Dit protocol beschrijft dubbele optische mapping van spannings- en calciumtransiënten in rattenharten met steriele pericarditis om ontstekingsgeïnduceerde atriumremodellering te beoordelen die ten grondslag ligt aan postoperatieve boezemfibrilleren.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Dit protocol beschrijft dubbele optische mapping van spannings- en calciumtransiënten in rattenharten met steriele pericarditis om ontstekingsgeïnduceerde atriumremodellering te beoordelen die ten grondslag ligt aan postoperatieve boezemfibrilleren.
Postoperatieve boezemfibrilleren (POAF) ontstaat vaak na een hartoperatie en wordt geassocieerd met atriumontsteking en remodel. Het steriele pericarditis (SP) model reproduceert deze aandoening bij ratten en biedt een waardevol platform om ontstekingsgeïnduceerde atriale elektrofysiologie te onderzoeken. Dit protocol beschrijft de bereiding van Langendorff-perfuseerde rattenharten na SP-inductie en het gebruik van gelijktijdige duale optische mapping om transmembrane spanningen en calciumtransiënten op te nemen. Harten worden gekleurd met de spanningsgevoelige kleurstof RH237 en de calciumindicator Rhod-2 AM, terwijl contractiliteit wordt onderdrukt met blebbistatine om bewegingsartefacten te minimaliseren. Beeldvorming met hoge snelheid maakt ruimtelijke en temporele mapping van atriale actiepotentialen en calciumdynamica mogelijk tijdens gecontroleerde pacingprotocollen. Kwantitatieve parameters omvatten de duur van actiepotentiaal, geleidingssnelheid, calciumtransiënt duur, tijd tot piek en alternans magnitude. De methode maakt een nauwkeurige beoordeling mogelijk van de heterogeniteit van atriale geleiding, elektro-calciumkoppeling en kwetsbaarheid voor aritmieën onder inflammatoire stress. Deze gevisualiseerde benadering biedt een reproduceerbaar en veelzijdig platform voor het bestuderen van POAF-mechanismen en het testen van farmacologische of genetische interventies die gericht zijn op atriale remodellering.
Postoperatieve boezemfibrilleren (POAF) is een veelvoorkomende complicatie na cardiothoracale chirurgie, gekenmerkt door tijdelijke episodes van boezemfibrilleren (AF) die meestal binnen 2-4 dagen na de operatie pieken. Hoewel POAF vaak zelfbeperkend is, wordt het geassocieerd met een verhoogd risico op beroerte, langere ziekenhuisopnames en hogerezorgkosten. Inflammatoire stress in het atriummyocard wordt beschouwd als een belangrijke factor aan de pathogeneseervan 2.
Het steriele pericarditis (SP) model is een goed gevestigd model voor kleine dieren voor het bestuderen van POAF 3,4. In dit model induceert epicardiale talkapplicatie gelokaliseerde pericardiale ontsteking die postoperatieve veranderingen nabootst. Eerdere studies met dit model hebben structurele remodellering, veranderde expressie van gap junctions en calciumafwijkingen aangetoond die vatbaar zijn voor arritmogenese 5,6,7. Conventionele elektrofysiologische technieken leveren echter beperkte ruimtelijke en temporele informatie, waardoor het moeilijk is om de dynamiek van geleiding en de elektro-calciumkoppeling over het intacte atriumoppervlak vast te leggen.
Optische mapping maakt gelijktijdige hoogresolutiebeeldvorming mogelijk van transmembraanspanning en calciumtransiënten (CaT) over het atriumoppervlak, waardoor nauwkeurige visualisatie van atriumgeleiding, repolarisatie en calciumsignalering8 mogelijk is. In dit protocol beschrijven we duale optische mapping in Langendorff-perfuseerde SP-rattenharten. Deze aanpak maakt het mogelijk om geleidingssnelheid, actiepotentiaalduur (APD), CaT-eigenschappen en alternans te kwantificeren onder gecontroleerde pacingprotocollen. Door elektrische en calciumbehandelingsbeoordeling te integreren in een ontstoken atriumpreparaat, biedt de methode een krachtig hulpmiddel om de mechanistische basis van POAF te bestuderen en gerichte therapeutische interventies te testen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle dierprocedures zijn goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) onder goedkeuring ID [2024] IACUC Nummer 4241 en uitgevoerd volgens institutionele en nationale richtlijnen. Gedurende het hele onderzoek werd strikte naleving van de richtlijnen voor dierenwelzijn gehandhaafd, met duidelijk gedefinieerde humane eindpunten: ratten met aanhoudende lusteloosheid, plotseling gewichtsverlies van meer dan 20%, ademhalingsproblemen, onvermogen om normaal te eten of drinken, of ernstige postoperatieve complicaties werden onmiddellijk geëuthanaseerd met een overdosis isoflurane (5% met zuurstoftoevoer van 1 L/min) om het lijden te minimaliseren.
1. Bereiding van oplossingen en reagentia
2. Uitrusting
3. Inductie van steriele pericarditis (SP) bij ratten
4. Hartisolatie en Langendorff-perfusie
5. Bewegingsonderdrukking en ventilatie
6. Kleurverving
7. Beeldvormingsgeometrie en signaalisolatie
8. Acquisitie- en tempoprotocollen
9. Gegevensverwerking en kwantificatie
10. Kritieke parameters en acceptatiecriteria
11. Statistische analyses
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
AF-inducering
Buitenbaarmoederlijke activiteit en terugkeer zijn essentiële mechanismen die bijdragen aan POAF-initiatie en -voortzetting.2. De terugkeergolflengte (λ) wordt bepaald door het product van ERP en geleidingssnelheid (CV), d.w.z. λ = ERP × CV. Bij schijnharten veroorzaakte S1S2-pacing stabiele atriale reacties zonder hartritmestoornissen (Figuur 2A). Daarentegen vertoonden met SP behandelde harten vaak abnormale reacties, waaronder atri...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit protocol beschrijft dubbele optische mapping van AP's en CaTs in geïsoleerde rattenharten volgens SP, een ontstekingsgedreven model van POAF. Gelijktijdige hoogresolutie-opname van Vm- en Ca2+- signalen over het intacte atriumoppervlak onder programmeerbare pacing maakt het mogelijk om APD, tijd tot piek, geleidingssnelheid, ruimtelijke heterogeniteit van repolarisatie, CaD, CaT-amplitude, CaT-tijd tot piek en regionale CaA-afhandelingsvariabiliteit te beoordelen. Het maak...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten om te melden.
Dit werk werd ondersteund door de National Naturel Science Foundation of China (nr. 82470328, 82170326to Y.D.; Nr. 82300350 aan J.L.). Wij willen onze dank uitspreken aan Drs. Guoliang Hao en Gongxin Wang (Instituut voor Elektrofysiologie, Henan Academy of Medical Sciences, Zhengzhou, China) voor hun uitstekende hulp bij optische kaarten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Blebbistatin | Abcam | ab120425 | |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | 10043-52-4 | |
| CMOS camera | MappingLab | OMS-PCIE-2002 | |
| ECG systeem | Chengdu Techman | BL-420F | |
| FE32 -Meter | Mettler Toledo | 30254108 | |
| Filters/dichroic spiegels | MappingLab | RH237 >700 nm; CaT 590 nm | |
| Glucose | Sigma-Aldrich | 921-60-8 | |
| Imgae bad | MappingLab | N/A | |
| KCl | Sigma-Aldrich | 7447-40-7 | |
| Langendorff perfusiesysteem | Radnoti / Custom | N/A | |
| LED bron (530 ± 25 nm) | MappingLab | N/A | |
| MgCl2 | Sigma-Aldrich | 7786-30-3 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | 7647-14-5 | |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | 10049-21-5 | |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | 144-55-8 | |
| OMapRecord4.0 software | MappingLab | N/A | |
| OMapScope4.0 software | MappingLab | N/A | |
| Peristaltische pomp | Cole-Parmer | Masterflex® L/S® | |
| Pluronic F-127 | Invitrogen | P3000MP | |
| RH237 (voltage kleurstof) | Thermo Fisher / Invitrogen | S1109 | |
| Rhod-2 AM (Ca indicator) | Thermo Fisher / Invitrogen | R1245MP | |
| Kleine dierventilatoren | YUYANBIO | V-100 | |
| Natrium pentobarbital | Sigma-Aldrich | P3761 | |
| Sprague-Dawley ratten (200–220 g, mannelijk) | Lokaal gecertificeerde leverancier | N/A | |
| Steriele talkpoeder | Sigma-Aldrich | T1586 | |
| Stimulator | MappingLab | LEDC-2002 | |
| Waterbad (temperatuurgestuurd) | Ningbo Xinzhi | SC-15 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen