Name: magnetic adjustment of afterload in engineered heart tissues
Uploaded: 2020-05-05T13:30:00
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Die Autoren danken Jutta Starbatty für ihre Unterstützung in der Gewebekulturarbeit, Axel Kirchhof für Fotografie, Alice Casagrande Cesconetto für die Schnittarbeit und ein besonderer Dank an Bülent Aksehirlioglu für die technische Unterstützung bei der Entwicklung dieses Gerätes. B.B. wurde von einem DZHK (German Centre for Cardiovascular Research) Scholar Grant, M.L.R. von einem Whitaker International Postdoctoral Scholar Grant und M.N.H. mit Mitteln der DZHK unterstützt.

1. Vorbereitung der Afterload Tuning Plattform
HINWEIS: Die Schritte in diesem Teil des Protokolls sind nicht zeitgenau.
<ol><li>Herstellung der magnetisch reagierenden Silikonregale HINWEIS: Diese Racks dienen als Kulturplattform für EHTs. Jedes EHT wird zwischen zwei Silikonpfosten aufgehängt, die dem Gewebe nachlagern. Der Grad der Nachlast hängt direkt mit der Steifigkeit dieser Pfosten zusammen. Um die magnetische Nachlastabstimmung zu ermögliche...

<ol>
	<li>Zipes, D. P., Libby, P., Bonow, R. O., Mann, D. L., Tomaselli, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine. 11th edn. , (2018).</li><li>McCain, M. L., Yuan, H., Pasqualini, F. S., Campbell, P. H., Parker, 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=Matrix+elasticity+regulates+the+optimal+cardiac+myocyte+shape+for+contractility.">Matrix elasticity regulates the optimal cardiac myocyte shape for contractility.</a> American Journal of Physiology- Heart and Circulatory Physiology. 306 (11), 1525-1539 (2014).</li><li>de Groot, P. C., van Dijk, A., Dijk, E., Hopman, M. 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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+basis+of+physiological+heart+growth:+fundamental+concepts+and+new+players.">Molecular basis of physiological heart growth: fundamental concepts and new players.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 14 (1), 38-48 (2013).</li><li>Stenzig, 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=DNA+methylation+in+an+engineered+heart+tissue+model+of+cardiac+hypertrophy:+common+signatures+and+effects+of+DNA+methylation+inhibitors.">DNA methylation in an engineered heart tissue model of cardiac hypertrophy: common signatures and effects of DNA methylation inhibitors.</a> Basic Research in Cardiology. 111 (1), 9 (2016).</li><li>Werner, T. R., Kunze, A. C., Stenzig, J., Eschenhagen, T., Hirt, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blockade+of+miR-140-3p+prevents+functional+deterioration+in+afterload-enhanced+engineered+heart+tissue.">Blockade of miR-140-3p prevents functional deterioration in afterload-enhanced engineered heart tissue.</a> Scientific Reports. 9 (1), 11494 (2019).</li><li>Leonard, 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=Afterload+promotes+maturation+of+human+induced+pluripotent+stem+cell+derived+cardiomyocytes+in+engineered+heart+tissues.">Afterload promotes maturation of human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes in engineered heart tissues.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 118, 147-158 (2018).</li><li>Rodriguez, M. L., Werner, T. R., Becker, B., Eschenhagen, T., Hirt, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetics-Based+Approach+for+Fine-Tuning+Afterload+in+Engineered+Heart+Tissues.">Magnetics-Based Approach for Fine-Tuning Afterload in Engineered Heart Tissues.</a> ACS Biomaterials Science &amp; Engineering. 5 (7), 3663-3675 (2019).</li><li>Mannhardt, I., 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=Automated+Contraction+Analysis+of+Human+Engineered+Heart+Tissue+for+Cardiac+Drug+Safety+Screening.">Automated Contraction Analysis of Human Engineered Heart Tissue for Cardiac Drug Safety Screening.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (122), e55461 (2017).</li></ol>

Das hier beschriebene Protokoll beschreibt eine neue Technik zur magnetischen Veränderung der Nachlast in technischen Herzgeweben. Diese Technik beruht auf der Verwendung einer piezoelektrischen Stufe, um eine Platte mit starken Magneten in Richtung und weg von magnetisch reagierenden Racks von Silikonpfosten zu übersetzen. Je näher die beiden Magnetsätze, desto stärker die Nachladung, die die EHTs auf ihnen kultiviert haben.
Es gibt mehrere Schritte, die für die erfolgreiche Produktion ...

Nachladen ist die systolische Belastung des Ventrikels, nachdem er begonnen hat, Blut auszuwerfen1. Während der Herzentwicklung ist eine geeignete Nachbelastung von entscheidender Bedeutung für die Kardiomyozytenreifung2. Im Erwachsenenalter können niedrige Konzentrationen ventrikulärer Nachbelastungen (z. B. bei bettlägerigen Patienten mit hoher Rückenmarksverletzung3 oder in sehr speziellen Fällen wie Raumflug4)zu einer Hypotrophie des Herzens führen. Umgekehrt kann eine hohe Nachbelastung zu einer Herzhypertrophie führen5. Während Herzhypertrophie bei Ausdauersportlern oder schwangeren Frauen als vorteilhaft und physiologisch gilt, Hypertrophie im Zusammenhang mit langfristiger arterieller Hypertonie oder schwerer Aortenklappenstenose ist schädlich, da es eine prädisponiert herzherzherzige Herzrhythmusstörungen und Herzinsuffizienz6. Obwohl die 5-Jahres-Sterblichkeitsrate für Herzinsuffizienzpatienten von 70 % in den 1980er Jahrenum 6 % auf 40–50 %7 gesunken ist, besteht nach wie vor ein großer Bedarf an neuen therapeutischen Behandlungsmöglichkeiten für diesen weit verbreiteten Zustand (derzeit 2,2 % der Bevölkerung in der westlichen Welt)8.
Um die molekularen Mechanismen der pathologischen Herzhypertrophie zu untersuchen und präventive oder therapeutische Strategien zur Behandlung dieser Krankheit zu testen, wurden in vivo Modelle der Nachbelastungentwickelt 9,10,11,12. Diese Modelle bieten zwar positive Einblicke in die Auswirkungen der Nachbelastung auf die ventrikuläre Leistung, erlauben jedoch keine feine Kontrolle über die Nachlastgröße. Alternativ ermöglichen In-vitro-Studien mit Nachbelastungen an ausgeschnittenen Herzen und Muskelpräparaten eine feinere Kontrolle der Gewebebelastung, aber diese Modelle sind nicht förderlich für Längsstudien13,14,15.
Um diese Probleme zu überwinden, entwickelten wir ein In-vitro-Modell erhöhter Nachbelastung in technischen Herzgeweben (EHTs)16,17. Dieses Modell ist ein dreidimensionales Kulturformat für Rattenherzzellen, eingebettet in eine Fibrinmatrix, die zwischen flexiblen Hohlsilikonpfosten aufgehängt ist. Diese Gewebe schlagen spontan (gegen die Widerstandsfähigkeit der Silikonpfosten) und führen auxotonic Arbeit. Wir haben die Nachlast, die in früheren Experimenten auf EHTs angewendet wurde, um den Faktor 12 erhöht, indem wir eine Woche lang starre Metallstützen in die hohlen Silikonpfosten eingesetzt haben. Dies führte zu einer Vielzahl von Veränderungen, charakteristisch für pathologische Herzhypertrophie18,19,20: Kardiomyozytenhypertrophie, partielle Nekkropotose, ein Rückgang der kontraktilen Kraft, die Beeinträchtigung der Gewebeentspannung, Reaktivierung des fetalen Genprogramms, eine metabolische Verschiebung von der Fettsäureoxidation zu anaeroben Glykolyse, und eine Zunahme der Fibrose. Obwohl dieses Verfahren in mehreren Studien erfolgreich eingesetzt wurde17,21,22, hat es einige Nachteile. Es gibt nur zwei Zustände, niedrige oder sehr hohe (12-fache) Nachlast, und das Verfahren erfordert eine manuelle Handhabung der EHTs, die ihre zeitliche Flexibilität einschränkt und das Risiko einer Kontamination darstellt.
Vor kurzem, Leonard et al. verwendet eine ähnliche Technik, um Nachladung in EHTs kultiviert auf Silikonpfosten23zu modulieren. Zahnspangen unterschiedlicher Länge wurden um die Außenseite der Pfosten gelegt, um ihre Biegebewegung einzuschränken. Die Autoren dieser Studie berichteten, dass eine einzigartige kleine bis mittlere Erhöhung der Last verbesserte Kraftentwicklung und Reifung von menschlichen iPS-abgeleiteten EHTs, während höhere Belastungen zu einem pathologischen Zustand führten. Ähnlich wie unser eigenes System erlaubt diese Technik jedoch nur eine einmalige Erhöhung der Nachlast, deren Größe durch die Länge der Klammern diktiert wird. Daher sind feine Änderungen in der Nachlast, Änderungen der Nachlast im Zeitverlauf und präzise Ladeschemas mit diesen Techniken nicht möglich.
Hier stellen wir das Protokoll für ein System zur Verfügung, mit dem der Nachwiderstand moduliert werden kann, d.h. nach dem Abladen von EHTs magnetisch24. Diese Plattform erleichtert die Feinabstimmung von Afterload, ermöglicht benutzerdefinierte Nachlastschemas und sorgt für EHT-Sterilität.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cylindrical plate magnets</td>
			<td>HKCM</td>
			<td>9962-55184</td>
			<td>h = 14 mm, d = 13 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cylindrical post magnets</td>
			<td>HKCM</td>
			<td>9962-63571</td>
			<td>h = 2 mm, d = 0.5 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental wire</td>
			<td>Ormco</td>
			<td>266-1316</td>
			<td>d = 0.016 inches (0.406 mm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GraphPad</td>
			<td>GraphPad Software, La Jolla, California, USA</td>
			<td>version 6.00 for Windows</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion control software for piezo motor</td>
			<td>Micronix USA</td>
			<td></td>
			<td>free download on manufacturer homepage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion controller for piezo motor</td>
			<td>Micronix USA</td>
			<td>MMC-100-01000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical contractility analysis platform</td>
			<td>EHT technologies</td>
			<td>A0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piezoelectric linear motor</td>
			<td>Micronix USA</td>
			<td>PPS-20-15206</td>
			<td>fitted with linear optical encoder, incubator-environment compatible</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Styrene Rod</td>
			<td>Plastruct</td>
			<td>MR-15</td>
			<td>d= 0.015 inches (0.381 mm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB camera</td>
			<td>Reichelt Elektronik</td>
			<td>REFLECTA 66142</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

magnetic adjustment of afterload in engineered heart tissues

Afterload ist dafür bekannt, die Entwicklung von physiologischen und pathologischen Herzzuständen voranzutreiben. Daher könnte die Untersuchung der Ergebnisse veränderter Nachladezustände wichtige Einblicke in die Mechanismen liefern, die diese kritischen Prozesse steuern. Eine experimentelle Technik zur präzisen Feinabstimmung der Nachbelastung im Herzgewebe im Laufe der Zeit fehlt jedoch derzeit. Hier wird eine neu entwickelte magnetisch basierte Technik zur Erreichung dieser Kontrolle in technischen Herzgeweben (EHTs) beschrieben. Um magnetisch reagierende EHTs (MR-EHTs) herzustellen, werden die Gewebe auf hohlen Silikonpfosten montiert, von denen einige kleine Permanentmagnete enthalten. Ein zweiter Satz Permanentmagnete wird so in eine Acrylplatte eingelassen, dass sie mit der gleichen Polarität ausgerichtet und axial mit den Postmagneten ausgerichtet sind. Um die Nachlast einzustellen, wird diese Platte von Magneten in Richtung (höhere Nachlast) oder weg (niedrigere Nachlast) von den Postmagneten mit einer piezoelektrischen Stufe mit einem Encoder übersetzt. Die Bewegungssteuerungssoftware zur Einstellung der Bühnenpositionierung ermöglicht die Entwicklung benutzerdefinierter Nachlastschemas, während der Encoder sicherstellt, dass die Stufe alle Inkonsistenzen an seinem Standort korrigiert. Diese Arbeit beschreibt die Herstellung, Kalibrierung und Implementierung dieses Systems, um die Entwicklung ähnlicher Plattformen in anderen Labors auf der ganzen Welt zu ermöglichen. Repräsentative Ergebnisse aus zwei separaten Experimenten sind enthalten, um die Bandbreite der verschiedenen Studien zu veranschaulichen, die mit diesem System durchgeführt werden können.

Magnetpoststeifigkeit Quantifizierung Ein horizontal ausgerichteter magnetisch reagierender Silikonpfosten wurde in einer festen Position montiert und ein axial ausgerichteter Kalibriermagnet in mehreren definierten Abständen ("Magnetabstände") von diesem Pfosten platziert. Testladungen von bekanntem Gewicht wurden am Ende des Silikonpfostens aufgehängt, wodurch sich der Pfosten verbiegen musste. Diese Durchbiegung wurde optisch quantifiziert. Bei allen Magnetabständen wurde eine lineare Beziehung...

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Magnetic Adjustment of Afterload in Engineered Heart Tissues

Dieses Protokoll enthält detaillierte Methoden, die die Herstellung und Implementierung einer magnetisch basierten Afterload-Tuning-Plattform für technisches Herzgewebe beschreiben.

Magnetische Anpassung der Nachbelastung in technischen Herzgeweben

Afterload is known to drive the development of both physiological and pathological cardiac states. As such, studying the outcomes of altered afterload ...

Dieses System kann verwendet werden, um technische Herzgewebe unterschiedlichen Schemata der Nachbelastung auszusetzen, um die Auswirkungen dieser Reize auf die Entwicklung von Gewebekraft, Umbau und Reifung zu untersuchen. Unsere Technik ermöglicht es, Schlaggewebe über längere Zeiträume der Kultur präzise einem breiten Spektrum anpassbarer Nachladeroutinen zu unterwerfen, ohne auch nur die Zellkulturplatte öffnen zu müssen. Unsere Methode könnte modifiziert werden, um Nachbelastung in anderen Muskelgewebe Kultursystem zu kontrollieren, wie Skelettmuskel, glatten Muskel oder zerfänglichen Papillarmuskel.Da unser Systemansatz ziemlich einzigartig ist und technische Aspekte aufweist, mit denen viele Wissenschaftler nicht vertraut sind, kann visuelle Demonstration bei der Nachbildung unseres Setups helfen. Zur Herstellung der magnetisch reaktionsfähigen Silikon-Racks, erwerben Sie die 24 Well-Platte kann Paddle Racks von Silikonpfosten im Textprotokoll beschrieben. Mit einer festen Polarität die Magnete mit Wasser schmieren und nacheinander in die äußersten Pfosten der Silikonträger einsetzen.Verwenden Sie ein gemischtes Stück Edelstahl-Zahndraht, um sie vorsichtig auf den Boden der Hohlpfostenhöhle zu schieben. An jedem Pfosten können bis zu fünf Magnete gestapelt werden. Verwenden Sie runde Nasenzange, um Edelstahl-Zahndraht in Zahnspangen zu biegen 11,25 Millimeter breit und 15 Millimeter lang.Um sicherzustellen, dass die richtigen Abmessungen erreicht werden, kann man eine selbst gemachte Vorrichtung verwenden, um bei der Drahtbiegung zu helfen, und dann Drahtschneider verwenden, um die Klammern und die Datei zu schneiden, um die Schnittfläche zu glätten. Schmieren Sie die Klammern oder Pfosten mit Wasser und legen Sie sie in das Silikon-Rack, fixieren Sie den zweiten und dritten an den äußersten Pfosten in den Prozess. Beginnen Sie mit der Vorbereitung der Nachladung der Tuning-Vorrichtung, wie im Textprotokoll beschrieben, befestigen Sie den Magnethalter an der piezoelektrischen Bühne mit einem nicht magnetischen Material, kann dies mit einem L-förmigen Stück Aluminium erreicht werden.Um eine visuelle Analyse des Gewebes zu ermöglichen, installieren Sie eine Lichtquelle innerhalb des Nachlade-Tuning-Geräts. Hier wurde eine Reihe von LEDs eingesetzt, um den Ingenieur von unten mit Herzgewebe nanzuleuchten. Um das Afterload-Tuning-System zu kalibrieren, montieren Sie eines der Silikon-Racks und vertikal mit nicht magnetischen Materialien, so dass die magnetisch reagierenden Silikonpfosten horizontal ausgerichtet sind.Montieren Sie nun einen der Plattenmagneten auf einer horizontal fahrenden linearen Stufe, so dass er axial mit dem magnetisch reagierenden Pfosten ausgerichtet ist. Positionieren Sie den Kalibriermagneten mit hilfe der horizontalen Stufe einen definierten Abstand vom magnetisch reagierenden Silikonpfosten. Platzieren Sie eine Kamera an der Seite dieses Setups, um die Pfostenablenkung unter dem Einfluss der Testlasten optisch aufzeichnen zu können.Stellen Sie sicher, dass unter dem Pfosten genügend Platz vorhanden ist, damit die angeschlossenen Lasten frei hängen. Nehmen Sie ein Bild des Beitrags in Ermangelung von Gewichtungen als Referenz für die Beiträge neutrale Position zu verwenden. Ohne die Perspektive der Kamera zu ändern, befestigen Sie eine der Lasten am Ende des Silikonpfostens, und machen Sie dann ein Bild von der Postbiegung unter dem Einfluss des Gewichts.Nun wird die Umlenkung des Silikonpfostens auf der x-Achse gegen die Gravitationskraft jedes Prüfgewichts auf der y-Achse dargestellt. Dies sollte zu einer linearen Beziehung zwischen Kraft und Ablenkung führen. Zeichnen Sie eine lineare Regressionsfunktion, die durch 00 und die Erfassungsdaten geht.Die Neigung dieser Funktion ist die Steifigkeit, k des magnetisch reagierenden Silikonpfostens am getesteten Magnetabstand. Wiederholen Sie diese Schritte in mehreren Abständen zwischen dmax und einem dmin. Hier wurden Verformungen an acht verschiedenen Magnetpositionen von etwa 31 Millimetern bis etwa fünf Millimeter n. Chr. analysiert.Viele Regressionsfunktionen durch diese Werte. Verwenden Sie z. B. die nichtlineare Anpassung, eine Phasenzerfallsfunktion in der Analysesoftware. Diese Regressionsfunktion beschreibt die Beziehung zwischen Magnetabstand und Nachlast.Um das Nachlast-Tuning-Gerät für Experimente vorzubereiten, schließen Sie den piezoelektrischen Stufenmotor an den Motion Controller an und schließen Sie den Motion Controller an den Computer an. Stellen Sie sicher, dass der Motion Controller auch an eine Stromquelle angeschlossen ist. Starten Sie dann die Motion-Controller-Plattform-Software, verbinden Sie die Software mit dem Piezo-Bühnenmotor, indem Sie den Port auswählen, der während der Installation der Motion Control-Software als Bühnenplatine bezeichnet wird, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche "Öffnen des Ports".Gehen Sie zum Systemfenster, wählen Sie Open Loop im Dropdown-Menü der Schleife aus. Bewegen Sie die Magnetplatte manuell in ihre höchste Position, den nächsten möglichen Magnetabstand dmin. Die Magnetplatte sollte mit der Kulturplattenhalterung in Kontakt kommen.Gehen Sie nun zum Motion Panel, wie die Null-Taste, um die aktuelle Position der Piezo-Stufe auf null Millimeter zurückzusetzen. Bewegen Sie die Magnetklinge manuell in ihre niedrigstmögliche Position, notieren Sie die Geberposition, um den Bewegungsbereich für den piezoelektrischen Stufenmotor zu bestimmen. Legen Sie die Fahrgrenzen im Systembereich auf Werte innerhalb des im vorherigen Schritt festgelegten Bewegungsbereichs fest.Dadurch wird verhindert, dass die Magnetklinge in die Kulturklinge oder die Unterseite des Nachlade-Tuning-Geräts stößt. Bewegen Sie die Magnetklinge erneut in ihre höchste Position und klicken Sie auf die Null-Taste. Wechseln Sie zum Systemfenster, und ändern Sie den Feedback-Loop-Modus in eine geschlossene Schleife, wodurch sichergestellt wird, dass die Stufe alle Fehler in ihrer Positionierung korrigiert.Klicken Sie auf die Schaltfläche Speichern im Feld Speicherparameter, um diese Einstellungen im System zu speichern. Legen Sie nun die 24 Brunnenkulturplatte mit künstlichem Herzgewebe auf magnetisch reaktionsfähige Silikonregale auf die Kulturplatte. Um den Magnetabstand zu berechnen, der erforderlich ist, um eine gewünschte Nachlast zu erreichen, lösen Sie die nichtlineare Regressionsfunktion, die zuvor für d bestimmt wurde.Dmin vom berechneten Magnetabstand d subtrahieren. Das Ergebnis ist der Abstand, den die Magnetplatte von ihrer Nullposition aus zurücklegen muss, um die gewünschte Nachlast zu erreichen. Geben Sie diesen Wert in das Eingabefeld Zielposition ein im Bewegungsbedienfeld ein, und klicken Sie auf Gehe, um die Nachlast des technischen Herzgewebes an den berechneten Wert anzupassen.Kontrolle eines MREHTs, die aus Rattenherzen hergestellt wurden, wurde in Ermangelung magnetischer Nachladung kultiviert, bis ein Plateau in kontraktiler Kraft erreicht wurde. An diesem Tag hatten MREHTs und kontrollierte EHTs ähnliche mittlere Kräfte. In der nächsten Woche wurde die Nachlast, die auf MREHTs ausgeübt wurde, schrittweise von Punkt neun eins auf sechs Punkt acht fünf Millinewton pro Millimeter erhöht, während die Nachlast zur Steuerung von EHTs konstant blieb.Die mittlere kontraktile Kraft erhöhte sich mit zunehmender Nachlast bis zu Punkt neun fünf Millinewton, was mehr als eine dreifache Erhöhung der Kraft im Vergleich zum Durchschnittswert für kontrollierte EHTs markiert. Die Post-Ablenkung hingegen verringerte sich im Vergleich zu Kontrollgeweben. Am letzten Kulturtag betrug die für MREHTs gemessene Hauptablenkung nur einen Millimeter, verglichen mit Punkt vier acht Millimetern für die Steuerung von EHT.Rad-EHTs auf magnetisch reagierenden Silikonpfosten wurden mit einer minimalen Nachlast von Punkt neun ein Millinewton pro Millimeter kultiviert, bis eine Plateau- und Kontraktilkraft erreicht war. Von diesem Tag an unterzog sich MREHTs einem siebentägigen Nachlastschema, das die EHTs Zyklen der Nachlast aussetzt, die sich zwischen Punkt neun eins und sechs Punkt acht fünf Millinewton pro Millimeter abwechseln. Die Nachlast der Steuerung EHt es wurde konstant gehalten an Punkt sechs Null Millinewton pro Millimeter über die gesamte Dauer der Kultur.Die beobachteten Unterschiede waren statistisch nicht signifikant. In Kombination mit einer optischen Kontraktilitätsanalyse ermöglicht diese Methode die Echtzeitmessung der kurzfristigen kontraktilen Reaktion auf schwankende Größen der Nachlast, die für die Untersuchung physiologischer Muskeleigenschaften nützlich sein könnte. Starke Magnete können sich plötzlich aneinander klammern, was möglicherweise Zuverletzungen für den Benutzer verursacht und die Magnete selbst beschädigt, um dies zu vermeiden, den Magneten in einem sicheren Abstand zu trennen.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Analysis of Cardiomyocyte Development using Immunofluorescence in Embryonic Mouse Heart

Analyse Cardiomyocyte Entwicklung mit Immunfluoreszenz in embryonalen Maus Herz

During heart development, the generation of myocardial-specific structural and functional units including sarcomeres, contractile myofibrils, intercalated ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Improved Generation of Induced Cardiomyocytes Using a Polycistronic Construct Expressing Optimal Ratio of Gata4, Mef2c and Tbx5

Verbesserte Generierung induzierter Kardiomyozyten Mit einem Polycistronische Construct Ausdruck optimale Verhältnis von Gata4, Mef2c und Tbx5

Direct conversion of cardiac fibroblasts (CFs) into induced cardiomyocytes (iCMs) holds great potential for regenerative medicine by offering alternative ...

Epigenetic Regulation of Cardiac Differentiation of Embryonic Stem Cells and Tissues

Epigenetische Regulation der Herz Differenzierung von embryonalen Stammzellen und Gewebe

Specific gene transcription is a key biological process that underlies cell fate decision during embryonic development. The biological process is mediated ...

Maturation of Human Stem Cell-derived Cardiomyocytes in Biowires Using Electrical Stimulation

Reifung von humanen Stammzellen abgeleiteten Kardiomyozyten in Biowires Verwendung elektrischer Stimulation

Human pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hPSC-CMs) have been a promising cell source and have thus encouraged the investigation of their ...

Organotypic Culture Method to Study the Development Of Embryonic Chicken Tissues

Organotypischen Kultur-Methode, die Entwicklung der embryonalen Gewebe zu studieren

The embryonic chicken is commonly used as a reliable model organism for vertebrate development. Its accessibility and short incubation period makes it ...

Nanoparticle-mediated siRNA Gene-silencing in Adult Zebrafish Heart

Nanopartikel-vermittelten SiRNA Gen-silencing in Erwachsenen Zebrafisch-Herz

Mammals have a very limited capacity to regenerate the heart after myocardial infarction. On the other hand, the adult zebrafish regenerates its heart ...

Tissue Preparation and Immunostaining of Mouse Craniofacial Tissues and Undecalcified Bone

Gewebevorbereitung und Immunostainierung von Craniofacial Tissues und unkalkulierten Knochen

Tissue immunostaining provides highly specific and reliable detection of proteins of interest within a given tissue. Here we describe a complete and ...

Microinjection-based System for In Vivo Implantation of Embryonic Cardiomyocytes in the Avian Embryo

Mikroinjektion basierenden System für In Vivo Implantation von embryonalen Kardiomyozyten des aviären Embryos

Interpreting the relative impact of cell autonomous patterning versus extrinsic microenvironmental influence on cell lineage determination represents a ...

In Vitro Generation of Heart Field-specific Cardiac Progenitor Cells

In Vitro-Generierung von Mausherzfeldspezifischen Herzvorläuferzellen

Pluripotent stem cells offer great potential for understanding heart development and disease and for regenerative medicine. While recent advances in ...

Analysis of Congenital Heart Defects in Mouse Embryos Using Qualitative and Quantitative Histological Methods

Analyse von angeborenen Herzfehlern bei Mausembryonen mit qualitativen und quantitativen histologischen Methoden

Congenital heart defects (CHD) are the most common type of birth defect in humans, affecting up to 1% of all live births. However, the underlying causes ...