2015년 9월 10일
이 문서에서는 랑겐 돌프 - 관류 토끼 심장의 상세한 프로토콜과 횡단 전위 (V 분)의 이중 광학 매핑 및 무료 내 근질 세망 (SR)에 필요한 장비 칼슘을 설명합니다. 이 방법은 그대로 심장에 직접 관찰 및 V (M)의 정량 및 SR 칼슘 역학 수 있습니다.
이 절차의 전반적인 목표는 손상되지 않은 분리된 LOR 관류 토끼 심장에서 자유 근 소포체, 칼슘 및 막관통 전위를 동시에 광학적으로 매핑하는 것입니다. 이것은 먼저 토끼 심장을 절제하고 역행성 lanor 관류를 위해 대동맥을 캐뉼러화하여 수행됩니다. 두 번째 단계는 perfu eight에 excitation contraction uncoupling을 추가하여 수축을 제거하는 것입니다.
다음으로, 관류를 소량 재순환 루프로 전환하고 친화성이 낮은 칼슘 지시약을 실온에서 첨가합니다. 마지막 단계는 대용량 풍성 루프를 사용하여 심장을 섭씨 37도까지 데우고 전압에 민감한 염료를 첨가하는 것입니다. 따라서, 실험 중에는 청색광으로 심장을 흥분시키고 고속 CM OS 카메라로 방출된 빛을 측정하여 칼슘 및 막관통 전위의 변화를 측정합니다.
기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 연구자가 막횡단 칼슘 신호의 간섭 없이 짧은 칼슘 역학을 위해 근질망 망상체 또는 SR을 직접 조사할 수 있다는 것입니다. 이 방법은 또한 막횡단 전위가 SR 칼슘과 동시에 기록되기 때문에 부정맥에 기여하는 SR 칼슘 처리의 역할과 관련된 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있으며, 일반적으로 이 방법을 처음 사용하는 개인은 광학 SR 칼슘 신호가 매우 낮은 진폭을 갖기 때문에 어려움을 겪을 것입니다. 따라서 칼슘 지시약의 적절한 로딩이 필수적입니다.이 프로토콜을 위해서는 갓 만든 티로 용액이 필요합니다.
4리터면 충분합니다. 농축된 원액을 희석 없이 혼합하지 마십시오. 또한 텍스트 프로토콜의 지시에 따라 다른 용액을 미리 준비하고, 95%의 산소와 5%의 이산화탄소가 포함된 티로 공급을 버블링하고, 용액의 pH를 7.4에 매우 가깝게 설정하도록 가스 흐름을 조정합니다.
용액은 실온에 있어야 합니다. 11미크론 기공이 있는 인라인 나일론 필터를 배치하여 퍼퓨 세이트를 여과하여 재순환 L andorf 관류 시스템을 준비합니다. 이제 약 2리터의 산소가 함유된 티로로 주요 풍요 시스템을 프라이밍합니다.
2리터의 총 부피에는 저장소의 용액이 포함됩니다. 다음으로, 독감 oh five N am에 대한 소량의 재순환 풍부 루프를 만들기 위해 용액 저장소를 우회하는 짧은 풍부 라인을 준비하고 프라이밍합니다. 더 작은 재순환 시스템에서 다운로드하는 총 부피는 약 150밀리리터여야 합니다.
압력 모니터링 시스템을 준비하려면 압력 트랜스듀서를 프로퓨션 라인에 연결하고 트랜스듀서의 출력을 트랜스 브리지 증폭기에 연결합니다. 이제 데이터 수집 시스템을 켭니다. ECG와 대양 압력을 지속적으로 모니터링하도록 설정합니다.
다음으로, 기준선 관류 압력을 수은 0mm로 조정합니다. 마지막으로, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 옵티컬 매핑 카메라를 정렬합니다. 먼저 토끼를 고정하고 1000 단위의 헤파린 덩어리와 함께 펜토바르비탈로 마취합니다.
토끼를 진정시키기 위해 눈을 가립니다. 뭉툭한 팁 가위를 사용하여 흉골과 갈비뼈를 노출시키기 위해 정중선 절개로 시작합니다. xipoid와 meibum 사이의 흉골을 자릅니다.
다음으로 심장을 손상시키지 않고 조심스럽게 흉골을 열고 갈비뼈를 펼쳐 심장을 드러냅니다. 그런 다음 주변의 모든 혈관과 조직을 잘라내어 전체 심장 폐 차단을 빠르게 제거합니다. 심장 폐 차단을 약 100ml의 얼음처럼 차가운 티로 용액에 옮깁니다.
절제된 조직 블록에서 대동맥을 찾고 대동맥궁의 세 가지 바로 근위부에 있는 상행 대동맥을 절단합니다. 그런 다음 풍력 시스템에 부착된 8개의 게이지 캐뉼러로 대동맥을 캐뉼러합니다. USP 제로 실크 봉합사 조각으로 대동맥을 캐뉼라에 고정합니다.
캐뉼라를 고정한 후 기관, 폐 및 심외막 지방을 조심스럽게 절개합니다. 다음으로, 승모판막을 확인하고 날카로운 집게와 가위를 조심스럽게 사용하여 첨판 하나를 손상시키거나 제거합니다. 따라서 좌심실의 용액 울혈이 발생할 수 없습니다.
관류실에 심장을 앞쪽이 위로 향하게 하여 수평으로 담그는 것으로 계속합니다. 캐뉼라를 사드 조각에 놓습니다. 사드 조각을 통해 관류 접시의 실리콘 바닥에 삽입된 U자형 핀으로 캐뉼라를 고정합니다.
이렇게 하면 심장이 움직이는 것을 방지할 수 있습니다. 이미징하는 동안 필요한 경우 작은 곤충 핀을 사용하여 정점을 안정화하고, 캐뉼레이션 중에 사용된 티로 용액의 양을 측정하고, 새 용액으로 교체하여 총 순환 용액을 2리터로 유지할 수 있습니다. 이제 ECG 전극을 심장 양쪽에 있는 욕조에 완전히 담그되 심장과 접촉하지 마십시오.
그런 다음 이것이 정상적인 리드 1 ECG 형태를 만드는지 확인합니다. 한편, 관류 흐름을 분당 25-35밀리리터 사이로 조정하여 대동맥 압력을 60-70mm의 수은으로 유지하십시오. 이제 실내 조명을 끄고 0.3 - 0.6 밀리리터의 BLEs 스타틴 스톡 용액을 PERFU 8에 첨가하여 최종 농도를 10 - 20 마이크로몰로 만듭니다.
10분에서 15분이 지나면 심장 수축이 멈춥니다. 그런 다음 소량 풍부 시스템으로 전환하십시오. 성공적인 SR 칼슘 이미징의 핵심 중 하나는 유동 5 N am 염료의 적절한 로딩입니다.
이를 위해서는 높은 염료 농도와 실온 조건을 달성하기 위해 소량의 관류가 필요합니다. 세포질에서 D의 D 에스테르화를 피하기 위해, 지금 500 마이크로 리터의 독감 O 5 N am 로딩 용액을 준비하고 500 마이크로 리터의 도로 용액과 혼합하십시오. 그런 다음 PERFU 8에 추가합니다.
다운로드를 45분 동안 진행한 다음 순환 수조를 켜서 시스템을 섭씨 37도까지 예열합니다. 한 시간 동안 다운로드한 후 더 큰 볼륨의 Perfu eight로 다시 전환하십시오. 다음으로, 50 마이크로 리터의 전압 민감성 염료 RH 2 37을 따뜻한 티로 밀리리터에 혼합합니다.
약 5분에 걸쳐 이것을 시스템에 천천히 주입하고 심장의 광학 매핑을 진행합니다. 먼저 광학 매핑 카메라를 적절한 필드에 초점을 맞춰 PERFU 8 표면의 움직임을 줄입니다. 용액에 커버 슬립을 띄우십시오.
이제 LED 광선을 조정하여 심장에 균일한 조명을 제공합니다. 각 광학 녹음에 대해 원하는 페이싱 프로토콜을 설정합니다. 여기 표시등을 켜고 1-2시간 내에 1-4초 분량의 데이터를 수집합니다.
누출된 염료로 인한 소음으로 실험이 종료됩니다. 그런 다음 탈이온수로 시스템을 씻어냅니다. 그런 다음 70% 에탄올을 사용하고 탈이온수를 한 번 더 헹구어 마무리합니다.
설명된 프로토콜을 사용하여 막횡단 전위 신호와 근경질 망상 또는 SR 칼슘 신호의 스펙트럼 분리를 분리할 수 있습니다. 연속 페이싱 중 광학적 흔적도 기록되었습니다. 그런 다음 각 픽셀의 활성화 시간을 플로팅하여 데이터로부터 활성화 맵을 구성했습니다.
등시성 그래프에서는 두 신호 사이에 일반적으로 8-10밀리초의 지연이 있습니다. 이완기 SR의 상대적 변화를 정량화할 수 있었다. 칼슘 부하 및 수축기 SR 칼슘 방출 진폭은 다양한 페이싱 주기에서 발생합니다. 병리학적 SR 칼슘 취급은 베타 아드레날린 수용체 작용제인 이소프로테레놀(isoproterenol)을 적용한 후 관찰되었습니다.
빨간색 화살표는 sr에서 명확한 칼슘 누출을 나타냅니다. 이러한 조건하에서, 칼슘에 의한 활동전위의 방아쇠가 발생할 수 있다. 이 비디오를 시청한 후에는 손상되지 않은 Lang Endorf Perfused 토끼 심장에서 막관통 전위와 SR 칼슘 신호의 동시 광학 매핑을 수행하는 방법에 대해 잘 알게 될 것입니다.
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이 기사는 Langendorff 관류 토끼 심장에서 막투과전위와 유리 사르코플라즘 망상 내 칼슘의 이중 광학 매핑 프로토콜을 설명합니다. 이 방법은 심장의 동태를 직접 관찰하고 정량화할 수 있게 합니다.
This method enables direct, simultaneous measurement of intra-sarcoplasmic reticulum calcium and transmembrane potential in intact cardiac tissue, providing mechanistic insight into excitation-contraction coupling and arrhythmogenic substrates. By resolving spatial and temporal dynamics of SR Ca2+ handling in a physiologically relevant model, it supports target validation and de-risking in cardiovascular drug discovery. The approach bridges molecular mechanisms with tissue-level phenotypes, enhancing predictive confidence in preclinical safety and efficacy assessments.
The method fits within the discovery continuum from target validation through lead optimization to preclinical safety profiling, particularly for compounds affecting cardiac ion channels or calcium regulatory proteins.