Name: מיפוי אופטי ברזולוציה גבוהה של צומת סין- פרוזדורי העכבר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-02T11:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 7 s
Description: למד מיפוי אופטי ברזולוציה גבוהה של צומת סינוס-פרוזדורי בעכבר באמצעות הכנה מבודדת של לב או שורש כליה לנגנדורף. שיטה זו מאפשרת חקר מנגנוני הפרעות קצב לב ותסמונת סינוס חולה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו נתמכים על ידי הסטארט-אפ של בית הספר לרפואה של אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון (A.V.G).

<ol><li>Efimov, I. R., Nikolski, V. P., Salama, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+of+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Optical imaging of the heart.</a> Circ Res. 95 (1), 21-33 (2004).</li>
<li>Herron, T. J., Lee, P., Jalife, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+of+voltage+and+calcium+in+cardiac+cells+%26+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Optical imaging of voltage and calcium in cardiac cells & tissues.</a> Circ Res. 110 (4), 609-623 (2012).</li>
<li>Fedorov, V. V., Glukhov, A. V., Chang, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conduction+barriers+and+pathways+of+the+sino-atrial+pacemaker+complex%3A+their+role+in+normal+rhythm+and+atrial+arrhythmias%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Conduction barriers and pathways of the sino-atrial pacemaker complex: their role in normal rhythm and atrial arrhythmias.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. , (2012).</li>
<li>Boyett, M. R., Honjo, H., Kodama, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+sinoatrial+node%2C+a+heterogeneous+pacemaker+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">The sinoatrial node, a heterogeneous pacemaker structure.</a> Cardiovasc Res. 47 (4), 658-687 (2000).</li>
<li>Glukhov, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sinoatrial+Node+Reentry+in+a+Canine+Chronic+Left+Ventricular+Infarct+Model%3A+The+Role+of+Intranodal+Fibrosis+and+Heterogeneity+of+Refractoriness%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Arrhythm+Electrophysiol%22%5BJournal%5D)">Sinoatrial Node Reentry in a Canine Chronic Left Ventricular Infarct Model: The Role of Intranodal Fibrosis and Heterogeneity of Refractoriness.</a> Circ Arrhythm Electrophysiol. , (2013).</li>
<li>Glukhov, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calsequestrin+2+deletion+causes+sinoatrial+node+dysfunction+and+atrial+arrhythmias+associated+with+altered+sarcoplasmic+reticulum+calcium+cycling+and+degenerative+fibrosis+within+the+mouse+atrial+pacemaker+complex%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Calsequestrin 2 deletion causes sinoatrial node dysfunction and atrial arrhythmias associated with altered sarcoplasmic reticulum calcium cycling and degenerative fibrosis within the mouse atrial pacemaker complex.</a> Eur Heart J. 36 (11), 686-697 (2015).</li>
<li>John, R. M., Kumar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sinus+Node+and+Atrial+Arrhythmias%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Sinus Node and Atrial Arrhythmias.</a> Circulation. 133 (19), 1892-1900 (2016).</li>
<li>Swaminathan, P. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxidized+CaMKII+causes+cardiac+sinus+node+dysfunction+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Oxidized CaMKII causes cardiac sinus node dysfunction in mice.</a> J Clin Invest. 121 (8), 3277-3288 (2011).</li>
<li>Glukhov, A. V., Fedorov, V. V., Anderson, M. E., Mohler, P. J., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+anatomy+of+the+murine+sinus+node%3A+high-resolution+optical+mapping+of+ankyrin-B+heterozygous+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Functional anatomy of the murine sinus node: high-resolution optical mapping of ankyrin-B heterozygous mice.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 299 (2), H482-H491 (2010).</li>
<li>Egom, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+sinoatrial+node+function+and+increased+susceptibility+to+atrial+fibrillation+in+mice+lacking+natriuretic+peptide+receptor+C%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Impaired sinoatrial node function and increased susceptibility to atrial fibrillation in mice lacking natriuretic peptide receptor C.</a> J Physiol. 593 (5), 1127-1146 (2015).</li>
<li>Torrente, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Burst+pacemaker+activity+of+the+sinoatrial+node+in+sodium-calcium+exchanger+knockout+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Burst pacemaker activity of the sinoatrial node in sodium-calcium exchanger knockout mice.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (31), 9769-9774 (2015).</li>
<li>Lang, D., Sulkin, M., Lou, Q., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+mapping+of+action+potentials+and+calcium+transients+in+the+mouse+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Optical mapping of action potentials and calcium transients in the mouse heart.</a> J Vis Exp. (55), e3275(2011).</li>
<li>Fedorov, V. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+blebbistatin+as+an+excitation-contraction+uncoupler+for+electrophysiologic+study+of+rat+and+rabbit+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Rhythm%22%5BJournal%5D)">Application of blebbistatin as an excitation-contraction uncoupler for electrophysiologic study of rat and rabbit hearts.</a> Heart Rhythm. 4 (5), 619-626 (2007).</li>
<li>Swift, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+of+blebbistatin+for+cardiac+optical+mapping+and+other+imaging+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Properties of blebbistatin for cardiac optical mapping and other imaging applications.</a> Pflugers Arch. 464 (5), 503-512 (2012).</li>
<li>Laughner, J. I., Ng, F. S., Sulkin, M. S., Arthur, R. M., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processing+and+analysis+of+cardiac+optical+mapping+data+obtained+with+potentiometric+dyes%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Processing and analysis of cardiac optical mapping data obtained with potentiometric dyes.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 303 (7), H753-H765 (2012).</li>
<li>Liu, J., Dobrzynski, H., Yanni, J., Boyett, M. R., Lei, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organisation+of+the+mouse+sinoatrial+node%3A+structure+and+expression+of+HCN+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Organisation of the mouse sinoatrial node: structure and expression of HCN channels.</a> Cardiovasc Res. 73 (4), 729-738 (2007).</li>
<li>Verheijck, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+features+of+the+mouse+sinoatrial+node+in+relation+to+connexin+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological features of the mouse sinoatrial node in relation to connexin distribution.</a> Cardiovasc Res. 52 (1), 40-50 (2001).</li>
<li>Krishnaswamy, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+parasympathetic+nervous+system+regulation+of+the+sinoatrial+node+in+Akita+diabetic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Cell+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Altered parasympathetic nervous system regulation of the sinoatrial node in Akita diabetic mice.</a> J Mol Cell Cardiol. 82, 125-135 (2015).</li>
<li>Nygren, A., Lomax, A. E., Giles, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heterogeneity+of+action+potential+durations+in+isolated+mouse+left+and+right+atria+recorded+using+voltage-sensitive+dye+mapping%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Heterogeneity of action potential durations in isolated mouse left and right atria recorded using voltage-sensitive dye mapping.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 287 (6), H2634-H2643 (2004).</li>
<li>Efimov, I. R., Fedorov, V. V., Joung, B., Lin, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+cardiac+pacemaker+circuits%3A+methodological+puzzles+of+the+sinoatrial+node+optical+mapping%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Mapping cardiac pacemaker circuits: methodological puzzles of the sinoatrial node optical mapping.</a> Circ Res. 106 (2), 255-271 (2010).</li>
<li>Aschar-Sobbi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+atrial+arrhythmia+susceptibility+induced+by+intense+endurance+exercise+in+mice+requires+TNFalpha%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Increased atrial arrhythmia susceptibility induced by intense endurance exercise in mice requires TNFalpha.</a> Nat Commun. 6, 6018(2015).</li>
<li>Hansen, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atrial+fibrillation+driven+by+micro-anatomic+intramural+re-entry+revealed+by+simultaneous+sub-epicardial+and+sub-endocardial+optical+mapping+in+explanted+human+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Atrial fibrillation driven by micro-anatomic intramural re-entry revealed by simultaneous sub-epicardial and sub-endocardial optical mapping in explanted human hearts.</a> Eur Heart J. 36 (35), 2390-2401 (2015).</li>
<li>Lang, D., Petrov, V., Lou, Q., Osipov, G., Efimov, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+control+of+heart+rate+in+a+rabbit+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J+Electrocardiol%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal control of heart rate in a rabbit heart.</a> J Electrocardiol. 44 (6), 626-634 (2011).</li>
<li>Kanlop, N., Sakai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+mapping+study+of+blebbistatin-induced+chaotic+electrical+activities+in+isolated+rat+atrium+preparations%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol+Sci%22%5BJournal%5D)">Optical mapping study of blebbistatin-induced chaotic electrical activities in isolated rat atrium preparations.</a> J Physiol Sci. 60 (2), 109-117 (2010).</li>
<li>Glukhov, A. V., Flagg, T. P., Fedorov, V. V., Efimov, I. R., Nichols, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+K%28ATP%29+channel+pharmacology+in+intact+mouse+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Cell+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Differential K(ATP) channel pharmacology in intact mouse heart.</a> J Mol Cell Cardiol. 48 (1), 152-160 (2010).</li>
<li>Wu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+sinoatrial+node+function+and+intra-atrial+conduction+in+murine+gain-of-function+Scn5a%2B%2FDeltaKPQ+hearts+suggest+an+overlap+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Altered sinoatrial node function and intra-atrial conduction in murine gain-of-function Scn5a+/DeltaKPQ hearts suggest an overlap syndrome.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 302 (7), H1510-H1523 (2012).</li>
</ol>

לא מוכרזים ניגודי עניינים.

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...

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.

<table><tbody><tr><td>מעיל מים</td><td>Radnoti</td><td>1660 סדרת אמבט רקמות לאיבר גדול או נהלי</td><td></td>בידוד תאים בודדים</tr><tr><td>אמבט מים / סירקולטור</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>1016S</td><td></td></tr><tr><td>מגבר לחץ</td><td>AD מכשירים</td><td>MLT0670</td><td></td></tr><tr><td>EMD Millipore ניילון רשת מסננים</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>NY1102500</td><td></td></tr><tr><td>מתמר לחץ</td><td>AD מכשירים</td><td>MLT0670</td><td></td></tr><tr><td>סיכות זעירות מנירוסטה - קוטר 0.1 מ"מ</td><td>Fine Science Tools</td><td>26002-10&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>משאבת זלוף</td><td>World Precision Instruments</td><td>PERIPRO-4LS</td><td></td></tr><tr><td>משאבת Superfusion</td><td>World Precision Instruments</td><td>PERIPRO-4HS</td><td></td></tr><tr><td>Vannas Tubingen מספריים&nbsp;</td><td>World Precision Instruments</td><td>503379</td><td></td></tr><tr><td>Dumont מלקחיים</td><td>World Precision Instruments</td><td>501201, 500085</td><td></td></tr><tr><td>Mayo מספריים</td><td>World Precision Instruments</td><td>501750</td><td></td></tr><tr><td>Kelly מלקחיים המוסטטיים</td><td>World Precision Instruments</td><td>501241</td><td></td></tr><tr><td>איריס</td> World <td>Precision Instruments</td><td>15917</td><td></td></tr><tr><td>איריס מספריים</td><td>מכשירי דיוק עולמיים</td><td>501263</td><td></td></tr><tr><td>א.ק.ג 12 מ"מ מחט (מד 29) אלקטרודות (חד קוטבית)&nbsp;</td><td>AD Instruments</td><td>MLA1203</td><td></td></tr><tr><td>יציאת הזרקת Luer בשורה</td><td>Ibidi</td><td>10820</td><td></td></tr><tr><td>Ultima-L CMOS מצלמה&nbsp;</td><td>SciMedia</td><td>MiCAM-05&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>מנורת הלוגן</td><td>Moritex USA Inc</td><td>MHAB-150W</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Fisher Scientific</td><td>S271-1</td><td></td></tr><tr><td>CaCl2 (2H2O)</td><td>Fisher Scientific</td><td>C79-500</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>Fisher Scientific</td><td>S217-500</td><td></td></tr><tr><td>MgCl2 (6H2O)</td><td>Fisher Scientific</td><td>M33-500</td><td></td></tr><tr><td>NaH2PO4 (H2O)</td><td>Fisher Scientific</td><td>S369-500</td><td></td></tr><tr><td>NaHCO3</td><td>Fisher Scientific</td><td>S233-3</td><td></td></tr><tr><td>D-Glucose</td><td>Fisher Scientific</td><td>D16-1</td><td></td></tr><tr><td>Blebbistatin</td><td>Tocris Bioscience</td><td>1760</td><td></td></tr><tr><td>RH237</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>S1109</td><td></td></tr><tr><td>דימתיל סולפוקסיד (DMSO)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>D2650</td><td></td></tr></tbody></table>

מיפוי אופטי ברזולוציה גבוהה של צומת סין- פרוזדורי העכבר

High-resolution Optical Mapping of the Mouse Sino-atrial Node

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.

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. <p class="jove_content" fo:keep-together....

כאן, אנו מציגים פרוטוקול למיפוי אופטי של פעילות חשמלית מן אטריום ימין בעכבר במיוחד צומת סין-פרוזדורים, ברזולוציה גבוהה במרחב ובזמן.

Sino-atrial node (SAN) dysfunctions and associated complications constitute important causes of morbidity in patients with cardiac diseases. The ...

המטרה הכללית של פרוטוקול ניסיוני זה היא לבצע מיפוי אופטי של קשרין הסינו-אטריאלי (sinoatrial node) בעכבר, מלב שלם המשוקשק בשיטת Langendorff או מהכנה מבודדת של העליות. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום האלקטרו-ופיזיופתולוגיה של הקשר הסינו-אטריאלי, בנוגע למנגנונים של הפרעות בקצב הלב (pacemaker abnormalities), תסמונת הסינוס החולה (sick sinus syndrome) והפרעות קצב שונות בעליות הקשורות למחלות. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת חקירה של פרמטרים מרובים ברקמות שלמות ברזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה מאוד.לאחר וידוא של רמת הרדמה מתאימה באמצעות צביטה בבוהן, השתמשו במספרי מאיו (Mayo) מעוקלים בגודל 5.5 אינץ' ובפינצטת קלי (Kelly) להמוסטזה בגודל 5.5 אינץ' כדי לבצע חתך של סנטימטר אחד בחלק הקדמי של בית החזה. בעזרת פינצטת איריס (Iris) מעוקלת בגודל ארבעה אינץ', תפסו במהירות את רקמת הריאה והשתמשו במספרי איריס בגודל ארבעה שליש אינץ' כדי להוציא יחד את הריאה, התימוס והלב, יחד עם פריקרדיום (קרום הלב). שטפו את הרקמות בתמיסת טיירוד (Tyrode) שעברה התאמה, מחומצנת ובטמפרטורה של 37 °C.לאחר מכן, השתמשו במספריס Tubingen Vannas מעוקלים בגודל שלושה אינץ' ובפינצטות מספר 5 בגודל ארבעה שליש אינץ' כדי להסיר את הריאות, התימוס ורקמת השומן מהלב. לאחר מכן, השתמשו בקנולה מותאמת אישית בכילוי 21 ובשתי פינצטות B מספר 5 מעוקלות בגודל 4.3 אינץ' כדי לבצע קניולציה של האורטה ובמקביל לבצע פרפוזיה וסופר-פרפוזיה של הלב עם תמיסות Tyrode בטמפרטורה של 37 degree Celsius, כאשר התמיסה מועברת דרך מסנן ניילון של 11 micron המותקן בקו, לפני הפרפוזיה, על מנת למנוע חסימה של מחזור הדם הכלילי. לאחר מכן, חברו טרנסדוסר לחץ למחבר Luer lock בקו הפרפוזיה באמצעות ברז תלת-דרכי (three-way stopcock) כדי לנטר את הלחץ באורטה, תוך התאמת מהירות הפרפוזיה כדי לשמור על לחץ אורטלי שבין 60 ל-80 millimeters of mercury לפי הצורך.לביצוע מיפוי אופטי של הצומת הסינו-עלידית מלב בפרפוזיה בשיטת לנגנדורף (Langendorff), מקם את האיבר במנח אופקי כאשר הצד האחורי פונה כלפי מעלה בתוך תא זכוכית לרחצה של רקמות, והשתמש בסיכות בעלות קוטר של 0.1 מ"מ כדי לקבע את חוד החדרים לתחתית התא המצופה בסיליקון, זאת כדי למנוע תזוזות הנגרמות מהזרם במהלך הניסוי. הכנס צינור סיליקון קטן אל תוך החדר השמאלי דרך הווריד הריאתי, העליות השמאליות והמסתם המיטרלי, והשתמש בתפר משי במידה 40 כדי לקבע את הצינור לרקמה החיברית הסובבת. לאחר מכן, השתמש בתפר משי נוסף במידה 40 כדי להדק את הוורידים החלולים העליון והתחתון, וקבע בסיכה את קצה התהליל של העליה הימנית לתחתית התא.מתחו והדביקו את הקצה השני של התפר לתחתית התא והניחו אלקטרודת קוצבי לב בהתאמה אישית על קצה הנספח של העלייה הימנית. לאחר מכן, הניחו שתי אלקטרודות חד-קוטביות מסוג מחט במידה של 12 מילימטרים עבור אקג (electrocardiogram) סמוך לבסיס החדרים הימני והשמאלי, והניחו את אלקטרודת ההארקה של האקג סמוך לApex של החדר. כדי לצבוע את הרקמה, הזריקו את הצבע המדולל אל תוך פתח פרפוזיה מקוון של קו הפרפוזיה הכלילי למשך תקופה של חמש עד שבע דקות.לאחר 20 דקות של התייצבות, הוסף 0.5 milliliters של blebbistatin בטמפרטורה של 37 degree Celsius אל הפרפוזט, ולאחר מכן הזרק 0.1 milliliters של blebbistatin המדולל ב-1 milliliter של תמיסת Tyrode בטמפרטורה של 37 degree Celsius אל קו הפרפוזיה הקורונרית במשך חמש עד שבע דקות נוספות, באמצעות יציאת הזרקה מסוג Luer lock המותקנת בקו. יש להשתמש ב-Blebbistatin בזהירות. כדי למנוע שקיעה של המעכב, המס תחילה את ה-blebbistatin במדיום שחומם ל-37 degrees ברור וערבב את התערובת בעוצמה.כדי לבצע מיפוי אופטי של הדגימה, קבעו תחילה זכוכית כיסוי קטנה על פני השטח של התמיסה מעל הרקמה, כדי להפחית ארטיפקטים של תנועה הנובעים מהרעידות של התמיסה. לאחר מכן, בעזרת מוליך אור מפוצל וגמיש עם אור עירור המסופק על ידי נורת הלוגן בעלת זרם קבוע ורעש נמוך, כוונו את קרן האור המסוננת אל הרקמה ודגמו את אות הפלואורסצנציה שנוצר. לאחר קניולציה של הלב כפי שהודגמה כעת, נתקו את החדרים מהצד הקדמי ופתחו את העלייה הימנית דרך המסתם התלת-שפיצתי לאורך ציר הווריד הראשי העליון של המסתם התלת-שפיצתי, ולאחר מכן בצעו חיתוך דרך הזרוע המדיאלית של ה-crista terminalis.כדי לפתוח את הדופן החופשית של העליה הקדמית, בצעו חתך מקו האמצע של חיתוך הזרוע המדיאלית ועד לקצה הפינה התחתונה הימנית של התהייכות העלייה הימנית, והצמידו בעזרת סיכות את הדופן החופשית השטוחה של העליה לתחתיתו של תא מצופה סיליקון. כדי לפתוח את התהייכות העליה השמאלית, חתכו דרך המסתם המיטרלי לאורך הפינה העליונה של המסתם המיטרלי של התהייכות העליה השמאלית. לאחר מכן, הצמידו בעזרת סיכות את העליה השמאלית הפתוחה כפי שנעשה קודם לכן עבור העליה הימנית.לאחר מכן, הסר חלקית את רקמת הפרוקים. שמור על שוליים של רקמת פרוקים לצורך קיבוע הדגימה כדי למנוע נזק לעליות הלב, וקבע את הרקמה לתחתית תא מצופה ב-Sylgard. כעת, הרם את הדגימה הסופית בכ-0.5 מילימטרים מתחתית התא המצופה בסיליקון כדי לאפשר סופרפוזיה (superfusion) הן מהמשטח האפיקרדיאלי והן מהמשטח האנדוקרדיאלי, ובצע סופרפוזיה לדגימה עם תמיסת Tyrode בטמפרטורה של 37 degree Celsius.לאחר מכן, מקמו אלקטרודת כסף-כלוריד לקוצבי לב בהתאמה אישית על קצה הנספח העליוני הימני המנוסח. מקמו אלקטרודה חד-קוטבית של אקג עם מחט של 12 מילימטר ליד כל אחד מהנספחים העליוניים, הימני והשמאלי, ומקמו את אלקטרודת ההארקה של האקג ליד החיבור שבין העליון למסוע (atrial ventricular junction). לצביעת רקמת הלב, השתמשו בפיפטה של 1 מילימטר כדי לשחרר לאט צבע רגיש למתח, המדולל בתמיסת Tyrode בטמפרטורה של 37 degree Celsius, ישירות על הרקמה.לאחר מכן, קבעו את הדגימה על ידי יישום ישיר של blebbistatin מדולל על הרקמה, ולאחריו מתן של 0.5 milliliters נוספים של blebbistatin דרך הפרפוזאט, ובצעו מיפוי אופטי של הדגימה כפי שהודגם זה עתה. שלבי צביעת הרקמה ועקיבת ה-blebbistatin הם קריטיים ומחייבים יישום מדויק והליך צביעה קפדני, כדי שהפרמטרים הפיזיולוגיים של העליה, כולל קצב הלב, מיקום הקוצבי המוביל וההולכה העליותית, לא ייפגעו. כאן מוצגת מפת קונטור טיפוסית של הפעלה בעליה ימין ששוחזרה עבור קצב סינוס ספונטני בלב עכבר בפרפוזיה של Langendorff, יחד עם שתי מפות קונטור תואמות של העליה ימין שנרכשו בקצבי דגימה של 1 ו-0.5 milliseconds.נקודת ההפעלה המוקדמת ממוקמת באזור הבין-חלול (intercaval region) סמוך לוריד החלול העליון, שם מוגדרת אנטומית הצומת הסינו-עלילית. בניסוי זה, לאחר קצב של התהייך העלייה הימנית (right atrial appendage) למשך דקה אחת לפחות בתדר של 10 עד 12 Hertz, הופסקה הגרייה החשמלית וזמן ההתאוששות של הצומת הסינו-עלילית חושב כפרק הזמן שבין פוטנציאל הפעולה הנתפס האחרון לבין פוטנציאל הפעולה הספונטני הראשון. הפעלה של תכשיר העליות המבודד במהלך קצב סינוס ספונטני מאפשרת לזהות את האזור המדויק של מיקום קווצ הלב המוביל.אם נהלי הניתוח והטעינה בצבע בוצעו כראוי, לא אמורים להבחין בשינויים משמעותיים במאפיינים הפיזיולוגיים של העליה. למרות שצביעה עורקית עשויה לדרוש כמות גדולה יותר של צבע, נראה כי האות הפלואורסצנטי ברקמת אזור הצומת הסינו-עליותי יציב יותר בשיטת טעינה זו, עם זמן דעיכה של עוצמת האות לאחר צביעה כלילית ארוך כמעט פי שניים מזה שקיים לאחר צביעה שטחית. לאחר רכישת המיומנות, ניתן להשלים טכניקה זו תוך 30 עד 40 דקות, אם היא מבוצעת כהלכה.במהלך ביצוע פרוצדורה זו, יש להקפיד לאתר את האנטומיה של העליות לפני ביצוע חתך, כדי למנוע פגיעה ברקמת העליות ובצומת הסינוס. לאחר ביצוע פרוצדורה זו, ניתן לבצע מדדים אחרים, כגון הקלטות עם אלקטרודות זכוכית מיטרליות קונבנציונליות, כדי לענות על שאלות נוספות לגבי מאפייני פוטנציאל ממבנה התא (transmembrane potential) קומוטטיבי. לאחר פיתוחה, סללה טכניקה זו את הדרך עבור חוקרים בתחום הפיזיולוגיה של האינטלקט לבחון הפרעות קצב בעליות, כולל תפקוד לקוי של צומת הסינו-אטריאלי בלב.לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה של אופן ביצוע מיפוי אופטי ברזולוציה גבוהה של הרכבה של קשר סינוס מעכבר.

high-resolution-optical-mapping-of-the-mouse-sino-atrial-node

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

מאמר זה מתאר טכניקה גבוהה ברזולוציה של זמן ומרחב התנועה תמונה אופטית פעולה פוטנציאל על פני השטח של Langendorff-perfused הלבבות חולדה באמצעות צבע פוטנציומטרית (di-8-ANEPPS).

מיפוי אופטי של Langendorff-perfused לבבות עכברוש

דוח זה מספק תיאור מפורט של המתודולוגיה ואת התוצאות של מיפוי אופטי סימולטני endocardial ו epicardial של עירור חשמלי של אטריום נותר בשלמותו הלב Langendorff-perfused כבשה במהלך פרפור פרוזדורי למתוח-Induced.

ברזולוציה גבוהה מיפוי אופטי Endocardial ו Epicardial במודל הכבשים של פרפור פרוזדורי למתוח-induced

מאמר זה מתאר את ההליכים הבסיסיים לעריכת ניסויים מיפוי אופטי בלב Langendorff-perfused הארנב באמצעות מערכת הדמיה פנורמית, ואת שיטת כפול (מתח סידן) הדמיה.

Multiparametric מיפוי אופטי של הלב Langendorff-perfused הארנב

מאמר זה מפרט את הליך הנתיחה, הגדרת תפקיד, ואת תנאי הניסוי במהלך מיפוי אופטי פוטנציאל הטרנסממברני (VM) וסידן תאיים חולף (CAT) ב Langendorff מבודד בלב שלם perfused העכבר.

מיפוי אופטי של פוטנציאלים פעולה ו הארעית סידן בלב מאוס

סרטון וידאו זה מדגים את ההליך לבידוד צומת סינופרוזדורי או SAN מלב העכבר. ה-SAN מאכלס את התאים הסינואפרוזדוריים שיוזמים את פעימות הלב על ידי יצירת פוטנציאלי פעולה ספונטניים.

בידוד צומת סינופרוזדורי ממודל עכבר: הליך לקצירת צומת SA מלב מורין

פרוטוקול זה מתאר הערכת אלקטרופיזיולוגיות אטריה מאתר ניצול מערכת מיפוי אופטי עם הגיאופוליטיות והמרחביות טמפורלית רזולוציה גבוהה, כולל הקלטות כפולה של מתח הממברנה, Ca2 + חולף תחת מתוכנת גירוי דרך קטטר אלקטרודה מיוחדת.

אלקטרופיזיולוגיות להערכת אטריה מאתר עם מיפוי אופטי ברזולוציה גבוהה

אנו מספקים פרוטוקול שלב אחר שלב לצביעה אימונופלואורסצנטית מלאה של הצומת הסינואפרוזדורי (SAN) והצומת האטריובנטריקולרי (AVN) בלבבות מורין.

צביעה אימונופלואורסצנטית מלאה, הדמיה קונפוקלית ושחזור תלת ממדי של הצומת הסינואטרולי והאטריובנטריקולרי בעכבר

פרוטוקול זה נועד לתאר מתודולוגיה חדשה למדידת קצב ירי לב מהותי באמצעות הקלטת מערך microelectrode של כל רקמת הצומת sinoatrial כדי לזהות פגמים בקצב בעכברים. סוכנים פרמקולוגיים יכולים גם להיות הציג בשיטה זו כדי ללמוד את ההשפעות שלהם על קצב מהותי.

הקלטה של מערך Microelectrode של קצב הירי של צמת Sinoatrial כדי לזהות פגמים מהותיים בקצב הלב בעכברים

אנו מדווחים על שיטה לשחזור מזוסקופי של לב העכבר כולו על ידי שילוב של התקדמות חדשה בטרנספורמציה וצביעה של רקמות עם פיתוח של מיקרוסקופ אור סרוק אקסיאלי.

הדמיה אופטית מזוסקופית של לב עכבר שלם

הפרוטוקול משתמש במיקרוסקופ מתקדם של יריעות אור יחד עם שיטות מותאמות לניקוי רקמות כדי לחקור מבנים לבביים מורכבים בלבבות מכרסמים, טומן בחובו פוטנציאל גדול להבנת מורפוגנזה לבבית ועיצוב מחדש.

הדמיית יריעות אור לחשיפת מבנה הלב בלבבות מכרסמים

למד מיפוי אופטי ברזולוציה גבוהה של צומת סינוס-פרוזדורי בעכבר באמצעות הכנה מבודדת של לב או שורש כליה לנגנדורף. שיטה זו מאפשרת חקר מנגנוני הפרעות קצב לב ותסמונת סינוס חולה.

מיפוי אופטי ברזולוציה גבוהה של צומת סין- פרוזדורי העכבר

גלה סרטונים נוספים