19. Januar 2015
Dieses Protokoll beschreibt die Messung der isometrischen Kontraktion in einem isolierten glatten Muskelpräparat unter Verwendung eines isolierten Gewebebadsystems und computergestützter Datenerfassung.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, den Tonus der glatten Muskulatur zu messen. Dies wird erreicht, indem zuerst Gewebe sezieren und präparieren. Der zweite Schritt besteht darin, das Gewebe in einem isolierten Gewebekanal zu montieren.
Anschließend wird die Vitalität des Gewebes überprüft und isometrische Kontraktionsmessungen durchgeführt. Letztendlich dient die isolierte Gewebebad-Präparation zum Testen der Rezeptorfunktion, der Rezeptorsignalübertragung und der glatten Muskelreaktivität. Im Allgemeinen liegen die Hauptvorteile dieser Methode in der Flexibilität des Systems, der Schnelligkeit, mit der Ergebnisse erzielt werden, sowie darin, das gesamte Gewebe intakt zu halten.
Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen in jedem Bereich zu beantworten, der Arzneimittel verwendet, um in die Signalübertragung von Rezeptoren oder die glatte Muskulatur einzugreifen. Es gibt einige Vorbereitungen, die besonders betont werden müssen. Es ist entscheidend, das Gewebekammer-System auf 37 Grad Celsius vorzuwärmen, indem man das umlaufende, beheizte Wasserbad einschaltet. Das Wasser muss in jede Komponente über die tiefste Nippelverbindung eintreten und über die höchste Nippelverbindung austreten.
Jede Komponente muss verbunden sein. Die Kraftaufnehmer sollten kalibriert sein und müssen außerdem mindestens 15 Minuten vor dem Experiment eingeschaltet werden, um ihre Temperatur auf ein Gleichgewicht zu bringen. Anschließend, nach dem Anschließen des Gases, auf Lecks prüfen und dann das System unter Druck setzen.
Nachdem das System mit Lösung gefüllt wurde, sollte es unbedingt entlüftet und von Luftblasen befreit werden. Es ist außerdem ratsam, die Belüfter des Gewebeküvettenbads zu überprüfen. Eine gute Belüftung verteilt die Wirkstoffe effektiv, destabilisiert das Gewebe jedoch nicht unmittelbar vor dem Experiment.
Präparieren Sie das Gewebe. Nach der Anästhesie der Ratte wird mit einer Schere ein Pneumothorax erzeugt. Schneiden Sie entlang des Zwerchfells am unteren Ende des Rippenbogens.
Schneiden Sie dann vom unteren Ende des Rippenbogens bis zum Brustbein und halbieren Sie das Gewebe. Entfernen Sie die Organe über der Wirbelsäule, um die Aorta zu finden, die direkt entlang der Wirbelsäule verläuft. Trennen Sie nun alle Verbindungen zur Aorta und durchtrennen Sie die Aorta senkrecht zur Wirbelsäule auf Höhe des Zwerchfells.
Halten Sie anschließend vorsichtig die Aorta und dissezieren Sie die Aorta vom Wirbelkörper. Beginnen Sie im unteren Zwerchfellbereich neben der Wirbelsäule und arbeiten Sie sich in Richtung Herz vor. Achten Sie darauf, die Aortengewebe nicht zu ziehen oder zu reißen, da dies unmittelbar Schäden verursachen kann.
Legen Sie die Aorta in eine Präparierschale, die PSS enthält. Nehmen Sie nun einen Draht und biegen Sie ihn leicht im 90-Grad-Winkel. Befestigen Sie das abgewinkelte Ende des Drahtes an der Unterseite der Präparierschale.
Bringen Sie dann vorsichtig den Führungsdraht in das Lumen der Aorta ein und schieben Sie die Aorta auf den Draht auf. Wenn das freie Ende des Drahtes sichtbar wird, biegen Sie es sanft und drücken es in den Untergrund, um das Gewebe zu stabilisieren. Entfernen Sie nun mit kleinen Venus-Scheren und einer Pinzette das perivaskuläre Fettgewebe und andere überflüssige Gewebeteile, bis die Aorta thoracica weiß und leicht faserig erscheint.
Nachdem überschüssige Gewebe entfernt wurden, die saubere Aorta vorsichtig vom Draht lösen. Beenden Sie diesen Abschnitt, indem Sie die Aorta in drei bis fünf Millimeter breite Ringe schneiden. Ein erreichbarer Aortaring.
Halten Sie zwei Gewebehaken mit Nahtmaterial bereit, um sie in der Badkammer zu befestigen. Ein Haken sollte eine Naht mit einer kleinen verknoteten Schlaufe zur Befestigung an einer Stange aufweisen. Der andere Haken benötigt ein 10 bis 14 Zentimeter langes Stück Nahtmaterial.
Um einen Knoten zu binden, befestigen Sie vorsichtig ein Paar dieser Gewebehaken an jedem Aortaring. Achten Sie darauf, dass sich die Haken nicht verheddern. Überführen Sie anschließend jedes Gewebestück in eine Schale mit PSS von Raumtemperatur, wobei ein Gewebeträger an einem Stativ befestigt ist.
Nächster Schritt: Ziehen Sie die verknotete Schlaufe über den Zapfen der Stange und verwenden Sie das lange Stück Nahtmaterial, um das Gewebe oben zu halten. Dann setzen Sie die Stange in die Kammer ein und vergewissern Sie sich, dass die Stange sicher befestigt ist. Nun verbinden Sie die Naht vom verbleibenden Haken mit dem Kraftaufnehmer.
Lassen Sie genügend Spiel in der Naht, damit die Spannung zwischen Kraftmesstransducer und Gewebe mit dem Messmikrometer angepasst werden kann. Wiederholen Sie diesen Vorgang für jeden Ring in jeder Kammer. Stellen Sie nun die passive Spannung ein.
Verwenden Sie den Mikrometer, um die Spannung auf zwei Gramm zu erhöhen, und warten Sie, bis die Spannung im Gewebe nicht weiter ansteigt. Erhöhen Sie dann die Spannung um weitere zwei Gramm und warten Sie erneut auf die Änderung der Spannung. Zum Abschluss.
Die Spannung sollte nun bei etwa 3,2 Gramm liegen. Wiederholen Sie diesen Vorgang an jedem Ring in jeder Kammer. Nachdem alle passiven Spannungen eingestellt wurden, lassen Sie die Gewebe eine Stunde lang equilibrieren.
Während dieser Zeit das PSS alle 15 Minuten erneuern und andere Vorbereitungen für das Experiment durchführen, beispielsweise die Zubereitung der Wirkstoffe am Ende der Eichphase. Das Gewebe ein letztes Mal spülen, die Daten speichern und alle Eingaben zurücksetzen. Anschließend gemäß den Angaben im textlichen Protokoll die erste Reizung durchführen.
Stellen Sie sicher, dass diese Schritte in der Software dokumentiert werden. Nach der initialen Herausforderung wird sich die Spannungsänderung einpendeln. Anschließend spülen Sie das Herausforderungsmedikament aus, sodass der Tonus des Gewebes einen Grundwert erreicht.
Lassen Sie das Gewebe nun etwa 10 Minuten bei diesem Grundtonus ruhen, wobei ein Bad das Fahrzeug, in diesem Fall Wasser, und das andere Bad erhält. Geben Sie ausreichend Prazosin für eine Konzentration von fünf Nanomolar im Bad hinzu. Lassen Sie die Gewebebäder eine Stunde lang inkubieren, ohne Spülen.
Reparieren Sie inzwischen das Phenol-Rin in einer breiten Konzentrationsreihe entlang einer logarithmischen Kurve. Fügen Sie nach einer Stunde Phenyl-Rin-Agonist in zunehmenden Konzentrationen in das Bad hinzu, um eine kumulative Konzentrations-Wirkungs-Kurve zu erzeugen. Warten Sie nach jeder Zugabe, bis die Gewebereaktion ein Plateau erreicht hat, bevor Sie die nächste Konzentration zugeben.
Führen Sie weitere Zugaben so lange durch, bis sich der Tonus des Gewebes nicht mehr ändert oder bis die gesamte Dosis-Wirkungs-Kurve ein Plateau erreicht hat. Stattdessen wurde die Aorta thoracica eine Stunde lang in dem Alpha-1-adrenergen Rezeptorantagonisten POZ sim inkubiert, bevor der Alpha-1-adrenerge Agonist Phenyl rine in das Gewebebad gegeben wurde, um kumulative Kontraktionsdosis-Wirkungs-Kurven aufzuzeichnen. Die maximale und halbmaximale Kontraktion durch Phenyl rine an dem Kontrollgewebe mit dem Fahrzeug allein ist grün markiert.
Die halbe maximale Wirkung kennzeichnet die effektive Konzentration des Wirkstoffs. Die gleichen Messungen für das mit Razin behandelte Gewebe sind in Schwarz dargestellt. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die Funktion der glatten Muskulatur in einem isolierten Gewebekanal messen kann.
Dieses Protokoll beschreibt die Messung isometrischer Kontraktionen im isolierten glatten Muskelgewebe mithilfe eines Gewebebadesystems. Es erläutert die Vorbereitung und Untersuchung des Tonus glatter Muskulatur und betont die Bedeutung der Aufrechterhaltung der Gewebeviabilität.
Mittels des isolierten Gewebebads kann die Kontraktilität glatter Muskulatur präzise gemessen werden, wodurch entscheidende Daten für die Zielstrukturen-Validierung bei kardiovaskulären und Stoffwechselerkrankungen gewonnen werden. Durch die Quantifizierung der Agonistenpotenz und der Antagonistenwirksamkeit in intaktem Gewebe unterstützt dieses Verfahren die mechanistische Entschärfung pharmakologischer Interventionen vor der Optimierung von Leitverbindungen. Aufgrund seiner Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit stellt es ein wertvolles Instrument für frühe Entdeckungsworkflows dar, die eine funktionelle Validierung vaskulärer Zielstrukturen erfordern.
Das isolierte Gewebekammerbad fungiert als Assay im Entdeckungsstadium, der durch funktionelle Messungen rezeptorvermittelter glatter Muskelreaktionen die Zielstrukturauswahl und die Identifizierung von Leitverbindungen unterstützt.