Methodenartikel

Hochauflösende optische Abbildung der Maus sinuatrialer Knoten

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DOI:

10.3791/54773

2. Dezember 2016

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die optische Abbildung der elektrischen Aktivität aus dem rechten Vorhof Maus und vor allem die sinuatrialer Knoten, mit einer hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung.

Zusammenfassung

Sino-atrial node (SAN) Dysfunktionen und damit verbundene Komplikationen stellen wichtige Ursachen für Morbidität bei Patienten mit Herzerkrankungen dar. Die Entwicklung neuartiger pharmakologischer Therapien zur Heilung dieser Patienten beruht auf einem gründlichen Verständnis sowohl der normalen Physiologie als auch der Pathophysiologie des SAN. Unter den Studien zur Herzschrittmacher wird das Maus-SAN häufig verwendet, da es für Modifikationen in der Expression verschiedener Gene geeignet ist, die für SAN-Ionenkanäle oder Kalzium-verarbeitende Proteine kodieren. Neue Erkenntnisse aus elektrophysiologischen und histologischen Studien haben auch die Repräsentativität und Ähnlichkeit der SAN-Struktur und -Funktionen der Maus mit größeren Säugetieren bewiesen, einschließlich des Vorhandenseins spezialisierter Leitungswege vom SAN zum Vorhof und einer komplexen Herzschrittmacherhierarchie innerhalb des SAN. In jüngster Zeit hat die Technik des optischen Mappings die Erforschung und Untersuchung des Ursprungs von Anregung und Leitung innerhalb und aus dem Maus-SAN erheblich erleichtert, was wiederum das Verständnis des SAN erweitert und der klinischen Behandlung von Krankheiten, die mit SAN-Dysfunktion verbunden sind, zugute gekommen ist. In diesem Manuskript haben wir ausführlich beschrieben, wie das optische Mapping des Maus-SAN aus dem intakten, Langendorff-perfundierten Herzen und aus der isolierten atrialen Präparation durchgeführt wird. Dieses Protokoll ist ein nützliches Werkzeug, um das Verständnis der SAN-Physiologie und Pathophysiologie von Mäusen zu verbessern.

Einleitung

Neuartige wissenschaftliche Durchbrüche, die zu Sprüngen im Verständnis der menschlichen Physiologie führen, gehen oft technologische Fortschritte voraus. Die fluoreszierende optische Kartierung ermöglicht beispielsweise die Untersuchung mehrerer physiologischer Parameter sowohl in Zellen als auch in Geweben. 1,2 Es hat unser Verständnis dafür, wie die anatomische Struktur mit elektrophysiologischen Funktionen und Funktionsstörungen zusammenhängt, erheblich verbessert. Im Herzen bestehen die natürlichen Schrittmacher- und Leitungssysteme wie der Sinusknoten (SAN) und der atrioventrikuläre Übergang aus Knotenmyozyten, die von den umgebenden Vorhofmyozyten is....

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Protokoll

Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit den National Institutes of Health Guide für die Pflege und Verwendung von Labortieren (NIH-Veröffentlichung Nr. 80-23) durchgeführt. Alle Methoden und Protokolle in diesen Studien verwendet wurden von der University of Wisconsin Animal Care und Verwenden Protokoll Ausschuss nach den Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren veröffentlicht von NIH (Veröffentlichung Nr 85-23, überarbeitet 1996) genehmigt. Alle Tiere in dieser Studie verwendeten erhielt humane Pflege im Einklang mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren.

1. Herzentfernung und Langendorff-Perfusion

  1. Vor....

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Ergebnisse

Optische Kartierung des Intact SAN aus dem Langendorff-Herz perfundiert
Ein typisches Beispiel für eine RA Aktivierungskonturkarte für spontane Sinusrhythmus rekonstruiert wird in Figur 3 für eine Langendorff perfundierten Herzen der Maus gezeigt. Die frühe Aktivierungspunkt innerhalb des intercaval Region in der Nähe des SVC befindet , wo die SAN ist anatomisch definiert. 3,16 Zwei RA Aktivierung Umrißkarten bei 1,0 und 0,5 ms Abtastra.......

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Diskussion

Hier präsentierten wir zwei Arten von Maus SAN Vorbereitungen: 1) intakte SAN in der Langendorff-perfundierten ganzen Herzen, und 2) SAN in der isolierten, geöffnet Vorhof Vorbereitung. Diese beiden Arten der Vorbereitung dienen unterschiedlichen experimentellen Zwecken. In der Langendorff perfundierten ganze Herz Herstellung wird das intakte atrial Struktur erhalten , welche es ermöglicht , komplexe atrialen Arrhythmien wie Vorhofflimmern sowie Wechselwirkungen zwischen dem SAN und Atrium während einspringenden Tachyar.......

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Offenlegungen

Es werden keine Interessenkonflikte deklariert.

Danksagungen

Wir werden vom Start-up der University of Wisconsin-Madison Medical School (A.V.G.) unterstützt.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
WassermantelRadnoti1660 Series Gewebebad für die Isolierung großer Organe oder Einzelzellen Verfahren
Wasserbad / ZirkulatorFisher Scientific1016S
DruckverstärkerAD InstrumentsMLT0670
EMD Millipore Nylon Net FilterFisher ScientificNY1102500
DruckmessumformerAD InstrumenteMLT0670
Minutien Pins aus Edelstahl - 0,1 mm DurchmesserFine Science Tools26002-10 
PerfusionspumpeWorld Precision InstrumentsPERIPRO-4LS
SuperfusionspumpeWorld Precision InstrumentsPERIPRO-4HS
Vannas Tübingen Schere World Precision Instruments503379
Dumont ZangeWorld Precision Instruments501201, 500085
Mayo SchereWorld Precision Instruments501750
Kelly hämostatische ZangeWorld Precision Instruments501241
Iris ZangeWorld Precision Instruments15917
Iris SchereWorld Precision Instruments501263
EKG 12 mm Nadelelektroden (29 Gauge) (monopolar) AD InstrumentsMLA1203
Inline-Luer-InjektionsanschlussIbidi10820
Ultima-L CMOS-KameraSciMediaMiCAM-05 
HalogenlampeMoritex USA IncMHAB-150W
NaClFisher ScientificS271-1
CaCl2 (2H2O)Fisher ScientificC79-500
KClFisher ScientificS217-500
MgCl2 (6H2O)Fisher ScientificM33-500
NaH2PO4 (H2O)FisherScientific S369-500
NaHCO3Fisher ScientificS233-3
D-GlukoseFisher ScientificD16-1
BlebbistatinTocris Bioscience1760
RH237ThermoFisher ScientificS1109
Dimethylsulfoxid (DMSO)Sigma-AldrichD2650

Referenzen

  1. Efimov, I. R., Nikolski, V. P., Salama, G. Optical imaging of the heart. Circ Res. 95 (1), 21-33 (2004).
  2. Herron, T. J., Lee, P., Jalife, J. Optical imaging of voltage and calcium in cardiac cells & tissues. Circ Res. 110 (4), 609-623 (2012).
  3. Fedorov, V. V., Glukhov, A. V., Chang, R.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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Schlagwörter

Sinoatrialnoten der MausLangendorff perfundiertes HerzAtrialpr paratBlebbistatin Inhibitionspannungsabh ngiger Farbstoffhochaufl sende BildgebungLokalisation des Schrittmachersatriale LeitungSinusrhythmus

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