Name: magnetic adjustment of afterload in engineered heart tissues
Uploaded: 2020-05-05T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Magnetic Adjustment of Afterload in Engineered Heart Tissues at JoVE.com

저자는 조직 문화 작업에 그녀의 지원에 대한 Jutta Starbatty 감사, 사진에 대한 악셀 키르히호프, 편집 작업에 대한 앨리스 카사 그란데 세스코네토, 이 장치의 개발에 기술 지원을 위한 Bülent Aksehirlioglu에 특별한 감사. B.B.는 DZHK (독일 심혈관 연구 센터) 학자 그랜트, 휘태커 국제 박사 후 학자 그랜트 및 DZHK의 기금에 의해 M.L.R.에 의해 지원되었습니다.

1. 애프터로드 튜닝 플랫폼 의 준비
참고: 프로토콜의 이 부분에 관련된 단계는 시간에 민감하지 않습니다.
<ol><li>자기 반응성 실리콘 랙 제조 참고: 이러한 랙은 EHT의 문화 권역 역할을 합니다. 각 EHT는 조직에 애프터 로드를 부여하는 두 개의 실리콘 기둥 사이에 중단됩니다. 애프터로드의 정도는 이러한 게시물의 강성과 직접적인 관련이 있습니?...

<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. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preserved+cardiac+function+after+chronic+spinal+cord+injury.">Preserved cardiac function after chronic spinal cord injury.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 87 (9), 1195-1200 (2006).</li><li>Perhonen, M. 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=Cardiac+atrophy+after+bed+rest+and+spaceflight.">Cardiac atrophy after bed rest and spaceflight.</a> Journal of Applied Physiology. 91 (2), 645-653 (2001).</li><li>Levy, D., Larson, M. G., Vasan, R. S., Kannel, W. B., Ho, 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=The+progression+from+hypertension+to+congestive+heart+failure.">The progression from hypertension to congestive heart failure.</a> Journal of the American Medical Association. 275 (20), 1557-1562 (1996).</li><li>Levy, 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=Long-term+trends+in+the+incidence+of+and+survival+with+heart+failure.">Long-term trends in the incidence of and survival with heart failure.</a> The New England Journal of Medicine. 347 (18), 1397-1402 (2002).</li><li>Maggioni, A. P., 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=EURObservational+Research+Programme:+regional+differences+and+1-year+follow-up+results+of+the+Heart+Failure+Pilot+Survey+(ESC-HF+Pilot).">EURObservational Research Programme: regional differences and 1-year follow-up results of the Heart Failure Pilot Survey (ESC-HF Pilot).</a> European Journal of Heart Failure. 15 (7), 808-817 (2013).</li><li>Mozaffarian, 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=Heart+disease+and+stroke+statistics--2015+update:+a+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics--2015 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 131 (4), 29 (2015).</li><li>Klautz, R. J., Teitel, D. F., Steendijk, P., van Bel, F., Baan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+between+afterload+and+contractility+in+the+newborn+heart:+evidence+of+homeometric+autoregulation+in+the+intact+circulation.">Interaction between afterload and contractility in the newborn heart: evidence of homeometric autoregulation in the intact circulation.</a> Journal of the American College of Cardiology. 25 (6), 1428-1435 (1995).</li><li>Liedtke, A. J., Pasternac, A., Sonnenblick, E. H., Gorlin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+canine+ventricular+dimensions+with+acute+changes+in+preload+and+afterload.">Changes in canine ventricular dimensions with acute changes in preload and afterload.</a> The American Journal of Physiology. 223 (4), 820-827 (1972).</li><li>Toischer, K., 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=Differential+cardiac+remodeling+in+preload+versus+afterload.">Differential cardiac remodeling in preload versus afterload.</a> Circulation. 122 (10), 993-1003 (2010).</li><li>Zhang, 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=Cellular+Hypertrophy+and+Increased+Susceptibility+to+Spontaneous+Calcium-Release+of+Rat+Left+Atrial+Myocytes+Due+to+Elevated+Afterload.">Cellular Hypertrophy and Increased Susceptibility to Spontaneous Calcium-Release of Rat Left Atrial Myocytes Due to Elevated Afterload.</a> PloS one. 10 (12), 0144309 (2015).</li><li>Hori, M., 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=Loading+sequence+is+a+major+determinant+of+afterload-dependent+relaxation+in+intact+canine+heart.">Loading sequence is a major determinant of afterload-dependent relaxation in intact canine heart.</a> The American Journal of Physiology. 249, 747-754 (1985).</li><li>Schotola, 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=The+contractile+adaption+to+preload+depends+on+the+amount+of+afterload.">The contractile adaption to preload depends on the amount of afterload.</a> ESC Heart Failure. 4 (4), 468-478 (2017).</li><li>Sonnenblick, E. H., Downing, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Afterload+as+a+primary+determinat+of+ventricular+performance.">Afterload as a primary determinat of ventricular performance.</a> The American Journal of Physiology. 204, 604-610 (1963).</li><li>Hirt, M. 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=Increased+afterload+induces+pathological+cardiac+hypertrophy:+a+new+in+vitro+model.">Increased afterload induces pathological cardiac hypertrophy: a new in vitro model.</a> Basic Research in Cardiology. 107 (6), 307 (2012).</li><li>Hirt, M. 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=Deciphering+the+microRNA+signature+of+pathological+cardiac+hypertrophy+by+engineered+heart+tissue-+and+sequencing-technology.">Deciphering the microRNA signature of pathological cardiac hypertrophy by engineered heart tissue- and sequencing-technology.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 81, 1-9 (2015).</li><li>Dorn, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fuzzy+logic+of+physiological+cardiac+hypertrophy.">The fuzzy logic of physiological cardiac hypertrophy.</a> Hypertension. 49 (5), 962-970 (2007).</li><li>Hill, J. A., Olson, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+plasticity.">Cardiac plasticity.</a> The New England Journal of Medicine. 358 (13), 1370-1380 (2008).</li><li>Maillet, M., van Berlo, J. H., Molkentin, J. 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>

본 명세서에 설명된 프로토콜은 엔지니어링된 심장 조직에서 자기적으로 애프터로드를 변경하는 새로운 기술을 설명합니다. 이 기술은 압전 스테이지를 사용하여 강한 자석 판을 실리콘 포스트의 자기 반응 랙에서 멀어지게 합니다. 자석의 두 세트가 가까울수록, 그 위에 배양된 EHTs가 경험한 애프터로드가 더 강해집니다.
이 시스템의 성공적인 생산 및 사용에 중요한 몇 가?...

애프터로드는 혈액1을배출하기 시작한 후 심실의 수축기 하중입니다. 심장 발달 도중, 적당한 afterload는 심근세포 성숙을 위해 매우 중요합니다2. 성인기에서는, 심실 후부하의 낮은 수준 (예를 들면, 높은 수준의 척수 상해를 가진 침대에 누워 있는환자에서 3 또는 spaceflight4같이 아주 특별한 경우에) 심혼의 위축귀귀착될 수 있습니다. 반대로, 높은 후하중은 심장비대5로이어질 수 있습니다. 지구력 운동 선수 또는 임산부의 심장 비대는 유익하고 생리적인 것으로 간주되지만 장기 동맥 고혈압 또는 심한 대동맥 판막 협착과 관련된 비대는 심장 부정맥과 심부전을 유발하기 때문에 유해합니다6. 심부전 환자의 5년 사망률은 1980년대 6~70%에서6 현재 40~50%로 감소했지만, 여전히 이 매우 널리 퍼진 상태(현재 서구 세계 인구의 2.2%)에 대한 새로운 치료 치료 옵션에 대한 필요성이 매우크다.8.7
병리학적 심장 비대의 분자 기전을 조사하고 이 질병을 치료하기 위한 예방 또는 치료 전략을 테스트하기 위해, 생체 내 애프터로드 모델은99,10,,11,,12로개발되었다. 이 모델은 심실 성능에 대한 애프터로드의 영향에 대한 유익한 통찰력을 제공하지만, 애프터 로드 크기를 미세하게 제어 할 수 없습니다. 대안적으로, 절제된 심장 및 근육 제제에서 수행된 애프터로드의 시험관내 연구는 조직 로딩에 대한 보다 미세한 제어를 허용하지만, 이들 모델은 세로 연구에 도움이 되지 않는다13,,14,,15.
이러한 문제점을 극복하기 위해, 우리는 엔지니어링 된 심장 조직 (EHTs)16,,17에서상승 된 애프터 로드의 체외 모델을 개발했습니다. 이 모델은 유연한 중공 실리콘 기둥 사이에 현탁된 피브린 매트릭스에 내장된 쥐 심장 세포에 대한 3차원 배양 형식이다. 이 조직은 자발적으로 (실리콘 기둥의 저항에 대해) 치고 보조 작업을 수행합니다. 우리는 1 주일 동안 중공 실리콘 기둥에 단단한 금속 중괄호를 삽입하여 이전 실험에서 12의 비율로 EHT에 적용 된 애프터 로드를 증가시켰습니다. 이것은 병리학적인 심장 비대18,,19,,20의특징 : 심근 세포 비대, 부분 necroptosis, 수축력의 감소, 조직 이완의 손상, 태아 유전자 프로그램의 재활성화, 지방산 산화에서 혐기성 글리코 분해로의 대사 변화, 섬유증의 증가로 이어졌습니다. 이 절차는 여러 연구에서 성공적으로 채택되었지만17,,21,,22,몇 가지 단점이 있습니다. 애프터로드는 낮거나 매우 높은 두 가지 상태만 있으며 절차는 시간적 유연성을 제한하고 오염의 위험을 초래하는 EHT의 수동 처리가 필요합니다.
최근, 레너드 등은 실리콘포스트(23)에배양된 EHTs에서 애프터로드를 조절하기 위해 유사한 기술을 사용했다. 다양한 길이의 중괄호를 기둥 바깥쪽에 배치하여 굽힘 동작을 제한했습니다. 이 연구의 저자는 부하 강화 힘 개발 및 인간 iPS 파생 된 EHTs의 성숙에 있는 단수 작은 중간 증가 보고, 높은 하중 병 리 상태 결과 하는 동안. 그러나 우리 시스템과 마찬가지로 이 기법은 보조기의 길이에 따라 크기가 결정되는 애프터 로드의 단수 증가만 허용합니다. 따라서 이러한 기술로는 애프터로드의 미세 변경, 시간이 지남에 따라 애프터 로드의 수정 및 정확한 로딩 식이요법이 불가능합니다.
여기서, 우리는 후 저항, 즉, EHTs의 애프터로드를 자기적으로 조절하는 데 사용될 수 있는 시스템에 대한 프로토콜을제공한다.24. 이 플랫폼은 애프터로드의 미세 조정을 용이하게하고, 사용자 정의 애프터 로드 요법을 가능하게하며, EHT 멸균을 보장합니다.

<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

애프터로드는 생리학적 및 병리학적 심장 상태의 발달을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 따라서 변경된 애프터로드 상태의 결과를 연구하면 이러한 중요한 프로세스를 제어하는 메커니즘에 대한 중요한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 그러나, 시간이 지남에 따라 심장 조직에 정밀 하 게 미세 조정 애프터 로드에 대 한 실험 기술 현재 부족. 여기에서, 엔지니어링된 심혼 조직 (EHTs)에 있는 이 통제를 달성하기 위한 새로 개발된 자기 기지를 둔 기술은 기술됩니다. 자기 반응 형 EHTs (MR-EHTs)를 생산하기 위해, 조직은 중공 실리콘 기둥에 장착되며, 그 중 일부는 작은 영구 자석을 포함합니다. 영구 자석의 두 번째 세트는 동일한 극성을 지향하고 포스트 자석과 축으로 정렬되도록 아크릴 플레이트에 프레스 핏입니다. 애프터로드를 조정하기 위해 이 자석 플레이트는 인코더가 장착된 압전 스테이지를 사용하여 포스트 자석에서 (더 높은 애프터로드) 또는 멀리(하부 애프터로드)로 변환됩니다. 스테이지 포지셔닝을 조정하는 데 사용되는 모션 제어 소프트웨어는 사용자 정의 애프터로드 요법을 개발하도록 허용하며 인코더는 스테이지가 해당 위치의 불일치를 보정하도록 보장합니다. 이 작업은 전 세계의 다른 실험실에서 유사한 플랫폼을 개발할 수 있도록 이 시스템의 제작, 교정 및 구현에 대해 설명합니다. 2개의 개별적인 실험에서 대표적인 결과는 이 시스템을 사용하여 수행될 수 있는 상이한 연구의 범위를 예시하기 위해 포함된다.

자석 포스트 강성 정량화 수평 방향의 자기 반응 형 실리콘 포스트가 고정 된 위치에 장착되었으며 축 방향 정렬 교정 자석이이 게시물에서 정의 된 여러 거리 ("자석 간격")에 배치되었습니다. 알려진 중량의 테스트 하중은 실리콘 포스트의 끝에서 중단되어 포스트가 구부러지게 됩니다. 이러한 편향은 광학적으로 정량화되었다. 테스트 하중의 중력과 그에 따른 포스트 편향 사이?...

Watch this Scientific Journal Video about Magnetic Adjustment of Afterload in Engineered Heart Tissues at JoVE.com

Magnetic Adjustment of Afterload in Engineered Heart Tissues

이 프로토콜은 엔지니어링 된 심장 조직을위한 자기 기반 애프터 로드 튜닝 플랫폼의 제조 및 구현을 설명하는 자세한 방법을 제공합니다.

엔지니어링 심장 조직에서 후부하의 자기 조정

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

이 시스템은 조직 력 개발, 리모델링 및 성숙에 이러한 자극의 효과를 연구하기 위해, 후부하의 다양한 처방에 엔지니어링 된 심장 조직을 노출하는 데 사용할 수 있습니다. 우리의 기술은 세포 배양 판을 열 필요조차 없이 장기간 배양에 걸쳐 커스터마이징 할 수있는 후부하 루틴의 넓은 범위에 구타 조직을 정확하게 대상이 할 수 있습니다. 우리의 방법은 골격 근육, 부드러운 근육 또는 절제된 유두 근육과 같은 다른 근육 조직 배양 시스템에서 후부하를 제어하도록 수정될 수 있습니다.우리의 시스템 접근 방식은 다소 독특하고 많은 과학자들이 익숙하지 않은 기술적 측면을 특징으로하기 때문에 시각적 데모는 설정을 다시 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 자기 반응성 실리콘 랙을 제조하기 위해 텍스트 프로토콜에 설명된 실리콘 기둥의 패들 랙을 24개의 웰 플레이트를 획득한다. 고정 된 극성을 사용하여 자석을 물로 윤활하고 실리콘 랙의 가장 바깥쪽 기둥에 한 번에 하나씩 삽입합니다.스테인레스 스틸 치과 와이어의 혼합 조각을 사용하여 중공 포스트 캐비티의 바닥에 조심스럽게 밀어 넣습니다. 각 게시물에 최대 5개의 자석을 적층할 수 있습니다. 둥근 코 펜치를 사용하여 스테인레스 스틸 치과 와이어를 폭 11.25 밀리미터, 길이 15mm의 중괄호로 구부립니다.올바른 치수를 달성하려면 자체 만든 지그를 사용하여 와이어 굽힘에서 도움을 준 다음 와이어 커터를 사용하여 중괄호와 파일을 절단 하여 절단 표면을 부드럽게 할 수 있습니다. 중괄호 나 기둥을 물로 윤활하고 공정에서 두 번째와 세 번째를 가장 바깥쪽 포스트로 고정하는 실리콘 랙에 삽입합니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 튜닝 장치를 애프터로드를 준비하기 시작하고, 비자기 물질을 사용하여 압전 단계에 자석 홀더에 부착하여, 이것은 알루미늄의 L 형상 조각을 사용하여 달성될 수 있다.조직의 시각적 분석을 가능하게 하려면 애프터로드 튜닝 장치 내에 광원을 설치합니다. 여기에서 엔지니어를 아래에서 심장 조직에 비추기 위해 LED의 배열이 사용되었습니다. 애프터로드 튜닝 시스템을 보정하려면 실리콘 랙 중 하나를 장착하고 비자기 물질을 사용하여 수직으로 장착하여 자기 반응실리콘 기둥이 수평으로 지향됩니다.이제 수평으로 이동하는 선형 스테이지에 플레이트 자석 중 하나를 장착하여 자기 반응포스트와 축으로 정렬됩니다. 보정 자석을 수평 스테이지를 사용하여 자기 반응성 실리콘 포스트로부터 정의된 거리를 배치합니다. 테스트 하중의 영향으로 게시물 편향을 광학적으로 기록할 수 있도록 카메라를 이 설정 측면에 배치합니다.첨부된 하중이 자유롭게 중단될 수 있도록 포스트 아래에 충분한 공간이 있는지 확인합니다. 게시물 중립 위치에 대한 참조로 사용할 가중치가 없는 경우 게시물 사진을 찍습니다. 카메라의 원근을 변경하지 않고, 실리콘 포스트의 맨 끝에 하중 중 하나를 부착한 다음 무게의 영향으로 굽힘 포스트의 사진을 찍습니다.이제 x축의 실리콘 포스트의 편향을 y축의 각 테스트 중량의 중력에 대해 그래프로 분석합니다. 이렇게 하면 힘과 편향 사이의 선형 관계가 생성됩니다. 00및 수집 데이터를 통과하는 선형 회귀 함수를 플롯합니다.이 함수의 경사는 테스트된 자석 간격에서 자기 반응성 실리콘 포스트의 강성, k입니다. dmax와 dmin 사이의 여러 간격으로 이 단계를 반복합니다. 여기서 약 31밀리미터에서 약 5밀리미터에 이르는 8개의 다른 자석 위치에서 편향을 분석했습니다.이러한 값을 통해 많은 회귀 함수입니다. 예를 들어, 분석 소프트웨어에서 비선형 핏, 1상 붕괴 함수를 사용합니다. 이 회귀 함수는 자석 간격과 후부하 사이의 관계를 설명합니다.실험을 위해 애프터로드 튜닝 장치를 준비하려면 압전 스테이지 모터를 모션 컨트롤러에 연결하고 모션 컨트롤러를 컴퓨터에 연결합니다. 모션 컨트롤러가 전원에 연결되어 있는지 확인합니다. 그런 다음 모션 컨트롤러 플랫폼 소프트웨어를 시작하고 모션 제어 소프트웨어를 설치하는 동안 스테이지 보드로 지정된 포트를 선택하여 소프트웨어를 압착 단계 모터에 연결한 다음 오픈 포트 버튼을 클릭합니다.루프 드롭다운 메뉴에서 시스템 패널로 이동하여 열린 루프를 선택합니다. 자석 판을 가장 높은 위치로 수동으로 이동하면 가장 가까운 자석 간격 dmin이 있습니다. 자석 플레이트는 배양 판 마운트와 접촉해야합니다.이제 0 버튼처럼 모션 패널로 이동하여 압조 스테이지의 현재 위치를 0밀리미터로 재설정합니다. 자석 블레이드를 가능한 가장 낮은 위치로 수동으로 이동하여 인코더 위치를 적어 압전 스테이지 모터의 동작 범위를 결정합니다. 시스템 패널의 이동 제한을 이전 단계에서 결정된 모션 범위 내값으로 설정합니다.이렇게 하면 자석 블레이드가 배양 블레이드 또는 애프터로드 튜닝 장치의 바닥에 부딪히는 것을 방지할 수 있습니다. 다시 한 번 자석 블레이드를 가장 높은 위치로 이동하고 0 버튼을 클릭합니다. 시스템 패널로 이동하여 피드백 루프 모드를 닫힌 루프로 변경하면 이 작업을 수행하면 위치 지정의 오류가 수정됩니다.저장소 매개 변수 상자의 저장 단추를 클릭하여 이러한 설정을 시스템에 저장합니다. 이제 컬쳐 플레이트 마운트에 자기 반응성 실리콘 랙에 엔지니어링 심장 조직을 포함하는 24 개의 잘 배양 플레이트를 배치하십시오. 원하는 후부하를 달성하는 데 필요한 자석 간격을 계산하려면 d에 대해 이전에 결정된 비선형 회귀 함수를 해결합니다.계산된 자석 간격에서 Dmin을 빼내면 d. 그 결과 자석 플레이트가 원하는 후부하를 달성하기 위해 0 위치에서 이동해야 하는 거리입니다. 모션 패널의 대상 위치 1 입력 필드에 이 값을 입력하고 이동을 클릭하여 엔지니어링된 심장 조직의 후부하를 계산된 값으로 조정합니다.쥐 심장에서 생성된 MREHT를 제어하는 것은 수축력의 고원이 도달할 때까지 자기 후하중이 없는 상태에서 배양되었다. 이날 MREHT와 제어된 EHT도 비슷한 평균 병력을 가지고 있었다. 다음 주 동안 MREHT에 가해지는 후부하는 밀리미터당 91~6점 8개 5밀리뉴턴으로 점진적으로 증가했으며, EHT제어를 위한 애프터로드는 일정하게 유지되었습니다.평균 수축력은 9밀리뉴턴까지 증가한 후, 이는 제어된 EHT에 대해 측정된 평균 값에 비해 3배 이상 증가한 수치입니다. 반면에 포스트 편향은 제어 조직에 비해 감소하였다. 문화의 마지막 날에 MREHTs에 대해 측정된 주요 편향은 1밀리미터에 불과했으며, 대조군 EHT의 경우 48밀리미터를 가리키는 것과 비교됩니다.자기 반응실리콘 기둥에 있는 Rad EHT는 고원과 수축력에 도달할 때까지 밀리미터당 9밀리톤의 최소한의 후부하로 배양되었습니다. 이날부터 MREHT는 7일 후 하중 요법을 시행하여 EHT가 밀리미터당 9점 과 6점 85밀리터를 번갈아 가며 후부하를 순환시키는 데 노출되었습니다. 제어 EHT의 후하량은 문화의 전체 기간 동안 밀리미터 당 6 0 밀리뉴턴 지점에서 일정하게 유지되었습니다.관찰된 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. 광학 수축 분석과 결합하여, 이 방법은 생리근육 특성을 조사하는 데 유용할 수 있는 후부하의 변동크기에 대한 단기 수축 반응의 실시간 측정을 가능하게 한다. 강한 자석은 갑자기 서로 달라 붙어 잠재적으로 사용자에게 부상을 입히고 자석을 손상시킬 수 있으며 이를 피하기 위해 자석을 안전한 거리에서 분리할 수 있습니다.

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Analysis of Cardiomyocyte Development using Immunofluorescence in Embryonic Mouse Heart

배아 마우스 마음에 면역 형광을 이용하여 심근 개발 분석

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

연구

발생학

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

Gata4, Mef2c 및 Tbx5의 최적 비율을 표현하는 폴리 시스 트론 구조를 사용하여 유도 된 심근의 향상 발전

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

배아 줄기 세포와 조직의 심장 차별화의 성적인 규정

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

전기 자극을 사용하여 Biowires 인간 줄기 세포 유래 심근 세포의 성숙

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

Organotypic 문화 메서드 배아 치킨 조직 개발 연구를

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

나노-중재 siRNA 유전자 입을 성인 Zebrafish 마음에

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

마우스 두개안면 조직 및 분해되지 않은 뼈의 조직 준비 및 면역 염색

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

조류 배아 배아 Cardiomyocytes의 생체 내 주입에 대 한 microinjection 기반 시스템

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

마우스 심장 필드 특정 심장 전구 세포의 시험관 내 생성

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

정성적 및 정량적 조직학적 방법을 사용하여 마우스 배아의 선천성 심장 결함 분석

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 ...