في الأمراض الأذينية (على سبيل المثال ، الرجفان الأذيني [AF]) تتغير إشارات Ca2+ داخل الخلايا بشكلعميق 1. في حين أن العديد من الآليات الأساسية لإشارات Ca2+ "المعاد تشكيلها" داخل الخلايا في AF قد تم تمييزها جيدا2،3 ، فإن الدور الذي قد يلعبه تركيز الصوديوم المتغير داخل الخلايا ([Na +]i) غير مفهوم جيدا. [Na +]أنا منظم مهم ل Ca2+ داخل الخلايا. يمكن أن توفر دراسة [Na +] i نظرة ثاقبة لتنشيط مبادل Na + / Ca2+ (NCX) ، وسلوك قنوات Na + و Na + ، K + -ATPase (NKA) 4. لقد أظهرنا سابقا أن معدلات التنشيط الأذيني العالية ، كما تحدث أثناء الرجفان الأذيني ، تؤدي إلى انخفاض كبير في [Na +] i 1. أظهر العمل السابق زيادة في كثافة التيار NCX (INCX) ومستويات التعبير عن البروتين في AF3. كما تم الإبلاغ عن زيادة في المكون المتأخر لتيار Na + المعتمد على الجهد (INa ، متأخر) في الخلايا العضلية الأذينية المعزولة من المرضى الذين يعانون من الرجفان الأذيني5. وبالتالي ، هناك دليل على وجود تغييرات عميقة في التوازن داخل الخلايا Na + في الرجفان الأذيني. لذلك هناك حاجة إلى قياسات موثوقة وقابلة للتكرار ل [Na +] i في الخلايا العضلية الأذينية المعزولة لتعزيز فهمنا لأمراض الرجفان الأذيني. هنا ، نوضح كيفية عزل الخلايا العضلية الأذينية عالية الجودة في الفئران بشكل متكرر والتي تكون مناسبة لقياسات [Na +]i. لقد ركزنا بروتوكول عزل الخلايا الأذينية المحسن على الخلايا العضلية الأذينية في الفئران لأن نماذج الفئران المعدلة وراثيا (TG) للرجفان الأذيني أصبحت جزءا حيويا من أبحاث الرجفان الأذيني6. غالبا ما تكون هذه الفئران متوفرة بأعداد محدودة فقط وغالبا ما تكون الأذينين ليفية مما يؤدي إلى تحديات لعزل الخلايا.
بشكل عام ، يمكن قياس [Na +] i في الخلايا القابلة للحياة باستخدام مؤشرات الفلورسنت7،8 ، أو بأنواع مختلفة من الأقطاب الكهربائيةالدقيقة 9. تتطلب التقنيات القائمة على الأقطاب الكهربائية الدقيقة اختراق الغشاء السارم. لذلك تقتصر هذه التقنية على الخلايا الأكبر حجما وهي غير مناسبة للخلايا العضلية الأذينية الصغيرة والضيقة التي تتعرض سلامة خلايتها للخطر بسهولة.
إيزوفثاليت البنزوفوران المرتبط بالصوديوم (SBFI) هو مؤشر فلوري ، يخضع لتحول كبير في الطول الموجي عند ربط Na + 7. يتم إثارة SBFI بالتناوب عند 340 نانومتر و 380 نانومتر ويتم جمع التألق المنبعث بعد المرور عبر مرشح انبعاث (510 نانومتر). يمكن لنسب الإشارات عند طولي موجي الإثارة (F340/380) أن تلغي طول المسار المحلي وتركيز الصبغة والاختلافات المستقلة عن الطول الموجي في شدة الإضاءة وكفاءة الكشف. عندما يتم إجراء معايرة في الموقع باستخدام محاليل ذات تركيز معروف للصوديوم ([Na +]) في كل خلية ، فإن نسبة F340/380 التي تم الحصول عليها أثناء التجربة تعطي قياسات دقيقة وحساسة ل [Na +]i. مثل جميع مؤشرات Na + ، يعرض SBFI أيضا بعض التقارب ل K +. يسمح استخدام طريقة المعايرة الموضحة هنا ب "المشبك" بشكل موثوق [Na +]i وتركيز البوتاسيوم داخل الخلايا ([K +]i) أثناء عملية المعايرة بحيث يمكن معايرة [Na +] i بشكل موثوق حتى عندما يكون <10٪ من [K +] i 10.
نقدم تقنية جديدة تعتمد على كاميرا EMCCD للقياسات النسبية ل [Na +] i باستخدام SBFI. تسمح كاميرا EMCCD ، لأول مرة ، بقياسات [Na +] i المتزامنة (والمعايرة) في خلايا متعددة. هذا مفيد بشكل خاص في بيئة تجريبية حيث تكون أعداد محدودة (على سبيل المثال ، نماذج الفئران المعدلة وراثيا). عادة ، يتم إجراء قياسات [Na +]i باستخدام SBFI باستخدام أنبوب مضاعف ضوئي (PMT) لجمع التألق الفائق للخليةبأكملها 1،11. بينما توفر PMTs دقة زمنية جيدة جدا لإشارة التألق ، فإن الدقة المكانية منخفضة جدا وتقتصر التجارب على خلية واحدة في كل مرة.
يسهل بروتوكولنا الجديد قياسات حساسة وقابلة للتكرار للغاية ل [Na +]i. تم تحسينه للاكتساب المتزامن للتغيرات في [Na +]i في الخلايا العضلية الأذينية المتعددة في الفئران ، ولكنه قابل للتكيف مع العديد من أنواع الخلايا الأخرى.