Name: voltage-dependent potassium current recording on h9c2 cardiomyocytes via the whole-cell patch-clamp technique
Uploaded: 2022-11-11T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Voltage-Dependent Potassium Current Recording on H9c2 Cardiomyocytes via the Whole-Cell Patch-Clamp Technique at JoVE.com

Vi setter pris på den økonomiske støtten fra National Natural Science Foundation of China (82130113) og Key R&D and Transformation Program fra Science & Technology Department of Qinghai Province (2020-SF-C33).

De kommersielt oppnådde H9c2-rottekardiomyocytter (se materialtabellen) ble inkubert i DMEM som inneholdt 10% varmeinaktivert føtalt bovint serum (FBS) og 1% penicillin-streptomycin ved 37 ° C i en 5% CO2 fuktet atmosfære. Helcellepatchklemmeteknikken ble deretter brukt for å oppdage endringene iI Kv i normale H9c2-celler og 4-AP- eller AC-behandlede celler (figur 1 og figur 2).
1. Opp...

<ol>
	<li>Luan, Q. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+transport+and+ion+channels+in+biofilms.">Passive transport and ion channels in biofilms.</a> Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Intramongoljcae. 2, 215-235 (1984).</li><li>Lei, M., Sun, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+the+mechanism+of+arrhythmia+induced+by+sodium+channel+disease.">Advances in the mechanism of arrhythmia induced by sodium channel disease.</a> Journal of Clinical Cardiology. 21 (4), 246-248 (2005).</li><li>Varr&#243;, 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+transmembrane+ion+channels+and+action+potentials:+Cellular+physiology+and+arrhythmogenic+behavior.">Cardiac transmembrane ion channels and action potentials: Cellular physiology and arrhythmogenic behavior.</a> Physiological Reviews. 101 (3), 1083-1176 (2021).</li><li>Campuzano, O., 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=Negative+autopsy+and+sudden+cardiac+death.">Negative autopsy and sudden cardiac death.</a> International Journal of Legal Medicine. 128 (4), 599-606 (2014).</li><li>Amin, A. S., Asghari-Roodsari, A., Tan, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+sodium+channelopathies.">Cardiac sodium channelopathies.</a> Pflu&#776;gers Archiv: European Journal of Physiology. 460 (2), 223-237 (2010).</li><li>Benitah, J. 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=Voltage+gated+Ca2++currents+in+the+human+pathophysiologic+heart:+A+review.">Voltage gated Ca2+ currents in the human pathophysiologic heart: A review.</a> Basic Research in Cardiology. 97 (1), 111-118 (2002).</li><li>Banyasz, T., Horvath, B., Jian, Z., Izu, L. T., Chen-Izu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+dissection+of+multiple+ionic+currents+in+single+cardiac+myocytes+under+action+potential-clamp.">Sequential dissection of multiple ionic currents in single cardiac myocytes under action potential-clamp.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 50 (3), 578-581 (2011).</li><li>Nerbonne, J. M. <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+functional+myocardial+potassium+channel+diversity.">Molecular basis of functional myocardial potassium channel diversity.</a> Cardiac Electrophysiology Clinics. 8 (2), 257-273 (2016).</li><li>Grant, A. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+ion+channels.">Cardiac ion channels.</a> Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 2 (2), 185-194 (2009).</li><li>Olson, T. 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=Kv1.5+channelopathy+due+to+KCNA5+loss-of-function+mutation+causes+human+atrial+fibrillation.">Kv1.5 channelopathy due to KCNA5 loss-of-function mutation causes human atrial fibrillation.</a> Human Molecular Genetics. 15 (14), 2185-2191 (2006).</li><li>Christophersen, I. E., 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=Genetic+variation+in+KCNA5:+impact+on+the+atrial-specific+potassium+current+IKur+in+patients+with+lone+atrial+fibrillation.">Genetic variation in KCNA5: impact on the atrial-specific potassium current IKur in patients with lone atrial fibrillation.</a> European Heart Journal. 34 (20), 1517-1525 (2013).</li><li>Barry, D. M., Xu, H., Schuessler, R. B., Nerbonne, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+knockout+of+the+transient+outward+current,+long-QT+syndrome,+and+cardiac+remodeling+in+mice+expressing+a+dominant-negative+Kv4+alpha+subunit.">Functional knockout of the transient outward current, long-QT syndrome, and cardiac remodeling in mice expressing a dominant-negative Kv4 alpha subunit.</a> Circulation Research. 83 (5), 560-567 (1998).</li><li>Abbott, G. W., Xu, X., Roepke, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+ancillary+subunits+on+ventricular+repolarization.">Impact of ancillary subunits on ventricular repolarization.</a> Journal of Electrocardiology. 40, 42-46 (2007).</li><li>Jia, W. 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=Recent+studies+on+the+application+of+patch-clamp+technique+in+cellular+electrophysiology.">Recent studies on the application of patch-clamp technique in cellular electrophysiology.</a> Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities. 32 (4), 767-778 (2018).</li><li>Leuthardt, E. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+the+electrocorticographic+speech+network+to+control+a+brain-computer+interface+in+humans.">Using the electrocorticographic speech network to control a brain-computer interface in humans.</a> Journal of Neural Engineering. 8 (3), 1-3 (2011).</li><li>Tian, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+applying+progress+of+patch-clamp+technique.">The applying progress of patch-clamp technique.</a> Journal of Jilin Medical University. 4, 227-229 (2008).</li><li>Wang, Z. 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=Effects+of+shensong+yangxin+capsule+on+c-type+Kv1.4+potassium+channel.">Effects of shensong yangxin capsule on c-type Kv1.4 potassium channel.</a> Chinese Heart Journal. 21 (6), 782-785 (2009).</li><li>Huang, X. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+resveratrol+on+Kv2.1+potassium+channels+in+cardiac+myocytes.">The effect of resveratrol on Kv2.1 potassium channels in cardiac myocytes.</a> Chinese Journal of Cardiac Pacing and Electrophysiology. 34 (5), 484-487 (2020).</li><li>Wang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+neferine+on+Kv4.3+channels+expressed+in+HEK293+cells+and+ex+vivo+electrophysiology+of+rabbit+hearts.">Effects of neferine on Kv4.3 channels expressed in HEK293 cells and ex vivo electrophysiology of rabbit hearts.</a> Acta Pharmacologica Sinica. 36 (12), 1451-1461 (2005).</li><li>Gao, 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=Aconitine:+A+review+of+its+pharmacokinetics,+pharmacology,+toxicology+and+detoxification.">Aconitine: A review of its pharmacokinetics, pharmacology, toxicology and detoxification.</a> Journal of Ethnopharmacology. 293, 115270 (2022).</li><li>Zhou, W., 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+efficacy+and+toxicity+of+aconitine:+A+new+frontier+for+the+ancient+poison.">Cardiac efficacy and toxicity of aconitine: A new frontier for the ancient poison.</a> Medicinal Research Reviews. 41 (3), 1798-1811 (2021).</li><li>An, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+tegaserod,+a+gastrokinetic+agent,+on+voltage-gated+K++channels+in+rabbit+coronary+arterial+smooth+muscle+cells.">The effects of tegaserod, a gastrokinetic agent, on voltage-gated K+ channels in rabbit coronary arterial smooth muscle cells.</a> Clinical and Experimental Pharmacology &amp; Physiology. 48 (5), 748-756 (2021).</li><li>Sun, Q., Liu, F., Zhao, J., Wang, P., Sun, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cleavage+of+Kv2.1+by+BACE1+decreases+potassium+current+and+reduces+neuronal+apoptosis.">Cleavage of Kv2.1 by BACE1 decreases potassium current and reduces neuronal apoptosis.</a> Neurochemistry International. 155, 105310 (2022).</li><li>Manz, K. M., Siemann, J. K., McMahon, D. G., Grueter, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patch-clamp+and+multi-electrode+array+electrophysiological+analysis+in+acute+mouse+brain+slices.">Patch-clamp and multi-electrode array electrophysiological analysis in acute mouse brain slices.</a> STAR Protocols. 2 (2), 100442 (2021).</li><li>Kanda, H., Tonomura, S., Dai, Y., Gu, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protocol+for+pressure-clamped+patch-clamp+recording+at+the+node+of+Ranvier+of+rat+myelinated+nerves.">Protocol for pressure-clamped patch-clamp recording at the node of Ranvier of rat myelinated nerves.</a> STAR Protocols. 2 (1), 100266 (2021).</li><li>Ma, 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=High+purity+human-induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes:+electrophysiological+properties+of+action+potentials+and+ionic+currents.">High purity human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes: electrophysiological properties of action potentials and ionic currents.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 301 (5), 2006-2017 (2011).</li><li>Yoshimura, 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=Application+of+in+vivo+patch-clamp+technique+to+pharmacological+analysis+of+synaptic+transmission+in+the+CNS.">Application of in vivo patch-clamp technique to pharmacological analysis of synaptic transmission in the CNS.</a> Nihon Yakurigaku Zasshi. Folia Pharmacologica Japonica. 124 (2), 111-118 (2004).</li><li>Aziz, Q., Nobles, M., Tinker, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-cell+and+perforated+patch-clamp+recordings+from+acutely-isolated+murine+sinoatrial+node+cells.">Whole-cell and perforated patch-clamp recordings from acutely-isolated murine sinoatrial node cells.</a> Bio-protocol. 10 (1), 3478 (2020).</li><li>Witchel, H. J., Milnes, J. T., Mitcheson, J. S., Hancox, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Troubleshooting+problems+with+in+vitro+screening+of+drugs+for+QT+interval+prolongation+using+HERG+K++channels+expressed+in+mammalian+cell+lines+and+Xenopus+oocytes.">Troubleshooting problems with in vitro screening of drugs for QT interval prolongation using HERG K+ channels expressed in mammalian cell lines and Xenopus oocytes.</a> Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 48 (2), 65-80 (2002).</li><li>Rodriguez-Menchaca, A. A., Ferrer, T., Navarro-Polanco, R. A., Sanchez-Chapula, J. A., Moreno-Galindo, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+the+whole-cell+patch-clamp+configuration+on+the+pharmacological+assessment+of+the+hERG+channel:+Trazodone+as+a+case+example.">Impact of the whole-cell patch-clamp configuration on the pharmacological assessment of the hERG channel: Trazodone as a case example.</a> Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 69 (3), 237-244 (2014).</li><li>Yang, S., Liu, Z. W., Zhang, Y. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+in+vivo+patch+clamp+technique.">The development of in vivo patch clamp technique.</a> Chinese Remedies &amp; Clinics. 5, 399-401 (2003).</li><li>Lin, Y. F., Ouyang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Research+progress+and+application+of+patch+clamp+technique.">Research progress and application of patch clamp technique.</a> Strait Pharmaceutical Journal. 9, 8-11 (2008).</li><li>Li, S., 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=An+insight+into+current+advances+on+pharmacology,+pharmacokinetics,+toxicity+and+detoxification+of+aconitine.">An insight into current advances on pharmacology, pharmacokinetics, toxicity and detoxification of aconitine.</a> Biomedicine &amp; Pharmacotherapy. 151, 113115 (2022).</li><li>Chan, T., Chan, J., Tomlinson, B., Critchley, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chinese+herbal+medicines+revisited:+A+Hong+Kong+perspective.">Chinese herbal medicines revisited: A Hong Kong perspective.</a> Lancet. 342 (8886-8887), 1532-1534 (1993).</li><li>Jiang, H., Zhang, Y. T., Zhang, Y., Wang, X. B., Meng, X. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+updated+meta-analysis+based+on+the+preclinical+evidence+of+mechanism+of+aconitine-induced+cardiotoxicity.">An updated meta-analysis based on the preclinical evidence of mechanism of aconitine-induced cardiotoxicity.</a> Frontiers in Pharmacology. 13, 900842 (2022).</li><li>Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+toxicity+of+aconite+alkaloids.">Myocardial toxicity of aconite alkaloids.</a> Shenyang Pharmaceutical University. , (2007).</li><li>Li, 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=Aconitine+blocks+HERG+and+Kv1.5+potassium+channels.">Aconitine blocks HERG and Kv1.5 potassium channels.</a> Journal of Ethnopharmacology. 131 (1), 187-195 (2010).</li><li>Campbell, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modified+kinetics+and+selectivity+of+sodium+channels+in+frog+skeletal+muscle+fibers+treated+with+aconitine.">Modified kinetics and selectivity of sodium channels in frog skeletal muscle fibers treated with aconitine.</a> The Journal of General Physiology. 80 (5), 713-731 (1982).</li><li>Huang, X. Y., Ying, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+specific+protein+1+on+Kv2.1+potassium+channel+in+cardiac+myocytes.">The effect of specific protein 1 on Kv2.1 potassium channel in cardiac myocytes.</a> Journal of Electrocardiology and Circulation. 39 (4), 338-341 (2020).</li><li>Cao, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+application+of+patch+clamp+technique.">Development and application of patch clamp technique.</a> Journal of Yuncheng University. 27 (2), 53-55 (2009).</li></ol>

Den patch-clamp elektrofysiologiske teknikken brukes hovedsakelig til å registrere og reflektere den elektriske aktiviteten og funksjonelle egenskapene til ionkanaler på cellemembranen25. For tiden inkluderer de viktigste opptaksmetodene for patch-klemmeteknikken enkeltkanalsopptak og helcelleopptak26. For helcellemodus brukes glassmikroelektroden og undertrykket til å danne en høymotstandsforsegling mellom et lite område av cellemembranen og en pipettespiss<sup class=...

Ionkanaler er spesielle integrerte proteiner innebygd i lipid dobbeltlaget av cellemembranen. I nærvær av aktivatorer danner sentrene til slike spesielle integrerte proteiner svært selektive hydrofile porer, slik at ioner av passende størrelse og ladning kan passere gjennom på en passiv transportmåte1. Ionekanaler er grunnlaget for celle excitability og bioelektrisitet og spiller en nøkkelrolle i en rekke cellulære aktiviteter2. Hjertet leverer blod til andre organer gjennom regelmessige sammentrekninger som følge av en eksitasjonskontraksjonskoblet prosess initiert av handlingspotensialer3. Tidligere studier har bekreftet at genereringen av aksjonspotensialer i kardiomyocytter er forårsaket av endringen i intracellulær ionkonsentrasjon, og aktivering og inaktivering av Na+, Ca2+ og K+ ionkanaler i humane kardiomyocytter fører til dannelse av aksjonspotensialer i en bestemt sekvens 4,5,6. Forstyrret spenningsstyrt kalium (Kv) kanalstrømmer (IKv) kan endre normal hjerterytme, noe som fører til arytmier, som er en av de viktigste dødsårsakene. Derfor er registrering av IKv avgjørende for å forstå mekanismene til legemidler for behandling av livstruende arytmier7.
Kv-kanalen er en viktig komponent i kaliumkanalen. Koordinasjonsfunksjonen til Kv-kanalen spiller en viktig rolle i den elektriske aktiviteten og myokardial kontraktiliteten til pattedyrhjertet 8,9,10. I kardiomyocytter avhenger amplituden og varigheten av aksjonspotensialer av samledning av utgående K+-strømmer av flere Kv-kanalundertyper11. Reguleringen av Kv-kanalfunksjonen er svært viktig for normal repolarisering av hjertets aksjonspotensial. Selv den minste endringen i Kv-konduktans påvirker i stor grad hjerterepolarisering og øker muligheten for arytmi12,13.
Representerer en grunnleggende metode i cellulær elektrofysiologisk forskning, kan en høybestandig tetning mellom et lite område av cellemembranen og en pipettespiss for helcelle patch-klemmeopptak etableres ved å påføre et negativt trykk. Det kontinuerlige negative trykket gjør at cellemembranen kommer i kontakt med pipettespissen og fester seg på pipettens indre vegg. Den resulterende komplette elektriske kretsen gjør det mulig å registrere en hvilken som helst enkelt ionkanalstrøm over overflaten av cellemembranen14. Denne teknikken har en meget høy følsomhet for cellemembranionekanalstrømmen og kan brukes til å oppdage strømmer i alle ionkanaler, og applikasjonene er ekstremt brede15. Videre, sammenlignet med fluorescerende merking og radioaktiv merking, har patch-klemme høyere autoritet og nøyaktighet16. For tiden har helcellepatch-klemmeteknikken blitt brukt til å oppdage de tradisjonelle kinesiske medisinkomponentene som virker på Kv-kanalstrømmer17,18,19. For eksempel brukte Wang og medarbeidere helcellepatch-klemmeteknikken og bekreftet at den effektive komponenten av lotusfrøet kunne oppnå hemming av Kv4.3-kanalen ved å blokkere de aktiverte tilstandskanalene19. Akonitin (AC) er en av de effektive og aktive ingrediensene i Aconitum arter, som Aconitum carmichaeli Debx og Aconitum pendel Busch. Tallrike studier har vist at overdoser av AC kan forårsake arytmier og til og med hjertestans20. Samspillet mellom vekselstrøm og spenningsstyrte ionkanaler fører til forstyrrelse av intracellulær ionhomeostase, som er nøkkelmekanismen for kardiotoksisitet21. Derfor, i denne studien, brukes helcellepatch-klemmeteknikken til å bestemme effekten av AC på IKv av kardiomyocytter.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>4-Aminopyridine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>MKCJ2184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aconitine</td>
			<td>Chengdu Lemetian Medical Technology Co., Ltd</td>
			<td>DSTDW000602</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier</td>
			<td>Axon Instrument</td>
			<td>MultiClamp 700B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical Balance</td>
			<td>Sartorius</td>
			<td>124S-CW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATP Na2</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>416O022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass with filament (O.D.: 1.5 mm, I.D.: 1.10 mm, 10 cm length)&#160;</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td>163225-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture dish (100 mm)</td>
			<td>Zhejiang Sorfa Life Science Research Co., Ltd</td>
			<td>1192022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture dish (35 mm)</td>
			<td>Zhejiang Sorfa Life Science Research Co., Ltd</td>
			<td>3012022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clampex software</td>
			<td>Molecular Devices, LLC.</td>
			<td>Version 10. 5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clampfit software</td>
			<td>Molecular Devices, LLC.</td>
			<td>Version 10. 6. 0. 13</td>
			<td>data acqusition software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-(+)-glucose</td>
			<td>Rhawn</td>
			<td>RH289133</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital camera</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>C11440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digitizer</td>
			<td>Axon Instrument</td>
			<td>Axon digidata 1550B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMSO</td>
			<td>Boster Biological Technology Co., Ltd</td>
			<td>PYG0040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s modified eagle medium (1x)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>8121587</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Biofroxx</td>
			<td>EZ6789D115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>2166090RP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flaming/brown micropipette puller</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td>Model P-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H9c2 cells</td>
			<td>Hunan Fenghui Biotechnology Co., Ltd</td>
			<td>CL0111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCImageLive</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>4.5.0.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl</td>
			<td>Sichuan Xilong Scientific Co., Ltd</td>
			<td>2106081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Xiya Chemical Technology (Shandong) Co., Ltd</td>
			<td>20210221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Chengdu Colon Chemical Co., Ltd</td>
			<td>2020082501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOH</td>
			<td>Chengdu Colon Chemical Co., Ltd</td>
			<td>2020112601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td>Tianjin Guangfu Fine Chemical Research Institute</td>
			<td>20160408</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2&#183;6H2O</td>
			<td>Chengdu Colon Chemical Co., Ltd</td>
			<td>2021020101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td>MP-285A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX73</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope cover glass (20 &#215; 20 mm)</td>
			<td>Jiangsu Citotest Experimental Equipment Co. Ltd</td>
			<td>80340-0630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milli-Q</td>
			<td>Chengdu Bioscience Technology Co., Ltd</td>
			<td>Milli-Q IQ 7005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MultiClamp 700B commander</td>
			<td>Axon Instrument</td>
			<td>MultiClamp commander 2.0</td>
			<td>signal-amplifier software&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OriginPro 8 software</td>
			<td>OriginLab Corporation</td>
			<td>v8.0724(B724)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin (100x)</td>
			<td>Boster Biological Technology Co., Ltd</td>
			<td>17C18B16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PH&#160;meter&#160;</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>S201K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline (1x)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>8120485</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin 0.25% (1x)</td>
			<td>HyClone</td>
			<td>J210045</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

voltage-dependent potassium current recording on h9c2 cardiomyocytes via the whole-cell patch-clamp technique

Kaliumkanaler på myokardcellemembranen spiller en viktig rolle i reguleringen av celleelektrofysiologiske aktiviteter. Å være en av de viktigste ionkanalene, er spenningsstyrte kaliumkanaler (Kv) nært forbundet med noen alvorlige hjertesykdommer, for eksempel legemiddelindusert myokardskade og hjerteinfarkt. I denne studien ble helcellepatchklemmeteknikken brukt for å bestemme effekten av 1,5 mM 4-aminopyridin (4-AP, en bredspektret kaliumkanalhemmer) og akonitin (AC, 25 μM, 50 μM, 100 μM og 200 μM) på Kv-kanalstrømmen (IKv) i H9c2 kardiomyocytter. Det ble funnet at 4-AP hemmet I Kv med ca. 54%, mens den hemmende effekten av AC på IKv viste en doseavhengig trend (ingen effekt for 25 μM, 30% hemmende rate for 50 μM, 46% hemmende rate for 100 μM og 54% hemmende rate for 200 μM). På grunn av egenskapene til høyere følsomhet og presisjon, vil denne teknikken fremme utforskningen av kardiotoksisitet og de farmakologiske effektene av etnomedisinmålrettede ionkanaler.

Denne protokollen tillot opptak av IKv i henhold til parametrene som er angitt i helcellepatch-klemmeteknikken. IKv ble utløst av 150 ms depolariserende pulsstimulus fra −40 til +60 mV ved et holdepotensial på −60 mV (figur 3A). IKv av H9c2 rottekardiomyocytter dukket først opp rundt -20 mV, og deretter økte amplituden med ytterligere depolarisering. Det gjennomsnittlige forholdet mellom IKv og membranpotensialet ble beregnet ut fra de mål...

Watch this Scientific Journal Video about Voltage-Dependent Potassium Current Recording on H9c2 Cardiomyocytes via the Whole-Cell Patch-Clamp Technique at JoVE.com

Voltage-Dependent Potassium Current Recording on H9c2 Cardiomyocytes via the Whole-Cell Patch-Clamp Technique

Denne protokollen beskriver en effektiv metode for sanntids og dynamisk oppkjøp av spenningsstyrte kalium (Kv) kanalstrømmer i H9c2 kardiomyocytter ved bruk av helcellepatch-klemmeteknikken.

Spenningsavhengig kaliumstrømregistrering på H9c2-kardiomyocytter via helcelleplaster-klemmeteknikken

Potassium channels on the myocardial cell membrane play an important role in the regulation of cell electrophysiological activities. Being one of the main ...

Denne protokollen registrerer vellykket effekten av akonitin på IKv av H9C2-celler. Fremme nye faser for å undersøke mekanismen for kardiotoksisitet av narkotika fra perspektivet til ionkanaler. Helcellepatch-klemmeteknikken er gullstandarden for ionkanalforskning med høy følsomhet, høy presisjon og høy spesifisitet.Helcellepatch-klemmeteknikken kan brukes til å utforske de farmakologiske eller giftige mekanismene for juxta gating spesifikke ionkanaler for multisystem sykdommer, som kardiovaskulær system og nervesystem. For å begynne, fordøye cellene med 0,25% trypsin i 30 sekunder, når H9C2-kulturskålen blir 80% sammenflytende. Kultur 2 ganger 10 til 5th celler per milliliter med normalt medium eller stoff som inneholder medium i en 35 millimeter tallerken teppebelagt med glassplater i 24 timer ved 37 grader celsius, med en 5% karbondioksid atmosfære og 70 til 80% relativ fuktighet.Slå på mikropipettetrekkeren og forvarm i 30 minutter. Legg deretter en borosilikatglasskapillær med et filament på mikropipettetrekkeren. Velg programmet og klikk på enter på kontrollpanelet.Klikk på rampeprogrammet i øvre høyre hjørne for å bestemme varmeverdien til glasskapillæren. Skriv programmet for å trekke elektroden i henhold til verdien som er bestemt av rampetesten, og klikk på trekk for å begynne å fremstille pipettene. Slå på den digitale analoge omformeren, signalforsterkeren, mikromanipulatoren, mikroskopet og kameraet.Åpne bildebehandlingsprogrammet, signalforsterkerprogramvaren og datainnsamlingsprogramvaren i rekkefølge. Klikk på hent og velg rediger protokoll i datainnsamlingsprogramvaren. Rediger programmet i bølgeformgrensesnittet.Angi verdier for første nivå, deltanivå, første varighet og deltavarighet for epoke A, epoke B og epoke C.Klikk deretter på grensesnittet for modusfrekvens og angi hierarkidataene for prøveversjonen. Deretter klikker du på redigeringsprotokollen for å velge stimulusknappen og stille inn lekkasje-subtraksjonsprogrammet i dialogboksen PM-lekkasje-subtraksjon. For å etablere datalagringsbanen, klikk på filen og velg angi datafilnavn i datainnsamlingsprogramvaren.Åpne deretter den etablerte lKv-protokollen ved å velge hent og klikke på åpen protokoll i datainnsamlingsprogramvaren. Til slutt klikker du på verktøyalternativet, og velger membrantest for å begynne å kjøre protokollen. Tilsett den ekstracellulære løsningen i cellebadet på helcelleplastklemmeapparatet og legg dekselet oppover med H9C2-cellene i badekaret.Fyll 30 % av pipetten med den ekstracellulære løsningen og installer den på opptakselektrodeholderen som er integrert i patchklemmeapparatet. Stram pipetten med opptakselektrodeholderen. Slipp deretter pipetten i badekaret med mikromanipulatoren.Klikk på pipetteforskyvningsgrensesnittet til signalforsterkerprogramvaren for å opprettholde lKv-strømlinjen ved null picoamper. Lever et passende overtrykk manuelt med en 1,0 milliliter sprøyte, koblet til opptakselektrodeholderen, gjennom et plastrør. Beveg pipetten litt ved å manipulere mikromanipulatoren i tre dimensjoner for å komme i kontakt med cellen.Når membrantestene faller firkantbølgen med en tredjedel til en halv etter at pipetten berører cellemembranen, fjern det positive trykket og lever manuelt et passende undertrykk. Klikk deretter på oppdateringsgrensesnittet til datainnsamlingsprogramvaren for å danne gigaseal. Bruk programvaren for kapasitanskompensasjon hurtig- og kapasitanskompensasjon langsom signalforsterker under celletak for å kompensere for den raske og langsomme kapasitansen.Påfør korte pulser av negativt trykk for å briste en av cellemembranen. Utfør helcellemembrankapasitanskompensasjon ved å klikke på helcelleknappen i signalforsterkerprogramvaren. Til slutt, lagre og registrer dataene ved å klikke på dataopptaksknappen.Åpne de lagrede lKv-dataene med dataanalyseprogramvaren. Lagre gjeldende spenningsforhold. Klikk på analyser for å velge statistikk.Velg området som markører 1 2 for dataanalyse, klikk på toppamplitude- og gjennomsnittknappene, og klikk deretter på ok for å se dataene på resultatsiden. Til slutt kopierer du kolonnen med lKv-middeldata inn i funksjonstegningsprogramvaren for videre analyse. Lagre de representative lKv-strømsporene.Klikk på rediger for å velge overføringsspor, og velg deretter hele sporingen i regionen du vil overføre. Deretter klikker du på velg i sporvalg og velger IN 0 i signaler. Til slutt klikker du på ok for å se dataene på resultatsiden og kopierer de totale dataene inn i funksjonstegningsprogramvaren for å tegne gjeldende spor.Lagre lKv-protokollen. Klikk på rediger for å velge opprett stimulusbølgeformsignal og velg ok. Gjenta deretter trinnet for å tegne nåværende spor uten å velge signalet.lKv ble utløst av 150 millisekunder depolariserende pulsstimulus fra minus 40 til pluss 60 millivolt ved holdepotensial på minus 60 millivolt. LKv av H9C2 rotte kardiomyocytter, dukket først opp rundt minus 20 millivolt, og deretter økte amplituden med ytterligere depolarisering. Sammenlignet med kontrollgruppen ble lKv-amplituden observert redusert etter fem minutters behandling med 1,5 millimolar 4-AP.I tillegg reduserte lKv betydelig ved membranpotensialer fra 10 til 60 millivolt på en doseavhengig måte, etter 24 timers AC-behandling. Den enkelte celle etter opptak ion kanal, kan brukes til videre single-cell omics vurdere, slik som single-cell genomics, transkriptomikk, proteomikk, og metabolomics.

Research

JoVE Journal

Medicine

Voltage-Dependent Potassium Current Recording on H9c2 Cardiomyocytes via the Whole-Cell Patch-Clamp Technique

Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation (HD-tDCS)

Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation HD-tDCS

Teknikk og hensyn ved anvendelse av 4x1 Ring HD-Transkranial Direct Current stimulering (HD-tDCS)

High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) has recently been developed as a noninvasive brain stimulation approach that increases ...

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

Permanent Cerebral Vessel Occlusion via Double Ligature and Transection

Permanent Cerebral Vessel Okklusjon<em&gt; Via</em&gt; Dobbel Ligatur og transection

Stroke is a leading cause of death, disability, and socioeconomic loss worldwide. The majority of all strokes result from an interruption in blood flow ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

En Neonatal Mouse ryggmargskompresjon Injury Model

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

A Technique for Subcutaneous Abdominal Adipose Tissue Biopsy via a Non-diathermy Method

En teknikk for Subcutaneous Abdominal fettvev biopsi via en ikke-diathermy-metode

Adipose tissue biopsies offer tissue samples that, upon analysis, may provide insightful overviews of mechanisms relating to metabolism and disease. To ...

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

Vurdering av Sarcoplasmic retikulum kalsium Reserve og intracellulære diastolisk kalsium fjerning i isolerte ventrikulær Cardiomyocytes

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

Isolation and Cultivation of Adult Rat Cardiomyocytes

Isolasjon og dyrking av voksen rotte Cardiomyocytes

In an intact heart, adjacent cells influence adult cardiomyocytes. With the method of isolation and cultivation of adult cardiomyocytes, a precise ...

Updated Technique for Reliable, Easy, and Tolerated Transcranial Electrical Stimulation Including Transcranial Direct Current Stimulation

Oppdatert Technique for pålitelig, enkel og tolerert Transkraniell elektrisk stimulering inkludert Transkraniell direkte nåværende stimulering

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of ...

In Vitro Assessment of Cardiac Function Using Skinned Cardiomyocytes

In Vitro vurdering av hjertefunksjon ved hjelp av skinned kardiomyocytter

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

High-Throughput Optical Controlling and Recording Calcium Signal in iPSC-Derived Cardiomyocytes for Toxicity Testing and Phenotypic Drug Screening

Optisk styring og registrering av kalsiumsignal med høy gjennomstrømning i iPSC-avledede kardiomyocytter for toksisitetstesting og fenotypisk legemiddelscreening

Understanding how excitable cells work in health and disease and how that behavior can be altered by small molecules or genetic manipulation is important. ...

Technical Applications of Microelectrode Array and Patch Clamp Recordings on Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Tekniske anvendelser av mikroelektrodematrise og patchklemmeopptak på humaninduserte pluripotente stamcelleavledede kardiomyocytter

Drug-induced cardiotoxicity is the leading cause of drug attrition and withdrawal from the market. Therefore, using appropriate preclinical cardiac safety ...