Messung der SMC-Kontraktion in vitro: Eine nicht-invasive Methode zur Bewertung der Kontraktion von glatten Muskelzellen mit Hilfe der elektrischen Zell-Substrat-Impedanzmessung

0 Ansichten3:45 Min. • July 8th, 2025

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Die Aortenwand besteht überwiegend aus glatten Muskelzellen (SMCs), die kontraktile Proteinmaschinen enthalten, die sich zusammenziehen und entspannen, um den Blutfluss der Aorta zu regulieren.

Um die kontraktile Reaktion von Aorten-SMCs in vitro zu messen, besorgen Sie sich eine Multi-Well-Platte, die ein ECIS-Sensorarray (Electrical Cell-Substrate impedance sensing) enthält. Jedes Array enthält Goldfilmelektroden am Bohrlochboden, die mit einer Isolierfolie abgegrenzt sind. Die Vertiefungen mit Gelatine bestreichen.

Säen Sie die primäre menschliche SMC-Suspension in die Vertiefungen. Übertragen Sie die ECIS-haltige Well-Platte auf einen Plattenhalter, der mit einem Verstärker und einem Datenerfassungssystem verbunden ist, und stellen Sie dabei den Elektrodenkontakt mit dem Halter sicher. Legen Sie einen kleinen konstanten Wechselstrom zwischen den Elektroden an, um das Potential über ihnen zu messen.

Während der Inkubation haften SMCs an der Gelatinebeschichtung und verteilen sich. Die Zellen verhalten sich wie Isolatoren, die den Stromfluss zwischen den Elektroden begrenzen. Je mehr Zellen sich an der Oberfläche festsetzen, desto geringer ist der Stromfluss. Infolgedessen nehmen die Impedanz oder der Widerstand gegen den Stromfluss und das Potenzial zu. Schließlich vermehren sich die Zellen auf den Elektroden und bilden eine Monoschicht.

Behandeln Sie die SMCs mit einem Kalziumionophor, um den Transport der Kalziumionen durch die Zellmembranen zu erleichtern. Der extrazelluläre Einstrom von Kalziumionen aktiviert den kontraktilen Apparat und induziert eine Kontraktion.

Stimulierte SMCs ziehen sich zusammen und verlieren den Zell-Zell-Kontakt an den Elektroden. Die daraus resultierende Verringerung der Oberflächenabdeckung der Elektrode verringert die Impedanz und erleichtert die Echtzeit-Quantifizierung der SMC-Kontraktion.

Zählen Sie die Zellen mit einem automatisierten Zellzähler und säen Sie die SMCs in dreifacher Ausfertigung bei einer Aussaatdichte von 30.000 Zellen pro Vertiefung in 200 Mikroliter SMC-Medium in der gelatinebeschichteten ECIS-Platte. Legen Sie die Platte mit den SMCs in den ECIS 96-Well-Halter im Zellkultur-Inkubator.

Doppelklicken Sie auf die "ECIS Applied Biophysics Software", um das Programm zu öffnen, und klicken Sie auf die Schaltfläche "Setup". Überprüfen Sie, ob alle Elektroden Kontakt mit dem Halter haben, in der linken unteren Blende mit der Bezeichnung "Well-Konfiguration". Wenn die Elektroden nicht richtig angeschlossen sind, stellen Sie die Platte in der Halterung ein, bevor Sie die Messung starten.

Wählen Sie nun den Plattentyp im selben Fenster aus, indem Sie auf "Array-Typ" klicken. Bereiten Sie als Nächstes zwei Pipetten mit einem Volumen von 2 Mikrolitern und 150 Mikrolitern vor. Bevor Sie die Stimulation starten, drücken Sie in der Software auf "Markieren" und geben Sie einen Kommentar ab.

Um die Zellen zu stimulieren, nehmen Sie den Deckel ab und legen Sie ihn auf eine sterile Oberfläche im Inkubator. Induzieren Sie dann die SMC-Kontraktion, indem Sie so schnell wie möglich 2 Mikroliter der Ionomycin-Arbeitslösung in jede Vertiefung pipettieren.

Sobald alle Zellen stimuliert wurden, mischen Sie das Medium in den Vertiefungen mit der zweiten Pipette.

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Zuletzt aktualisiert: 1 August 2026