膀胱平滑肌收缩带作为一种方法来评估下尿路药理学

摘要

此稿件提出了一个简单但功能强大， 体外方法应对药物制剂或神经刺激评估平滑肌收缩。主要应用于药物筛选和理解组织生理学，药理学，病理检查。

摘要

我们描述了一种体外方法来测量膀胱平滑肌收缩，而将其用于调查平滑肌的生理和药理性质以及诱导病理变化。这个方法提供了对于理解膀胱功能，同时克服体内实验中遇到的主要方法困难，如手术和药理操纵影响稳定性的制剂和生存，利用人体组织，和/或使用昂贵的化学品的重要信息。它也提供了一种方法来调查在健康和病理条件下的每个膀胱组分（ 即平滑肌，粘膜神经）的属性。

膀胱是从麻醉动物，放在Krebs溶液和切成条除去。带被置于填充有温暖的Krebs溶液的腔室。一端被连接到一个等角tensioÑ​​传感器来测量收缩力，其另一端被连接到一个固定的杆。组织被直接添加化合物的浴或由电场激励电极的激活神经，类似于触发膀胱收缩的体内刺激。我们证明了使用该方法的过程中发展和实验性脊髓损伤后，评估自发平滑肌收缩，神经传递（发送器和受体参与），参与平滑肌的活性调节因子的性质，个体膀胱部件的作用，和物种，并且响应于药剂器官的差异。此外，它可以被用于研究参与的收缩和/或平滑肌的松弛，药物的构效关系和评价递质释放的胞内途径。

在体外平滑肌收缩力的方法已被广泛用于FOr动用超过50年，提供了数据显著促成了我们的膀胱功能的理解以及对目前临床上用于膀胱管理化合物的药物开发。

引言

膀胱平滑肌松弛，使储尿和合同引出尿液排除。松弛是由固有平滑肌性质，并通过从交感神经补药释放的去甲肾上腺素（NE），其中激活在逼尿肌β肾上腺素受体_​​（β3 AR人类）介导的。排尿是通过抑制交感神经的输入和激活会释放乙酰胆碱/ ATP的收缩膀胱平滑肌¹副交感神经实现。许多病理状况，包括脑和/或脊髓损伤，神经变性疾病，糖尿病，膀胱出口梗阻或间质性膀胱炎，可以极大地改变膀胱功能，对生命²的患者的质量造成严重影响。的平滑肌中，传入或传出的神经和/或所述：这些条件通过影响一种或膀胱的多种组分改变平滑肌的收缩性粘膜。

几种体内和体外方法来研究膀胱功能已被开发出来。 在体内 ，膀胱是膀胱功能的主要测量。虽然这是一个完整的准备，允许收集在接近生理条件的信息，有若干在其中使用的平滑肌条是优选的情况。这些包括当外科手术和/或药理学的操作会影响生存和体内制剂的稳定性，或情况下，当研究需要使用的人体组织或昂贵的化学品。该方法还有助于药物，年龄和病理膀胱的各成分的作用的检查， 即平滑肌，粘膜，传入和传出神经。

膀胱条已受聘多年来受到许多团体来回答一些科学问题。他们用EVA在肌自发性活动luate变化引起的病变。这项活动被认为是导致膀胱过度活动....

方案

这里描述的所有程序是由美国匹兹堡大学IACUC委员会批准。

1，解决方案

1. 根据配方制备的Krebs溶液。组成MM：氯化钠118，氯化钾4.7， _氯化钙 1.9， _硫酸镁 1.2， _碳酸氢钠 24.9，KH ₂ PO ₄ 1.2，葡萄糖11.7。
2. 充气的Krebs用95％O _{2，5％CO 2，}并将其放置在37℃水浴中在整个实验过程中使用。放置一旁〜要用于组织解剖将200ml在室温下充气的Krebs溶液。
3. 测量充气的Krebs的pH值（〜7.4）和渗透压摩尔浓度（约300毫渗透摩尔浓度）。

2，实验装置（原理图1A）

1. 填充气（95％O _{2，5％CO 2）}用10毫升的Krebs腔室。
2. 启动循环水泵，加热腔室至37℃;打开必要的设备：放大器（S），刺激（S）和录音软件。
3. 校准传感器以1克重的。

3，组织（图1B）

从一个天真的成年人雌性SD大鼠取出膀胱（200-250克;〜10-12周龄）执行以下步骤：

1. 准备清....

结果

自发性肌活动

肌自发性的活动是经过与出生后发育^6-9和病理（ 如脊髓损伤^，BOO）3-5变革的重要平滑肌的特性。因为此活性被认为是造成膀胱过度活动症^（OAB）2的症状，受体，细胞内途径和药理学试剂的评价能调节它，是开发有效的治疗OAB和其它平滑肌功能障碍高的兴趣。这里介绍的方法，可以很容易地调查这些问题， 图2示出发展中的新生儿（i）在不同的肌自发性活动模式，少年（ⅱ）成人（iii）和脊髓损伤大鼠（SCI;ⅳ）。从新生大鼠条呈现大振幅，低频率节律性收缩（ 图2AI），而从成年大鼠条š表现出小振幅，高频率的活动（ 图2Aii，ⅲ）。脊髓损伤后的新生儿格局再度出现（ 图2Aiv）。除了使用动物模型带，各种药剂，可以用于诱导在从幼稚动物条自发性收缩，以理解的自发收缩底层机制的目的。合适的药理学试剂的例子包括毒蕈碱受体激动剂（乙酰胆碱; .......

讨论

在本文中，我们在这可以用来解决一些涉及到膀胱的生理和病理，以及协助新药的发现治疗膀胱功能障碍的重要科学问题， 体外平滑肌收缩的方法描述了一个简单。我们已经示出了使用这种方法来评估的膀胱平滑肌收缩的发育，病理和药理学特性（ 图2-4），神经传递的调制（ 图5-7A），种间差异（ 图4），器官的差异（ 图6）和特定膀胱组件的相关（ 例如 ，粘膜， 图7B）。这里未示出的其它应用包括使用药剂^3,10,11，各种药物^22-24，或评估/发射机RELE的定量结构-活性关系的细胞内途径的评价神经刺激²⁵后ASE。

而膀胱功能可能最终在体内评估，该体外方法克服了许多情况下这是有问题的体内 。这些措施包括在手术和药理学的操作会降低活力和/或器官或动物，使用人体.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
设备
带储液器的组织浴系统	Radnoti， LLC	159920	隔离组织浴
温水再循环泵	Kent Scientific Corporation	TPZ-749	将组织浴保持在 37 °C
计算机
数据采集系统	DataQ Instruments	DI-710-UH	查看、记录和分析数据
Transbridge 传感器放大器	World Precision Instruments	SYS-TBM4M	传感器放大器
Grass 刺激器	Grass Technologies	型号 S88	刺激器
麻醉系统	Kent科学公司	ACV-1205S	麻醉动物
箱	哈佛仪器	500116	麻醉动物
麻醉面罩	肯特科学公司	AC-09508	麻醉动物
材料和手术器械
Sylgard	道康宁公司	184 SIL ELAST 套件	用于固定、解剖和切割组织
培养皿	康宁	3160-152	解剖/切割组织
昆虫针	ENTOMORAVIA Austerlitz 昆虫针	尺寸 5	用于固定组织
Bench Pad	VWR International	56617-014	吸水长凳垫
鼠手术套件	Kent Scientific Corporation	INSRATKIT	去除和解剖组织
2 Dumont #3 镊子	Kent Scientific Corporation	INS500064	去除和解剖组织
组织镊	Kent Scientific Corporation	INS500092	切除和解剖组织
	Scalpel Kent Scientific Corporation	INS500236	去除和解剖组织
刀刀片	Kent Scientific Corporation	INS500239	去除和解剖组织
Professional Clipper	布伦特里科学公司	CLP-223 45	去除毛皮
缝合线	Fine Science Tools	18020-50	绑带组织
组织夹	Radnoti， LLC	158802	将组织连接到杆/传感器
1 g 重量	梅特勒托利多	11119525	对于传感器校准
化学品
克雷布斯溶液： 氯化钠 氯化钾 磷酸二氢钾 硫酸镁 葡萄糖 碳酸氢钠 氯化钙 氯化	镁  Sigma Fisher Fisher Fisher Fisher Sigma EMD Baker	S7653 P. 217-500 P285-3 M65-500 D16-500 S5761 CX0130-2 2444	制备克雷布斯溶液
氟醚	Henry Schein	029405	至麻醉动物
氧气罐	Matheson Tri Gas	ox251	与麻醉系统一起使用
碳化罐（95% 氧气;5% 二氧化碳）	Matheson Tri Gas	Moxn00hn36D	给 Krebs 溶液充气