2015年1月19日
このプロトコルは、孤立した組織浴システムとコンピュータベースのデータ取得を使用して、孤立した平滑筋製剤における等尺性収縮の測定を説明しています。
この手順の全体的な目的は、平滑筋の緊張度を測定することです。まず組織を解剖し、調製します。次に、その組織を単離組織バスに固定します。
次に、組織の生存能を試験し、等尺性収縮を測定します。最終的に、この単離組織バス標本を用いて、受容体機能、受容体シグナル伝達、および平滑筋の反応性を試験します。一般的に、この手法の主な利点は、システムの柔軟性、結果を得るまでの迅速性、および組織全体を完全な状態で維持できる点にあります。
この手法は、受容体シグナリングや平滑筋に干渉する薬剤を用いるあらゆる分野において、重要な疑問を解決するのに役立ちます。いくつか強調しておくべき準備事項があります。循環式温水バスを起動し、組織バスシステムを37°Cに予熱することが不可欠です。水は各コンポーネントの最も低いバーブ接続部から流入し、最も高いバーブ接続部から流出する必要があります。
各コンポーネントを接続してください。力変換器は校正済みである必要があり、また、温度を平衡状態にするため、実験の少なくとも15分前に電源を入れておく必要があります。次に、ガスを接続する際に漏れがないかを確認し、システムを加圧してください。
溶液でシステムを満たした後、必ずプライミングを行い、気泡を取り除いてください。組織バスのエアレーターのテストを行うことも推奨されます。適切なエアレーションは、薬物を効果的に拡散させますが、実験直前に組織を不安定にすることはありません。
組織を解剖します。ラットを麻酔した後、はさみを用いて気胸を誘発させます。肋骨下端の横隔膜に沿って切開します。
次に、肋骨の下端から胸骨にかけて切開し、組織を二分します。脊柱上の臓器を取り除き、脊柱に沿って直接走行している大動脈を確認します。ここで、大動脈へのすべての接続を切断し、横隔膜のレベルで脊柱に対して垂直に大動脈を切断します。
次に、大動脈をそっと保持し、脊髄から大動脈を剥離します。脊髄に隣接する横隔膜の下部領域から開始し、心臓に向かって進めます。大動脈組織を引っ張ったり、強く引いたりすると、直ちに組織を損傷させる可能性があるため、注意してください。
大動脈をPSSを含む解剖皿に入れます。次に、ワイヤーを用いて小さな90度の角度を付けます。ワイヤーの角度がついた端を、解剖皿の底部に固定します。
次に、ガイドワイヤーを大動脈の内腔に慎重に挿入し、大動脈をワイヤーに沿ってスライドさせます。ワイヤーの自由端が見えたら、それを軽く曲げて台座に押し込み、組織を固定します。続いて、小型の静脈剪刀とピンセットを用いて、胸部大動脈が白くやや繊維状に見えるまで、血管周囲脂肪組織およびその他の不要な組織を除去します。
余分な組織を除去した後、洗浄した大動脈をワイヤーから慎重に外します。大動脈を幅3〜5 mmのリング状に切断して、この工程を完了します。これで大動脈リングが完成します。
組織をバスチャンバー内に固定するため、縫合糸付きの組織フックを2つ用意します。一方のフックには、ロッドに取り付けるための小さな結び目のあるループ状の縫合糸を付けてください。もう一方のフックには、10から14 cmの長さの縫合糸が必要です。
結紮を行うために、これらの組織フックを各大動脈リングに注意深く取り付けます。この際、フックが絡まないように注意してください。次に、リングスタンドに固定した組織ホルダーを用い、各組織片を室温のPSSが入ったディッシュに移します。
次に、結び目を作ったループをロッドのペグに通し、長い方の縫合糸を使って組織を保持します。その後、ロッドをチャンバーに入れ、ロッドが固定されていることを確認します。これで、残りのフックから力トランスデューサーに向けて縫合糸を結びつけます。
力変換器と組織の間の張力をマイクロメーターで調節できるよう、縫合糸に十分な余裕を持たせてください。各チャンバーの各リングに対してこの工程を繰り返します。次に、受動的張力を設定します。
マイクロメーターを使用して張力を2gまで上げ、組織の張力の上昇が止まるまで待ちます。次に、さらに2g張力を上げ、再び張力の変化が止まるまで待ちます。これで完了です。
張力はこの時点で約 3.2 grams になるはずです。各チャンバーの各リングでこのプロセスを繰り返します。すべての受動的張力を設定した後、組織を1時間平衡化させます。
この間に、15分ごとにPSSを交換し、平衡化期間の終了時に使用する薬剤の調製など、実験のその他の準備を行います。組織を最後に一度洗浄し、データを保存してすべての入力をゼロに戻します。その後、テキストプロトコルの詳細に従い、初回チャレンジを行います。
これらの操作を必ずソフトウェアに記録してください。初期の負荷後、張力の変化はプラトーに達します。その後、負荷薬剤を洗浄し、組織の緊張をベースラインまで戻します。
組織をこのベースラインの緊張状態で約10分間静置します。一方のバスには溶媒(本ケースでは水)を、もう一方のバスにも同様に加えます。バス内の濃度が5 nMになるように、十分な量のプラゾシンを添加します。洗浄を行わず、組織バスを1時間インキュベートします。
その間、フェノールリンを対数曲線に沿って広範囲の濃度で調製します。1時間後、累積濃度反応を生成するために、濃度を段階的に上げてフェノールリンアゴニストをバスに添加します。各添加後、次の濃度を添加する前に、組織の反応がプラトーに達するまで待ちます。
組織の緊張度が変化しなくなるか、あるいは反応曲線全体がプラトーに達するまで、添加を続けてください。一方、胸部大動脈をα1アドレナリン受容体拮抗薬のPOZ simで1時間インキュベートした後、組織バスにα1アドレナリン作動薬のphenyl rineを添加し、phenyl rineの最大収縮および半最大収縮に関する累積収縮反応曲線を 作成しました。溶媒のみを投与した対照組織は緑色で示されています。
半数最大値は、薬剤の有効濃度を示しています。ラジン処理した組織の同様の測定値が黒色で示されています。このビデオを視聴することで、単離組織浴における平滑筋機能の測定方法について十分に理解できるはずです。
本プロトコルでは、組織バスシステムを用いて、単離した平滑筋における等尺性収縮の測定方法について概説します。ここでは、組織の生存性を維持することの重要性を強調しながら、平滑筋緊張の調製および試験について詳しく説明します。
単離組織浴アッセイにより、平滑筋の収縮能を精密に測定することが可能となり、心血管系および代謝性疾患プログラムにおけるターゲットバリデーションのための重要なデータが得られます。未処理の組織におけるアゴニストの効力およびアンタゴニストの有効性を定量化することで、本手法はリード最適化前の薬理学的介入におけるメカニズム的なリスク低減を支援します。その再現性と拡張性により、血管ターゲットの機能的バリデーションを必要とする早期創薬ワークフローにおいて、本手法は価値の高いツールとなります。
孤立組織浴(アイソレイテッド・ティッシュバス)は、受容体介在性の平滑筋反応の機能的リードアウトを提供することで、標的選定およびリード化合物同定に寄与する探索段階のアッセイとして機能します。