Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Оптический Картирование Intra-саркоплазматического ретикулума Са Published: September 10, 2015 doi: 10.3791/53166

Summary

Эта статья описывает подробный протокол и оборудование, необходимое для двойной оптической отображения трансмембранного потенциала (V м) и бесплатным внутри саркоплазматического ретикулума (SR) Ca 2+ в Лангендорфа-перфузии сердца кролика. Этот метод позволяет для прямого наблюдения и количественной оценки V м и SR Са 2+ динамики в неповрежденной сердце.

Protocol

Все процедуры, связанные с животными были одобрены уходу и использованию комитета животных из Университета Калифорнии в Дэвисе путем, и придерживался в руководстве по уходу и использованию лабораторных животных, опубликованной Национальным институтом здравоохранения.

1. Подготовка

  1. Приготовьте два концентрированных (25x) запасы модифицированного раствора Тирода заранее и хранить при 4 ° C: (1) со Я (в мм: NaCl 3,205, CaCl 2 32,5, KCl 117,5, NaH 2 PO 4 29.75, MgCl 2 26.25) и (2) со II (в мм: NaHCO 3 500).
    1. Свежий приготовить раствор 2 л Тирода следующего состава (в мМ): NaCl 128,2, CaCl 2 1,3, KCl 4.7, MgCl 2 1,05, NaH 2 PO 4 1,19, NaHCO 3 20 и глюкозу 11.1 путем объединения 1840 мл деионизированной (DI) вода, 80 мл со I, 80 мл исходного II и 4 г глюкозы. Не смешивать непосредственно со I и II со; добавитьм 1840 мл DI, чтобы избежать осадков.
  2. Подготовка исходного раствора возбуждения-сокращения разобщитель blebbistatin в дозе 10 мг / мл в безводном ди-метилсульфоксида (ДМСО) заранее и хранить маточного раствора при 4 ° С.
  3. Подготовка исходных растворов флуоресцентных красителей: (1) Напряжение-чувствительный краситель RH237 (1 мг / мл в ДМСО) и (2) индикатор низкого сродства кальция Fluo-5N утра (2 мг / мл в ДМСО) в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. Немедленно используют препараты, чтобы избежать разложения с последующей потерей грузоподъемности.
  4. Премьер-рециркуляционный Лангендорфа перфузии система с кислородом (95% O 2, 5% СО 2) решение Тирода. Отрегулируйте поток O 2 / CO 2, чтобы рН раствора в Тирода на 7,4 ± 0,05. Использование в линию нейлона тканая сетка фильтра (размер пор: 11 мкм) непрерывно фильтровать перфузата.
    1. Премьер-система перфузии при КТ, а последующее loadiнг Fluo-5N AM выполняется при комнатной температуре. Для Fluo-5N А.М. нагрузки, использовать небольшой объем рециркуляции перфузат (~ 150 мл). После загрузки красителя, использовать больший объём перфузат (1 - 2 л, рис 1С).
  5. Включите систему сбора данных и подготовить для непрерывного мониторинга ЭКГ и перфузии давления. Подготовьте систему мониторинга давления: Подключите датчик давления в линии перфузии и контролировать давление перфузии с усилителем transbridge. Отрегулируйте базовый перфузионное давление в мм рт.ст. 0, когда сердце не подключена к системе перфузии.
  6. Совместите камеры оптические отображения, чтобы обеспечить пространственное выравнивание между V м и SR Са 2+ сигналов.
    1. Во-первых, сосредоточиться камеры путем размещения линейку или предмет с текстом в перфузии блюдо. Включите отображение камер в режиме просмотра и настроить фокус, пока текст не является четким и ясным. Приобретите один кадр изображения от каждой камеры.
    2. Наложениеэти образы и настроить прозрачность верхнего изображения так, чтобы оба изображения видны. Текст в изображениях должны перекрываться точно. Если не идеально ровные, регулировки угла зеркала дихроичным или позиции каждой камеры пока два изображения не выровнены.

2. Сбор, перфузии, и красителя загрузка сердце кролика

  1. Безопасный кролика в утвержденной кролика фиксатор. Глубоко анестезию с помощью внутривенной инъекции (маргинальной вены уха) пентобарбитала натрия (50 мг / кг) и гепарина (1000 МЕ).
    1. Когда кролик дисплеи имеют ноцицептивных рефлексов, сделать разрез по средней линии кожи, чтобы разоблачить грудину и ребра. Разрезать грудины с тупыми ножницами кончик хирургических из xyphoid к рукояткой. Позаботьтесь, чтобы не повредить сердце, открывая грудины. Распространение ребра, чтобы разоблачить сердце.
    2. Быстро вырезать весь блок сердце-легкие, быстро резать все сосуды и соединительную ткань. ImmediaДЕТАЛЬ разместить блок сердца легких в раствор ледяной Тирода.
  2. Найдите аорту для ретроградной перфузии. Вырезать восходящей аорты просто ближний к трех ветвей дуги аорты. Иглу аорты в 8 G канюли, соединенной с системой перфузии. Используйте кусок USP 0 шелковой нити, чтобы обеспечить аорты на канюли.
  3. Осторожно рассекают трахею, легкие, и эпикарда жир от сердца. При резком щипцы и ножницы рассечение, найдите митрального клапана и осторожно повредить или удалить один листок, чтобы предотвратить решение заторов в левом желудочке.
  4. Погрузитесь сердце в стеклянной оболочке перфузии камеры по горизонтали с передней поверхности сердца вверх для работы с изображениями. Безопасный канюлю к части Sylgard с П-образных штифтов на кремниевой дно тарелки, чтобы предотвратить движение сердца во время распределения (рис 1D). При желании вставить небольшой насекомых штифт на верхушке сердца для STAпроцеду ра.
  5. Позиция электрокардиограммы (ЭКГ) электроды в ванну на правой и левой стороне сердца. Полностью погрузить электроды в ванну и гарантировать, что они не находятся в контакте с поверхностью сердца, чтобы обеспечить объем-проведены ЭКГ аналогично ведущего конфигурации ввода. Проверьте нормальную Lead я ЭКГ морфологию. Отрегулируйте поток (25 - 35 мл / мин), чтобы убедиться, что давление в аорте поддерживается на 60 - 70 мм рт.
  6. Выключите свет в комнате и добавить 0,3 - 0,6 мл раствора blebbistatin (шаг 1.2) к перфузат (конечная концентрация 10 - 20 мкм).
    1. Выключите свет номер, чтобы избежать фотоинактивации blebbistatin. При необходимости, небольшой прожектор или фару можно использовать для освещения задачи.
      Примечание: Blebbistatin является миозин ингибитор АТФазы и возбуждения сокращение разобщающий. Потому Fluo-5N загрузка требует расширения (60 мин) RT (гипотермия) условия (см шаги 2,8 - 2,10), производство сердечной энергии может быть нарушена. Чтerefore, добавление blebbistatin в перфузат до покрасить нагрузку может снизить спрос на энергию 16 и устранить артефакты движения во время последующих оптических записей 17.
  7. Когда сокращение сердца перестала (10 - 15 мин, проверен на записи давления в аорте), переключитесь на малообъемным системы рециркуляции перфузии (см шаг 1.4.1).
  8. Подготовка и загрузить Fluo-5N AM загрузки решение: Добавить 0,25 мл Fluo-5N А.М. раствора (шаг 1.3) 0.25 мл теплой 20% плюроник F127. Добавить 0,5 мл раствора теплый Тирода к смеси, хорошо перемешать и добавить к малой громкости системы рециркуляции перфузии.
  9. Постоянно контролировать давление перфузии и ЭКГ и отрегулировать поток, если необходимо. Краска загрузка занимает около 1 часа при комнатной температуре. 45 мин после начала загрузки, включить ванне с циркулирующим воды, чтобы начать нагревание системы перфузии и перфузата до 37 ° С.
  10. Через 60 мин Fluo-5N А.М. нагрузки, SWITCH перфузии в большем объеме системы рециркуляции перфузии (см шаг 1,4).
  11. Развести 50 мкл напряжения чувствительного красителя RH237 маточного раствора (шаг 1,3) в 1 мл раствора Тирода теплый и добавить медленно (в течение ~ 5 мин) в порт впрыска проксимальнее канюли.

3. Оптический Картирование

  1. В последние моменты нагрузки красителя, расположите сердце и сосредоточиться камеры оптические отображения, чтобы обеспечить соответствующее поле зрения для эксперимента.
  2. При желании, поставить биполярный электрод стимуляции на эпикардиальной поверхности сердца для стимуляции.
  3. Поместите пластиковую крышку или скольжение стеклянной на поверхности перфузии камеры, чтобы уменьшить артефакт движения на поверхности жидкости, которое может присутствовать в связи с рециркуляцией перфузату.
    Примечание: В качестве альтернативы покровным, используйте чистую пластиковую 50 мм чашки Петри крышку.
  4. Сфокусировать свет направляющие равномерно освещать поверхность сердца с еxcitation свет. Используйте синий светоизлучающий диод (LED) источники света и далее фильтрации света, с 475 - 495 нм полосового фильтра (рис 1А).
  5. Соберите излучаемого флуоресценции с Макроскоп и двух дополнительных металл-оксид-полупроводник (КМОП) камер оптических отображения. Сплит излучаемого света с дихроичным зеркалом в 545 нм.
    1. Длинный фильтр верхних частот более длинный фрагмент длиной волны, содержащий сигнал V м, при 700 нм. Полосовой фильтр короткий фрагмент с длиной волны, содержащий SR Ca 2+ сигнал, от 502 - 534 нм (фиг.1А). Установите частоту оптического сбора данных до 0,5 - 1 кГц.
  6. Для каждого оптической записи, сначала инициировать нужный протокол стимуляции, включить свет возбуждения, и собрать 1 - 4 сек данных. При желании, синхронизировать протоколов стимуляции и сбор данных.
    Примечание: Это не возможно, чтобы повторно загрузить Fluo-5N утра, поэтому отношение сигнал-шум (SNR) будет decreaSE в течение всего эксперимента за счет красителя утечки из SR. Ограничьте экспериментальный протокол 1 - 2 ч, чтобы обеспечить высокие значения SNR.
  7. После эксперимента, мыть систему перфузии в последовательности деионизированной воды, 70% спирта реагента, и снова деионизированной водой.
  8. Фильтр каждый набор данных с пространственным фильтром Гаусса (радиус 3 пикселя) с использованием коммерчески доступных программных пакетов в соответствии с протоколом производителя.
  9. При необходимости, пространственно выровнять V м и SR Са 2+ наборов данных. Как и в шаге 1.6, наложение изображений с каждой камеры и убедитесь, что анатомические структуры сердца (то есть., Коронарных сосудов, края предсердий или желудочков) или другие предметы в поле зрения (т.е., канюли, шагая электрода) точно перекрытие. Если нет, то пространственное выравнивание наборов данных необходимо.
  10. Сдвинуть верхнюю прозрачное изображение в х- и у-направлении, пока точной перекрытия достигается, делая сведению количество пикселейизображение должно быть смещено в каждом направлении. Весь набор данных, соответствующий верхней изображения (либо V м или SR Ca 2+) должны быть сдвинуты на определенном количестве пикселей в каждом направлении, чтобы обеспечить точное выравнивание между V и м SR Са2 + наборов данных.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

показана схема оптического конфигурации для двойной V м и SR Ca 2+ отображения. С этой установкой, есть полная спектральная разделение V м и SR Са 2+ сигналов (рис 1B). Схема системы перфузионного двойного контура, используемого для загрузки красителя Fluo-5N показано на рисунке 1С. Рисунок 1D показывает горизонтальную ориентацию сердца в перфузионной блюдо. Представитель V м и SR Са 2+ оптические следы при непрерывном стимуляции разных местах на поверхности эпикарда сердца, показаны на рис 2А. Оптический поле зрения с этой установки является 31 мм х 31 мм, а ориентация сердце в поле зрения показано на рисунке 2В. Активация карт также показаны на фиг.2В и построены путем выбора времени активации каждого пикселя и рlotting это значение на изохронном карте (обратите внимание на типичную задержку ~ 8 - 10 мс между V м и SR Ca 2+ карт активации). Важно отметить, что ключевым потенциальные действия (AP) свойства, такие как AP времени нарастания (от 10% до 90% от амплитуды [Trise]), А. П. длительности на 80% реполяризации (АПД 80), не являются статистически отличается от сердца, нагруженных RH237 и Fluo-5N сравнению с теми, загружается с RH237 и Род-2 (Trise: 14,9 мс ± 1.9 мс против 14.2 ± 1.2 мс мс и APD 80: 155.3 мс ± 5.8 мс против 156,9 ± 5,7 мс мс для Fluo-5N и Род-2, соответственно; р> 0,05 для обоих; н. = 8 / группа), что указывает на минимальное влияние Fluo-5N или краситель нагрузку на AP фиг.2С показывает способность наблюдать и количественно относительные изменения диастолического SR Ca 2+ нагрузки и систолическое SR Ca 2+ релиз амплитуд на различных длинах стимуляции цикла. Только относительные изменения этих параметров могут быть Цюйantified, а абсолютной калибровки ([Ca2 +] SR) сигнала в интактном сердце невозможно.

Этот подход особенно полезен для характеристики и количественного патологический SR Ca 2+ обработки, как показано на рисунке 3. После нанесения -адренергического агониста изопротеренола (100 нм), прозрачного диастолического Ca 2+ утечки из СР наблюдается ( красные стрелки, рис. 3А) Если утечка достаточно большой, Ca 2+ -опосредованной срабатывающая деятельность может происходить (рис 3B).

Фигура 1
Рисунок 1. Настройка системы для двойной картированию V м и SR Са 2+. (А) Схема оптической установки, в том числе необходимых фильтров и зеркальные для правильного спектрального разделения. (Б) изображений сердца с грузом или Fluo-5N только (I) или RH237 только (II) указывает полное спектральное разделение в V м и SR Са 2+ флуоресцентные сигналы. Пример: возбуждение, Эм:. Выбросов (С) Схема перфузии системы двойного контура для нормального кровоснабжения и загрузка красителя Fluo-5N (D) Изображение канюлированную сердца и ЭКГ-электродов в перфузии блюдо.. Панели А и В воспроизводить с разрешения Ван и др. 15. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2
Рисунок 2. В м и SR Са 2+ Оптические Следы во время непрерывного и прерывистого ходить. (A) представитель V м и SR Са 2+ Opticaл следы при непрерывной стимуляции при длине цикла 300 мс. Сигналы показаны из отдельных местах, указанных в (B). Обратите внимание на задержку ~ 8 - 10 мс между V м и SR Са 2+ раза активации, как это характерно для нормального возбуждения сокращения муфты. (Б) Изображение сердца в области отображения зрения (белый стрелка указывает ходить электродов) и карты активации на V м и SR Са 2+. (C) SR Са 2+ оптические следы, демонстрирующие изменения в диастолического SR Ca 2+ нагрузки и амплитуда SR Ca 2+ выпуска после резкого изменения в частоты стимуляции. Все следы начать с ходить в CL = 300 мс. Частота стимуляции затем резко изменяется на CL = 500 мс (I), Cl 400 мсек (II), или CL = 250 мс (III). Когда больше КН инициируются (I - II), больший SR Са 2+ выпуск впервые встречается (из-за более диастолического интервала и восстановления RyRs) и диастолического SR Ca2+ нагрузки несколько уменьшается к новому стационарном (горизонтальная пунктирная линия). Когда короче CL инициируется, однако, меньше, SR амплитуда Са 2+ выпуск происходит (из-за короче диастолическое интервала и неполное восстановление RyRs) и диастолического SR Са 2+ увеличении нагрузки на новый стационарный (горизонтальная пунктирная линия) , Чередование SR амплитуды выпуска Ca 2+ также происходит при CL = 250 мс. S: амплитуда мала релиз, л: большой амплитуды релизе. (CL: длина цикла) Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3. диастолического SR Ca 2+ утечки и последующего сработавшей деятельности. (А) ЭКГ, V м, а SR Ca 2+ следы во базовой (слева) и послелечение 100 нМ изопротеренола (Iso, справа). С Iso, утечка значительных диастолического SR Ca 2+ наблюдается (красные стрелки). Амплитуды сигналов SR Ca 2+ были нормализованы до и после ISO. Китайско-предсердного узла была удалена, чтобы позволить ходить CL = 300 мс в обоих случаях. (В) Если СР Са 2+ утечки достаточно большой, это может вызвать фокусное деятельность (желудочковые, PVC). В этом примере, ПВК прерывая нормального синусового ритма. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Ключи к успешной загрузке красителя Fluo-5N являются малые объемы установки рециркуляции перфузии, что позволяет с высокой концентрацией Fluo-5N без необходимости больших количеств красителя, длины времени загрузки (1 час), а также выполнение загрузки при комнатной температуре. Если загрузка выполняется при физиологических температурах, сотовой ферментативной активности быстро расщепляет -am тегов, когда краситель проходит через клеточную мембрану, улавливания молекул красителя в цитозоле, а не позволяя им пересечь SR мембраны. При комнатной температуре, однако, ферментативная активность замедляется, и достаточное количество красителя может пересечь обе клеточные мембраны и мембраны SR до -am тега расщепляется, захвата краситель в СР.

Даже при оптимальных условиях нагрузки, однако, амплитуды сигналов и дробные изменения флуоресценции (; F / F), при таком подходе будет ниже, чем с традиционным оптическим отображением V м и внутриклеточного Са 2+ с высоким сродством красителей, Например, с оптической схемы, используемой здесь, состоящего из светодиодного света возбуждения, макроскопических задач, больших фильтров и дихроичным зеркалом (5 см х 5 см), и камер CMOS, дробных изменения флуоресценции (; F / F), составляет порядка 1 - 2% для сигнала Fluo-5N и 2 - 3%, для сигнала RH237 15. Дробная флуоресценции будет, конечно, зависеть от конкретной конфигурации, оптического источника света, и камер конкретного установки, но даже при оптимальных условиях сигнал Fluo-5N значительно ниже, чем то, что обычно наблюдается для записей внутриклеточного Ca 2+ с высоким сродством красителей. Например, на той же установке,; F / F составляет порядка 20 - 30% по Род-2, когда зеленый (545 ​​нм) возбуждающего света используется 18. Зеленый свет возбуждения также ближе к пику возбуждения RH237, таким образом,; F / F из RH237 также больше в этом случае около 4 - 5%. Таким образом, для тех лабораторий уже выполняет двойную оптическую отображение V м 2+, следует позаботиться, чтобы оптимизировать все компоненты оптической схемы, чтобы обеспечить максимальную; F / F для сигнала Fluo-5N.

При таком подходе, исследователи могут точно исследовать SR Ca 2+ динамику и ее влияние на V м способами, которые не возможны с существующими подходами. Например, количественные измерения SR Ca 2+ утечки (как на рисунке 3а) и точное время постоянная SR Ca 2+ (восстановления тау -a меры SR Ca 2+ -АТФазы [SERCA] деятельности) может быть выполнена. Использование существующих подходов к оптической отображения внутриклеточного Ca 2+ с высоким сродством красителей, эти измерения могут быть "загрязнены" с трансмембранного потока Ca 2+ (т.е.., Взносы L-типа Ca 2+ каналы и Na +, -ca 2 + теплообменник). Кроме того, с высоким сродством Са 2+ показатели имеют по своей сути более медленный Kinetics чем низкоаффинных показателей 5, таким образом, сигналы Fluo-5N, как ожидается, сообщит о точных SR Са 2+ движений с высокой точностью и практически без временной задержки между фактическими изменениями Ca 2+ и соответствующих изменений в флуоресценции.

Возможность исследовать подробные механизмы, с помощью которых СР Са 2+ релиз и обратного захвата способствуют аритмогенному явлений является еще одним преимуществом этого подхода. Например, с помощью этой методики, мы недавно сообщили, как огнеупорность SR Ca 2+ выпуска способствует наступления Са 2+ Alternans и что во время фибрилляции желудочков, SR Ca 2+ релиз остается почти непрерывно огнеупорный 15. Это был первый доклад SR Ca 2+ динамики во время фибрилляции и подчеркивает ключевую преимущество визуализации SR Ca 2+ в неповрежденной сердце: пространственно различных и сложных явлений, таких как пространственно противоречивых Alternans и Fibrillation могут быть изучены. К сожалению, этот тип информации не может почерпнуть из изолированных клеток, где аритмия не представляется возможным, или из методов, которые только записывать с одного места на неповрежденную сердце 12.

Кроме того, одновременное оптическое отображение V м и бесплатным SR Ca 2+ в неповрежденной сердца может обеспечить новый инструмент для оценки аномальные Ca 2+ обработки при патологических состояниях, в том числе сердечной недостаточности. Отклонения в SR Ca 2+ регулирования, в том числе активизации и прекращения SR Ca 2+ выпуска, диастолическое SR Ca 2+ утечка, и SR Са 2+ поглощения - все основные шаги в Ca 2+ на велосипеде и все потенциально изменены при сердечной недостаточности - может быть непосредственно изучена. Кроме того, эта методика также может быть полезным инструментом для оценки последствий новых терапевтических вмешательств, таких как RyR стабилизации 19 и SERCA модуляции 20.

[Ca 2+] SR концентрации. К сожалению, различия в загрузке красителя, неравномерной возбуждения и излучаемого света из-за изогнутой поверхности сердца, и фото-отбеливание и утечки красителя из SR во всем ходе эксперимента сделать это крайне сложно для калибровки сигналов Fluo-5N, чтобы Точная [Са 2+] СИ в неповрежденной сердце. Предыдущие исследования в пробирке в физиологических буферных растворов и проницаемыми, изолированные миоциты сообщили такие калибровки и указали, что изменения в флуоресценции Fluo-5N пропорциональны изменениям [Са 2+] СР и флуоресценция не ожидается насыщения на физиологическое [Са 2 +] SR уровни 11. Таким образом, исследователи должны выбирать метод Ca 2+ маpping (с низким или высоким сродством красителя) на основе их конкретных экспериментальных задач и физиологических исследований.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
NaCl Fisher Scientific S271-1 Component of Tyrode's solution
CaCl2 (2H2O) Fisher Scientific C79-500 Component of Tyrode's solution
KCl Fisher Scientific S217-500 Component of Tyrode's solution
MgCl2 (6H2O) Fisher Scientific M33-500 Component of Tyrode's solution
NaH2PO4 (H2O) Fisher Scientific S369-500 Component of Tyrode's solution
NaHCO3 Fisher Scientific S233-3 Component of Tyrode's solution
D-Glucose Fisher Scientific D16-1 Component of Tyrode's solution
95% O2 5% CO2 AirGas carbogen For oxygenation and pH of Tyrode's solution
Blebbistatin Tocris Bioscience 1760 Excitation-contraction uncoupler
RH237 Biotium 61018 Voltage-sensitive dye
Fluo-5N AM Invitrogen F-26915 Low-affinity Ca2+ indicator; Alternative: Invitrogen F-14204; Loading must be performed at room temperature
Pluronic F127 Biotium 59004 For Ca2+ indicator loading; Warm until the solution is clear before use
Dimethyl sulphoxide (DMSO) Sigma-Aldrich D2650 For dissolving blebbistatin and dyes
Filter EMD Millipore NY1104700 11 μm in-line filter
Pressure Transducer WPI BLPR2 For measuring perfusion pressure
Transbridge Transducer Amplifier WPI SYS-TBM4M For transducing/amplifing pressure signal; PowerLab may also be used with appropriate BioAmp
PowerLab 26T ADInstruments For continuous recording of pressure and ECG signals
THT Macroscope SciMedia Macroscopic optical setup. Details: 0.63X objective (NA = 0.31), 2X condensing objective, resultant field of view = 3.1 cm x 3.1 cm, depth of focus = ~ 1.5 mm
MiCam Ultima-L CMOS SciMedia Optical mapping cameras
Precision LED Spot Light Mightex PLS-0470-030-15-S LED light source

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Herron, T. J., Lee, P., Jalife, J. Optical imaging of voltage and calcium in cardiac cells. tissues. Circulation research. 110, 609-623 (2012).
  2. Efimov, I. R., Nikolski, V. P., Salama, G. Optical imaging of the heart. Circulation research. 95, 21-33 (2004).
  3. Lou, Q., Li, W., Efimov, I. R. Multiparametric optical mapping of the Langendorff-perfused rabbit heart. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2011).
  4. Choi, B. R., Salama, G. Simultaneous maps of optical action potentials and calcium transients in guinea-pig hearts: mechanisms underlying concordant alternans. The Journal of physiology. 529 (Pt 1), 171-188 (2000).
  5. Kong, W., Fast, V. G. The role of dye affinity in optical measurements of Cai(2+) transients in cardiac muscle. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 307, H73-H79 (2014).
  6. Bers, D. M. Excitation-Contraction Coupling and Cardiac Contractile Force. , 2nd edn, Kluwer Academic. (2001).
  7. Bers, D. M., Shannon, T. R. Calcium movements inside the sarcoplasmic reticulum of cardiac myocytes. Journal of molecular and cellular cardiology. , (2013).
  8. Knollmann, B. C. New roles of calsequestrin and triadin in cardiac muscle. The Journal of physiology. 587, 3081-3087 (2009).
  9. Chen, H., et al. Mechanism of calsequestrin regulation of single cardiac ryanodine receptor in normal and pathological conditions. The Journal of general physiology. 142, 127-136 (2013).
  10. Diaz, M. E., O'Neill, S. C., Eisner, D. A. Sarcoplasmic reticulum calcium content fluctuation is the key to cardiac alternans. Circulation research. 94, 650-656 (2004).
  11. Shannon, T. R., Guo, T., Bers, D. M. Ca2+ scraps: local depletions of free [Ca2+] in cardiac sarcoplasmic reticulum during contractions leave substantial Ca2+ reserve. Circulation research. 93, 40-45 (2003).
  12. Kornyeyev, D., Reyes, M., Escobar, A. L. Luminal Ca(2+) content regulates intracellular Ca(2+) release in subepicardial myocytes of intact beating mouse hearts: effect of exogenous buffers. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 298, H2138-H2153 (2010).
  13. Picht, E., DeSantiago, J., Blatter, L. A., Bers, D. M. Cardiac alternans do not rely on diastolic sarcoplasmic reticulum calcium content fluctuations. Circulation research. 99, 740-748 (2006).
  14. Shkryl, V. M., Maxwell, J. T., Domeier, T. L., Blatter, L. A. Refractoriness of sarcoplasmic reticulum Ca2+ release determines Ca2+ alternans in atrial myocytes. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 302, H2310-H2320 (2012).
  15. Wang, L., et al. Optical mapping of sarcoplasmic reticulum Ca2+ in the intact heart: ryanodine receptor refractoriness during alternans and fibrillation. Circulation research. 114, 1410-1421 (2014).
  16. Wengrowski, A. M., Kuzmiak-Glancy, S., Jaimes, R. 3rd, Kay, M. W. NADH Changes During Hypoxia, Ischemia, and Increased Work Differ Between Isolated Heart Preparations. American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. , (2013).
  17. Fedorov, V. V., et al. Application of blebbistatin as an excitation-contraction uncoupler for electrophysiologic study of rat and rabbit hearts. Heart rhythm : the official journal of the Heart Rhythm Society. 4, 619-626 (2007).
  18. Myles, R. C., Wang, L., Kang, C., Bers, D. M., Ripplinger, C. M. Local beta-adrenergic stimulation overcomes source-sink mismatch to generate focal arrhythmia. Circulation research. 110, 1454-1464 (2012).
  19. Marks, A. R. Calcium cycling proteins and heart failure: mechanisms and therapeutics. The Journal of clinical investigation. 123, 46-52 (2013).
  20. Cutler, M. J., et al. Targeted sarcoplasmic reticulum Ca2+ ATPase 2a gene delivery to restore electrical stability in the failing heart. Circulation. 126, 2095-2104 (2012).

Tags

Молекулярная биология выпуск 103 оптический отображение саркоплазматического ретикулума кальций кальций-чувствительных красителя напряжение чувствительных красителей аритмия сердечная электрофизиологии возбуждения сокращение муфты кролик
Оптический Картирование Intra-саркоплазматического ретикулума Са<sup&gt; 2+</sup&gt; И трансмембранный потенциал в Лангендорфа-перфузии сердца кролика
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, L., De Jesus, N. M.,More

Wang, L., De Jesus, N. M., Ripplinger, C. M. Optical Mapping of Intra-Sarcoplasmic Reticulum Ca2+ and Transmembrane Potential in the Langendorff-perfused Rabbit Heart. J. Vis. Exp. (103), e53166, doi:10.3791/53166 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter