Здесь мы приводим протокол для оптического картирования электрической активности от мыши правое предсердие и особенно синоатриального узла, при высокой пространственным и временным разрешением.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы приводим протокол для оптического картирования электрической активности от мыши правое предсердие и особенно синоатриального узла, при высокой пространственным и временным разрешением.
Дисфункции сино-предсердных узлов (SAN) и связанные с ними осложнения являются важными причинами заболеваемости у пациентов с сердечными заболеваниями. Разработка новых фармакологических методов лечения для лечения этих пациентов опирается на глубокое понимание как нормальной физиологии, так и патофизиологии САН. Среди исследований кардиостимуляции мышиный SAN широко используется из-за его возможности модификации экспрессии различных генов, которые кодируют ионные каналы SAN или белки, обрабатывающие кальций. Новые данные электрофизиологических и гистологических исследований также доказали репрезентативность и сходство структуры и функций САН у мышей с более крупными млекопитающими, включая наличие специализированных путей проводимости от САН к предсердиям и сложную иерархию кардиостимуляторов в САН. В последнее время метод оптического картирования значительно облегчил изучение и исследование происхождения возбуждения и проводимости внутри и из САН мыши, что, в свою очередь, расширило понимание САН и принесло пользу клиническим методам лечения заболеваний, связанных с дисфункцией САН. В данной рукописи мы подробно описали, как выполнить оптическое картирование мышиной САН из интактного сердца, перфузируемого по Лангендорфу, и из изолированного предсердного препарата. Этот протокол является полезным инструментом для улучшения понимания физиологии и патофизиологии САН у мышей.
Новым научным прорывам, которые приводят к скачкам в понимании физиологии человека, часто предшествуют технологические достижения. Флуоресцентное оптическое картирование, например, позволяет исследовать множество физиологических параметров как в клетках, так и в тканях. 1,2 Это значительно улучшило наше понимание того, как анатомическая структура связана с электрофизиологическими функциями и дисфункциями. В сердце естественные кардиостимуляторы и проводящие системы, такие как синоатриальный узел (SAN) и атриовентрикулярное соединение, состоят из узловых миоцитов, которые изолированы окружающими предсердными миоцитами. 3-5 Такая организация создает сложные трехмерные структуры со специализированными электрическими свойствами. Было признано, что как структурное, так и функциональное ремоделирование этих структур кардиостимулятора образует значительные электрофизиологические гетерогенности. 6,7 Понимание механизма, лежащего в основе того, как такие гетерогенности приводят к дисфункциям САН и аритмогенезу предсердий, значительно улучшит клиническое лечение этих заболеваний. Для этого требуется метод визуализации распространения электрических сигналов на тканевом уровне, такой как оптическое картирование.
В последнее время накопление доказательств доказало прогресс оптического картирования в исследованиях электрофизиологии и патологии предсердий. 2 Тем не менее, новые и тщательные исследования зависят от точной интерпретации экспериментальных данных, достоверность и стабильность которых зависят от тщательных протоколов экспериментов. Генетически модифицированные мыши широко используются для исследований в качестве животных моделей заболеваний человека, включая синдром больного синуса, аномалии кардиостимулятора и предсердные аритмии. 6,8-11 Таким образом, комбинация флуоресцентного оптического картирования с трансгенными мышиными моделями дает мощный инструмент для изучения сердечных электрических аномалий, связанных с различными патологиями. В этой статье мы представляем протокол для оптического картирования высокого разрешения мыши SAN и атриума. В частности, мы обсуждаем и сравниваем различные подходы к загрузке красителя, временные эффекты на обесцвечивание красителя и стабильность сердечного ритма во время эксперимента.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все эксперименты проводились в соответствии с национальными институтами здравоохранения Руководство по уходу и использованию лабораторных животных (NIH Pub. No. 80-23). Все методы и протоколы, используемые в этих исследованиях были одобрены в Университете штата Висконсин уходу и использованию животных комитета Протокол соответствии с рекомендациями по уходу и использованию лабораторных животных, опубликованных NIH (публикация № 85-23, пересмотренная в 1996 году). Все животные, используемые в данном исследовании, получали гуманного ухода в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных.
1. Сердце Снятие и Langendorff Перфузия
2. Оптический Картирование SAN от Лангендорфа-перфузировались всего сердца
3. Оптическое отображение SAN с изолированной мерцательной Подготовка
4. Оптическая Mapping Set Up
Примечание:. Подробное описание оптической системы отображения обеспечивается в другом месте 12
5. Обработка данных
Примечание: Оптическое отображение данных собирается и хранится в виде последовательности матриц интенсивности флуоресценции в различные моменты времени. Каждый пиксель represeNTS меру интенсивности флуоресценции, полученной от конкретного местоположения на приготовление препарата ткани в определенный момент времени. Фон флуоресценции автоматически удаляется на пиксель для обеспечения лучшей визуализации изменений флуоресценции, полученных изменений мембранного напряжения и перевернутых, чтобы соответствовать потенциалов действия (AP), измеренных с помощью систем микроэлектродов. Подробная информация о различных этапах обработки данных оптических изображений, в том числе сегментации изображений, пространственной фильтрации, временной фильтрации и удаления исходных условий дрейфа, приводятся в сфокусированного обзоре. 15
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Оптический Картирование неповрежденном SAN от Лангендорфа-перфузию сердца
Типичный пример контура карты активации РА реконструированного для спонтанного синусового ритма показана на рисунке 3 для Langendorff-перфузируемом сердце мыши. Ранняя точка активации находится в пределах intercaval области вблизи SVC где САН анатомически определена. 3,16 активации карты контура Два RA , полученные при 1,0 и 0,5 мс с частотой дискретизации показан...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Здесь мы представили два типа препаратов мыши SAN: 1) неповрежденными SAN в Лангендорфа-перфузионного целого сердца, и 2) САН в изолированном, открыт предсердный препарат. Эти два вида подготовки служат различным экспериментальных целей. В Лангендорфа-перфузионного препарата все сердце, интактный предсердный структура сохраняется , которая позволяет исследовать сложные предсердные аритмии , такие как фибрилляция предсердий, а также взаимодействие между SAN и предсердия во время возвратных тахиаритмий. 6 В отл...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Конфликты интересов не декларируются.
Нас поддерживает стартап Медицинской школы Университета Висконсин-Мэдисон (A.V.G.).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| водяная рубашка | Radnoti | 1660 Series Тканевая ванна для больших органов или отдельных клеток Процедуры | |
| водяной бани / циркуляционного насоса | Fisher Scientific | 1016S | |
| Усилитель давления | AD Instruments | MLT0670 | |
| EMD Нейлоновые сетчатые фильтры Millipore Nylon Net Фильтры | Fisher Scientific | NY1102500 | |
| Датчик давления | AD Инструменты | MLT0670 | |
| нержавеющей стали Мелкие штифты - диаметр 0,1 мм | Fine Science Tools | 26002-10 | |
| Перфузионный насос | World Precision Instruments | PERIPRO-4LS | |
| Супертермоядерный насос | World Precision Instruments | PERIPRO-4HS | |
| Vannas Tubingen ножницы | World Precision Instruments | 503379 | |
| щипцы Dumont | World Precision Instruments | 501201, 500085 | |
| ножницы Майо | World Precision Instruments | 501750 | |
| Гемостатические щипцы Келли | World Precision Instruments | 501241 | |
| щипцы с радужной оболочкой | глаза World Precision Instruments | 15917 | |
| Iris ножницы | World Precision Instruments | 501263 | |
| ЭКГ 12 мм игольчатые (29-го калибра) электроды (монополярные) | AD Instruments | MLA1203 | |
| встроенный порт впрыска Люэра | Ibidi | 10820 | |
| CMOS-камера Ultima-L | SciMedia | MiCAM-05 | |
| галогенная лампа | Moritex США Inc | MHAB-150W | |
| NaCl | Fisher | Scientific S271-1 | |
| CaCl2 (2H2O) | Fisher Scientific | C79-500 | |
| KCl | Fisher Scientific | S217-500 | |
| MgCl2 (6H2O) | Fisher Scientific | M33-500 | |
| 2PO4 (H2O) | Fisher | Scientific S369-500 | |
| NaHCO3 | Fisher Scientific | S233-3 | |
| D-глюкоза | Fisher Scientific | D16-1 | |
| Blebbistatin | Tocris Bioscience | 1760 | |
| RH237 | ThermoFisher Scientific | S1109 | |
| Диметилсульфоксид (ДМСО) | Sigma-Aldrich | D2650 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.