Vi tackar de personer som har donerat sina kroppar för att främja utbildning och forskning. Vi är tacksamma mot OneLegacy Foundation som låg till grund för att erhålla donatorhjärtan för forskning. Vi är också tacksamma mot Anthony A. Smithson och Arvin Roque-Verdeflor från UCLA Translational Research Imaging Center (Department of Radiology) för deras stöd vid insamling av CT-data. Detta projekt stöddes av UCLA Amara Yad Project. Vi är tacksamma mot doktorerna Kalyanam Shivkumar och Olujimi A. Ajijola för att ha etablerat och upprätthållit en pipeline för humanhjärta för forskning. Vi uppskattar vår Research Operations Manager, Amiksha S. Gandhi för hennes engagemang för att stödja våra projekt. Detta arbete har möjliggjorts genom stöd från NIH-anslagen OT2OD023848 & P01 HL164311 och Leducq-anslaget 23CVD04 till Kalyanam Shivkumar, American Heart Association Career Development Award 23CDA1039446 till PH och UCLA Amara-Yad-projektet (https://www.uclahealth.org/medical-services/heart/arrhythmia/about-us/amara-yad-project). GNEXT microPET/CT-skannern som användes i denna studie finansierades av ett NIH Shared Instrumentation for Animal Research Grant (1 S10 OD026917-01A1).

Denna studie använde avidentifierade vävnadsprover som samlats in från icke-sviktande donatorhjärtan och godkändes av Institutional Review Board vid University of California, Los Angeles (UCLA). Prover erhölls från icke-sviktande hjärtan som avvisades för transplantation. Hjärtana tryckperfunderades, fixerades i 4% paraformaldehyd (PFA) och avbildades före vävnadsbearbetning enligt följande metoder. Figur 1 sammanfattar flödesschemat för studiens ordning. Detaljerna för reage...

Omfattande 3D-analys av mänskliga hjärtan från mikro- till makroskala

<ol>
	<li>Tawara, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Das+reizleitungssystem+des+s&#228;ugetierherzens.+Eine+anatomisch-histologische+studie+&#252;ber+das+atrioventrikularb&#252;ndel+und+die+purkinjeschen+f&#228;den.">Das reizleitungssystem des s&#228;ugetierherzens. Eine anatomisch-histologische studie &#252;ber das atrioventrikularb&#252;ndel und die purkinjeschen f&#228;den.</a> Jena: Gustav fischer. , (1906).</li><li>Stephenson, R. 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=High-resolution+3-dimensional+imaging+of+the+human+cardiac+conduction+system+from+microanatomy+to+mathematical+modeling.">High-resolution 3-dimensional imaging of the human cardiac conduction system from microanatomy to mathematical modeling.</a> Sci Rep. 7 (1), 7188 (2017).</li><li>Kawashima, T., Sato, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+in+situ+3D+visualization+of+the+human+cardiac+conduction+system+and+its+transformation+associated+with+heart+contour+and+inclination.">First in situ 3D visualization of the human cardiac conduction system and its transformation associated with heart contour and inclination.</a> Sci Rep. 11 (1), 8636 (2021).</li><li>Bojsen-Moller, F., Tranum-Jensen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-mount+demonstration+of+cholinesterase-containing+nerves+in+the+right+atrial+wall,+nodal+tissue,+and+atrioventricular+bundle+of+the+pig+heart.">Whole-mount demonstration of cholinesterase-containing nerves in the right atrial wall, nodal tissue, and atrioventricular bundle of the pig heart.</a> J Anat. 108, 375-386 (1971).</li><li>Zhao, 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=Ganglionated+plexi+and+ligament+of+marshall+ablation+reduces+atrial+vulnerability+and+causes+stellate+ganglion+remodeling+in+ambulatory+dogs.">Ganglionated plexi and ligament of marshall ablation reduces atrial vulnerability and causes stellate ganglion remodeling in ambulatory dogs.</a> Heart Rhythm. 13 (10), 2083-2090 (2016).</li><li>Chung, W. 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=Ischemia-induced+ventricular+proarrhythmia+and+cardiovascular+autonomic+dysreflexia+after+cardioneuroablation.">Ischemia-induced ventricular proarrhythmia and cardiovascular autonomic dysreflexia after cardioneuroablation.</a> Heart Rhythm. 20 (11), 1534-1545 (2023).</li><li>Crick, S. J., Sheppard, M. N., Ho, S. Y., Gebstein, L., Anderson, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomy+of+the+pig+heart:+Comparisons+with+normal+human+cardiac+structure.">Anatomy of the pig heart: Comparisons with normal human cardiac structure.</a> J Anat. 193, 105-119 (1998).</li><li>Saburkina, I., Pauziene, N., Solomon, O. I., Rysevaite-Kyguoliene, K., Pauza, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+gross+anatomy+of+epicardiac+ganglionated+nerve+plexi+on+the+human+and+sheep+cardiac+ventricles.">Comparative gross anatomy of epicardiac ganglionated nerve plexi on the human and sheep cardiac ventricles.</a> Anat Rec (Hoboken). 306 (9), 2302-2312 (2023).</li><li>Hoagland, D. T., Santos, W., Poelzing, S., Gourdie, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+gap+junction+perinexus+in+cardiac+conduction:+Potential+as+a+novel+anti-arrhythmic+drug+target.">The role of the gap junction perinexus in cardiac conduction: Potential as a novel anti-arrhythmic drug target.</a> Prog Biophys Mol Biol. 144, 41-50 (2019).</li><li>Aksu, T., Gopinathannair, R., Gupta, D., Pauza, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+cardiac+autonomic+nervous+system:+What+do+clinical+electrophysiologists+need+to+know+about+the+&amp;#34;heart+brain&amp;#34.">Intrinsic cardiac autonomic nervous system: What do clinical electrophysiologists need to know about the &amp;#34;heart brain&amp;#34.</a> J Cardiovasc Electrophysiol. 32 (6), 1737-1747 (2021).</li><li>Hanna, 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=Innervation+and+neuronal+control+of+the+mammalian+sinoatrial+node+a+comprehensive+atlas.">Innervation and neuronal control of the mammalian sinoatrial node a comprehensive atlas.</a> Circ Res. 128 (9), 1279-1296 (2021).</li><li>Rajendran, P. 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=Identification+of+peripheral+neural+circuits+that+regulate+heart+rate+using+optogenetic+and+viral+vector+strategies.">Identification of peripheral neural circuits that regulate heart rate using optogenetic and viral vector strategies.</a> Nature Communications. 10, 1944 (2019).</li><li>Renier, 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=Mapping+of+brain+activity+by+automated+volume+analysis+of+immediate+early+genes.">Mapping of brain activity by automated volume analysis of immediate early genes.</a> Cell. 165 (7), 1789-1802 (2016).</li><li>Mcalpine, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heart+and+coronary+arteries:+An+anatomical+atlas+for+clinical+diagnosis,+radiological+investigation,+and+surgical+treatment.">Heart and coronary arteries: An anatomical atlas for clinical diagnosis, radiological investigation, and surgical treatment.</a> Springer-verlag. , (1975).</li><li>Mori, S., Shivkumar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereoscopic+three-dimensional+anatomy+of+the+heart:+Another+legacy+of+dr.+Wallace+a.+Mcalpine.">Stereoscopic three-dimensional anatomy of the heart: Another legacy of dr. Wallace a. Mcalpine.</a> Anat Sci Int. 96 (3), 485-488 (2021).</li><li>Izawa, Y., Nishii, T., Mori, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereogram+of+the+living+heart,+lung,+and+adjacent+structures.">Stereogram of the living heart, lung, and adjacent structures.</a> Tomography. 8 (2), 824-841 (2022).</li><li>Sato, T., Hanna, P., Ajijola, O. A., Shivkumar, K., Mori, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photogrammetry+of+perfusion-fixed+heart:+Innovative+approach+to+study+3-dimensional+cardiac+anatomy.">Photogrammetry of perfusion-fixed heart: Innovative approach to study 3-dimensional cardiac anatomy.</a> JACC Case Rep. 21, 101937 (2023).</li><li>Tretter, J. T., Gupta, S. K., Izawa, Y., Nishii, T., Mori, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+dissection:+Emerging+as+the+gold+standard+of+analyzing+living+heart+anatomy.">Virtual dissection: Emerging as the gold standard of analyzing living heart anatomy.</a> J Cardiovasc Dev Dis. 7 (3), 30 (2020).</li><li>Thomas, A. C., Davies, M. 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+demonstration+of+cardiac+pathology+using+perfusion-fixation.">The demonstration of cardiac pathology using perfusion-fixation.</a> Histopathology. 9 (1), 5-19 (1985).</li><li>Glagov, S., Eckner, F. A., Lev, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+pressure+fixation+apparatus+for+hearts.">Controlled pressure fixation apparatus for hearts.</a> Arch Pathol. 76, 640-646 (1963).</li><li>Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+visible+heart(r)+project+and+free-access+website+'atlas+of+human+cardiac+anatomy.">The visible heart(r) project and free-access website 'atlas of human cardiac anatomy.</a> Europace. 18, 163-172 (2016).</li><li>Yang, Y., Huang, H., Li, L., Yang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplex+immunohistochemistry+staining+for+paraffin-embedded+lung+cancer+tissue.">Multiplex immunohistochemistry staining for paraffin-embedded lung cancer tissue.</a> J Vis Exp. (201), e65850 (2023).</li><li>Tripathy, S., Das, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+for+organ+preservation:+Current+prospective+and+challenges.">Strategies for organ preservation: Current prospective and challenges.</a> Cell Biol Int. 47 (3), 520-538 (2023).</li><li>Mori, S., Shivkumar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atlas+of+cardiac+anatomy+(anatomical+basis+of+cardiac+interventions.+Vol.+1).">Atlas of cardiac anatomy (anatomical basis of cardiac interventions. Vol. 1).</a> Cardiotext. , (2022).</li><li>Crosado, B., 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=Phenoxyethanol-based+embalming+for+anatomy+teaching:+An+18+years'+experience+with+crosado+embalming+at+the+university+of+otago+in+new+zealand.">Phenoxyethanol-based embalming for anatomy teaching: An 18 years' experience with crosado embalming at the university of otago in new zealand.</a> Anat Sci Educ. 13 (6), 778-793 (2020).</li><li>Titmus, 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=A+workflow+for+the+creation+of+photorealistic+3d+cadaveric+models+using+photogrammetry.">A workflow for the creation of photorealistic 3d cadaveric models using photogrammetry.</a> J Anat. 243 (2), 319-333 (2023).</li><li>Silva, J. N. A., Southworth, M., Raptis, C., Silva, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+applications+of+virtual+reality+in+cardiovascular+medicine.">Emerging applications of virtual reality in cardiovascular medicine.</a> JACC Basic Transl Sci. 3 (3), 420-430 (2018).</li><li>Maresky, H. 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=Virtual+reality+and+cardiac+anatomy:+Exploring+immersive+three-dimensional+cardiac+imaging,+a+pilot+study+in+undergraduate+medical+anatomy+education.">Virtual reality and cardiac anatomy: Exploring immersive three-dimensional cardiac imaging, a pilot study in undergraduate medical anatomy education.</a> Clin Anat. 32 (2), 238-243 (2019).</li><li>Mori, S., Shivkumar, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real+three-dimensional+cardiac+imaging+using+leading-edge+holographic+display.">Real three-dimensional cardiac imaging using leading-edge holographic display.</a> Clin Anat. 34 (6), 966-968 (2021).</li></ol>

Den aktuella studien visar den omfattande pipelinen för att analysera prover erhållna från hela mänskliga hjärtan. Representativa resultat visar anatomiska undersökningar i mikro- till makroskala som utförs rutinmässigt för ett enda hjärta. Eftersom ett mänskligt hjärtprov är extremt värdefullt, är ett flerskaligt tillvägagångssätt idealiskt och effektivt för att inte slösa bort några delar av provet genom att tillämpa flera protokoll för olika ändamål, inklusive upptäckt i vetenskaplig forsknin...

Eftersom funktion följer form är det grundläggande att förstå hjärtats arkitektur för att kunna uppskatta dess fysiologi. Även om många undersökningar har avslöjat hjärtats anatomi från mikro- till makroskala 1,2,3, är flera frågor fortfarande olösta, särskilt de som är relaterade till mänsklig hjärtanatomi. Detta beror delvis på att grundläggande studier med fokus på funktionell anatomi i allmänhet använde djurhjärtan 4,5,6, som ofta skiljer sig från mänskliga hjärtan 1,7,8. Dessutom tenderar varje enskild studie, även de som använder mänskliga hjärtprover, att fokusera på mycket specifika strukturer, vilket gör det svårt att tillämpa resultaten i samband med hela hjärtat. Detta är ännu mer så om de fokuserade strukturerna är på mikro- eller mesoskalor, såsom perinexus9 och ganglieated plexus10.
I detta sammanhang ger systemiska strukturella studier av det mänskliga hjärta som avvisats för transplantation en unik och sällsynt möjlighet att få en omfattande atlas över hjärtstrukturer i fokus över mikroskopiska och makroskopiska skalor11. Mikroskopiska undersökningsprotokoll inkluderar vävnadsrensning (modifierad immunmärkningsaktiverad tredimensionell (3D) avbildning av organ som rensas ut genom lösningsmedel, iDISCO+)12,13 och immunhistokemisk färgning. Mesoskopiska undersökningsprotokoll inkluderar stereoskopisk dissektion, makrofotografering och mikrodatortomografisk (CT) skanning. Makroskopiska undersökningsprotokoll inkluderar grov dissektion14, fotografi (inklusive anaglyfer och fotogrammetri)15,16,17, CT, virtuell dissektion18 och 3D-utskrift av det fysiskt eller virtuellt dissekerade eller hela hjärtat17. Som förberedelse för makroskopisk undersökning utförs tryckperfusionsfixering för att bibehålla 3D-arkitekturen och fysiologiskt relevant morfologi av hjärtat 14,19,20,21. Den kombinerade tillämpningen av dessa tekniker är unik och avgörande för att korrelera distinkta anatomiska egenskaper i samband med 3D-arkitekturen i det mänskliga hjärtat.
Eftersom möjligheten att få ett icke-patologiskt humant hjärtprov är extremt begränsat, maximerar ett flerskaligt tillvägagångssätt som beskrivs häri användningen av provet. Genom att tillämpa olika procedurer som beskrivs nedan kommer representativa resultat att illustrera för läsaren hur resultaten kan användas för flera ändamål, inklusive upptäckt i vetenskaplig forskning11 (omfattande analyser av hjärtinnervation, distribution av ganglieated plexus), förbättring av kliniska procedurer (simulering för kirurgiska och interventionella metoder) och anatomisk utbildning (verklig 3D-demonstration av hjärtanatomi).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1x Phosphate buffered saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P3813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Viewer</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>647 AffiniPure Donkey Anti-Rabbit IgG</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Laboratories</td>
			<td>711-605-152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>647 AffiniPure Donkey Anti-Sheep IgG</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Laboratories</td>
			<td>713-605-147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AF Micro-NIKKOR 200 mm f/4D IF-ED lens</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Actin, &#945;-Smooth Muscle - Cy3 antibody</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C6198</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antigen Retrieval Buffer (100x EDTA Buffer, pH 8.0)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab93680</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-PGP9.5 (protein gene product 9.5)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab108986</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-TH (tyrosine hydrox ylase)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab1542</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-VAChT (vesicular acetylcholine transporter)</td>
			<td>Synaptic Systems</td>
			<td>139 103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzyl ether</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>108014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A4503-10G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cheetah 3D printer filament (95A), 1.75 mm</td>
			<td>NinjaTek</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coverslip, 22 mm x 30mm, No. 1.5</td>
			<td>VWR</td>
			<td>48393 151</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cy3 AffiniPure Donkey Anti-Rabbit IgG</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Laboratories</td>
			<td>711-165-152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270997-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8418-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, 100%</td>
			<td>Decon laboratories</td>
			<td>2701</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G7126-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GNEXT PET/CT</td>
			<td>SOFIE Biosciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin sodium salt from porcine intestinal mucosa</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H3149-50KU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histodenz</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D2158-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen peroxide solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H1009-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imaging software</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>ZEN (black edition)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imaging software</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td>Imaris 10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iSpacer</td>
			<td>Sunjin Labs</td>
			<td>iSpacer 3mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KIRI Engine</td>
			<td>KIRI Innovation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser scanning confocal microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>LSM 880</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LEAD-2 - Vertical &#38; Multi-channels Peristaltic Pump</td>
			<td>LONGER</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lightview XL&#160;</td>
			<td>Brightech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol (Certified ACS)</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>A412-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nikon D850</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NinjaTek NinjaFlex TPU @MK4</td>
			<td>NinjaTek</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal donkey serum</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Laboratories</td>
			<td>017-000-121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Original Prusa MK4 3D printer</td>
			<td>Prusa Research</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PAP pen</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab2601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde, 32%</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>15714-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycam</td>
			<td>Polycam</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primary antibody</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PrusaSlicer 2.7.1</td>
			<td>Prusa Research</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARA-Engine</td>
			<td>pita4 mobile LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scaniverse</td>
			<td>Niantic</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Secondary antibody</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SlowFade Gold Antiface Mountant</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>S36936</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium azide, 5% (w/v)</td>
			<td>Ricca Chemical Company</td>
			<td>7144.8-32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SOMATOM Definition AS</td>
			<td>Siemens Healthcare</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Field Surgi-Spec Telescopes,&#160;</td>
			<td>Designs for Vision</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope System SZ61</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>StereoPhoto Maker</td>
			<td>Free ware developed by Masuji Suto</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superfrost Plus Microscope Slides, Precleaned</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-550-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8787-50ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween-20</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P9416-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>534056-4L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ziostation2</td>
			<td>Ziosoft, AMIN</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pipeline for multi-scale three-dimensional anatomic study of the human heart

Detaljerade studier av icke-sviktande mänskliga hjärtan som avvisats för transplantation ger en unik möjlighet att utföra strukturella analyser över mikroskopiska och makroskopiska skalor. Dessa tekniker inkluderar vävnadsrensning (modifierad, immunmärkningsaktiverad, tredimensionell (3D) avbildning av organ som rensas genom lösningsmedel) och immunhistokemisk färgning. Mesoskopiska undersökningsprocedurer inkluderar stereoskopisk dissektion och mikrodatortomografisk (CT) skanning. Makroskopiska undersökningsprocedurer inkluderar grov dissektion, fotografering (inklusive anaglyfer och fotogrammetri), CT och 3D-utskrift av det fysiskt eller virtuellt dissekerade eller hela hjärtat. Före makroskopisk undersökning kan tryck-perfusionsfixering utföras för att bibehålla 3D-arkitekturen och den fysiologiskt relevanta morfologin i hjärtat. Tillämpningen av dessa tekniker i kombination för att studera det mänskliga hjärtat är unik och avgörande för att förstå förhållandet mellan distinkta anatomiska egenskaper som kranskärlskärl och myokardinnervation i samband med hjärtats 3D-arkitektur. Detta protokoll beskriver metoderna i detalj och innehåller representativa resultat för att illustrera framsteg i forskningen om mänsklig hjärtanatomi.

As function follows form, understanding the architecture of the heart is fundamental for appreciation of its physiology. Although numerous investigations have revealed cardiac anatomy from micro- to macroscales1,2,3, multiple questions remain unresolved, especially those related to human cardiac anatomy. This is in part because basic studies focusing on functional anatomy generally utilized animal hearts4,5,6, which are often distinct from human hearts1,7,8. Furthermore, each individual study, even those using human heart samples, tends to focus on very specific structures, which renders it difficult to apply the findings in the context of the whole heart. This is even more so if the focused structures are at micro- or mesoscales, such as the perinexus9 and ganglionated plexuses10.
In this context, systemic structural study of the human heart rejected for transplantation provides a unique and rare opportunity to obtain a comprehensive atlas of cardiac structures in focus across microscopic and macroscopic scales11. Microscopic examination protocols include tissue clearing (modified immunolabeling-enabled three-dimensional (3D) imaging of solvent-cleared organs, iDISCO+)12,13, and immunohistochemical staining. Mesoscopic examination protocols include stereoscopic dissection, macro photography, and micro-computed tomographic (CT) scanning. Macroscopic examination protocols include gross dissection14, photography (including anaglyphs and photogrammetry)15,16,17, CT, virtual dissection18, and 3D printing of the physically or virtually dissected or whole heart17. In preparation for&#160;macroscopic examination, pressure-perfusion fixation is&#160;performed to maintain the 3D architecture and physiologically relevant morphology of the heart14,19,20,21.&#160;The combined application of these techniques is unique and crucial to correlate distinct anatomic features in the context of the 3D architecture of the human heart.
As the opportunity to obtain a non-pathological human heart sample is extremely limited, a multi-scale approach described herein maximizes the use of the sample. By applying various procedures described below, representative results will illustrate to the reader how the findings can be utilized for multiple purposes, including discovery in scientific research11 (comprehensive analyses of cardiac innervation, distribution of ganglionated plexuses), improvement of clinical procedures (simulation for surgical and interventional approaches), and anatomical education (real 3D demonstration of cardiac anatomy).

Författare i fokus: Att främja mänsklig hjärtanatomi genom flerskalig analys av hjärtan

Pipeline för flerskalig tredimensionell anatomisk studie av det mänskliga hjärtat

Knowing cardiac anatomy is fundamental to understanding cardiac physiology. Studies of functional anatomy have spanned the micro to macro scales, but have largely used animal hearts. Systematic study of donor human hearts rejected for transplantation provides a unique opportunity to develop a comprehensive atlas that spans the microscopic to macroscopic scales.Through study of the human heart across different scales, we've demonstrated the exquisite innervation of the heart, identified cardiac anatomic structures to improve surgical and interventional approaches, and developed resources for anatomic education. The advantage of studying the human heart across different scales is that the detailed study of microscopic structures may be placed in the context of gross anatomy. The use of pressure profusion fixation maintains the physiologically relevant morphology of the heart.

Undersökningar i mikroskala Genom att tillämpa vävnadsrensning kan man avbilda större volymer vävnad i 3D med hjälp av konfokalmikroskopi. I hjärtat kan ganglier som innehåller hjärtneuroner och det neurala mönstret av myokardinnervation visualiseras (Figur 2). Figur 3 visar en konfokalbild av det humana vänsterkammarmyokardium som är immunfärgat för nerver och glatta muskelceller. Blodkärl har noterats för att passera myokard...

Detta protokoll presenterar en omfattande pipeline för att analysera prover erhållna från mänskliga hjärtan som spänner över de mikroskopiska och makroskopiska skalorna.

Detailed study of non-failing human hearts rejected for transplantation provides a unique opportunity to perform structural analyses across microscopic ...

pipeline-for-multi-scale-three-dimensional-anatomic-study-human

Research

JoVE Journal

Biology

Pipeline for Multi-Scale Three-Dimensional Anatomic Study of the Human Heart

198 Views.  David Geffen School of Medicine at UCLA. Knowing cardiac anatomy is fundamental to understanding cardiac physiology. Studies of functional anatomy have spanned the micro to macro scales, but have largely used animal hearts. Systematic study of donor human hearts rejected for transplantation provides a unique opportunity to develop a comprehensive atlas that spans the microscopic to macroscopic scales.Through study of the human heart across different scales, we've demonstrated the exquisite innervation of the heart, identified...