Alle dierprocedures zijn goedgekeurd door de Nedersaksische Animal Review Board (LAVES, AZ-18/2900) en werden uitgevoerd in overeenstemming met alle institutionele, nationale en internationale richtlijnen voor dierenwelzijn.
1. Voorregelingen
- Bereid 1 l 10x perfusiebuffer (tabel 1), 500 ml 1x perfusiebuffer (tabel 2), 50 ml verteringsbuffer (tabel 3), 10 ml stopbuffer (tabel 4), 1 l Tyrode-oplossing (tabel 5), 10 ml van elke calciumstapoplossing (Tyrode-oplossing met glucose en respectieve hoeveelheid calcium zoals aangegeven), 1 l 4-AP-oplossing (tabel 5), 100 ml pipetoplossing (tabel 6) en 5 ml pluronzuur volgens de verstrekte recepten.
OPMERKING: Badoplossingen (Tyrode en 4-AP-oplossing) kunnen van tevoren worden bereid (zonder glucose) en worden bewaard bij +4 °C, glucose wordt toegevoegd op de experimentele dag. Pipetoplossing kan worden bewaard bij -20 °C, calciumindicator wordt toegevoegd op de experimentele dag en oplossing wordt vervolgens op ijs bewaard tot verder gebruik. 10x perfusiebuffer kan bij kamertemperatuur worden bewaard, 1x perfusiebuffer, digestiebuffer en stopbuffer moeten op experimentele dag vers worden bereid.
- Zet het waterbad en de rollenpomp aan.
- Voorvulling Langendorff apparaat met perfusiebuffer; Zorg ervoor dat het luchtvrij is.
- Bereid de aortacanule voor door deze onder de dissectiemicroscoop te fixeren, maak verbinding met een spuit van 1 ml gevuld met perfusiebuffer en heldere lucht door de canule te spoelen.
OPMERKING: Het is van cruciaal belang om lucht in het perfusiesysteem te vermijden, omdat dit direct van invloed is op de coronaire perfusie en dus de effectiviteit van de spijsvertering. Indien nodig kan een bellenvanger aan de opstelling worden toegevoegd om veilig luchtinsluiting te voorkomen.
- Bereid petrischalen met voldoende perfusiebuffer voor orgaanverzameling en microscopie (buffer moet het hele orgaan stevig bedekken, een paar milliliter - afhankelijk van de gebruikte petrischaalgrootte - zou voldoende moeten zijn).
- Bereid 3 petrischalen met spijsverteringsbuffer voor weefseldissociatie en microscopie, buffer moet het orgaan bedekken voor dissectie onder de microscoop in de respectieve petrischaal, hoeveelheid is afhankelijk van de gebruikte petrischaalgrootte. Gebruik voor de dissociatie 3 ml voor ventrikelweefsel en 1,5 ml voor boezemweefsel.
2. Orgaanoogst
- Injecteer de muis met 0,1 ml heparine (1.000 E/ml) i.p. met behulp van een spuit van 1 ml met een canule van 27 G en wacht 5-10 min.
- Plaats de muis in een inductiekamer samen met een klein weefsel gedrenkt in ongeveer 500 μL isofluraan. Het dier mag niet in contact komen met het weefsel. Om dat te voorkomen, kan men een plastic biopsie-inbeddingscassette gebruiken om het weefsel te bedekken. Zodra het dier volledig is verdoofd, controleert u op teenknijpreflex en zodra het niet meer aanwezig is, euthanaseert u de muis snel door cervicale dislocatie.
- Plaats de muis op een platform op zijn rug (bijvoorbeeld op piepschuim bedekt met een papieren handdoek) en bevestig de poten met canules om hem op zijn plaats te houden.
- Verwijder vacht en huid die de borst en een deel van de buik bedekken met een duidelijke snee van jugulum naar symfyse en open de buik direct onder de xiphoid zonder de orgaanstructuur te verwonden met een schaar. Til het borstbeen op met een chirurgische tang en knip het diafragma met een schaar langs de rand van de ribben, knip vervolgens de ribben in de mediale oksellijn en verwijder de ribbenkast om het hart bloot te leggen.
- Verwijder het hartzakje voorzichtig met een stompe tang en verwijder snel het hart door het met een stompe tang van onderaf op te tillen en door de grote vaten met één enkele snede met een schaar te knippen.
- Breng het hart in de perfusiebuffer op kamertemperatuur en kannuleer de aorta met een stompe eindnaald zo snel mogelijk onder de microscoop.
OPMERKING: Verwijder al het longweefsel en vetweefsel dat aan het orgaan is bevestigd zonder er te veel tijd aan te verliezen. Zorg er tijdens het cannuleren voor dat het uiteinde van de naald niet door de aortaklep loopt, omdat dit de resultaten zal schaden door te voorkomen dat buffers de kransslagaders binnendringen.
- Bind het hart met een stuk hechtzijde stevig vast aan de naald en maak de verbinding los van de spuit.
OPMERKING: De hele procedure vanaf het verkrijgen van het hart (het moment waarop de grote bloedvaten worden doorgesneden) tot het hechten van de aorta aan de naald moet zo min mogelijk tijd in beslag nemen. Het wordt aanbevolen om niet langer dan 90-180 s te nemen vanaf het verwijderen van het hart tot het begin van de perfusie.
3. Enzymatische spijsvertering
- Sluit na aortacannulatie onmiddellijk het gecannuleerde hart aan op het Langendorff-apparaat, zodat er geen lucht in het systeem komt.
OPMERKING: Het kan helpen om een hangende druppel perfusiebuffer aan de onderkant van het Langendorff-apparaat te hebben, evenals een druppel perfusiebuffer op de bovenkant van de naald om te voorkomen dat er lucht in het systeem komt.
- Perfuseer het hart met perfusiebuffer gedurende 1 min bij een temperatuur van precies 37 °C en een perfusiesnelheid van precies 4 ml/min.
OPMERKING: Om een temperatuur van 37 °C aan de punt van de perfusienaald te hebben, moet de temperatuur van het waterbad iets hoger worden ingesteld op ongeveer 40 °C. Dit moet regelmatig worden getest door de temperatuur aan de perfusiepunt te meten.
- Schakel perfusie over naar verteringsbuffer en perfuseer gedurende precies 9 minuten bij een temperatuur van precies 37 °C en een perfusiesnelheid van precies 4 ml / min.
- Breng het verteerde hart over in een petrischaaltje met voldoende verteringsbuffer om het volledig bedekt te houden. Ontleed vervolgens voorzichtig de boezems en ventrikels onder de microscoop.
- Breng de boezems over in een petrischaaltje met 1,5 ml verteringsbuffer en de ventrikels in een andere petrischaal met 3 ml verteringsbuffer.
- Atriumdissectie
- Trek voorzichtig, maar zonder tijdverlies, de boezems uit elkaar in kleine stukjes met behulp van een stompe tang.
- Los het weefsel op door voorzichtig op en neer te pipetteren met behulp van een pipetpunt van 1.000 μL, die eerder is gesneden om de tipopening te verbreden.
- Breng de oplossing over in een centrifugebuis van 15 ml en voeg een equivalente hoeveelheid stopbuffer (1,5 ml) toe door voorzichtig aan de zijkant van de buis naar beneden te pipetten om de reactie te beëindigen.
- Laat alle 3 ml cel-/weefseloplossingen voorzichtig door een nylon gaas van 200 μm lopen om resterende grotere weefselstukken te verwijderen die niet volledig zijn verteerd.
OPMERKING: Een succesvolle spijsvertering laat bijna geen vaste brokken achter.
- Ventriculaire dissectie
- Hak het ventriculaire weefsel snel in kleine stukjes met behulp van een dissectieschaar en pipet op en neer om op te lossen. Gebruik nog een pipetpunt van 1.000 μL voor het op en neer pipetteren, deze kan worden ingekort om de opening te verbreden.
- Breng cel/weefseloplossing over in een centrifugebuis van 15 ml en voeg een equivalente hoeveelheid stopbuffer (3 ml) toe door voorzichtig aan de zijkant van de buis te pipetten om de reactie te beëindigen.
- Laat voorzichtig alle 6 ml cel/weefsel-oplossing door een 200 μm nylon gaas lopen om grotere weefselstukken te verwijderen die niet volledig zijn verteerd.
OPMERKING: Een succesvolle spijsvertering laat bijna geen vaste brokken achter.
- Laat beide buizen (atriale en ventriculaire celsuspensie) op de bank bij kamertemperatuur gedurende 6 minuten bezinken.
- Centrifugeer beide buizen van 15 ml op 5 x g gedurende 2 min.
4. Herintroductie van calcium
OPMERKING: De volgende stappen zijn identiek voor zowel atriale als ventriculaire cellen (tenzij anders vermeld) en worden uitgevoerd bij kamertemperatuur.
- Gooi het supernatant weg met een plastic Pasteurpipet en resuspensie pellet voorzichtig in 10 ml calciumvrije Tyrode-oplossing.
- Laat de cellen 8 minuten staan voor bezinking.
- Centrifugeer op 5 x g gedurende 1 min (alleen atriale cellen, sedimentatie is voldoende voor ventriculaire cellen).
- Gooi supernatant weg en resuspendeerde de pellet voorzichtig in 10 ml Tyrode-oplossing met een calciumconcentratie van 100 μM.
- Laat de cellen 8 minuten staan voor bezinking.
- Centrifugeer op 5 x g gedurende 1 min (alleen atriale cellen, sedimentatie is voldoende voor ventriculaire cellen).
- Gooi het supernatant weg en resuspensie van de pellet voorzichtig in 10 ml Tyrode-oplossing met een calciumconcentratie van 400 μM.
- Laat de cellen 8 minuten staan voor bezinking.
- Centrifugeer op 5 x g gedurende 1 min (alleen atriale cellen, sedimentatie is voldoende voor ventriculaire cellen).
- Gooi het supernatant weg en resuspensie de pellet voorzichtig in 1 ml (atrial) / 5 ml (ventrikel) Tyrode-oplossing met een calciumconcentratie van 1 mM.
5. Laden van myocyten met fluorescerende calcium-indicator Fluo-3 AM
OPMERKING: Vanwege de lichtgevoeligheid van de fluorescerende calciumindicator moeten de volgende stappen worden uitgevoerd om beschermd te zijn tegen licht (bijvoorbeeld door buizen af te dekken met aluminiumfolie).
- Bereid Fluo-3 AM stamoplossing door 44 μL 20% pluronic F-127 in watervrij DMSO toe te voegen aan 50 μg Fluo-3AM (kan worden bewaard bij -20 °C beschermd tegen licht).
- Voeg 10 μL Fluo-3 AM stockoplossing toe aan 1 ml celsuspensie en incubeer gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur beschermd tegen licht.
- Centrifugeer op 5 x g gedurende 1 min.
- Gooi het supernatant weg met behulp van een plastic Pasteurpipet en resuspensie van de pellet in een redelijke hoeveelheid badoplossing om een goede werkconcentratie te verkrijgen (1-5 ml badoplossing afhankelijk van de celdichtheid).
- Laat 30 minuten staan voor de-esterificatie voordat u begint met experimenten.
6. Gelijktijdige patch-clamp en epifluorescente Ca2+-transiënte metingen zoals eerder beschreven16
OPMERKING: Patchklemmetingen zijn niet het onderwerp van dit artikel, de geïnteresseerde lezer kan worden verwezen naar belangrijke publicaties met diepgaande beschrijvingen van deze methode 17,18,19,20,21,22. Niettemin, voor een beter algemeen begrip, wordt een samenvatting gegeven van een protocol om L-type calciumstromen samen met de huidige geïnduceerde calciumtransiënten te meten.
- Breng myocyten over in een celkamer en superfuse met badoplossing bij 37 °C.
- Blokkeer kaliumstromen door 4-aminopyridine en bariumchloride aan de badoplossing toe te voegen zoals aangegeven in tabel 5.
- Zorg ervoor dat borosilicaatmicro-elektroden een tipweerstand van 2-5 MΩ hebben, gevuld met pipetoplossing (tabel 6).
- Stel metingen in om gelijktijdige registratie van zowel elektrische signalen als epifluorescentie tegelijkertijd mogelijk te maken. De spanningsklemmodus wordt gebruikt om L-type Ca2+-stroom te meten met een protocol dat de cel op -80 mV houdt en een 600 ms ramp-pulse tot -40 mV om de snelle Na+-stroom te inactiveren, gevolgd door een 100 ms testpuls tot +10 mV bij 0,5 Hz (figuur 2).
- Gebruik excitatie bij 488 nm, uitgezonden licht bij <520 nm om te detecteren en om te zetten naar [Ca2+]I uitgaande van

Waarbij kd = dissociatieconstante van Fluo-3 (864 nM), F = Fluo-3 fluorescentie; Fmax = Ca2+-verzadigde fluorescentie verkregen aan het einde van elk experiment19.