September 14th, 2012
압축시키는 것 / 확장시키는 반응 (압력 myography를 사용하여)의 측정 병렬 절연 동맥 근세포 (패치가 electrophysiological 기술 클램프 사용)에서 Kv7 (KCNQ) 칼륨 채널 활동의 측정은 혈관 평활근의 생리학에 Kv7 채널의 역할에 대한 중요한 정보를 공개 할 수 있습니다 약리학.
이 절차의 전반적인 목표는 갓 해리된 장간막 동맥 평활근 세포에서 KV 7 칼륨 채널의 활성을 측정하고 이를 생리학적 조건에서 기록된 동맥 직경 측정과 관련시키는 것입니다. 이것은 먼저 쥐에서 장간막 혈관 아케이드를 외과적으로 제거함으로써 이루어집니다. 두 번째 단계는 장간막 동맥의 분절을 절개하고 청소하는 것입니다.
다음으로, 일부 세그먼트는 KV 7 칼륨 전류의 패치 클램프 전기 생리학적 측정을 위해 개별 평활근 세포를 분리하는 데 사용됩니다. 마지막 단계는 KV 7 칼륨 채널의 약리학적 조절제에 반응하여 동맥 수축 또는 확장의 압력 myo 측정을 위한 온전한 동맥 분절의 캐뉼레이션입니다. 궁극적으로, 패치 클램프 전기생리학과 압력 근전도의 조합은 KV 7 칼륨 채널의 활성의 증가 또는 감소가 장간막 동맥 수축에 어떤 영향을 미치는지 보여주는 데 사용됩니다.
세포주에서 발현되는 클론 채널의 사용과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 채널을 고유하게 발현하는 배양되지 않은 세포에서 전류가 기록되고 KV 전류는 동일한 세포에서 활성화될 수 있는 다른 종류의 칼륨 채널에서 분리될 수 있다는 것입니다. 압력 근조영술은 분리된 세포가 유래된 동일한 조직에서 기능적 반응을 기록할 수 있게 해주며, 이 방법은 동맥 고리 또는 동맥 스트립과 같은 다른 제제보다 더 민감하고 생리학적입니다. 제 연구실의 박사 후 연구원인 Bareth Mani 박사는 동맥 삽관 및 압력 근조영술 기술을 시연할 예정이며, 제 연구실의 연구 조교수인 Luba Brueggeman 박사는 세포 분리 및 패치 플랜 절차를 시연할 것입니다.
이 절차를 시작하려면 수술용 가위를 사용하여 쥐의 소장 양쪽 끝에서 10-12cm 분절을 자릅니다. 그런 다음 장과 부속된 혈관 구조를 분리하십시오. 다음으로 소장 부분을 고정합니다.
상장간막 동맥의 주요 가지가 중앙에 있고 후속 분기 순서가 중심에서 방사되도록 챔버의 가까운 쪽에 mesentary를 펼칩니다. 그런 다음 핀을 장 분절에만 놓고 조명이 있는 해부 현미경을 통해 시각화합니다. 지방 조직과 장에 가까운 2-4차 동맥을 둘러싼 결합 조직을 마이크로 집게와 가위를 사용하여 조심스럽게 청소합니다.
인접한 정맥을 잡아 지방 조직과 결합 조직을 쉽게 청소하고 동맥이 불필요하게 늘어나지 않도록 합니다. 이제 장간막 동맥의 2-3개 분절을 2밀리리터의 얼음 저온 분리 용액이 들어 있는 35mm 조직 배양 접시로 옮깁니다. 그 후 접시를 얼음 위에 놓고 장간막 동맥 부분을 3-4mm 길이의 조각으로 자르고 불에 닦인 팁이 있는 PES 피펫을 사용합니다.
동맥 분절을 섭씨 37도의 예열 분리 용액 2ml가 들어 있는 유리 바이알로 옮깁니다. 그런 다음 섭씨 37도에서 30분 동안 배양합니다. 30분 후 후방 피펫으로 섭씨 37도 분리 용액을 조심스럽게 흡입합니다.
따뜻한 효소 용액 2ml를 넣은 다음 섭씨 37도에서 35분 동안 배양합니다. 효소 용액에서 35분 배양 직후 바이알을 얼음 위에 놓고 효소 용액을 흡인하고 2ml의 얼음 냉간 분리 용액을 추가합니다. 이 절차를 네 번 반복합니다.
그런 다음 1ml의 얼음 저온 격리 용액에 광택이 나는 후방 피펫으로 동맥 분절을 부드럽게 반복합니다. 개별 장간막 동맥 평활근 세포를 방출하기 위해 10-20회. 35mm 접시에 세포 현탁액을 한 방울 떨어뜨리고 현미경으로 관찰하여 주기적으로 근세포의 모양을 확인합니다.
건강한 MA SMC는 매끄럽고 길쭉한 외관을 가져야 합니다. 다음으로, 약 100 - 200 마이크로리터의 세포 현탁액을 연마된 페이스트 피펫으로 기록 챔버로 옮기고 세포가 15분 동안 부착되도록 합니다. 이 단계에서는 패치 피펫의 끝 부분에 암포테리신 B를 채우고, 피펫 팁을 팁으로 하여 내부 용액을 제거합니다.
그런 다음 튜브 조각을 통해 부착된 10ml 주사기를 사용하여 다른 쪽 끝에 흡입을 적용하고 상단에서 피펫 용액이 포함된 정보 terin B를 추가합니다. einor 마이크로 로더 피펫 팁을 사용하여 피펫에 용액이 약 절반 정도 채워질 때까지 사용합니다. 피펫을 부드럽게 두드려 기포를 제거합니다.
그런 다음 피펫을 전극 홀더에 삽입하십시오. 마이크로 매니퓰레이터를 사용하여 피펫을 길쭉한 근세포 표면으로 내립니다. 피펫의 저항이 6-10메가옴으로 증가하면 흡입을 적용하여 기가 밀봉을 달성합니다.
동시에 멤브레인 천공을 기다리는 동안 유지 전압을 0 밀리 볼트로 설정하십시오. 그런 다음 100밀리초 전압 단계를 플러스 10밀리볼트에 적용한 다음 마이너스 10밀리볼트에 적용합니다. 증폭기를 사용하여 전체 셀 커패시턴스의 출현과 동시에 발생하는 빠른 피펫 커패시턴스 과도 현상을 보상합니다.
과도 소형 지속 양전류 2-10 PICO 앰프, 순수 및 진폭은 기능적 KV 7 채널의 존재를 나타냅니다. 암포테리신 B를 사용한 성공적인 천공은 접근 저항을 35메가옴 이하로 감소시킵니다. KV 7 전류 전압 관계를 기록하려면 KV 7 채널의 개방 확률이 최소 인 마이너스 84 밀리 볼트에서 KV 7 채널의 개방 확률이 고원에 도달하는 플러스 16 밀리 볼트에 이르는 전압에 5 초 전압 단계를 적용하십시오 각 테스트 전압에서 5 초 후에 10 초 동안 마이너스 4 밀리 볼트의 유지 전압으로 돌아갑니다.
이 절차에서는 양쪽에 미리 만들어진 두 개의 미세한 나일론 봉합사를 느슨하게 매달아 놓습니다. 유리 캐뉼라에 인접하여, 한 쌍의 마이크로 겸자를 사용하여 세그먼트의 한쪽 끝을 잡고 절개된 장간막 동맥 분절을 해부 챔버에서 압력 근막 이식 챔버로 조심스럽게 옮겼습니다. 다음으로, 조명이 있는 해부 현미경을 통해 시각화하여 동맥 분절의 한쪽 끝을 잡고 왼쪽 유리 캐뉼라 위로 부드럽게 밀어 넣습니다.
나일론 봉합사를 사용하여 끝을 고정합니다. 그런 다음 장착된 혈관을 통해 루멘 유체를 부드럽게 세척하여 혈액과 파편을 제거합니다. 그런 다음 왼쪽 주사기의 밸브를 닫아 이 쪽이 마이크로 매니퓰레이터를 사용하여 움직일 수 있는 오른쪽 유리 캐뉼라를 동맥 분절에 더 가깝게 배치하고 세그먼트의 오른쪽 끝을 그 위로 당기면서 압력이 오른쪽에서 조정되는 정적 유체 기둥을 나타내도록 해야 합니다.
마지막으로 나일론 봉합사로 동맥 부분을 고정하고 여분의 봉합사를 잘라냅니다. 이제 압력 그래프 장치를 s에 장착합니다.tage 압력 현미경 현미경 위. 압력 열을 그래프 챔버의 오른쪽에 연결한 다음 챔버 위에 덮개를 놓습니다.
15분에 걸쳐 10ml 주사기를 점차적으로 올리고 P one 압력 변환기가 80mm 수은을 읽을 때까지 용기에 누출이 있는지 확인하고 필요한 경우 캐뉼라 사이의 거리를 조정하고, 거리는 가압 동맥 분절이 거의 직선이 되고 넥타이가 만들어지는 어깨 모양의 패턴을 형성하는 방식으로 조정해야 합니다. 30초 동안 60밀리몰의 염화칼륨을 사용한 일시적인 과융합으로 장착된 용기의 생존 가능성을 확인합니다. 생존 가능한 용기는 염화칼륨을 첨가하면 빠르게 수축하고 세척 즉시 팽창합니다.
다음으로, 농축된 테스트 물질을 수조 용액에 직접 첨가하고 챔버 끝 부분 근처에서 앞뒤로 부드럽게 피펫을 하여 테스트 물질을 수조 용액에 혼합하여 10ml 챔버에서 적절한 최종 농도를 산출합니다. 실험 물질 첨가에 따른 용기 직경의 부피 변화는 라이브 비디오 이미지에서 모니터링할 수 있으며 실험이 진행되는 동안 이미지 분석 창에도 차트로 표시할 수 있습니다. 이 그림은 검은색으로 표시된 바와 같이 처리 전 전압 단계에 대한 응답으로 기록된 순차적 전류 트레이스 제품군을 보여주며, 빨간색으로 표시된 바와 같이 단일 장간막 동맥 근세포에서 100나노몰 아연 페리온이 있는 상태에서 안정화 후 제어 및 100나노몰 아연 페리온에 대한 대표 전류는 다음과 같습니다.
회색 막대는 평균 전류 진폭이 측정된 시간 간격을 나타냅니다.전류 전압 플롯의 경우 스텝 전압은 오른쪽에 화살표로 표시됩니다. 이것은 마이너스 20 밀리 볼트에서 연속 전압 클램프로 측정 된 100 나노 몰 아연 페리온에 의한 KV 7 전류 향상의 시간 경과입니다. 표시. 다음은 100 나노몰 아연 페리온으로 치료하는 동안 이전에 기록된 KV 7 전류 밀도에서 파생된 평균 전류 전압 곡선이며, KV 7 채널 차단제 XC 9 9 1 아연 이온의 10 마이크로몰로 치료하는 동안 100 피코몰 아르기닌 바소프레신으로 사전 수축된 장간막 동맥의 이완
을 유도했습니다.이 그림은 100 피코몰 아르기닌 바소프레신의 적용에 따른 혈관 외경의 변화와 100 나노몰 아연 이온의 적용에 따른 변화의 시간 경과를 보여줍니다. 이 비디오를 시청한 후에는 단일 세포를 분리하거나 동맥 수축, 확장기 반응의 압력 myo 그래픽 측정을 위해 동맥을 준비하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 또한 갓 분리된 동맥 근세포에서 다른 전류와 분리되어 KV 7개의 전류를 기록하는 방법을 알아야 합니다.
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본 연구는 창자간 동맥 평활근 세포에서 Kv7 칼륨 채널의 활성을 측정하고 동맥 직경 변화와 상관관계를 규명하는 데 중점을 둡니다. 방법론은 패치 클램프 전기생리학과 압력 맥압계를 결합하여 Kv7 채널 활성이 혈관 반응에 미치는 영향을 평가합니다.
Understanding Kv7 potassium channel function in arterial smooth muscle provides mechanistic insight into vascular tone regulation, a key determinant of blood pressure and peripheral resistance. This integrated electrophysiology and myography approach enables target de-risking by linking ion channel activity to physiological vascular responses, supporting predictive confidence in cardiovascular drug discovery. The methodology facilitates early-stage hypothesis testing for compounds affecting vascular contractility, informing go/no-go decisions in preclinical pipelines.
This method bridges early discovery (ion channel characterization) to preclinical validation (vascular functional assessment), positioning Kv7 screening as a mechanistic de-risking step between target identification and lead optimization in cardiovascular drug discovery.