Summary
Описанный здесь метод непосредственного измерения искры кальция, элементарные единицы Ca 2 + освобождение от саркоплазматического ретикулума в неповрежденных скелетных мышечных волокон. Этот метод использует осмотического стресса опосредованного срабатывания Ca 2 +-релизе рианодинового рецептора в изолированных мышечных волокон. Динамика и гомеостатический емкость внутриклеточного Ca 2 +-сигнализации могут быть использованы для оценки функции мышц в норме и при патологии.
Abstract
Поддержание гомеостаза Са 2 + сигналов является фундаментальным физиологический процесс в живых клетках. Ca 2 + искры являются элементарными единицами Са 2 +-сигнализации в поперечно-полосатой мышечных волокон, которые появляются, как сильно локализованы Ca 2 события + релиз, опосредованные рианодинового рецептора (RyR) Са 2 + освободить каналы на саркоплазматического ретикулума (СР) мембраны. Надлежащая оценка мышц Ca 2 + искры может предоставить информацию о внутриклеточных Са 2 + обработки свойств здоровых и больных поперечно-полосатых мышцах. Хотя Ca 2 + искры события часто наблюдается в состоянии покоя кардиомиоцитов, они редко наблюдается в состоянии покоя скелетных мышечных волокон, таким образом существует потребность в способах для получения и анализа искры в скелетных мышечных волокон.
Детальный здесь экспериментальный протокол для измерения Ca 2 + искры в изолированных сгибателей digitorm Brevis (FDB) мышечных волокон с помощью еluorescent Са 2 + indictors и лазерной сканирующей конфокальной микроскопии. При таком подходе, изолированные волокна FDB подвергаются переходного гипоосмотического стресса с последующим возвращением к изотонического физиологического раствора. В этих условиях надежной Ca 2 + искры ответ обнаружено, прилегающей к мембране сарколеммы у молодых здоровых мышечных волокон FDB. Измененные Са 2 + искры ответ обнаружены в дистрофических или в возрасте скелетных мышечных волокон. Такой подход в последнее время показали, что мембрана, разделенных сигналов с участием перекрестные помехи между инозит (1,4,5)-трифосфат рецептор (IP 3 R) и RyR способствует Ca 2 + активации искра в скелетных мышцах. Таким образом, наши исследования с использованием осмотического стресса индуцированных Ca 2 + искры показал, что это внутриклеточный ответ отражает мышцу механизм сигнализации в физиологии и старения Штаты / болезни, в том числе моделей мыши мышечной дистрофии (MDX мышей) или бокового амиотрофического склероза (БАС модели).
Introduction
Внутриклеточного свободного Са 2 + ([Ca 2 +] я) является универсальным и важным второстепенным вестников, который регулирует несколько клеточных функций в возбудимых клеток, таких как нейроны, сердца, скелетной и гладкой мускулатуры (см. обзор Stutzmann и Mattson 1). Регулируемый Ca 2 + мобилизации и перекрестные помехи между саркоплазматического ретикулума (СР) и Т-канальцев (TT) мембраны являются фундаментальными регуляторы мышечной физиологии. Кроме того, изменения в Ca 2 +-сигнализации уже было показано, что основной механизм сократительной дисфункции при различных заболеваниях мышц.
Ca 2 + искры локализованы элементарных событий Са 2 + релиз, происходящих из открытия рианодинового рецептора (RyR) канала на саркоплазматического ретикулума (СР) мембраны 2. В сердечной мышце, искры возникают спонтанно через отверстие канала RyR2 с помощью Ca 2 +-индуцированных Са 2 + RELEASE (CICR) механизм 3-5. В скелетных мышцах, RYR1 строго контролируется с помощью датчика напряжения на мембраны 6,7 TT. Таким образом Ca 2 + искры подавляются и редко обнаруживается в покоящихся условиях в неповрежденных скелетных мышечных волокон. До недавнего времени сарколемных мембрана необходима, чтобы быть нарушена различными химическими или механическими "Горное дело" методов расцепить подавление датчика напряжения на RYR1 и позволило Ca 2 + искра события, которые будут обнаружены в скелетных мышцах 8,9. Один способ, ранее описанный требуемого пермеабилизации мембраны мышечных волокон по сапонина моющего средства 10.
В 2003 году мы обнаружили, что либо переходный стресс гипоосмотического или гиперосмотический стресс может вызвать периферическую Ca 2 + искры рядом с сарколеммы мембраны интактных мышечных волокон 11. Этот метод был модифицирован так как изучить молекулярный механизм и модуляцию Ca 2 + 12-16. Здесь мы приводим детали нашего экспериментального подхода для индукции, обнаружения и анализа Ca 2 + искр в неповрежденной скелетных мышцах. Мы также представляем наш специально построенный программу анализа свечу, которую можно использовать для количественного определения элементного свойства отдельных Ca 2 + искр в скелетных мышцах, например свечи частоты и амплитуды (Δ F/F0, что отражает вероятность открытия каналов RyR и + нагрузка Са 2 внутри СР); время до пика (время нарастания) и продолжительность (FDHM, полный срок в полумаксимальной амплитуды) искр, а также пространственное распределение Са 2 + искр. Кроме того, мы представляем доказательства того, что ссылки изменен Ca 2 + искры к различным патофизиологических состояний в скелетных мышцах, таких как мышечная дистрофия и боковой амиотрофический склероз.
Преимущество этой техники включает в себя возможность измерения Са 2 + в относительно undamв возрасте клетки, вместо зачистки мышечные волокна, что позволяет записи Са 2 + искры в условиях ближе к физиологическим. Кроме того, наша специально разработанная программа обеспечивает более точные расчеты свойств искры в отношении мышечных волокон.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Настройка Осмотическое-стрессовой перфузии системы
Фиг.1 представляет собой схематический протокол кальция искры оценку в интактных скелетных мышечных волокон.
- Настройка трехосный (XYZ) микроманипулятор способный позиционирует наконечник выпускной системы перфузии, включающей не менее двух каналов. Это может быть сделано с одноразовой Luer-шприца с прикрепленными три - способ Luer - Лок краном для включения и / или выключения потока перфузии решений. Эти перфузии каналы должны быть способны доставлять> 1 мл / мин раствора через один наконечник перфузии с> 0,2 мм в диаметре.
- Загрузите два канала перфузии системы, один изотоническим Тироде решения, а другой гипотоническими Тироде Solution.
2. Подготовка Неповрежденный Одноместный сгибателя Brevis (FDB) мышечных волокон от Mouse
- Снимите ногу с мыши ЕСthanized следующие NIH и IACUC принципов, используя пару тяжелых ножниц рассекая по прорезая выше голеностопного сустава ноги.
- Прикрепите ногу на рассечение камере, заполненной с минимальным Ca 2 + Тироде решения с поверхностью подошвенной стороной вверх.
- Проанализируйте FDB за счет сокращения сухожилия и осторожно потянув на сухожилия, чтобы отделить мышцу от окружающей ткани.
- Закончить рассечение счет сокращения дистального сухожилия, где она разветвляется на отдельные цифры в глубокие слои мышц.
- Перенести мышцы FDB, поднимая щипцами через его сухожилия, чтобы избежать дополнительного повреждения мышечных волокон и поместить в трубку с талой аликвотой коллагеназой решения предварительно нагретой до 37 ° С.
- Инкубируйте пробирку, содержащую FDB вертикально на орбитальном шейкере при 37 ° С в течение 60-90 мин со скоростью 160 оборотов в минуту. Этот протокол диссоциации мышечные пучки должны быть экспериментально исследованы на различных штаммов животных, Особенно для тех болезней / мутантных волокон уязвимых к повреждению мембраны.
- Передача расщепленной FDB в трубку 700 мкл изотонического раствора Тироде и осторожно растирают освободить волокна, привлекая мышцу несколько раз через серию 200 мл микропипетки-кончиков постепенно уменьшением диаметра с помощью резки с чистым лезвием бритвы, чтобы удалить кончики 200 мл микропипетки. Чтобы избежать повреждения волокон в частности слабые мышцы от болезней, убедитесь, что наконечник достаточно большой, чтобы позволить расслоение пройти через без прилипания. Не перегружайте пучка через слишком небольшой отверстие.
- Тарелка из волокна FDB аккуратным постукиванием и ресуспендированием FDB волокон в трубке, а затем растягивая 70 мл (1/10 от общего числа волокон) с мл микропипетки в центре 35 мм Дельта TPG блюдо с 1 мл изотонического вырезать 200 Тироде Решение снизить распространение через блюдо.
- Определить количество неповрежденных одиночных волокон в гиш использованием рассечение микроскоп. Добавить дополнительные аликвоты FDB волокон для получения 3-4 неповрежденные волокна на блюдо.
- Храните дополнительные изолированные мышечные волокна при 4 ° С и использовать в течение 6 часов.
3. Fluo-4 утра Краска Погрузка и Са 2 + томография (Спаркс Измерение)
- Передача 500 мл изотонического раствора Тироде из сосуда с гальваническим FDB волокон в трубку 10 мл Fluo-4 утра наличии (1 мМ), перемешать и добавить обратно в чашку до конечной Fluo-4 AM концентрации 10 мМ. Кроме того, Pluronic кислота может быть использована для повышения эффективности красителем.
- Загрузите в течение 60 мин при комнатной температуре в темноте.
- Вымойте волокна, тщательно растягивая 500 мл Fluo-4 утра, содержащих Изотонический Тироде Решение от блюда с неразрезанного 200 мл-пластиковые пипетки наконечник и заменить равным объемом свежего Изотонический Тироде Solution.
- Повторите эту процедуру еще 3 раза.
- Для визуализации функции митохондрий, передать 500 мл ИсотоNIC Тироде Решение от блюдо с FDB волокон в трубке 5 мл TMRE складе (1 мм), перемешать и добавить к блюду для конечной концентрации 50 нМ.
- Инкубируют при комнатной температуре в течение 10 мин.
- Промыть волокон, тщательно растягивая 500 мл TMRE содержащих Изотонический Тироде раствора из сосуда с неразрезанного 200 мл пластиковую микропипетки наконечник и заменить с равным объемом свежего раствора Тироде Изотонический.
- Повторите эту процедуру еще 3 раза.
- Перенести блюдо в конфокальной микроскопии и выберите нетронутыми волокна с четкими страт и гладкой мембраны сарколеммы для экспериментов.
- Расположите кончик системы перфузии 400-500 мкм от целевой мышечных волокон и от центра с помощью элементов управления Микроманипулятор.
- Начните поток Изотонический Тироде решения для обеспечения волокно FDB остается на месте.
- Запишите сигнала флуоресценции от Fluo-4 утра с 40Х иммерсионным объективом и возбуждают Fluo-4 утра саргон лазерные (длина волны возбуждения 488 нм) и запись выбросов сигналы (длина волны 510-580 нм). Интенсивность флуоресцентного сигнала пропорциональна относительной уровня внутриклеточного Са 2 + концентрации ([Са 2 +] I).
- Вызвать Са 2 + переходных путем изменения осмотического давления внеклеточного раствора с целью получения осмотического стресса на волокна. Первоначально заливать волокна с изотонический раствор Тироде (290 мОсм) (базовый уровень сбора в течение 60 секунд), а затем раствором Гипотоническая Тироде (170 мОсм) за 100 сек, чтобы вызвать отек. Заливать волокна FDB назад с изотонический раствор Тироде. Как правило, только один осмотический шок применяется к одной цельной волокна в одном дельта ТПГ блюдо и свечей событий в прошлом 10 мин для получения данных.
- Запись пространственная локализация Ca 2 + искр (рис. 2) с использованием временных рядов из ху двумерных изображений со скоростью сканирования 166 LPS (линий в секунду, Е.А.ч Линия состоит из 512 пикселей, приводящих к 3,08 сек / кадр) для каждого условия изотонического (1 мин), гипотоническая стресс (100 сек) и пост-гипотоническая стресс (5 мин). Храните сигналы для автономного анализа позволяет оценить распределение и частоту Ca 2 + искр после завершения эксперимента.
- Найти новую волокна на новое блюдо и следовать той же протокол осмотического шока, чтобы побудить Са 2 + переходных процессов. Используйте конфокальной строчной развертки (х) режим (512 пикселей в длину, частоту дискретизации 2 мс / строчной развертки для записи Са 2 + переходных течение одной минуты (т.е. 30 000 строк) с конфокальной сканирующей строке помещены непосредственно под сарколеммы мембраны (рис. 3 ). Измените сканирование строки для различных фокальных плоскостях записать три последовательные наборы (с интервалом 1-мин) linescans для анализа величины и кинетики отдельных Ca 2 + искр.
4. Анализ данных
- Соберите большое количествохи линия сканирования следы оценить морфологию и кинетики отдельных Ca 2 + искр параметров, т.е. амплитуды (F / F 0; где F 0 является отдыхает Са 2 + флуоресценции), время нарастания, время пиковой, продолжительность (FDHM , полный срок на половину величины), и пространственная ширина (FWHM, полная ширина на половине величины) из записанных искр. Эти параметры представляют собой основные литниковые свойства RYR Ca 2 + каналов, таких как Ca 2 + потока (амплитуды), и стробирующие кинетика RYRs (продолжительность).
- Анализ данных цифрового изображения с пользовательским развитая, полуавтоматической алгоритма, который был создан с языка обработки изображений IDL (Interactive Data Language), как описано выше 11,16. Потому что уникальные кинетика Ca 2 +-релиз в случае Ca 2 + искр, вызванных в FDB волокон осмотического стресса, лучше объединить ручные и автоматические особенности Ca 2 + искра событияобработки и идентификации с этими программами анализа заказ сборки изображения 11. Этот алгоритм очень полезен, когда необходимо вручную определить ROI (область интереса) в некоторых моделях болезни мышц. После того, как ROI определяется, алгоритм может автоматически вывести вышеупомянутые параметры свечи, которые затем могут быть экспортированы в Excel файл. Кроме того, общественность доступное программное обеспечение для обработки изображений, например SparkMaster в ImageJ, может быть использован для определения кинетических свойств Са 2 + искр и их пространственное распределение в скелетных мышцах 17.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Более ранние исследования показали, что переходный гипоосмотического стресс, вызванный периферийных Ca 2 + искры рядом с сарколеммы мембраны интактных мышечных волокон 11. На рисунке 1 показаны образы неповрежденных отдельных мышечных волокон с гладкой мембраны сарколеммы и характерных четких страт. Рисунок 2 показывает типичный Са 2 + искры (от ху изображений) были вызваны переходных (100 сек) обработку раствора, который гипоосмотического набухает мышечные волокна FDB от молодых здоровых мышей. Как мышечное волокно сжимается до первоначального объема, надежный Са 2 + искра ответ будет прямо под сарколемме мышечного волокна. Эти ху изображения используются для расчета свечи частоты и построить профиля затухания для этого ответа. Рисунок 3 показывает типичные сканирует строки (XT), генерируемые в этом режиме искрового анализа. Конфокальной строчной развертки находится непосредственно под изсарколемных мембрана (фиг.3А). Временные ряды свечей событий захвачены и указанный трансформирования (область интереса) могут быть определены с нашим специально разработана, полуавтоматической «Огонек Fit" программы (рис. 3В). 3С показан типичный Свеча Fit анализ амплитуды и Кинетика данной Са 2 + искры. Интенсивность Са 2 + искра рассчитывается как изменение амплитуды Fluo-4 утра сигналов (Δ F / F 0, где F является пик Fluo-4 интенсивность и F 0 является отдыхает Fluo-4 интенсивность до искра возникающие). Продолжительность искры представлена FDHM (полный длительность половины величины) и времени нарастания, а также время до пика также могут быть рассчитаны. Типичный 3D (трехмерное) представление могут быть изготовлены из указанных трансформирования показать Ca 2 + изменение интенсивности (рис. 3D). Рисунок 4 демонстрирует образы Ca 2 + искрыlinescans от скелетных мышечных волокон при различных физиологических и патофизиологических состояниях. Линия сканирования (х) серия Ca 2 + искр, полученных от здоровых, молодых (3 месяца) дикого типа мышц (рис. 4А), и в возрасте (22 месяцев) мышечных (рис. 4В). Обратите внимание на снижение сигнал, возникающий в возрасте от мышечных волокон. Молодые MDX мышечные волокна отображения надежные Ca 2 + искры (рис. 4в). Рисунок 5 показывает Ca 2 + искры (ху-кадры) с пальцев мышцы (EDL) мышечных волокон от дикого типа (рис. 5, а) и боковой амиотрофический склероз (ALS) болезнь, болезнь двигательных нейронов с характерным атрофии мышц и поврежденных митохондрий (рис. 5б). В + интенсивности Са 2 являются показывать по флуо-4 сигналов (зеленый, левых панелей) и митохондриях респираторные состояния, показанных сигналов TMRE (красный, правый панелей). Отметим, что тон повредил митохондрии (потери сигнала TMRE) таит в надежные Ca 2 + искры.
Рисунок 1. Принципиальная протокол кальция искры оценку в интактных скелетных мышечных волокон. Принципиальная протокол кальция искры оценку в интактных скелетных мышечных волокон. Это показывает, поэтапный порядок для получения нетронутыми FDB мышечных волокон для анализа и настройки системы перфузии индуцировать осмотическое давление на волокна. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .
Рисунок 2. Представитель Са 2 + искры (XY фотографии) эпизоды скелетных FDB мышечных волокон. Среднее след показывает график и соответствующие ху изображений (верхние планы), к последовательной смены осмотического давления в протоколах. Вверху слева панель - волокно обрабатывают раствором Изотонический Тироде; лучших средняя панель - волокно обрабатывают раствором Гипотоническая Тироде и верхний правый панель - волокно возвращается к лечению изотонический раствор Тироде. Представитель гистограмма свечей эпизодов наблюдаемых с воображением ху показано на дне. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .
Рисунок 3. Представитель Са 2 + спа РКС (линия сканирует XT изображения) и Спарк Fit анализ (А) конфокальной строчной развертки (красная пунктирная линия) находится прямо под сарколеммы мембраны мышечных волокон;. (В) Осмотический стресс вызывал дискретный Ca 2 + искры представлены как строчной развертки (х) режим. (С) Свеча анализ с Свеча Fit алгоритма, чтобы продемонстрировать + интенсивность Са 2 (Δ F / F 0), которая пропорциональна SR Ca 2 + освободить поток, и кинетики (продолжительность, представлен в виде FDHM). (D) Трехмерная участок в Fluo-4 изображения линии сканирования, показывающий осмотического стресса, вызываемой искры в пространственно-временной режим и их интенсивности. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .
/ Ftp_upload/50898/50898fig4.jpg "ширина =" 600px "/>
Рисунок 4. Представительства Са 2 + искры в мышцах физиологические и патофизиологические состояния в ответ на осмотического стресса (A) Line сканирует (XT образов) Ca 2 + искр, полученных от молодых (3 месяца) здоровых мышечных волокон FDB;. (B) искры от возраста ( 22 месяцев) FDB мышечные волокна и (С) искры от молодой (3 месяца) дистрофические MDX мыши FDB мышцы. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .
Рисунок 5. Представитель Са 2 + искры (XY-кадры) с FDB мышц в ответ на осмотического стресса. ( 2 + искры (XY-кадры) с дикого типа FDB мышц и (В) Ca 2 + искр от БАС мышц. FDB мышечные волокна одновременно меченные Fluo-4 утра (Ca 2 +, зеленые сигналы, левые панели) и TMRE (митохондриальная, красные сигналы на правых панелях). Изображения показывают переходные до и после изменения осмотического давления. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Это метод оценки Ca 2 + искры в неповрежденном скелетных мышц является полезным инструментом для мышечной физиологии и исследования болезни. Мы показали, что Ca 2 + искра ответ был изменен в различных условиях, в том числе мышечная дистрофия 11, старение 18, 19, а также в боковой амиотрофический склероз 20. Наше недавнее исследование также показало, функциональную связь между IP-3 рецептора и RyR представляющего собой важнейший компонент, который способствует Ca 2 + искр активации в скелетных мышечных волокон 21. Несколько других исследовательских групп также адаптировали эту методику для изучения функциональной деятельности и эффективность генов спасательных стратегий дистрофических мышц 12, и связать Ca 2 + искра сигнализации для измененного окислительно-восстановительного стресса в некоторых болезненных состояниях 13,22. Тот факт, что деформация мембраны по осмотического стресса, чтобы облегчить подавление DHPR на RYR соответпокойным приятно с существенной роли физического взаимодействия (связи) из DHPR-RYR в модуляции Ca 2 + искры в дифференциации скелетные мышцы 23 и, таким образом, эти выводы в дальнейшем вовлечь Ca 2 + искры, как важные физиологические события. Дальнейшее расширение этой техники, чтобы применить некоторые физиологические агентов или ингибиторов модулировать Ca 2 + искры обеспечит глубокую информацию о Ca 2 + сигнализации в клетках 24.
Наиболее важным шагом нашего анализа является для выделения и идентификации неповрежденные мышечные волокна под микроскопом до Ca 2 загрузки + красителя. Одним из важнейших шагов в этом протоколе время коллагеназы пищеварение и температура как изменения этих условий может потенциально оказать повреждения клеточной мембраны в процессе выделения волокна. Волокна должны быть прочно прикреплены к нижней части дельты TPG блюд и отображения нетронутыми морфологии с характерным прямой, стержня, как внешний вид, размер 70-100 _6; м (длина) и 8-18 мкм (кросс диаметр), равномерное рисунок бороздок и гладкой мембраны сарколемных чтобы быть полезным для Ca измерения 2 + искр. Улучшение на предыдущих ограничений сбора данных проведении измерений на нескольких фокальных плоскостях внутри каждого волокна захватить самые точные показания возможные из + искр Са 2. Хотя мы используем пользовательский происхождения "Искра Fit" алгоритм для анализа искра частоты, динамику и характеристики, аналогичные программы доступны для общественного достояния для анализа параметров свечи такие характеристики, как "SparkMaster" в ImageJ 17. Незначительные модификации данного метода может позволить лучше визуализировать Ca 2 + искры в других типах тканей, которые отвечают на осмотического стресса опосредованной срабатывание Ca 2 + освобождение от рианодинового рецептора.
Визуализация локальных и глобальных Са 2 + сигналов у взрослых скелетных мышечных волокон является очень полезным инструментом FOг мышечной физиологии и сердечно-сосудистых исследований. Расширение этого метода для обнаружения Ca 2 + искр в скелетных мышцах вместе с различных животных моделях исследований и реализации мощных молекулярной биологии подходов (например, ген избыточной экспрессии или молчание генов) заболевание человека должна производить огромное информацию о регулировании Ca 2 + сигнализации в здоровье человека и заболеваний.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Нет конфликта интересов объявлены.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана RO1-AG028614 к JM, RO1-AR063084to NLW и RO1-AR057404 к JZ.
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dissecting microscope | Dissect out fibers and check muscle integrity | ||
Dissection tools -scissors and fine tip forceps | Fine Science Tools | ||
Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | DOW CORNING | 184 SIL ELAST KIT | Make ahead of time for fiber dissection. Mix 5 ml liquid Sylgard components and pour into a 60 mm glass Petri dish and waiting 48 hr to let the Sylgard compound become a clear, colorless solid substrate. |
60 mm glass Petri dish | Pyrex | 3160 | Fiber dissection |
Isotonic Tyrode Solution | Sigma-Aldrich | ||
Minimal Ca2+ Tyrode Solution | Sigma-Aldrich | ||
Hypotonic Tyrode Solution | Sigma-Aldrich | ||
Collagenase type I | Sigma-Aldrich | C-5138 | Fiber digestion |
Fluo-4 AM | Invitrogen | F14201 | Fluorescent Ca2+ imaging dyes |
TMRE | Invitrogen | T669 | mitochondrial membrane potential fluorescent dyes |
Delta TPG dishes | Bioptechs | 0420041500C | 35 mm glass bottom dish for imaging |
Spark Fit software | data analysis software | ||
Radiance 2100 laser scanning confocal microscope or equivalent microscope | Bio-Rad | ||
3 Axis Micromanipulator | Narishige International | MHW-3 | |
Temperature controllable orbital shaker | New Brunswick scientific | Fiber dissociation |
References
- Stutzmann, G. E., Mattson, M. P. Endoplasmic reticulum Ca2+ handling in excitable cells in health and disease. Pharmacol. Rev. 63 (3), 700-727 (2011).
- Cheng, H., Lederer, W. J.
Calcium sparks. Physiol. Rev. 88 (4), 1491-1545 (2008). - Brochet, D. X., et al. Elementary calcium release events from the sarcoplasmic reticulum in the heart. Adv. Exp. Med. Biol. 740, 499-509 (2012).
- Brochet, D. X., et al.
Quarky calcium release in the heart. Circ. Res. 108 (2), 210-218 (2011). - Guatimosim, S., Guatimosim, C., Song, L. S. Imaging calcium sparks in cardiac myocytes. Methods Mol. Biol. 689, 205-214 (2011).
- Dulhunty, A. F. Excitation-contraction coupling from the 1950s into the new millennium. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 33 (9), 763-772 (2006).
- Dulhunty, A. F., Casarotto, M. G., Beard, N. A. The ryanodine receptor: a pivotal Ca2+ regulatory protein and potential therapeutic drug target. Curr. Drug Targets. 12 (5), 709-723 (2011).
- Kirsch, W. G., Uttenweiler, D., Fink, R. H. Spark- and ember-like elementary Ca2+ release events in skinned fibres of adult mammalian skeletal muscle. J. Physiol. 537, 379-389 (2001).
- Zhou, J., et al. A probable role of dihydropyridine receptors in repression of Ca2+ sparks demonstrated in cultured mammalian muscle. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 290 (2), 539-553 (2006).
- Zhou, J., et al. Ca2+ sparks and embers of mammalian muscle. Properties of the sources. J. Gen. Physiol. 122 (1), 95-114 (2003).
- Wang, X., et al. Uncontrolled calcium sparks act as a dystrophic signal for mammalian skeletal muscle. Nat. Cell. Biol. 7 (5), 525-530 (2005).
- Teichmann, M. D., et al. Inhibitory control over Ca2+ sparks via mechanosensitive channels is disrupted in dystrophin deficient muscle but restored by mini-dystrophin expression. PLoS One. 3 (11), e3644 (2008).
- Shkryl, V. M., et al. Reciprocal amplification of ROS and Ca2+ signals in stressed mdx dystrophic skeletal muscle fibers. Pflugers. Arch. 458 (5), 915-928 (2009).
- Lovering, R. M., Michaelson, L., Ward, C. W., et al. Malformed mdx myofibers have normal cytoskeletal architecture yet altered EC coupling and stress-induced Ca2+ signaling. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 297 (3), 571-580 (2009).
- Weisleder, N., Ma, J. J. Ca2+ sparks as a plastic signal for skeletal muscle health, aging, and dystrophy. Acta. 27 (7), 791-798 (2006).
- Weisleder, N., Zhou, J., Ma, J. Detection of calcium sparks in intact and permeabilized skeletal muscle fibers. Methods Mol. Biol. 798, 395-410 (2012).
- Picht, E., et al. SparkMaster: automated calcium spark analysis with ImageJ. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 293 (3), 1073-1081 (2007).
- Weisleder, N., et al. Muscle aging is associated with compromised Ca2+ spark signaling and segregated intracellular Ca2+ release. J. Cell. Biol. 174 (5), 639-645 (2006).
- Weisleder, N., Ma, J. Altered Ca2+ sparks in aging skeletal and cardiac muscle. Ageing Res. Rev. 7 (3), 177-188 (2008).
- Yi, J., et al. Mitochondrial calcium uptake regulates rapid calcium transients in skeletal muscle during excitation-contraction (E-C) coupling. J. Biol. Chem. 286 (37), 32436-32443 (2011).
- Tjondrokoesoemo, A., et al. Type 1 inositol (1,4,5)-trisphosphate receptor activates ryanodine receptor 1 to mediate calcium spark signaling in adult Mammalian skeletal muscle. J. Biol. Chem. 288, 2103-2109 (2013).
- Martins, A. S., et al. Reactive oxygen species contribute to Ca2+ signals produced by osmotic stress in mouse skeletal muscle fibres. J. Physiol. 586 (1), 197-210 (2008).
- Apostol, S., et al. Local calcium signals induced by hyper-osmotic stress in mammalian skeletal muscle cells. J. Muscle Res. Cell Motil. 30 (3-4), 97-109 (2009).
- Jiang, Y. L., et al. Nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate (NAADP) Activates Global and Heterogeneous Local Ca2+ Signals from NAADP- and Ryanodine Receptor-gated Ca2+ Stores in Pulmonary Arterial myocytes. J. Biol. Chem. 288 (15), 10381-10394 (2013).