Name: 생리학적 내강내 압력에서 작은 폐정맥의 Ca2+ 신호 이미징 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-03-21T13:20:00.000+00:00
Duration: 5 min 35 s
Description: 배우세요 생리학적 내강내 압력에서 작은 폐정맥의 Ca²⁺ 신호 이미징 방법을. 콘포칼 현미경과 Fluo-4 AM을 사용하여 혈관 벽에서 칼슘 신호를 분석하고, 건강과 질병에서 혈관 기능을 이해하는 데 활용합니다.

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<ol><li>Suresh, K., Shimoda, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+circulation%5BTitle%5D)+AND+%22Compr+Physiol%22%5BJournal%5D)">Lung circulation.</a> Compr Physiol. 6 (2), 897-943 (2016).</li>
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<li>Kuhr, F. K., Smith, K. A., Song, M. Y., Levitan, I., Yuan, J. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+mechanisms+of+pulmonary+arterial+hypertension%3A+role+of+Ca2%2B+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">New mechanisms of pulmonary arterial hypertension: role of Ca2+ signaling.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 302 (8), H1546-H1562 (2012).</li>
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<li>Suresh, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+oxygen+species+induced+Ca2%2B+influx+via+TRPV4+and+microvascular+endothelial+dysfunction+in+the+SU5416%2Fhypoxia+model+of+pulmonary+arterial+hypertension%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Lung+Cell+Mol+Physiol%22%5BJournal%5D)">Reactive oxygen species induced Ca2+ influx via TRPV4 and microvascular endothelial dysfunction in the SU5416/hypoxia model of pulmonary arterial hypertension.</a> Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 314 (5), L893-L907 (2018).</li>
<li>Haissaguerre, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+initiation+of+atrial+fibrillation+by+ectopic+beats+originating+in+the+pulmonary+veins%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Spontaneous initiation of atrial fibrillation by ectopic beats originating in the pulmonary veins.</a> N Engl J Med. 339 (10), 659-666 (1998).</li>
<li>Heijman, J., Voigt, N., Nattel, S., Dobrev, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+and+molecular+electrophysiology+of+atrial+fibrillation+initiation%2C+maintenance%2C+and+progression%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Cellular and molecular electrophysiology of atrial fibrillation initiation, maintenance, and progression.</a> Circ Res. 114 (9), 1483-1499 (2014).</li>
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<li>Namekata, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Involvement+of+the+Na%28%2B%29%2FCa%282%2B%29+exchanger+in+the+automaticity+of+guinea-pig+pulmonary+vein+myocardium+as+revealed+by+SEA0400%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharmacol+Sci%22%5BJournal%5D)">Involvement of the Na(+)/Ca(2+) exchanger in the automaticity of guinea-pig pulmonary vein myocardium as revealed by SEA0400.</a> J Pharmacol Sci. 110 (1), 111-116 (2009).</li>
<li>Cros, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+differences+in+Ca2%2B+signaling+and+transverse-tubules+across+left+atrium+from+adult+sheep%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Regional differences in Ca2+ signaling and transverse-tubules across left atrium from adult sheep.</a> Int J Mol Sci. 24 (3), 2347(2023).</li>
<li>Dabertrand, F., Nelson, M. T., Brayden, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ryanodine+receptors%2C+calcium+signaling%2C+and+regulation+of+vascular+tone+in+the+cerebral+parenchymal+microcirculation%5BTitle%5D)+AND+%22Microcirculation%22%5BJournal%5D)">Ryanodine receptors, calcium signaling, and regulation of vascular tone in the cerebral parenchymal microcirculation.</a> Microcirculation. 20 (4), 307-316 (2013).</li>
<li>Nair, R., Lamaa, N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNair%2C+R+%22Pulmonary+capillary+wedge+pressure%22">Pulmonary capillary wedge pressure</a>. , StatPearls Publishing. Treasure Island, FL, USA. (2024).</li>
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<li>Daneva, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endothelial+IK+and+SK+channel+activation+decreases+pulmonary+arterial+pressure+and+vascular+remodeling+in+pulmonary+hypertension%5BTitle%5D)+AND+%22Pulm+Circ%22%5BJournal%5D)">Endothelial IK and SK channel activation decreases pulmonary arterial pressure and vascular remodeling in pulmonary hypertension.</a> Pulm Circ. 13 (1), e12186(2023).</li>
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<li>Chen, Y. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+smooth+muscle+Ca2%2B-signaling+nanodomains+in+blood+pressure+regulation%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Novel smooth muscle Ca2+-signaling nanodomains in blood pressure regulation.</a> Circulation. 146 (7), 548-564 (2022).</li>
<li>Sonkusare, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elementary+Ca2%2B+signals+through+endothelial+TRPV4+channels+regulate+vascular+function%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Elementary Ca2+ signals through endothelial TRPV4 channels regulate vascular function.</a> Science. 336, 597-601 (2012).</li>
<li>Arias-Cavieres, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ryanodine+receptor-mediated+calcium+release+has+a+key+role+in+hippocampal+LTD+induction%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Ryanodine receptor-mediated calcium release has a key role in hippocampal LTD induction.</a> Front Cell Neurosci. 12, 403(2018).</li>
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<li>Ottolini, M., Sonkusare, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+calcium+signaling+mechanisms+in+arterial+smooth+muscle+and+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Compr+Physiol%22%5BJournal%5D)">The calcium signaling mechanisms in arterial smooth muscle and endothelial cells.</a> Compr Physiol. 11 (2), 1831-1869 (2021).</li>
<li>Boyette, L. C., Burns, B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoyette%2C+LC+%22Physiology%2C+pulmonary+circulation%22">Physiology, pulmonary circulation</a>. , StatPearls Publishing. Treasure Island, FL, USA. (2024).</li>
<li>Ottolini, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+peroxynitrite+impairs+endothelial+transient+receptor+potential+vanilloid+4+channels+and+elevates+blood+pressure+in+obesity%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Local peroxynitrite impairs endothelial transient receptor potential vanilloid 4 channels and elevates blood pressure in obesity.</a> Circulation. 141 (16), 1318-1333 (2020).</li>
<li>Shan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorylation+of+the+ryanodine+receptor+mediates+the+cardiac+fight+or+flight+response+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Phosphorylation of the ryanodine receptor mediates the cardiac fight or flight response in mice.</a> J Clin Invest. 120 (12), 4388-4398 (2010).</li>
<li>Knot, H. J., Standen, N. B., Nelson, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ryanodine+receptors+regulate+arterial+diameter+and+wall+%5BCa2%2B%5D+in+cerebral+arteries+of+rat+via+Ca2%2B-dependent+K%2B+channels%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Ryanodine receptors regulate arterial diameter and wall [Ca2+] in cerebral arteries of rat via Ca2+-dependent K+ channels.</a> J Physiol. 1 (Pt 1), 211-221 (1998).</li>
<li>Tischbirek, C., Birkner, A., Jia, H., Sakmann, B., Konnerth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+two-photon+brain+imaging+with+a+red-shifted+fluorometric+Ca2%2B+indicator%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Deep two-photon brain imaging with a red-shifted fluorometric Ca2+ indicator.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (36), 11377-11382 (2015).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>맞춤 설계된 SparkAn 소프트웨어&nbsp;</td><td>버몬트</td><td></td> 대학교 <td>https://github.com/vesselman/SparkAn</td></tr><tr><td>Fluo-4, AM</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>F14201</td><td></td></tr><tr><td>FN1 직립 현미경&nbsp;</td><td>니콘</td><td></td><td></td></tr><tr><td>히터/온도 컨트롤러&nbsp;</td><td>워너 인스트루먼트</td><td></td><td></td></tr><tr><td>이미징 시스템&nbsp;</td><td>안도르&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>iQ 3.x 인수 소프트웨어</td><td>Andor&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>iXon EMCCD 카메라</td><td>안도르&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>혈관 묶기용 나일론 실</td><td>리빙 시스템 기구</td><td>THR-G</td><td></td></tr><tr><td>압력 근조영실 챔버&nbsp;</td><td>계측 및 모델 시설, 버몬트 대학교, 벌링턴, 버몬트, 미국</td><td></td><td></td></tr><tr><td>혁명 WD (Borealis와 함께) 고속 회전 디스크 컨포칼 이미징 시스템</td><td>안도르&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ryanodine</td><td>Bio-Techne</td><td>1329</td><td></td></tr><tr><td>서보 압력 컨트롤러&nbsp;</td><td>리빙 시스템 계측</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SS 해부 핀, 0.2mm 직경</td><td>리빙 시스템 계측</td><td>PIN-0.2mm</td><td></td></tr><tr><td>튜빙 펌프 REGLO</td><td>ISMATEC</td><td>ISM4212</td><td></td></tr></tbody></table>

생리학적 내강내 압력에서 작은 폐정맥의 ca2+ 신호 이미징

Imaging Ca2+ Signals in Small Pulmonary Veins at Physiological Intraluminal Pressures

그림 2A는 5mm Hg 내강 압력에서 작은 PV의 시야를 보여줍니다. + 기호는 녹색 윤곽선으로 표시된 선택한 프레임(비디오 1) 내에서 자동으로 감지된 Ca2+ 신호를 나타냅니다. 각 PV에서 하나의 시야가 기록되었고 각 마우스에서 하나의 PV가 사용되었습니다. 하나의 작은 PV는 n = 1로 간주되었습니다. 쌍을 이루는 실험에서 RyR 억제제 리야노딘(5μM)23을 첨가하기 전과 5분 후에 Ca2+ 신호의 수를 비교했습니다. 유의미한 차이를 탐지하기 위해 통계적 비교를 위해 쌍체 t-검정을 사용했습니다. 자발적으로 발생하는 Ca2+ 신호의 수는 위에서 설명한 조건에서 μm2 당 분당 0.73 ± 0.2 이벤트였습니다 (그림 2B, C). 라이아노딘 처리는 작은 PV에서 Ca2+ 신호를 거의 완전히 억제했으며(그림 2C, 비디오 2), μm2당 분당 이벤트의 급격한 감소로 나타났습니다. 이 데이터는 가압된 작은 PV에서 근세포층에서 Ca2+ 신호의 자발적인 활동이 RyR의 개방을 나타낸다는 것을 보여줍니다. 이러한 결과는 Ca2+ 신호의 활성이 생리학적 내강압 하에서 작은 PV에서 연구될 수 있다는 증거를 제공합니다. 이 방법은 작은 PV 근세포에서 Ca2+ 신호 전달에 대한 내강 압력 및 신경 체액 매개체의 영향에 대한 향후 연구를 촉진하여 PV 기능 조절에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 현재 연구는 RyR Ca2+ 신호의 수에 초점을 맞추고 있지만, 지속 시간, 진폭, 공간 확산 및 상승 시간을 포함하여 이러한 신호의 운동 속성을 분석할 수도 있습니다. 생리학적 및 병리학적 자극이 RyR Ca2+ 신호의 운동 특성에 어떻게 영향을 미치는지 이해하면 건강한 상태와 질병 상태 모두에서 PV 기능의 조절에 관한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67722/67722fig01v2.jpg"> 
그림 1: PV의 준비 및 Ca2+ 이미징. 소형 PV의 식별 및 분리, fluo4-AM의 배양, 캐뉼레이션 및 가압(5mm Hg), 회전 디스크 고속 컨포칼 이미징 및 이미지 분석을 보여주는 순차적 이미지. 왼쪽 이미지에서 파선 사각형은 스터디에 사용된 PV를 나타냅니다. 약어: PA = 폐동맥; RA = 우심방; PV = 폐정맥; LA = 좌심방. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67722/67722fig01largev2.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67722/67277fig02.jpg"> 
그림 2: Ca2+ 이미징 분석. (A) 가압(5mm Hg), fluo-4 로드, 부재 시 작은 PV(왼쪽) 또는 리아노딘(5μM; RyR 억제제, 오른쪽). 녹색 사각형은 자동 감지 Ca2+ 신호를 위해 선택된 영역을 나타냅니다. + 기호는 프레임 내에서 자동 감지된 이벤트를 나타냅니다. 빨간색 기호는 3000μm2 미만의 영역을 가진 신호를 나타내고 파란색 기호는 3000μm2 이상의 영역을 차지하는 신호를 나타냅니다. 각 + 기호는 하나의 Ca2+ 이벤트 또는 신호를 나타냅니다. (B) A에 표시된 선택된 영역에서 감지된 이벤트의 F/F0 흔적으로, 기저 조건(왼쪽) 및 리아노딘(오른쪽)의 존재 하에서 가압된 작은 PV로부터 근세포층에서 Ca2+ 신호의 활성을 보여줍니다. (C) 리아노딘 첨가 전후의 작은 PV에서 Ca2+ 신호의 μm2당 분당 이벤트 정량화(마우스당 1PV, n=6 마우스, **p &lt; 0.01 대 Basal, 쌍체 t-검정). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67722/67277fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
동영상 1: 리아노딘으로 치료하기 전에 5mmHg로 가압된 작은 PV의 Ca2+ 신호. field of view는 그림 2에서 녹색으로 표시된 선택된 프레임을 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67722/PV_Baseline_5_mm_Hg.zip" target="_blank">이 비디오를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
동영상 2: 리아노딘(5μM)으로 처리한 후 5mmHg로 가압된 작은 PV의 Ca2+ 신호. field of view는 그림 2에서 녹색으로 표시된 선택된 프레임을 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67722/PV_Baseline_5_mm_Hg_ryanodine.zip" target="_blank">이 비디오를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

생리학적 내강내 압력에서 작은 폐정맥의 Ca2+ 신호 이미징

Pulmonary veins (PVs) carry oxygen-rich blood from the lungs back to the left heart, thus serving an important function in the delivery of oxygen-rich ...

imaging-ca2-signals-small-pulmonary-veins-at-physiological

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

연습 폐 확산 혈관 반응을 평가하기 위해, 폐내 동정맥 문합의 채용을 평가 모세관 혈액량 멤브레인 확산 능뿐만 아니라, 교반 식염수 콘트라스트 심장 초음파를 결정하기 위해 다수의 영감 산소 확산 능력 기술을 설명한다.

운동 중 폐 모세관 혈액 볼륨, 멤브레인 확산 용량 및 폐내 동정맥 문합 평가

시각화, 임상 사용 하는 이미징 프로토콜 설명에서 실시간으로 환자의 혈관 내와 extravascular 볼륨 공간과 diuresis 및 액체 제거 매개 변수를 적절 하 게 설정 폐부종의 안전 하 고 효율적인 처리를 위해.

폐 부 종 환자에서 지도 액체 제거를 위한 머리 맡 초음파: 리버스 폭포 프로토콜

폐 정맥(PV)의 치수는 폐 정맥 격리를 계획할 때 중요한 매개 변수입니다. 2D 송도식체 에코카디그래피는 TV에 대한 제한된 데이터만 제공할 수 있습니다. 그러나 3D 에코카르디그래피는 주변 구조물과의 공간 관계뿐만 아니라 PV의 관련 직경 및 영역을 평가할 수 있습니다.

폐 정맥의 특정 매개 변수의 시각화 및 평가를 위한 3차원 심초음파 방법

여기서, 우리는 뮤린 폐 판막의 절제, 가압, 고정 및 이미징에 대한 상관 관계 워크플로우를 설명하여 총 형태 및 국소 세포외 매트릭스 구조를 결정합니다.

뮤린 폐 판막의 상관 화상 진찰을 위한 수술 및 견본 처리

생체 내 형광 현미경 검사는 백혈구 - 내피 상호 작용 및 모세관 관류를 실시간으로 연구하는 데 활용 될 수 있습니다. 이 프로토콜은 진공-안정화된 폐 영상화 시스템을 사용하여 폐 미세순환에서 이러한 파라미터를 영상화하고 정량화하는 방법을 기술한다.

진공 안정화 이미징 시스템을 이용한 실험적 급성 폐 손상에서의 폐 미세순환의 생체내 광역 형광 현미경 검사

폐의 현장 진료 초음파(POCUS)는 빠르게 변화하는 임상 시나리오에서 빠른 해답을 제공합니다. 우리는 급성 치료 환경에서 사용하기 위한 이미지 획득을 위한 효율적이고 유익한 프로토콜을 제시합니다.

성인의 현장 진료 폐 초음파: 이미지 획득

하대정맥(IVC)의 현장 진료 초음파 평가는 일반적으로 무엇보다도 용적 상태를 식별하는 데 사용됩니다. 반복성을 보장하기 위해 이미징을 체계적으로 수행해야 합니다. 이 원고는 초음파 IVC 검사의 방법과 함정을 검토합니다.

하대정맥의 초음파 평가를 위한 영상 획득 방법

정확한 심장 내 심장 초음파(ICE)는 유망하고 유망한 심장 구조 추정 방법인 좌심방 구조를 추정하는 데 상당한 정확도를 보여줍니다. 여기서는 ICE 및 FAM(Fast Anatomical Mapping) 카테터 리모델링을 통한 좌심방 및 폐정맥의 3차원 모델링을 위한 프로토콜을 제안합니다.

정확한 심장 내 심장 초음파 접근 방식을 사용한 좌심방 및 폐 정맥의 3차원 모델링

이 프로토콜은 쥐 폐 정맥의 현미경 유도 분리 및 면역형광 염색을 보여줍니다. 좌심방, 폐정맥 및 해당 폐가 포함된 조직 샘플을 준비하고 심장 Troponin T 및 Connexin 43에 대해 염색합니다.

쥐 폐 정맥에서 심근 슬리브의 미세 해부 및 면역형광 염색

여기서의 프로토콜은 상부 폐 및 흉막 공간에 대한 추가 보기와 함께 하대정맥 및 심장의 늑골하 이미지를 사용하여 저혈압 환자의 집중 초음파 평가를 위한 신속한 표현형 기반 접근 방식을 제공합니다.

저혈압 환자를 위한 subxiphoid 전용 검사를 사용한 심초음파 평가

여기서는 ICU 내 ARDS 관리에서 POCUS 적용 프로토콜을 소개합니다. 폐, 심장, 횡격막, 정맥, 위 평가에 대한 표준화된 기법을 상세히 설명하여 인공호흡을 안내하고, 이분을 예측하며, 합병증을 예방합니다.

중환자실에서 급성 호흡곤란 증후군(ARDS) 관리를 위한 현장 초음파(POCUS) 적용

배우세요 생리학적 내강내 압력에서 작은 폐정맥의 Ca²⁺ 신호 이미징 방법을. 콘포칼 현미경과 Fluo-4 AM을 사용하여 혈관 벽에서 칼슘 신호를 분석하고, 건강과 질병에서 혈관 기능을 이해하는 데 활용합니다.

생리학적 내강내 압력에서 작은 폐정맥의 Ca2+ 신호 이미징

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