Здесь мы приводим протокол для оптического картирования электрической активности от мыши правое предсердие и особенно синоатриального узла, при высокой пространственным и временным разрешением.
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.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение