Name: 자성 구슬을 사용하여 발달 중인 제브라피시 심장의 기계적 힘 조작 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-01-03T14:40:00.000+00:00
Duration: 4 min 13 s
Description: 배우세요 자성 구슬을 이용한 제브라피시 심장 기계적 힘 조작 방법을 통해 심장발달 생물학을 연구하세요. 이 기술은 심장세포의 칼슘 유입 반응을 실시간으로 분석하여 기계적 자극이 심장발달에 미치는 영향을 규명합니다.

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<meta charset="utf8"></head><body>제브라피시 심장의 자성 구슬을 사용한 생체 내 기계형질 도입 연구

<ol><li>Streisinger, G., Walker, C., Dower, N., Knauber, D., Singer, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+clones+of+homozygous+diploid+zebra+fish+%28Brachydanio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Production of clones of homozygous diploid zebra fish (Brachydanio rerio).</a> Nature. 291 (5813), 293-296 (1981).</li>
<li>Tu, S., Chi, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+models+in+cardiac+development+and+congenital+heart+birth+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Differentiation%22%5BJournal%5D)">Zebrafish models in cardiac development and congenital heart birth defects.</a> Differentiation. 84 (1), 4-16 (2012).</li>
<li>Stainier, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+genetics+and+vertebrate+heart+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Genet%22%5BJournal%5D)">Zebrafish genetics and vertebrate heart formation.</a> Nat Rev Genet. 2 (1), 39-48 (2001).</li>
<li>Brown, D. R., Samsa, L. A., Qian, L., Liu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+the+study+of+heart+development+and+disease+using+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Dev+Dis%22%5BJournal%5D)">Advances in the study of heart development and disease using zebrafish.</a> J Cardiovasc Dev Dis. 3 (2), 13(2016).</li>
<li>Hoo, J. Y., Kumari, Y., Shaikh, M. F., Hue, S. M., Goh, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish%3A+A+versatile+animal+model+for+fertility+research%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Res+Int%22%5BJournal%5D)">Zebrafish: A versatile animal model for fertility research.</a> Biomed Res Int. 2016 (2016), 9732780(2016).</li>
<li>Bakkers, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+as+a+model+to+study+cardiac+development+and+human+cardiac+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Zebrafish as a model to study cardiac development and human cardiac disease.</a> Cardiovasc Res. 91 (2), 279-288 (2011).</li>
<li>Briggs, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+zebrafish%3A+a+new+model+organism+for+integrative+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Regul+Integr+Comp+Physiol%22%5BJournal%5D)">The zebrafish: a new model organism for integrative physiology.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 282 (1), R3-R9 (2002).</li>
<li>Veldman, M. B., Lin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+as+a+developmental+model+organism+for+pediatric+research%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Res%22%5BJournal%5D)">Zebrafish as a developmental model organism for pediatric research.</a> Pediatr Res. 64 (5), 470-476 (2008).</li>
<li>Duchemin, A. L., Vignes, H., Vermot, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanically+activated+piezo+channels+modulate+outflow+tract+valve+development+through+the+Yap1+and+Klf2-Notch+signaling+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Mechanically activated piezo channels modulate outflow tract valve development through the Yap1 and Klf2-Notch signaling axis.</a> Elife. 8, e44706(2019).</li>
<li>Vignes, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+mechanical+forces+drive+endocardial+cell+volume+decrease+during+zebrafish+cardiac+valve+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Cell%22%5BJournal%5D)">Extracellular mechanical forces drive endocardial cell volume decrease during zebrafish cardiac valve morphogenesis.</a> Dev Cell. 57 (5), 598-609.e595 (2022).</li>
<li>Steed, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((klf2a+couples+mechanotransduction+and+zebrafish+valve+morphogenesis+through+fibronectin+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">klf2a couples mechanotransduction and zebrafish valve morphogenesis through fibronectin synthesis.</a> Nat Commun. 7, 11646(2016).</li>
<li>Chow, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+forces+regulate+zebrafish+heart+valve+delamination+by+modulating+Nfat+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Cardiac forces regulate zebrafish heart valve delamination by modulating Nfat signaling.</a> PLoS Biol. 20 (1), e3001505(2022).</li>
<li>Fukui, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioelectric+signaling+and+the+control+of+cardiac+cell+identity+in+response+to+mechanical+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Bioelectric signaling and the control of cardiac cell identity in response to mechanical forces.</a> Science. 374 (6565), 351-354 (2021).</li>
<li>Vignes, H., Vagena-Pantoula, C., Vermot, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+control+of+tissue+shape%3A+Cell-extrinsic+and+-intrinsic+mechanisms+join+forces+to+regulate+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Cell+Dev+Biol%22%5BJournal%5D)">Mechanical control of tissue shape: Cell-extrinsic and -intrinsic mechanisms join forces to regulate morphogenesis.</a> Semin Cell Dev Biol. 130, 45-55 (2022).</li>
<li>Juan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+pkd+and+piezo+gene+family+members+are+required+for+atrioventricular+valve+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Multiple pkd and piezo gene family members are required for atrioventricular valve formation.</a> Nat Commun. 14 (1), 214(2023).</li>
<li>Juan, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+cardiac+contractions+using+Cre-lox+and+degron+strategies+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Control of cardiac contractions using Cre-lox and degron strategies in zebrafish.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 121 (3), e2309842121(2024).</li>
<li>Duchemin, A. L., Vignes, H., Vermot, J., Chow, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanotransduction+in+cardiovascular+morphogenesis+and+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Genet+Dev%22%5BJournal%5D)">Mechanotransduction in cardiovascular morphogenesis and tissue engineering.</a> Curr Opin Genet Dev. 57, 106-116 (2019).</li>
<li>Kalogirou, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracardiac+flow+dynamics+regulate+atrioventricular+valve+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Intracardiac flow dynamics regulate atrioventricular valve morphogenesis.</a> Cardiovasc Res. 104 (1), 49-60 (2014).</li>
<li>da Silva, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((egr3+is+a+mechanosensitive+transcription+factor+gene+required+for+cardiac+valve+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Adv%22%5BJournal%5D)">egr3 is a mechanosensitive transcription factor gene required for cardiac valve morphogenesis.</a> Sci Adv. 10 (20), eadl0633(2024).</li>
<li>Bartman, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+myocardial+function+affects+endocardial+cushion+development+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Early myocardial function affects endocardial cushion development in zebrafish.</a> PLoS Biol. 2 (5), E129(2004).</li>
<li>Steed, E., Boselli, F., Vermot, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamics+driven+cardiac+valve+morphogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">Hemodynamics driven cardiac valve morphogenesis.</a> Biochim Biophys Acta. 1863 (7 Pt B), 1760-1766 (2016).</li>
<li>Vermot, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversing+blood+flows+act+through+klf2a+to+ensure+normal+valvulogenesis+in+the+developing+heart%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Reversing blood flows act through klf2a to ensure normal valvulogenesis in the developing heart.</a> PLoS Biol. 7 (11), e1000246(2009).</li>
<li>Bäck, M., Gasser, T. C., Michel, J. B., Caligiuri, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+factors+in+the+biology+of+aortic+wall+and+aortic+valve+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc+Res%22%5BJournal%5D)">Biomechanical factors in the biology of aortic wall and aortic valve diseases.</a> Cardiovasc Res. 99 (2), 232-241 (2013).</li>
<li>Hahn, C., Schwartz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanotransduction+in+vascular+physiology+and+atherogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Mechanotransduction in vascular physiology and atherogenesis.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 10 (1), 53-62 (2009).</li>
<li>Boselli, F., Steed, E., Freund, J. B., Vermot, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+shear+stress+patterns+predict+the+orientation+of+convergent+tissue+movements+in+the+embryonic+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Anisotropic shear stress patterns predict the orientation of convergent tissue movements in the embryonic heart.</a> Development. 144 (23), 4322-4327 (2017).</li>
<li>Hove, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracardiac+fluid+forces+are+an+essential+epigenetic+factor+for+embryonic+cardiogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Intracardiac fluid forces are an essential epigenetic factor for embryonic cardiogenesis.</a> Nature. 421 (6919), 172-177 (2003).</li>
<li>JoVE Science Education database. Biology II: Mouse, zebrafish, and chick. Zebrafish breeding and embryo handling. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22JoVE%22">JoVE</a>. , (2023).</li>
<li>Arrenberg, A. B., Stainier, D. Y., Baier, H., Huisken, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+control+of+cardiac+function%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Optogenetic control of cardiac function.</a> Science. 330 (6006), 971-974 (2010).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td><강한>재료</강한></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>제브라피쉬 사육, 번식, 배아 수집</td><td></td><td></td><td></td>을 위한 필수 장비</tr><tr><td>유리 바닥 접시 (35 mm x 15&nbsp; mm)</td><td>VWR International</td><td>734-2905</td><td></td></tr><tr><td>열 블록</td><td>Eppendorf</td><td>EP5382000031</td><td>Eppendorf ThermoMixer C</td></tr><tr><td>Jewelers 집게</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F6521-1EA</td><td>Dumont No. 5, L 4 1/4 in., Inox 합금</td></tr><tr><td>마이크로 원심분리기 튜브 2 mL</td><td>Eppendorf</td><td>30120094</td><td></td></tr><tr><td>파스퇴르 피펫</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>페트리 접시</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>실체현미경</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><강한>시약</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4 mg/mL 트리카인 원액</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Danieau의 배지(60x 원액)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PureCube Glutathione MagBeads</td><td>Cube Biotech</td><td>32201</td><td></td></tr><tr><td>PTU(1-phenyl-2-thiourea)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P7629</td><td></td></tr><tr><td>UltraPure 저융점 아가로스</td><td>Invitrogen</td><td>16520-050</td><td></td></tr><tr><td>Danieau의 매체 (60x 원료 용액)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>34.8 g NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td></td></tr><tr><td>1.6 g KCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9541</td><td></td></tr><tr><td>5.8 g CaCl2&middot; 2H2O</td><td>시그마-알드리치</td><td>C3306</td><td></td></tr><tr><td>9.78 g MgCl2&미드닷; 6H2O&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>442611-M</td><td></td></tr><tr><td>H2O에 성분을 2L의 최종 부피로 용해시키고 NaOH를 사용하여 pH를 7.2로 조정한 다음 오토클레이브를 사용합니다.</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><스트롱>4 mg/mL 트리카인 원액</스트롱></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>400 mg 트리카인 분말(에틸 3-아미노벤조에이트 메탄설포네이트 염)</td><td>시그마-알드리치</td><td>A5040</td><td></td></tr><tr><td>97.9 mL 이중 증류 H2O</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2.1 mL 1 M 트리스(pH 9)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>pH를 7로 조정한 다음 분취하고 -20°C에서 보관합니다. </td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

자성 구슬을 사용하여 발달 중인 제브라피시 심장의 기계적 힘 조작

Manipulating Mechanical Forces in the Developing Zebrafish Heart Using Magnetic Beads

성공적인 비드 그라프팅의 예는 그림 3, 비디오 3 및 비디오 4에 나와 있습니다. 마그네틱 비드는 제브라피시 심장의 심방 내에 올바르게 위치하여 혈류가 방해받지 않고 출혈이 관찰되지 않도록 했습니다. 또한 심장 벽은 붕괴되지 않고 구조적 무결성을 유지했습니다(그림 3 및 비디오 3). 24시간 후, 배아는 심낭 부종의 징후를 보이지 않았으며, 이는 이식 절차의 성공을 더욱 확인시켜 주었습니다(비디오 4).
이러한 지표는 비드 주입의 성공을 평가하고 관련 연구에 포함하기 위한 샘플의 적합성을 결정하는 데 필수적입니다. 이러한 기준을 충족하지 못하는 어류는 연구 결과의 정확성과 신뢰성을 보장하기 위해 제외되어야 합니다.
<p class="jove_c...

Mechanical forces continuously provide feedback to heart valve morphogenetic programs. In zebrafish, cardiac valve development relies on heart contraction ...

manipulating-mechanical-forces-developing-zebrafish-heart-using

Research

연구

JoVE Journal

Developmental Biology

발생생물학

여러 발달 단계에있는 zebrafish 심장의 해부 및 격리에 대한 명확하고 표준화된 방법 설명되어 있습니다. 주석과 부량 기법도 설명합니다.

애벌레의 심장 해부, 소년과 성인 Zebrafish, Danio rerio</em

이 비디오는 심장 발달, 성숙 및 노화를 연구하기 위해 여러 발달 단계에서 제브라피시로부터 심장을 분리하는 기술을 설명합니다.

심장 박리: 제브라피시 심장 발달을 관찰하는 방법

제브라 피쉬의 심장 개발하는 동안 심장 유전자 발현 프로파일을 분석하기 위해, 총 RNA는 고립 된 마음에서 추출해야합니다. 여기서 우리는 심장 별의 mRNA를 얻기 위해 제브라 피쉬 배아에서 빠른 설명서를 해부하여 기능 / 구타 마음을 수집하기위한 프로토콜을 제시한다.

전사 분석을위한 대규모 Zebrafish의 배아 심장의 해부

제브라피쉬는 유전 및 발달 연구를 위한 훌륭한 모델 시스템입니다. 비드 이식은 국소 세포 환경에 변화를 일으켜 발달 메커니즘을 조사하는 데 사용할 수 있는 귀중한 조직 조작 기술입니다. 이 프로토콜은 제브라피시 배아에서 마이크로비드 이식을 수행하는 방법을 설명합니다.

Zebrafish의 배아에 주입 마이크로 비드

이 프로토콜에가 생활의 endocardial 세포에서 형광 단백질의 photoconversion에 대 한 방법을 설명 합니다 zebrafish 태아 것 운하 및 것 심장 밸브 개발 하는 동안 endocardial 셀의 추적을 가능 하 게 .

Zebrafish 태아에 있는 세포 Photoconversion 통해 다음 Endocardial 조직 움직임

여기, 선물이 시각화 4 차원 (4d)에서 zebrafish에 마음을 개발 하는 프로토콜. 빛-시트 형광 현미경 검사 법 (LSFM)를 통해 4 차원 영상, 3 차원 (3 차원) 이미지 개발 마음을 재구성 하는 시간 걸립니다. 우리 그 전단 응력 활성화 endocardial 노치 신호 챔버 개발, 심장 trabeculation를 승진 시키는 동안 질적 및 양적 보여줍니다.

개발 Zebrafish 마음에 전단 응력을 조절의 효과의 4 차원 이미지를 캡처 빛 시트 형광 현미경 검사 법

이 프로토콜의 목적은 생리적 및 병리학적 조건 모두에서 배아 제브라피시의 분절 심장 기능 평가를 위한 새로운 방법을 자세히 설명하는 것입니다.

심근 기계 변형의 변위 분석 (DIAMOND) 배아 제브라피시에 있는 심장 기능의 분할 이질성을 제시합니다

우리는 빛 시트 형광 현미경 검사법과 생체 내 제브라피시 심장을 연구하는 최적화 된 도구를 설명합니다. 특히, 우리는 밝은 심장 형질 전환선을 제안하고 발달과 심장 결함을 피하는 새로운 부드러운 임베드 및 고정 기술을 제시합니다. 심장 이미징에 적응된 가능한 데이터 수집 및 분석 파이프라인도 제공됩니다.

얼룩말 물고기 배아에서 빠른 심장 역학의 빛 시트 현미경 검사

이 프로토콜은 광시트 이미징을 활용하여 제브라피시 유충의 심장 수축 기능을 조사하고 세포 추적 및 대화형 분석을 통해 심장 역학에 대한 통찰력을 얻습니다.

제브라피시 심장 수축의 4D 광시트 이미징

이 기사는 제브라피시 배아에서 기계적 혈관 손상을 일으키는 방법을 설명합니다. 이 부상 모델은 실시간 현미경 검사에 이상적으로 적합한 유기체에서 지혈, 부상 관련 염증 및 상처 치유를 연구하기 위한 플랫폼을 제공합니다.

Zebrafish의 태아에서 기계 선박 부상

배우세요 자성 구슬을 이용한 제브라피시 심장 기계적 힘 조작 방법을 통해 심장발달 생물학을 연구하세요. 이 기술은 심장세포의 칼슘 유입 반응을 실시간으로 분석하여 기계적 자극이 심장발달에 미치는 영향을 규명합니다.

자성 구슬을 사용하여 발달 중인 제브라피시 심장의 기계적 힘 조작

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