Name: מיפוי אופטי של הערכת החשמל לניתוחי לב באמצעות מתח כפול וסידן (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-06-16T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 35 s
Description: למד מיפוי אופטי של מתח וסידן בפרוסות לב אנושיות לבדיקת תרופות טרום-קלינית. שיטה זו מאפשרת למדענים לחקור פיזיולוגיה קרדיאלית ולפתח טיפולים חדשים בבטחה.

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

playerTrialDesktop

מימון על ידי NIH (מענקים R21 EB023106, R44 HL139248, ו R01 HL126802), על ידי הקרן Leducq (הפרויקט קצב) ו מלגת האיגוד האמריקני פוסט דוקטורט (19POST34370122) הם הכירו בהכרת תודה.

<ol><li>Ericsson, A. C., Crim, M. J., Franklin, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+brief+history+of+animal+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Missouri+Medicine%22%5BJournal%5D)">A brief history of animal modeling.</a> Missouri Medicine. 110 (3), 201-205 (2013).</li>
<li>Choudhary, A., Ibdah, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+in+today%27s+translational+medicine+world%5BTitle%5D)+AND+%22Missouri+Medicine%22%5BJournal%5D)">Animal models in today's translational medicine world.</a> Missouri Medicine. 110 (3), 220-222 (2013).</li>
<li>Perlman, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+models+of+human+disease%3A+An+evolutionary+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Evolution%2C+Medicine%2C+and+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Mouse models of human disease: An evolutionary perspective.</a> Evolution, Medicine, and Public Health. 2016 (1), 170-176 (2016).</li>
<li>Milani-Nejad, N., Janssen, P. M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+and+large+animal+models+in+cardiac+contraction+research%3A+advantages+and+disadvantages%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacology+%26+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Small and large animal models in cardiac contraction research: advantages and disadvantages.</a> Pharmacology & Therapeutics. 141 (3), 235-249 (2014).</li>
<li>Green, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+do+neuroprotective+drugs+that+are+so+promising+in+animals+fail+in+the+clinic%3F+An+industry+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+and+Experimental+Pharmacology+and+Physiology%22%5BJournal%5D)">Why do neuroprotective drugs that are so promising in animals fail in the clinic? An industry perspective.</a> Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. 29 (11), 1030-1034 (2002).</li>
<li>Shinnawi, R., Gepstein, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((iPCS+cell+modeling+of+inherited+cardiac+arrhythmias%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Treatment+Options+in+Cardiovascular+Medicine%22%5BJournal%5D)">iPCS cell modeling of inherited cardiac arrhythmias.</a> Current Treatment Options in Cardiovascular Medicine. 16 (9), 331(2014).</li>
<li>Morimoto, Y., Mori, S., Sakai, F., Takeuchi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+induced+pluripotent+stem+cell-derived+fiber-shaped+cardiac+tissue+on+a+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Human induced pluripotent stem cell-derived fiber-shaped cardiac tissue on a chip.</a> Lab on a Chip. 16 (12), 2295-2301 (2016).</li>
<li>Wang, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+mitochondrial+cardiomyopathy+of+Barth+syndrome+with+induced+pluripotent+stem+cell+and+heart-on-chip+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Modeling the mitochondrial cardiomyopathy of Barth syndrome with induced pluripotent stem cell and heart-on-chip technologies.</a> Nature Medicine. 20 (6), 616-623 (2014).</li>
<li>Ben-Ari, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+changes+in+electrophysiological+characteristics+of+human-induced+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Rhythm%22%5BJournal%5D)">Developmental changes in electrophysiological characteristics of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Heart Rhythm. 13 (12), 2379-2387 (2016).</li>
<li>Goversen, B., van der Heyden, M. A. G., van Veen, T. A. B., de Boer, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+immature+electrophysiological+phenotype+of+iPSC-CMs+still+hampers+in+vitro+drug+screening%3A+Special+focus+on+IK1%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacology+%26+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">The immature electrophysiological phenotype of iPSC-CMs still hampers in vitro drug screening: Special focus on IK1.</a> Pharmacology & Therapeutics. 183, 127-136 (2018).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dedifferentiation+and+proliferation+of+mammalian+cardiomyocytes%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Dedifferentiation and proliferation of mammalian cardiomyocytes.</a> PloS One. 5 (9), 12559(2010).</li>
<li>Watson, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomimetic+electromechanical+stimulation+to+maintain+adult+myocardial+slices+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Biomimetic electromechanical stimulation to maintain adult myocardial slices in vitro.</a> Nature Communications. 10, 2168(2019).</li>
<li>Fischer, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+functional+and+structural+preservation+of+precision-cut+human+myocardium+under+continuous+electromechanical+stimulation+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Long-term functional and structural preservation of precision-cut human myocardium under continuous electromechanical stimulation in vitro.</a> Nature Communications. 10, 117(2019).</li>
<li>Ou, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+Biomimetic+Culture+System+for+Pig+and+Human+Heart+Slices%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Physiological Biomimetic Culture System for Pig and Human Heart Slices.</a> Circulation Research. 125 (6), 628-642 (2019).</li>
<li>Qiao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiparametric+slice+culture+platform+for+the+investigation+of+human+cardiac+tissue+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Biophysics+and+Molecular+Biology+2%22%5BJournal%5D)">Multiparametric slice culture platform for the investigation of human cardiac tissue physiology.</a> Progress in Biophysics and Molecular Biology 2. 144, 139-150 (2019).</li>
<li>Kang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+Organotypic+Cultured+Cardiac+Slices%3A+New+Platform+For+High+Throughput+Preclinical+Human+Trials%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Human Organotypic Cultured Cardiac Slices: New Platform For High Throughput Preclinical Human Trials.</a> Scientific Reports. 6, 28798(2016).</li>
<li>Camelliti, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+human+heart+slices+are+a+multicellular+system+suitable+for+electrophysiological+and+pharmacological+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+and+Cellular+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Adult human heart slices are a multicellular system suitable for electrophysiological and pharmacological studies.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 51 (3), 390-398 (2011).</li>
<li>Brandenburger, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organotypic+slice+culture+from+human+adult+ventricular+myocardium%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">Organotypic slice culture from human adult ventricular myocardium.</a> Cardiovascular Research. 93 (1), 50-59 (2012).</li>
<li>Watson, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+viable+adult+ventricular+myocardial+slices+from+large+and+small+mammals%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Preparation of viable adult ventricular myocardial slices from large and small mammals.</a> Nature Protocols. 12 (12), 2623-2639 (2017).</li>
<li>Halbach, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ventricular+slices+of+adult+mouse+hearts+-+A+new+multicellular+in+vitro+model+for+electrophysiological+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Cellular+Physiology+and+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Ventricular slices of adult mouse hearts - A new multicellular in vitro model for electrophysiological studies.</a> Cellular Physiology and Biochemistry. 18 (1-3), 1-8 (2006).</li>
<li>Wang, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+tissue+slices%3A+preparation%2C+handling%2C+and+successful+optical+mapping%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology.+Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Cardiac tissue slices: preparation, handling, and successful optical mapping.</a> American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 308 (9), 1112-1125 (2015).</li>
<li>Bussek, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+tissue+slices+with+prolonged+survival+for+in+vitro+drug+safety+screening%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmacological+and+Toxicological+Methods%22%5BJournal%5D)">Cardiac tissue slices with prolonged survival for in vitro drug safety screening.</a> Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 66 (2), 145-151 (2012).</li>
<li>Watson, S. A., Terracciano, C. M., Perbellini, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+Slices%3A+an+Intermediate+Complexity+Platform+for+Translational+Cardiovascular+Research%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Drugs+and+Therapy%22%5BJournal%5D)">Myocardial Slices: an Intermediate Complexity Platform for Translational Cardiovascular Research.</a> Cardiovascular Drugs and Therapy. 33 (2), 239-244 (2019).</li>
<li>Rouwkema, J., Koopman, B. F. J. M., Blitterswijk, C. A. V., Dhert, W. J. A., Malda, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supply+of+nutrients+to+cells+in+engineered+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+Genetic+Engineering+Reviews%22%5BJournal%5D)">Supply of nutrients to cells in engineered tissues.</a> Biotechnology and Genetic Engineering Reviews. 26 (1), 163-178 (2009).</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+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Optical mapping of action potentials and calcium transients in the mouse heart.</a> Journal of Visualized Experiments. (55), e3275(2011).</li>
<li>Brianna, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-Source+Multiparametric+Optocardiography%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Open-Source Multiparametric Optocardiography.</a> Scientific Reports. 9, 721(2019).</li>
<li>George, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulating+cardiac+conduction+during+metabolic+ischemia+with+perfusate+sodium+and+calcium+in+guinea+pig+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology+-+Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">Modulating cardiac conduction during metabolic ischemia with perfusate sodium and calcium in guinea pig hearts.</a> American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 316 (4), 849-861 (2019).</li>
<li>Kawara, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+delay+after+premature+stimulation+in+chronically+diseased+human+myocardium+relates+to+the+architecture+of+interstitial+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Activation delay after premature stimulation in chronically diseased human myocardium relates to the architecture of interstitial fibrosis.</a> Circulation. 104 (25), 3069-3075 (2001).</li>
<li>Qu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Action+potential+recording+and+pro-arrhythmia+risk+analysis+in+human+ventricular+trabeculae%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Physiology%22%5BJournal%5D)">Action potential recording and pro-arrhythmia risk analysis in human ventricular trabeculae.</a> Frontiers in Physiology. 5 (8), 1109(2018).</li>
<li>Franz, M. R., Swerdlow, C. D., Liem, L. B., Schaefer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cycle+length+dependence+of+human+action+potential+duration+in+vivo.+Effects+of+single+extrastimuli%2C+sudden+sustained+rate+acceleration+and+deceleration%2C+and+different+steady-state+frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Cycle length dependence of human action potential duration in vivo. Effects of single extrastimuli, sudden sustained rate acceleration and deceleration, and different steady-state frequencies.</a> Journal of Clinical Investigation. 82 (3), 972-979 (1988).</li>
<li>Lou, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transmural+heterogeneity+and+remodeling+of+ventricular+excitation-+contraction+coupling+in+human+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Transmural heterogeneity and remodeling of ventricular excitation- contraction coupling in human heart failure.</a> Circulation. 123 (17), 1881-1890 (2011).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

כאן, אנו מציגים שיטות צעד אחר צעד כדי לקבל פרוסות לב קיימא מן הלבבות עצר האדם לבבות ולאפיין פונקציונלית את הפרוסות באמצעות מיפוי אופטי כפול של פוטנציאל טרנסקרום וסידן תאיים. עם סביבה משומרת מועלת ומשולבת תאים תא התא, פרוסות לב האדם יכול לשמש כמודל מדויק של הלב האנושי לגילוי מדעי בסיסי וליעילות ובדיקות קרדיולוגית של סוכני תרופתי וטיפולים גנטיים. הטכנולוגיה גם מאפשרת מיפוי פונקציונלי מבנית של אזורים ספציפיים של הלב, כמו צומת sinoatrial, הצומת מלוח, וסיבים Purkinje. הפרוטוקול המתואר כאן מציג רשימה של צעדים בסיסיים ליצירת פר...

דגמי בעלי חיים היו כלי רב ערך המשמש להבנת המנגנונים הבסיסיים של הפיזיולוגיה האנושית והפתופסולוגיה, כמו גם פלטפורמה לבדיקה ראשונית של טיפולים לטיפול במחלות שונות1. צעדים גדולים נלקחו בתחום המחקר הביו-רפואי המבוסס על לימודי בעלי חיים אלה2. עם זאת, הבדלים משמעותיים בין המינים קיימים בין הפיזיווגיות אנושיות ובעלי חיים, כולל עכברים, חולדות, שרקנים, ארנבים, כבשים, חזירים וכלבים3,4. כתוצאה מכך, היו הרבה תרופות, גנים, וטיפולים סלולריים שהראה הבטחה במהלך השלב בדיקות בעלי חיים, אך נכשל לחיות עד התוצאות בניסויים קליניים5. כדי לגשר על פער זה, לב מבודד מאוציטים ותאי גזע המושרה האדם pluriפוטנטי (iPSCs) פותחו כמודלים כדי לבדוק את התגובה של הפיזיולוגיה האנושית לתרופות ומחלות שונות6. תאי גזע מבוססי לב נגזר בשימוש נרחב במערכות עוגב-על-שבב כפונדקאית של הלב6,7,8. עם זאת, השימושיות של הקרדיוציטים הנגזרות (iPSC-CMs) מופרעת על ידי הפנוטיפים הילדותיים שלהם וחוסר ייצוג של אוכלוסיית הקרדיוומיציט; שריר הלב בוגרת הוא מבנה מורכב מורכב מספר סוגים של תאים הקיימים כגון פיברותקיעות, נוירונים, מקרופאגים, ותאי אנדותל. מצד שני, הקרדיוציטים האנושיים הבודדים הם בוגרים בחשמל, ואוכלוסיות שונות של הקרדיוציט ניתן להשיג על ידי שינוי פרמטרים של culturing9. עדיין, אלה מיוציטים בדרך כלל התערוכה משתנה פוטנציאל פעולה מורפולוגיות בשל העדר צימוד תא תא, מהיר בידול, והתרחשות של התנהגות proפרעות בחוץ מתורבת10,11. חלק מההגבלות טופלו על ידי מודלים של תרבות התא 3D של iPSC-CMs ומיציטים הלב. מודלים אלה, הכוללים spheroids, פיגום הידרוג'ל שעברו תרבויות תלת-ממד, מהונדסים רקמות לב (EHTs), ומערכות לב-על-שבב, להשתמש באוכלוסיות מרובות תאי לב כגון קרדיוטיציטים, פיברוטיטים ותאי אנדותל. הם או להרכיב או להרכיב לאורך פיגום ליצירת מבנים תלת ממדיים, וחלקם אפילו לשכפל את הטבע אניסוטרופי המורכב של שריר הלב. מודלים אלה דווחו להיות בעלי תאים של פנוטיפים בוגרים, מאפיינים כוללים, ופרופילים מולקולריים דומה לרקמת לב. מערכת הלב-על-שבב גם מאפשרת את המחקר של השפעות מערכתיות בבדיקות סמים ומחלות מודלים. עם זאת, במודלים מחוץ לגוף מתורבת חסר מטריצה החילוץ הילידים ולכן לא ניתן לחקות במדויק את האיברים האלקטרופיזיולוגיה ברמה האיבר. פרוסות לב של האדם, לעומת זאת, יש מטריצה ללא פגע ומקורי הקשר תא אל התא, מה שהופך אותם שימושיים לבדיקה מדויקת יותר של התכונות הקצב של שריר הלב האנושי.
חוקרים פיתחו פרוסות לב אנושי אורגנוטיפקס כפלטפורמה פיסיוקלינית פיזיולוגית עבור בדיקות תרופות חריפה וכרוניות וללמוד אלקטרופיזיולוגיה לב ומחלות לב התקדמות12,13,14,15,16,17,18,19. בהשוואה לקרדיוציטים הנגזרות iPSC, פרוסות לב האדם בנאמנות לשכפל בצורה מבוגרת אלקטרופיזיולוגיה לב האדם עם מתקן קרדיולוגי בוגר. כאשר בהשוואה לקרדיוציטים אנושיים בודדים, פרוסות לב התערוכה משכי הפוטנציאל של פעולה פיזיולוגית בגלל צימוד התא התא השתמר היטב את הקיום הפנימי של סביבות הפנים והמוגלות שלהם.
פרוטוקול זה מתאר את תהליך הפקת פרוסות לב האדם מלבבות תורמים שלמים, ביצוע אקוטי (כלומר, שעות ארוכות) וכרונית (כלומר, ימים ארוכים) לבדיקת פרמטרים של האלקטרופיזיולוגיה באמצעות מיפוי אופטי. בעוד פרוטוקול זה מתאר רק את השימוש של הרקמה השמאלית החדרית (LV), זה הוחל בהצלחה על אזורים אחרים של הלב, כמו גם מינים אחרים כגון עכברים, חולדות, חזירים גינאה, וחזירים14,20,21,22. המעבדה שלנו משתמשת לבבות תורמים שלמים שנדחו עבור ההשתלה במשך 5 השנים האחרונות, אבל זה אפשרי עבור אותם הליכים להיות מבוצעת על כל התורמים הלב לדוגמה רקמות שהתקבלו על ידי אמצעים חלופיים (למשל, שמאל חדרית לסייע המכשיר [LVAD] implantations, ביופסיות, myectomies כריתת המוח) כל עוד מיפוי אופטי מועסק לניתוח במחקר זה בשל יכולתו למפות בו זמנית את פוטנציאל הפעולה האופטי ואת ארעיות הסידן עם מרחבית גבוהה (100 x 100 פיקסלים) ו הזמני (> 1000 מסגרות/s) החלטה. ניתן להשתמש גם בשיטות חלופיות, כגון מערכים רב-אלקטרודה (אני) או מיקרואלקטרודות, אך טכניקות אלה מוגבלות ברזולוציות מרחבית נמוכות יחסית. בנוסף, אני נועדו לשימוש עם תרביות תאים, ומיקרואלקטרודות חדות מנוהלים בקלות רבה יותר לשימוש עם לבבות שלמים או ממדי רקמה גדולה.
מטרת המאמר היא לאפשר לחוקרים נוספים להשתמש ברקמות לב האדם למחקרים אלקטרופיזיולוגיה של הלב. יצוין כי הטכנולוגיה המתוארת במאמר זה היא פשוטה יחסית ומועילה למחקרים לטווח קצר (בסדר של מספר שעות עד ימים). תרבות פיזיולוגית ביותית יותר למחקרים לטווח ארוך (לפי סדר השבועות) נדונה ותוארה על ידי מספר מחקרים אחרים12,18,23. גירוי חשמלי, העמסה מכנית, ורקמות מתיחה הם מנגנוני מיזוג יתרון שיכולים לעזור להגביל את התחלתה של רקמות מחוץ לגופית שיפוץ12,18,23.

<table><tbody><tr><td>מזרק BD 1 מ"ל</td><td>תומאס סיינטיפיק</td><td>309597</td><td></td></tr><tr><td>2,3-בוטנדיון מונוקסימה</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>B0753</td><td></td></tr><tr><td>6 צלחות תרבית באר</td><td>קורנינג</td><td>3516</td><td></td></tr><tr><td>ארון בטיחות ביולוגית</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>1377</td><td></td></tr><tr><td>Blebbistatin</td><td>Cayman</td><td>13186</td><td></td></tr><tr><td>מלכודת בועות</td><td>Radnoti</td><td></td><td></td>130149</tr><tr><td>סידן כלורי</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>C1016</td><td></td></tr><tr><td>מסנני תאי קורנינג</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>07-201-432</td><td></td></tr><tr>תמיסת מלאי <td>ביוטיום</td><td></td><td>Di-4-ANEPPS</td><td>ב-1.25 מ"ג/מ"ל ב-DMSO</td></tr><tr><td>DMSO</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D2650</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #3c מלקחיים</td><td>כלים מדעיים עדינים</td><td>11231-20</td><td></td></tr><tr><td>מראה דיכרואית פליטה</td><td>Chroma</td><td>T630LPXR-UF1</td><td></td></tr><tr><td>מסנן פליטה (RH237)</td><td>Chroma</td><td>ET690/50m</td><td></td></tr><tr><td>מסנן פליטה (Rhod2AM)</td><td>Chroma</td><td>ET590/33m</td><td></td></tr><tr><td>מראה דיכרואית עירור</td><td>Chroma</td><td>T550LPXR-UF1</td><td></td></tr><tr><td>מסנן עירור</td><td>Chroma</td><td>ET500/40x</td><td></td></tr><tr><td>Falcon 50mL צינורות צנטריפוגה חרוטיים</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>14-959-49A</td><td></td></tr><tr><td>גלוקוז</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>G8270</td><td></td></tr><tr><td>מחליף חום</td><td>רדנוטי</td><td>158821</td><td></td></tr><tr><td>חממת HEPES</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td></td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>50145502</td><td></td></tr><tr><td>אינסולין טרנספרין סלניום (ITS)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>I3146</td><td></td></tr><tr><td>מקור אור עירור LED</td><td>Prizmatix</td><td>UHP-Mic-LED-520</td><td></td></tr><tr><td>מגנסיום כלוריד הקסהידראט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>M9272</td><td></td></tr><tr><td>בינוני 199</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>11150059</td><td></td></tr><tr><td>מצלמת CMOS מסוג Micam Ultima L</td><td>Scimedia</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>סיכות</td><td>מיניות כלי מדע עדינים</td><td>26002-10</td><td></td></tr><tr><td>פניצילין-סטרפטומיצין</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>P4333</td><td></td></tr><tr><td>משאבה פריסטלטית</td><td>קול פארמר</td><td>EW-07522-20</td><td></td></tr><tr><td>חוט קוצב פלטינה</td><td>אלפא Aesar</td><td>43275</td><td></td></tr><tr><td>פלורוניק F127</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>P6867</td><td>לא יוני, פוליאול פעילי שטח</td></tr><tr><td>אשלגן כלורי</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>P3911</td><td></td></tr><tr><td>נתוני Powerlab רכישה וממריץ</td><td>AD Instruments</td><td>Powerlab 4/26</td><td></td></tr><tr><td>RH237</td><td>Biotium</td><td>61018</td><td></td></tr><tr><td>Rhod2AM</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>R1245MP</td><td></td></tr><tr><td>Rhod-2AM</td><td>Invitrogen, Carlsbad, CA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>נתרן ביקרבונט</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S6014</td><td></td></tr><tr><td>נתרן כלורי</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9625</td><td></td></tr><tr><td>סטריליזטור, חרוז יבש</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z378550</td><td></td></tr><tr><td>אבן מפזר חמצן</td><td>Waterwood</td><td>B00O0NUVM0</td><td></td></tr><tr><td>TissueSeal - Histoacryl דבק עור מקומי</td><td>gobiomed</td><td>AESCULAP</td><td></td></tr><tr><td>UltraPure נקודת התכה נמוכה Agarose</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>16520100</td><td></td></tr><tr><td>אולטרסאונד סוניקטור</td><td></td><td>ברנסון 1800</td><td></td></tr><tr><td>Vibratome</td><td>Campden Instruments</td><td>7000 smz</td><td></td></tr></tbody></table>

מיפוי אופטי של הערכת החשמל לניתוחי לב באמצעות מתח כפול וסידן

Preclinical Cardiac Electrophysiology Assessment by Dual Voltage and Calcium Optical Mapping of Human Organotypic Cardiac Slices

ההכנות לחיתוך לב האדם פותחו לאחרונה כפלטפורמה לחקר הפיזיולוגיה האנושית ובדיקות תרפיה לגשר על הפער בין בעלי חיים לניסויים קליניים. מודלים רבים של בעלי חיים ותאים שימשו כדי לבחון את ההשפעות של תרופות, אך תגובות אלה שונות לעתים קרובות אצל בני אדם. פרוסות לב אנושיות מציעות יתרון לבדיקת סמים בכך שהן נגזרות ישירות מלבבות אנושיים מעשי. בנוסף לשימור מבנים בעלי מבנה רב-תאי, צימוד תאים תאים וסביבות מטריצה ממסיביות, ניתן להשתמש בפרוסות של רקמת לב אנושית כדי לבדוק ישירות את ההשפעה של תרופות אין-ספור על פיזיולוגיה של לב האדם המבוגר. מה שמבדיל מודל זה מהכנות לב אחרות, כגון לבבות שלמים או פרוסות, היא שפרוסות יכולות להיות נתונים לתרבות ארוכת טווח. ככאלה, פרוסות לב מאפשרות ללמוד את ההשפעות החריפות והכרוניות של סמים. יתר על כן, היכולת לאסוף כמה מאות לאלף פרוסות מלב אחד הופך את זה מודל תפוקה גבוהה כדי לבדוק כמה תרופות בריכוזים שונים ושילובים עם סמים אחרים באותו זמן. פרוסות יכולות להיות מוכנות מכל אזור נתון בלב. בפרוטוקול זה, אנו מתארים את ההכנה של פרוסות חדרית שמאלי על ידי בידוד קוביות רקמות מהקיר השמאלי של המוח החופשי ולהכניס אותם לפרוסות באמצעות מיקרו הרטט מדויק בדיוק גבוה. פרוסות אלה יכול להיות נתון לניסויים חריפים כדי למדוד פונקציה בסיסית אלקטרופיסיולוגית לב או תרבותי עבור לימודי סמים כרוניים. פרוטוקול זה מתאר גם מיפוי אופטי כפול של פרוסות לב עבור הקלטות בו זמנית של פוטנציאלים טרנסממברניים ודינמיקה סידן תאיים כדי לקבוע את ההשפעות של התרופות נחקר.

פרוסות אורגאואיות אנושיות נאספו מחדר שמאלי של לב אנושי התורם לפי הפרוטוקול המפורט לעיל ומומחש באיור 1. מערכת מיפוי אופטי מצלמה כפולה כמו זו באיור 2שימש בתצורת הדמיה זקופה לבצע מיפוי אופטי סימולטני של מתח וסידן על 1 h לאחר השלמת פרוטוקול הפרוסות. הנתונים נותחו באמצעות קצב 1.2 (איור 3), כלי ניתוח נתונים מיפוי אופטי של קוד פתוח שפורסם בעבר על ידי המעבדה שלנו וזמין באופן חופשי על Github (https://github.com/optocardiography/Rhythm-1.2). ...

פרוטוקול זה מתאר את ההליך עבור הנחת פרוסות לב של האדם לניסויים פרה-קליניים ופרטים השימוש במיפוי אופטי עבור הקלטת מתח טרנסממברניות ואותות סידן תאיים בו מפרוסות אלה.

Human cardiac slice preparations have recently been developed as a platform for human physiology studies and therapy testing to bridge the gap between ...

פרוטוקול זה הוא משמעותי משום שהוא מספק לחוקרים את הכישורים להעסיק לבבות אנושיים תורמים לבדיקות סמים פיזיולוגיות פרה-קליניות. רקמה זו מנצלת הן צבעי מתח וסידן לאפיון בו זמנית של פוטנציאל הפעולה הלבבית ותנאי סידן תאיים בפרוסות רקמות אנושיות. כדי להקים את מערכת המיפוי האופטי, צרף אמבט רקמות עם שכבת ג'ל polydimethylsiloxane התחתונה למערכת חיסון ולהפיץ ליטר אחד של פתרון התאוששות ב 37 מעלות צלזיוס מחומצן עם 100%חמצן דרך מערכת חיסון בקצב זרימה מהיר מספיק כדי לשמור על הטמפרטורה ולמנוע הצטברות של חיסון אמבטיה.לאחר מכן השתמש במטרה כדי להתאים את המיקוד והיישור של שתי מצלמות CMOS ולהשתמש במקור אור LED ירוק עם אורך גל של 520 פלוס או מינוס חמישה ננומטר כדי לרגש את רגישות המתח וצבעי מחוון הסידן בו זמנית. לפני קבלת חלקי רקמות, מערבבים תסכול קרדיופלגיה קפוא ונוזלי ומ מניחים את רקמת הלב באמבט הקר כקרח ומזהים את הקיר השמאלי ללא חדריים. הדבק את ג'ל האגרוז מראש לגב מחזיקי רקמת המתכת של הרטט.חותכים קוביות קוביות סנטימטר אחד של רקמה בתסומה cardioplegic קר ולהשתמש דבק עור אקטואלי במהירות לעלות בלוקים רקמה על מחזיקי רקמת מתכת עם משטחים אנדוקרדיאליים פונה כלפי מעלה. מעבירים את מחזיקי המתכת לאמבטיה הרטטית של פתרון חיתוך מחומצן קר כקרח, כך שהרקמות שקועות לחלוטין ומעבירות את הלהב לקצה הקדמי של הרקמה. הפעל את הר

preclinical-cardiac-electrophysiology-assessment-dual-voltage-calcium

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

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

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

מאמר זה מתאר את הטכניקה המשמשת לביצוע מיפוי אופטי דו-ערוצי בחד-שכבות חד-שכבתיות של תאי פרוזדורים HL-1. פרוטוקול ייחודי זה מאפשר הדמיה בו-זמנית של פעילות סידן (Ca) ומתח (Vm) באותו אזור לזיהוי וניתוח מפורט של תכונות אלקטרופיזיולוגיות של תרבית חד-שכבתית.

מתח וסידן ערוץ כפול אופטי מיפוי של תרבית HL-1 פרוזדורים Myocyte חד שכבתי

מאמר זה מתאר את הפרוטוקול מפורט וציוד הכרחי למיפוי כפול אופטי של (מ 'V) פוטנציאל הטרנסממברני וחופשי רשתית תוך-sarcoplasmic (SR) Ca 2 + בלב ארנב Langendorff-perfused. שיטה זו מאפשרת לתצפית ישירה וכימות של מטר V ו2+ דינמיקת Ca SR בלב שלם.

מיפוי אופטי של Intra-sarcoplasmic reticulum Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; ופוטנציאל הטרנסממברני בלב ארנב Langendorff-perfused

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

כאן, אנו מציגים פרוטוקול של האפנון של מערכת העצבים האוטונומית intracardiac, את ההערכה של השפעתה על בסיסי אלקטרופיזיולוגיה, arrhythmogenesis מחנה dynamics באמצעות התקנה Langendorff ex-vivo .

ההשפעה של נוירונים Intracardiac על הלב אלקטרופיזיולוגיה, Arrhythmogenesis במערכת Langendorff Vivo לשעבר

מטרת מחקר זה הייתה ליצור שיטה לחקירת דינמיקה קרדיולוגית באמצעות מודל בעלי חיים טרנסלבותית. הגישה הניסיונית המתוארת משלבת אופקרדיוגרפיה כפולה בשילוב עם מחקר אלקטרולוגי להערכת פעילות החשמל במודל לב פורצין מבודד, שלם.

אופקרדיוגרפיה ולימודי אלקטרופיזיולוגיה של לשעבר Vivo נגדורף

אנו מציגים פרוטוקול להערכת ההשפעות האלקטרו-מאלקטרומכניים של הפעלת GtACR1 בקרדיוציטים בארנבים. אנו מספקים מידע מפורט על בידוד התא, culturing ו אדנונגיפי התמרה, ועל ניסויים פונקציונליים עם מלחציים טלאי וסיבי פחמן.

הערכה אלקטרו-מגנטית של אלקטרואופטיקה פעילות מודולציט

פרוטוקול זה מציג מיפוי אופטי דו-צבעי של לבבות עכברים המתקבלים מחיות בר וחיות בר המושפעות מטכיקרדיה חדרית פולימורפית קטכולמינרגית, כולל מדידות אלקטרופיזיולוגיות של מתח טרנסממברנה וטרנזיאנטים תוך-תאיים Ca2+ ברזולוציה טמפורלית ומרחבית גבוהה.

מיפוי אופטי של לבבות בצבע כפול מעכברי RyR2R2474S של טכיקרדיה חדרית פולימורפית קטכולמינרגית

למד מיפוי אופטי של מתח וסידן בפרוסות לב אנושיות לבדיקת תרופות טרום-קלינית. שיטה זו מאפשרת למדענים לחקור פיזיולוגיה קרדיאלית ולפתח טיפולים חדשים בבטחה.

מיפוי אופטי של הערכת החשמל לניתוחי לב באמצעות מתח כפול וסידן

גלה סרטונים נוספים