כאן, אנו מציגים פרוטוקול למיפוי אופטי של פעילות חשמלית מן אטריום ימין בעכבר במיוחד צומת סין-פרוזדורים, ברזולוציה גבוהה במרחב ובזמן.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול למיפוי אופטי של פעילות חשמלית מן אטריום ימין בעכבר במיוחד צומת סין-פרוזדורים, ברזולוציה גבוהה במרחב ובזמן.
תפקוד לקוי של בלוטת סינו-פרוזדורים (SAN) וסיבוכים נלווים מהווים גורמים חשובים לתחלואה בחולים עם מחלות לב. הפיתוח של טיפולים פרמקולוגיים חדשים לריפוי חולים אלה מסתמך על הבנה מעמיקה הן של הפיזיולוגיה הנורמלית והן של הפתופיזיולוגיה של ה-SAN. בין המחקרים על קוצב לב, נעשה שימוש נרחב ב-SAN של העכבר בשל היתכנותו לשינויים בביטוי של גנים שונים המקודדים תעלות יונים של SAN או חלבונים המטפלים בסידן. עדויות מתפתחות ממחקרים אלקטרופיזיולוגיים והיסטולוגיים הוכיחו גם את הייצוגיות והדמיון של מבנה ותפקודי ה-SAN של העכבר ליונקים גדולים יותר, כולל נוכחות של מסלולי הולכה מיוחדים מה-SAN לאטריום והיררכיה מורכבת של קוצבי לב בתוך ה-SAN. לאחרונה, טכניקת המיפוי האופטי הקלה מאוד על החקירה והחקירה של מקור העירור וההולכה בתוך ומתוך ה-SAN של העכבר, מה שבתורו הרחיב את ההבנה של ה-SAN והועיל לטיפולים קליניים במחלות הקשורות לתפקוד לקוי של SAN. בכתב היד הזה, תיארנו בפירוט כיצד לבצע את המיפוי האופטי של ה-SAN של העכבר מהלב השלם, המנופח על ידי לנגנדורף, ומהתכשיר הפרוזדורי המבודד. פרוטוקול זה הוא כלי שימושי לשיפור ההבנה של הפיזיולוגיה והפתופיזיולוגיה של SAN בעכברים.
פריצות דרך מדעיות חדשות המובילות לקפיצות בהבנת הפיזיולוגיה האנושית קודמות לעתים קרובות להתקדמות טכנולוגית. מיפוי אופטי פלואורסצנטי, למשל, מאפשר חקירה של פרמטרים פיזיולוגיים מרובים הן בתאים והן ברקמות. 1,2 זה שיפר משמעותית את ההבנה שלנו כיצד המבנה האנטומי קשור לתפקודים אלקטרופיזיולוגיים ותפקודים לקויים. בלב, קוצב הלב הטבעי ומערכות ההולכה כגון הצומת הסינו-פרוזדורי (SAN) והצומת האטריו-חדרי מורכבים מיוציטים צמתים המבודדים על ידי מיוציטים פרוזדורים שמסביב. 3-5 ארגון כזה יוצר מבנים תלת מימדיים מורכבים בעלי תכונות חשמליות מיוחדות. שיפוץ מבני ופונקציונלי של מבני קוצב לב אלה הוכר כיוצר הטרוגניות אלקטרופיזיולוגית משמעותית. הבנת המנגנון העומד בבסיס האופן שבו הטרוגניות כזו גורמת להפרעות בתפקוד SAN ולהפרעות קצב פרוזדוריות תועיל באופן דרמטי לטיפול הקליני במחלות אלה. זה דורש טכניקה כדי לדמיין את התפשטות האותות החשמליים ברמת הרקמה, כגון מיפוי אופטי.
לאחרונה, ראיות מצטברות הוכיחו את התקדמות המיפוי האופטי במחקרים של אלקטרופיזיולוגיה ופתולוגיה של פרוזדורים. 2 עם זאת, מחקרים חדשים וקפדניים תלויים בפרשנות מדויקת של נתוני ניסוי, שתוקף ויציבות שלהם מסתמכים על פרוטוקולי ניסוי קפדניים. עכברים מהונדסים גנטית משמשים באופן נרחב למחקר כמודלים של בעלי חיים למחלות אנושיות כולל תסמונת סינוס חולה, הפרעות בקוצב לב והפרעות קצב פרוזדורים. 6,8-11 לפיכך, שילוב של מיפוי אופטי פלואורסצנטי עם מודלים של עכברים טרנסגניים מספק כלי רב עוצמה לחקר הפרעות חשמליות לבביות הקשורות לפתולוגיות שונות. במאמר זה, אנו מציגים פרוטוקול למיפוי אופטי ברזולוציה גבוהה של ה-SAN והאטריום של העכבר. באופן ספציפי, אנו דנים ומשווים גישות שונות להעמסת צבע, השפעות זמן על הלבנת צבע ויציבות קצב הלב במהלך הניסוי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים נערכו בהתאם המכונים הלאומיים מדריך הבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (NIH פאב. מס '80-23). כל שיטות ופרוטוקולים שימוש במחקרים אלה אושרו על ידי האוניברסיטה של טיפול בבעלי חיים ויסקונסין ועדת שימוש פרוטוקול בעקבות הנחיות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה שפורסם על ידי ה- NIH (פרסום מס '85-23, מתוקנת 1996). כל בעלי החיים המשמשים במחקר זה קיבלו טיפול אנושי באמות מדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה.
הסרת לב 1. Langendorff זלוף
2. מיפוי אופטי של SAN מהלב Whole-perfused Langendorff
3. מיפוי אופטי של SAN מן הכנת הפרוזדורים המבודדת
4. מיפוי אופטי להגדיר
הערה:. תיאור מפורט של מערכת המיפוי האופטית מסופק במקום אחר 12
5. עיבוד נתונים
הערה: נתוני מיפוי אופטי נאסף ונשמר כסדרה של מטריצות של עוצמת פלורסנט בנקודות זמן שונות. כל פיקסל represeNTS מידה של עוצמת פלורסנט שנאספו ממיקום מסוים על הכנת הרקמה בנקודת זמן ספציפית. קרינת רקע תוסר באופן אוטומטי לפיקסל כדי לאפשר ויזואליזציה טובה יותר של שינויי קרינה המיוצרים על ידי שינויי מתח הממברנה הפוכים להתכתב עם פוטנציאל פעולה (APS) נמדד על ידי מערכות microelectrode. פירוט השלבים השונים בעיבוד נתוני הדמיה אופטיים, כוללים פילוח תמונה, סינון מרחבים, סינון זמני, והסרה להיסחף בסיס, ניתן בסקירה הממוקדת. 15
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מיפוי אופטי של SAN ללא פגע מן הלב perfused-Langendorff
דוגמא טיפוסית של גובה מפת הפעלת RA המשוחזרת עבור קצב סינוס ספונטני מוצגת באיור 3 עבור לב עכבר-perfused Langendorff. נקודת ההפעלה מוקדם ממוקמת בתוך האזור intercaval ליד SVC שבו SAN מוגדר מבחינה אנטומית. 3,16 שתי מפות קונטור RA ההפעלה רכשו ב 1.0 ו 0.5 קצב דגימת msec מוצגות באיור 3 ב.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן, הצגנו שני סוגי ההכנה העכבר SAN: 1) ללא פגע SAN בלב שלם-perfused Langendorff, ו -2) SAN ב מבודד, פתח הכנה פרוזדורים. אלה שני סוגים של הכנה לשרת מטרות ניסוי שונות. בהכנה בלב שלם-perfused Langendorff, מבנה הפרוזדורים ללא פגע נשמר מה שהופך אותו ניתן ללמוד הפרעות קצב פרוזדורים מורכבות כמו פרפור פרוזדורים וכן אינטראקציות בין SAN ו- אטריום במהלך tachyarrhythmias ההולך ושב. 6 לעומת זאת, בהכנת הפרוזדורים המבודדת , האטריום הנו נפתח שטוח לתוך מבנה פסאודו שני ממדי שבו חבילות א...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לא מוכרזים ניגודי עניינים.
אנו נתמכים על ידי הסטארט-אפ של בית הספר לרפואה של אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון (A.V.G).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מעיל מים | Radnoti | 1660 סדרת אמבט רקמות לאיבר גדול או נהלי | |
| אמבט מים / סירקולטור | פישר סיינטיפיק | 1016S | |
| מגבר לחץ | AD מכשירים | MLT0670 | |
| EMD Millipore ניילון רשת מסננים | פישר סיינטיפיק | NY1102500 | |
| מתמר לחץ | AD מכשירים | MLT0670 | |
| סיכות זעירות מנירוסטה - קוטר 0.1 מ"מ | Fine Science Tools | 26002-10 | |
| משאבת זלוף | World Precision Instruments | PERIPRO-4LS | |
| משאבת Superfusion | World Precision Instruments | PERIPRO-4HS | |
| Vannas Tubingen מספריים | World Precision Instruments | 503379 | |
| Dumont מלקחיים | World Precision Instruments | 501201, 500085 | |
| Mayo מספריים | World Precision Instruments | 501750 | |
| Kelly מלקחיים המוסטטיים | World Precision Instruments | 501241 | |
| איריס | Precision Instruments | 15917 | |
| איריס מספריים | מכשירי דיוק עולמיים | 501263 | |
| א.ק.ג 12 מ"מ מחט (מד 29) אלקטרודות (חד קוטבית) | AD Instruments | MLA1203 | |
| יציאת הזרקת Luer בשורה | Ibidi | 10820 | |
| Ultima-L CMOS מצלמה | SciMedia | MiCAM-05 | |
| מנורת הלוגן | Moritex USA Inc | MHAB-150W | |
| NaCl | Fisher Scientific | S271-1 | |
| CaCl2 (2H2O) | Fisher Scientific | C79-500 | |
| KCl | Fisher Scientific | S217-500 | |
| MgCl2 (6H2O) | Fisher Scientific | M33-500 | |
| NaH2PO4 (H2O) | Fisher Scientific | S369-500 | |
| NaHCO3 | Fisher Scientific | S233-3 | |
| D-Glucose | Fisher Scientific | D16-1 | |
| Blebbistatin | Tocris Bioscience | 1760 | |
| RH237 | ThermoFisher Scientific | S1109 | |
| דימתיל סולפוקסיד (DMSO) | סיגמא-אולדריץ' | D2650 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה