calcium Optical Mapping of Human Organotypic Cardiac Slices

이 프로토콜은 전임상 약물 검사를 위해 인간의 심장 조각을 단면화 및 배양하는 절차를 설명하고 이러한 조각에서 동시에 세포간 전압 및 세포내 칼슘 신호를 기록하기 위한 광학 매핑의 사용을 자세히 설명합니다.

인간 조직형 심장 슬라이스의 이중 전압 및 칼슘 광학 매핑에 의한 전임상 심장 전극생리학 평가

Human cardiac slice preparations have recently been developed as a platform for human physiology studies and therapy testing to bridge the gap between ...

이 프로토콜은 전임상 생리 약물 검사를 위해 기증자 인간의 마음을 고용하는 기술을 연구원에게 제공하기 때문에 중요합니다. 이 조직은 인간 조직 조각에 있는 심장 작용 잠재력 및 세포내 칼슘 과도의 동시 특성화를 위해 전압과 칼슘 염료를 모두 활용합니다. 광학 매핑 시스템을 설정하려면, 하부 폴리디메틸실록산 젤 층을 가진 티슈 목욕을 관류 시스템에 부착하고, 온도를 유지하고 배스의 축적을 방지하기에 충분한 속도로 관류 시스템을 통해 100%의 산소로 산소화된 37도에서 1리터의 회수 용액을 순환한다.그런 다음 대상을 사용하여 두 CMOS 카메라의 초점과 정렬을 조정하고 520 플러스 또는 마이너스 5 나노미터 파장을 가진 녹색 LED 광원을 사용하여 전압에 민감한 및 칼슘 표시기 염료를 동시에 자극한다. 조직 섹션을 얻기 전에 냉동 및 액체 심폐 액액을 혼합하고 심장 조직을 얼음 차가운 심폐 성 욕조에 넣고 왼쪽 심실 프리 월을 식별하십시오. 미리 만들어진 아가로즈 젤을 진동기의 금속 조직 홀더 뒷면에 붙입니다.차가운 심근성 용액에 조직의 1 센티미터 큐브 블록을 잘라 신속하게 내막 표면을 향하고 금속 조직 홀더에 조직 블록을 장착하는 국소 피부 접착제를 사용합니다. 금속 홀더를 얼음 냉이 산소 슬라이스 용액의 진동기 욕조로 옮겨 조직이 완전히 침수되고 블레이드를 조직의 전면 가장자리로 이동시다. 진동을 켜서 미리 설정된 매개 변수로 슬라이스하기 시작하여 블레이드가 trabeculae를 넘어 매끄러운 내막 조직으로 도달 할 때까지 처음 여러 조각을 버립니다.실험 조직에 도달하면 각 슬라이스를 각 조각을 각 조각을 실온산소티로드의 복구 용액을 포함하는 배양 접시에 조심스럽게 옮기고 메쉬 와셔로 슬라이스를 덮어 조직 조각을 컬링에서 유지합니다. 모든 슬라이스가 수집되면 각 슬라이스를 각 슬라이스를 6웰 플레이트의 개별 우물로 조심스럽게 옮기면 3밀리리터의 PBS가 들어 있습니다. 부드러운 흔들림으로 슬라이스를 헹구고 신선한 멸균 PBS로 이 과정을 세 번 반복한 후 샘플을 잘 37도의 섭씨 37도 배양 배지를 포함하는 6웰 플레이트의 개별 우물로 옮기.그런 다음 플레이트를 분당 20회전에서 37도, 산소 30%, 이산화탄소 5%로 바톤에 놓습니다. 갓 잘라낸 슬라이스를 위한 회복 용액에서 20분 간 배양한 후, 관심 있는 조각을 관류 시스템 조직 배스로 조심스럽게 옮기고 4개의 모서리를 겔 층으로 고정시키면서 조직에 최소한의 스트레칭을 적용한다. 복구 용액의 저수지에 0.3 ~ 0.5 마이크로 리터의 마이크로 리터를 추가하기 전에 약 10 분 동안 순환 복구 솔루션으로이 욕조에서 슬라이스를 쉬게하십시오.슬라이스가 Blebbistatin에서 배양하는 동안, 37도에서 복구 용액의 1 밀리리터에서 스톡 전압 에 민감한 염료의 30 마이크로 리터를 재구성합니다. Blebbistatin 처리의 10 분 후에, 펌프를 끄고 30 초의 기간 동안 슬라이스의 표면에 작동하는 염료 용액의 0.2 에서 0.3 밀리리터를 천천히 로드합니다. 90초 후 펌프를 켜서 과도한 염료를 씻어냅니다.방금 입증된 것처럼 스톡 칼슘 표시기로 슬라이스를 죽은 후, 카메라를 슬라이스에 집중하고 소정의 속도 임계값의 진폭의 1.5배에서 2밀리초 펄스 폭 지속 시간으로 한 hertz에서 슬라이스를 페이스로 조정합니다. 조직 조각 위에 커버슬립을 놓고 LED 여기광원으로 슬라이스를 비춥습니다. 그런 다음 초당 1, 000 프레임으로 카메라로 방출 된 전압 및 칼슘 신호를 기록합니다.전압 및 칼슘 광학 매핑 데이터를 조건으로 하려면 적절한 분석 소프트웨어에서 조건 매개 변수를 클릭하고 배경을 제거합니다. 그런 다음 신호 컨디셔닝 파라미터를 조정하여 최적의 작용 전위 및 칼슘 과도 추적을 얻습니다. 전도 속도를 계산하려면 활성화 맵을 선택하고 시작 및 종료 시간을 입력하여 추적에서 단일 작업 잠재력을 포괄합니다.그런 다음 지역지도를 클릭하고 관심 영역을 선택하여 선택한 지역의 활성화 맵을 표시합니다. 다음으로 전도 속도 맵을 선택하고 시작 시간 및 종료 시간을 선택합니다. 필요에 따라 설정에 따라 픽셀 간 해상도 값을 조정합니다.벡터 맵을 생성하여 관심 영역을 선택하고 해당 영역 내에서 전도 속도 벡터를 표시합니다. 상기 해석에 포함된 평균, 중앙값, 표준 편차 및 벡터의 수뿐만 아니라 선택된 지역에서 전도 속도 벡터의 전파의 평균 각도가 표시됩니다. 작업 잠재적 지속 시간을 계산하려면 작업 잠재적 기간, 칼슘 과도 지속 시간 맵을 선택하고 시작 및 종료 시간을 선택하여 하나의 전체 작업 잠재력을 포괄합니다.그런 다음 지역 작업 잠재적 기간 계산을 클릭하여 관심 영역을 선택하고 작업 잠재적 기간 맵을 생성합니다. 상승 시간을 결정하려면 상승 시간을 선택하고 시작 시간 및 종료 시간을 선택하여 단일 작용 잠재력 또는 칼슘 과도의 업스트로크를 선택합니다. 시작 및 끝 백분율 값을 입력하고 계산을 클릭하여 관심 영역을 선택하고 상승 시간 분석에 포함된 평균, 중앙값, 표준 편차 및 픽셀 수를 결정합니다.칼슘 부패를 결정하려면 칼슘 부패를 선택하고 시작 및 종료 시간을 입력하여 단일 칼슘 과도 신호의 전체 부패 부분을 포괄합니다. 그런 다음 타우 계산을 클릭하여 관심 영역을 선택하고 칼슘 부패 시간 상수 분석에 포함된 평균, 중앙값, 표준 편차 및 픽셀 수를 결정합니다. 이 대표적인 실험에서는, 작용 잠재력 및 칼슘 과도 추적은 신호 조절되었다.활성화 시간은 각 픽셀에 대해 결정되었고 활성화 시간의 isochronal 지도는 조건부 전압 및 칼슘 흔적에서 플롯되었습니다. 전도 속도 벡터는 활성화 시간과 알려진 픽셀 간 해상도를 사용하여 계산하였다. 칼슘 과도 부패 상수는 칼슘 흔적의 부패 부분에 다형을 피팅하여 측정되었다.작용 전위 기간과 칼슘 과도 지속 시간은 각각 세포질에서 재편광 또는 칼슘 제거의 활성화 시간과 지정된 퍼센트 사이의 시간 시간으로 측정되었다. 전압 및 칼슘 흔적의 상승 시간도 측정되고 매핑되었습니다. 본 대표적인 분석에서, 심장 전도에 대한 독소루비신의 효과는 횡전도 속도의 감소를 초래하는 시험되었다.슬라이스 시술 시술 중 조직의 손상을 최소화하고 가능한 조각을 얻기 위해 조각이 완전한 심근 마비 체포에 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 프로토콜의 끝에서, 슬라이스는 분자 평가를 위해 동결되거나 고정될 수 있다. 관심의 전기 생리 학적 현상에 관련 된 기계성 경로 다음 결정 될 수 있습니다.이 인간 적인 심장 슬라이스 모형의 발달은 동물과 임상 연구 사이 간격을 연결하는 인간 적인 심장 조직에 있는 처리 그리고 질병에 반응의 연구 결과를 허용했습니다. 이 기술을 수행하는 동안 인간 조직과 함께 작업 할 때, 적절한 PPE를 착용하고 다른 필요한 안전 예방 조치를 취해야합니다.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Optical Mapping of Action Potentials and Calcium Transients in the Mouse Heart

마우스 중심에 액션 후보와 칼슘 과도의 광학 매핑

The mouse heart is a popular model for cardiovascular studies due to the existence of low cost technology for genetic engineering in this species. ...

연구

생체공학

Construction of Defined Human Engineered Cardiac Tissues to Study Mechanisms of Cardiac Cell Therapy

정의 인간 공학 심장 조직의 건설 심장 세포 치료의 메커니즘을 연구하는

Human cardiac tissue engineering can fundamentally impact therapeutic discovery through the development of new species-specific screening systems that ...

Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening

Cardiac tissue engineering describes techniques to constitute three dimensional force-generating engineered tissues. For the implementation of these ...

Using Extraordinary Optical Transmission to Quantify Cardiac Biomarkers in Human Serum

특별 한 광학 전송 인간의 혈 청에 심장 Biomarkers 척도를 사용 하 여

For a biosensing platform to have clinical relevance in point-of-care (POC) settings, assay sensitivity, reproducibility, and ability to reliably monitor ...

Assessing Collagen and Elastin Pressure-dependent Microarchitectures in Live, Human Resistance Arteries by Label-free Fluorescence Microscopy

레이블 없는 형광 현미경 검사 법에 의해, 인간의 저항 동맥에 콜라겐과 엘라 스 틴 압력 종속 마이크로아키텍처가 평가

The pathogenic contribution of resistance artery remodeling is documented in essential hypertension, diabetes and the metabolic syndrome. Investigations ...

Protocol for MicroRNA Transfer into Adult Bone Marrow-derived Hematopoietic Stem Cells to Enable Cell Engineering Combined with Magnetic Targeting

성인 골 수 유래 조 혈 줄기 세포로 세포 공학 자기 대상으로 함께 있도록 예측에 관한 전송을 위한 프로토콜

While CD133+ hematopoietic stem cells (SCs) have been proven to provide high potential in the field of regenerative medicine, their low retention rates ...

A Net Mold-based Method of Scaffold-free Three-Dimensional Cardiac Tissue Creation

비 계-무료 3 차원 심장 조직 창조의 그물 형 기반 방법

This protocol describes a novel and easy net mold-based method to create three-dimensional (3-D) cardiac tissues without additional scaffold material. ...

Optical Imaging of Isolated Murine Ventricular Myocytes

고립 된 뮤린 심실 근세포의 광학 이미징

The ability to isolate adult cardiac myocytes has permitted researchers to study a variety of cardiac pathologies at the single cell level. While advances ...

Fabrication of 3D Cardiac Microtissue Arrays using Human iPSC-Derived Cardiomyocytes, Cardiac Fibroblasts, and Endothelial Cells

인간 iPSC 유래 심근세포, 심장 섬유아세포 및 내피 세포를 사용하여 3D 심장 미세 조직 배열의 제조

Generation of human cardiomyocytes (CMs), cardiac fibroblasts (CFs), and endothelial cells (ECs) from induced pluripotent stem cells (iPSCs) has provided ...

Developing 3D Organized Human Cardiac Tissue within a Microfluidic Platform

미세 유체 플랫폼 내에서 3D 조직 된 인간 심장 조직 개발

The leading cause of death worldwide persists as cardiovascular disease (CVD). However, modeling the physiological and biological complexity of the heart ...