Bu hücre içi Ca için kullanılabilecek insan atriyal miyosit izolasyonunu anlatır 2 + ölçümleri.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Bu hücre içi Ca için kullanılabilecek insan atriyal miyosit izolasyonunu anlatır 2 + ölçümleri.
Yama klemp tekniği ve kalp hücresel Ca 2 arama ile kardiyak iyon kanallarının elektrofizyolojik özelliklerinin çalışma + taşıma anomaliler izole kardiyomiyositlerin gerektirir. Buna ek olarak, bu yöntemler kullanılarak hastaların miyositleri araştırmak için olasılık, bu tür atriyal fibrilasyon (AF) ve kalp hastalıklarının moleküler temeli aydınlatmak için çok değerli bir gerekliliktir. 1 Burada her iki için uygun olan insan atrial miyositlerinde bölgesinin izolasyonu için bir yöntem tarif Patch-clamp çalışmaları ve hücre içi Ca2 + konsantrasyonu aynı anda ölçümleri. İlk olarak, açık kalp cerrahisi uygulanan hastalarda elde edilen sağ atriyal uzantıları küçük doku parçaları ("yığın yöntemi") içine doğranmış ve +-ücretsiz bir çözüm Ca 2 yıkanır. Daha sonra doku parçaları 20 mcM Ca 2 + ile çözümler içeren kollajenaz ve proteaz sindirilir. Bundan sonra, izole edilmiş olan miyosit Harvedoku süspansiyonu filtrasyon ve santrifüj ile sted. Son olarak, hücre depolama çözelti içinde Ca2 + konsantrasyonu 0.2 mM kademeli bir şekilde ayarlanır. Biz kısaca + ve Ca 2 + izolasyon işlemi sırasında tampon ve aksiyon potansiyelleri ve membran akımlarının temsilcisi kayıtları sağlamak, her ikisi birlikte aynı anda Ca 2 + geçici ölçümler, bu izole miyositler yapılan ile Ca 2 anlamını tartışmak.
Yama klemp tekniği ve + taşıma anormallikleri izole kardiyomiyositlerin gerektiren hücresel Ca 2 arama ile kardiyak iyon kanallarının elektrofizyolojik özellikleri incelenmesi. Bunlar genellikle sindirim enzimleri kardiyak doku örneklerinin in vitro maruz kalma (kolajenaz, hiyaluronidaz, peptidaz vb) ardından elde edilir. 1.955 2'de canlı kalp miyositlerin izolasyonu ilk rapordan bu yana protokoller büyük miktarda fare, sıçan, tavşan, köpek, kobay ve insan dahil olmak üzere farklı türlerden tek atriyal ve ventriküler kardiyomiyositlerde hasat için geliştirilmiştir. Bu derlemede insan atriyal miyositlerin izolasyonu odaklanın. Biz Worthington Biyokimyasal Corp, ABD (tarafından sağlanan "Worthington Doku Ayrılma kılavuzu" bölümüne bakın diğer türlerden miyositlerin izolasyonu için prosedürleri ile ilgili www.tissuedissociation.com ).
İnsan atriyal miyosit izolasyon protokolleri genellikle Burada amacıyla önceden yayınlanmış bir yöntem uyarlanan bir teknik bir adım-adım bir açıklaması, sağlamak Bustamante, ve diğ. 3 açıklanan yöntem kullanılarak elde edilmiştir Patch-clamp deneyler için değil, aynı zamanda eş zamanlı olarak hücre içi Ca2 + ölçümü için sadece uygun atrial miyositlerinde elde edilir. 4-11
Deneysel protokolleri, yerel etik kurul tarafından onaylanmış ve tüm hastalarda yazılı onay vermek gerekir gerekir. Araştırma Tıp Fakültesi Mannheim etik kurul, Heidelberg Üniversitesi (# 2011-216N-MA) tarafından onaylandı ve insan refahı için tüm, kurumsal, ulusal ve uluslararası kurallar uygun olarak yapıldı. Tüm hastalar yazılı onam verdi.
0. İnsan Atriyal Doku Alınması
Aşılama kardiyopulmoner bypass için açık kalp ameliyatı geçiren hastalarda rutin kanülasyon prosedürleri sırasında, sağ atriyal apendiks ucunda genellikle kaldırılır ve atriyal kardiyomiyositlerinin izolasyonu için kullanılabilir. BDM, kasılma önleyici, miyosit c önlenmesi; eksizyon sonrası doku örneği 2,3-bütandion monoxime (Tablo I içeren +-ücretsiz ulaşım çözümü steril Ca 2 ile 50 ml Falcon tüp içine hemen aktarılır) ontracture. 30 ve 45 dakika arasında ulaşım zaman ile, izole atriyal kardiyomiyositlerinin sayısı ve kalitesini göre soğutma veya oksijenasyon bir avantaj tanımadı. Laboratuara genel ulaşım mümkün olduğunca hızlı olmalıdır. Daha uzun süre taşıma süresi önlenemez Ancak, 4 de ulaşım ° C oksijenli çözüm avantajlı olabilir.
1. Prearrangements
2. Doku temizliği
3. İlk Enzimatik Sindirim
4. İkinci Enzimatik Sindirim
5. Final Ca 2 Son Hazırlık ve Ayar + Konsantrasyon
6. Floresan Ca 2 +-göstergesi Fluo-3 AM (Şekil 1) ile miyositlerin yükleme
7. Eşzamanlı Patch-kelepçe ve epifluorescent Ca 2 + Ölçümler
Yama-kelepçe ölçümleri bu yorumu en önemli konu olmadığı, bu tekniğin derinlemesine bir açıklama daha sağlayan diğer yayınlar için ilgilenen okuyucu bakın. 11-14 bütünlüğü uğruna biz ölçmek için bir protokol kısa bir özetini aksiyon potansiyelleri veya L-tipi Ca 2 + akımları, eş zamanlı Ca 2 +-geçici kayıtları ile birlikte hem.
Deneyler sırasında miyositler banyo soluti ile 37 ° C'de superfused edilirhızlı bir perfüzyon sistemi (Octaflow IITM, ALA Scientific Instruments, NY) ile (Tablo IV). Voltaj-kıskaç deneyleri için, K + akımlarının banyo solüsyonuna 4-aminopiridin (5 mg / L) ve BaCl 2 (0.1 mmol / L) eklenerek bloke edilmiştir. Borosilikat cam Mikroelektronlar kullanılır ve pipet çözüm (Tablo V) ile dolu zaman MQ 2-5 dirençleri ucu olmalıdır. Fluo-3 ek olarak (adım 6), miyosit yükleme PM, Flu-3, aynı zamanda pipet çözeltisi (Tablo V) 'de yer almaktadır. Floresan 488 nm heyecanlı ve yayılan ışık (<520 nm) [Ca 2 +] i varsayarak dönüştürülür

burada K, D Fluo-3 sabiti = çözünme (864 KM), K = Fluo-3 floresan;. Fmax = Ca2 her deney sonunda elde edilen + doymuş floresan 12 elektrik sinyalleri ve Epifluorescent Ca2 + hem de görüntü sinyallerini da kaydedilir. Aksiyon potansiyelleri 1.2x eşik gücü 1 msn akım darbeleri kullanarak akım kelepçe modunda 0,5 Hz uyarılır. L tipi Ca2 + akımları, 100 milisaniye ile hızlı-Na + akımı, ardından etkisiz hale getirmek için -80 mV değerinde bir tutma potansiyeli -40 mV'a bir 100-msn rampa darbe ile voltaj-kelepçe modunda ölçülür 0,5 Hz +10 mV test darbe.
Şekil 2A izole insan sağ atriyal miyositlerden üç temsilci örnekler gösterir. Bir CellFinder mikroskop lamı (üzerine hücre süspansiyonu (adım 5.5) 10 ul pipet hücre verimi ölçmek için http://www.antenna.nl/microlab/index-uk.html ). 16.5 ± 3.1 cells/10 ul (n = 29) vs 5.1 ± 2.3 cells/10 ul: Şekil 2B'de Ortalama hücre verim açıkça kronik AF (CAF) daha düşük hücre verim eğilimi hasta örnekleri (tüp bir olduğunu gösterir (n = 10) sırasıyla SR ve Caf, p <0.05; tüp B: 17.9 ± 3.9 cells/10 ul (n = 29) vs 5.9 ± SR ve Caf 2.0 cells/10 ul (n = 9), , p = 0.107).
Aksiyon potansiyel ölçümleri ve sitosolik Ca2 +, aynı anda geçici kayıtları için temsili örnekler, Şekil 3'te verilmiştir. Incelenmiştir hücreler, T arasında yaklaşık% 90o aksiyon potansiyeli-tetiklenen Ca 2 + sürümü açık ve normal bir cep kasılmalar neden olur. Önceden bildirildiği gibi, hücre bütünlüğü için kabul edilen bir göstergesidir istirahat membran potansiyeli, -73.9 hakkında ortalama ± 2.7 mV (n = 23/10 miyositler / hasta) ve -77,7 ± 1,8 mV (n = 19/8 miyositler / hasta ) sırasıyla SR ve Caf (p> 0,05). 15 Şekil 4 voltaj bağımlı L-tipi Ca 2 + akımları ve sitozolik Ca 2 + geçici temsilcisi eş zamanlı kayıtları gösterir. Seçici olmayan β-adrenoseptör agonisti izoprenalin (1 uM) Uygulama sağlam β-adrenerjik sinyal transdüksiyon kaskadının düşündüren bir Ca, L ve sitosolik Ca2 + hem de geçici amplitüdlerinin artırır.

FŞEKIL 1. miyositler Fluo-3 akış şeması (adım 6.1-6.5 bakınız) protokolü yükleme AM. m / v, kütle / hacim.

Şekil 2. Depolama çözümü bir saat sonra bir, izole insan sağ atriyal miyositler. B, depolama çözümü hücrelerin 10 ul sayılır hücre verim ± SEM (adım 5.5) ortalama. n, her bir grup içinde preparatların sayısını ifade eder. * P <0.05.

Aksiyon potansiyeli-tetiklenen Ca 2 sinüs ritmi bir atriyal miyosit içinde +-geçici (Cat) ve chr Şekil 3. Temsilcisi kayıtlarıonic atriyal fibrilasyon hasta. Top: Enjekte stimülasyon (0.5 Hz) için kullanılan akım membran (I M). Aşağıda: membran potansiyeli (V M) ve tetiklenen Cat (alt) aynı anda kayıt. (Voigt ve ark izniyle Replotted. 2012) 15

L-tipi Ca 2 izoprenalin (1 mcM) etkisi Şekil 4. Temsilcisi kayıtları + akım tetiklenen Ca 2 sinüs ritmi ve kronik atriyal fibrilasyon hasta bir atriyal miyosit içinde +-geçici (Cat). Top: Gerilim-kelepçe protokolü (0.5 Hz). Aşağıda: Mevcut toplam net membran Eş zamanlı kayıt (I M), ağırlıklı olarak L-tipi Ca 2 + akım (orta) ve tetiklenen Cat (alt) yansıtan. (Voigt izni ile Replotted,ve ark. 2012) 15

Tablo I. Çözümler.

Tablo II. Özel ekipman.

Tablo III. Fluo-3 ile miyositlerin yükleme için maddeler var.
Tablo IV. Yama-kelepçe için banyo çözüm.

Yama-kelepçe * için Tablo V. Pipet çözüm.
Burada açık kalp cerrahisi uygulanan hastalarda elde edilen sağ atriyal uzantıları insan atriyal miyositlerin izolasyonu için bir yöntem açıklanmaktadır. Sitosolik Ca2 ölçümleri için bu miyositler kullanmak için + Eğer saklama çözeltisinden EGTA ihmal edilmesi ile daha önce tarif edilen yöntem 4-11 uyarlanmıştır.
Zaten 1970 yılında bu miyositler + sindirim sırasında Ca 2 varlığında ayırmak rağmen, hepsi nedenle kontraktürü ve cansız. 16,17 içinde olduğu gözlenmiştir, hücre izolasyonu Ca 2 +-ücretsiz bir çözüm yapılır. Ancak, Ca 2 fizyolojik konsantrasyonlarının yeniden giriş + hızlı Ca 2 + akını ve hücre ölümüne neden oldu. Bu aslında Zimmerman ve Hulsman ile perfüze gözlenmiştir Ca2 + paradoks bir olgu olarak tarif edilmiştir. 7.0 pH azaltılması da dahil olmak üzere yalıtım ortamı 18 Değişiklikler 20 veya Ca 2 + (adım 3.2 ve 4.1 'e bakınız), 21 yanı sıra, depolama çözelti 22 EGTA ihtiva eden izole miyosit depolama küçük miktarlarda> 19, ek destek Ca2 + paradoksu. 17 engellemek için öne sürülmüştür Bununla birlikte, iyi bir Ca2 + EGTA ile tampon L-tipi Ca 2 + akımı genliği ile indüklenen Ca2 + geçici genlik ve Ca2 + geçici bifazik bir çürüme ile sonuçlanır azalttığı bilinmektedir. 23. Bu nedenle, EGTA ihmal Tipik özellikleri ve tek fazlı bozunur olan Ca2 + geçici elde etmek için, tüm süreç boyunca izolasyon. Ca 2 + hücreleri korumak için paradoks biz 0.2 mM kadar kademeli bir şekilde depolama çözeltinin nihai Ca2 + konsantrasyonu artar.
Kollajenaz seçimi muhtemelen başarılı miyosit izolasyon için en önemli adımdır. Geleneksel collagenases Clostridium histolyticum elde edilen ham preparatlar olup diğer proteinazlar polysaccharidases ve lipazlar arasında bir dizi ek kolajenaz içerir. Kendi genel kompozisyon kolajenazlar göre farklı bölünmüştür. 24 Worthington kollajenaz Türleri I ve II başarıyla anda açıklanan protokolde insan atriyal miyositlerin izolasyonu. 4-10,15,25-30 için kullanılmıştır biz kollajenaz kullanılmasını tavsiye biz de kollajenaz Tip II kullanarak canlı hücreler kabul edilebilir miktarda elde etmek mümkün olmasına rağmen, ben yazın. Ancak, hatta tek bir kollajenaz tip içinde enzim faaliyetleri ile ilgili önemli bir toplu-seri farklılıklar vardır. Bu varyasyonlar dikkatli toplu seçimi ve izolasyon prosedürü optimize etmek için çeşitli gruplar test gerektirir. Worthington Biyokimyasal Corp (den online olarak mevcuttur toplu-seçim aracı http://www.worthington-biochem.com / CLS / match.php), insan atrial miyosit izolasyonu için uygun olduğu gösterilmiştir bir bileşim ile uygun gruplar bulmak için de kullanılabilir. Şu anda kollajenaz 250 U / mg kollajenaz aktivite, 345 U / mg caseinase aktivite, 2.16 U / mg clostripain aktivite ve 0.48 U / mg triptik aktivite (lot # 49H11338) ile tip I kullanın.
Bu makalede tarif edilen prosedür kullanılarak elde edilen hücreler patch-clamp çalışmaları, Ca2 + geçici ölçümleri ve ek olarak her iki. 15 bir kombinasyonu için 8 saat içinde kullanılabilir, bu hücrelerin elektrik alanı uyarılmasına tepki olarak hücre daralma ölçümü sağlar ya da elektrik stimülasyonu yama-kelepçe pipet (yayınlanmamış gözlemler) kullanarak.
Worthington Biyokimyasal Corp video dosyasının üretim maliyetleri kapsayan bu yayın destekledi. Fon bir çalışma tasarımında rol, veri toplama ve analizi, yayınlamak karar, ya da yazının hazırlanması vardı.
Buna ek olarak, onların mükemmel teknik destek için insan atriyal doku ve Claudia Liebetrau, Katrin Kupser ve Ramona Nagel sağlanması için Heidelberg Üniversitesi'nde kalp cerrahlar teşekkür ederim. Onun yararlı öneriler ve Ca 2 + geçici ölçümlerin kuruluş aşamasında danışmanlık için de Andy W. Trafford için teşekkür etmek istiyorum. Onlar hücresel elektrofizyoloji ve kardiyomiyosit izolasyon temel teknikleri ve becerileri öğrenmek için bize sunulan fırsatı için Teknoloji Dresden Üniversitesi: Yazarlar Farmakoloji ve Toksikoloji Anabilim Dalı (Ursula Ravens kafa) üyelerine en derin şükranlarımızı ifade etmek istiyoruz.
Yazarlar araştırma Alman Araştırma Vakfı (Do769/1-1-3), Atriyal fibrilasyon Yetkinlik Ağı aracılığıyla Eğitim ve Araştırma Alman Federal Bakanlığı (01Gi0204) ve Kardiyovasküler Araştırma için Alman Merkezi aracılığıyla Avrupa Birliği tarafından desteklenmektedir EuAtriyal fibrilasyon içinde Translational Araştırma Sanatlar Lisesi, Avrupa Ağı (EUTRAF, FP7-SAĞLIK-2010, büyük ölçekli entegre proje, Teklif No 261057) ve Avrupa-Kuzey Amerika Atriyal fibrilasyon Araştırma Birliği (ENAFRA) Vakfı Leducq (07CVD03) bir hibe.
Video dosyası gösterilen şematik bir genel Servier, tıp tekniğinde kullanılarak üretildi.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Taşıma çözeltisi | |||
| Albumin | Sigma-Aldrich | A3059 | Saklama çözeltisi: 1% |
| BDM | Sigma-Aldrich | 31550 | Taşıma çözeltisi: 30 |
| DL-β-Hidroksibütirik asit | Sigma-Aldrich | H6501 | Saklama çözeltisi: 10 |
| Glikoz | Sigma-Aldrich | G8270 | Taşıma çözeltisi: 20 Ca2+ içermeyen çözelti: 20 Enzim çözeltisi E1 ve E2: 20 Saklama çözeltisi: 10 |
| L-Glutamik asit | Sigma-Aldrich | G1251 | Saklama çözeltisi: 70 |
| KCl | Merck | 1049360250 | Taşıma çözeltisi: 10 Ca2+ içermeyen çözelti: 10 Enzim çözeltisi E1 ve E2: 10 Saklama çözeltisi: 20 |
| KH2PO4 | Sigma-Aldrich | P5655 | Taşıma çözeltisi: 1.2 Ca2+ içermeyen çözelti: 1.2 Enzim çözeltisi E1 ve E2: 1.2 Saklama çözeltisi: 10 |
| MgSO4 | Sigma-Aldrich | M9397 | Taşıma çözeltisi: 5 Ca2+ içermeyen çözelti: 5 Enzim çözeltisi E1 ve E2: 5 |
| MOPS | Sigma-Aldrich | M1254 | Taşıma çözeltisi: 5 Ca2+ içermeyen çözelti: 5 Enzim çözeltisi E1 ve E2: 5 |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S3014 | Taşıma çözeltisi: 100 Ca2+ içermeyen çözelti: 100 Enzim çözeltisi E1 ve E2: 100 |
| Taurin | Sigma-Aldrich | 86330 | Taşıma çözeltisi: 50 Ca2+ içermeyen çözelti: 50 Enzim çözeltisi E1 ve E2: 50 Saklama çözeltisi: 10 |
| Kollajenaz I | Worthington | 4196 | Enzim çözeltisi E1 ve E2: 286 U/ml |
| Proteaz XXIV | Sigma-Aldrich | P8038 | Enzim çözeltisi E1 ve E2: 5 U/ml* |
| pH | Taşıma çözeltisi: 7.00 Ca2+ içermeyen çözelti: 7.00 Enzim çözeltisi E1 ve E2: 7.00 Saklama çözeltisi: 7.40 | ||
| ayarlanan madde | Taşıma çözeltisi: 1 M NaOH Ca2+ içermeyen çözelti: 1 M NaOH Enzim çözeltisi E1 ve E2: 1 M NaOH Saklama çözeltisi: 1 M KOH | ||
| Aksi belirtilmedikçe konsantrasyonlar mM cinsindendir. BDM, 2,3-Butandiyon monoksim. *Proteaz XXIV sadece Enzim çözeltisi E1'de yer alır. | |||
| Tablo I. Çözeltiler. | |||
| Naylon ağ (200 μm) | VWR-Almanya | 510-9527 | |
| Ceketli reaksiyon beheri | VWR | KT317000-0050 | |
| Tablo II. Özel ekipmanlar. | |||
| Dimetil sülfoksit | Sigma-Aldrich | D2650 | |
| Fluo-3 AM (özel paketleme) | Invitrogen | F-1242 | |
| Pluronic F-127 | Invitrogen | P6867 | |
| Tablo III. Miyositlerin Fluo-3 AM ile yüklenmesi için kullanılan maddeler. | |||
| 4-aminopiridin* | Sigma-Aldrich | A78403 | Banyo çözeltisi: 5 |
| BaCl2* | Sigma-Aldrich | 342920 | Banyo çözeltisi: 0.1 |
| CaCl2 × 2H2O | Sigma-Aldrich | C5080 | Banyo çözeltisi: 2 |
| Glikoz | Sigma-Aldrich | G8270 | Banyo çözeltisi: 10 |
| HEPES | Sigma-Aldrich | H9136 | Banyo çözeltisi: 10 |
| KCl | Merck | 1049360250 | Banyo çözeltisi: 4 |
| MgCl × 6H2O | Sigma-Aldrich | M0250 | Banyo çözeltisi: 1 |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S3014 | Banyo çözeltisi: 140 |
| Probenesid | Sigma-Aldrich | P8761 | Banyo çözeltisi: 2 |
| pH | Banyo çözeltisi: 7.35 | ||
| ayarlanan madde | Banyo çözeltisi: 1 M HCl | ||
| Tablo IV. Yama-kenetleme (patch-clamp) banyo çözeltisi. *4-aminopiridin ve BaCl sadece voltaj-kenetleme deneyleri için eklenmiştir. | |||
| DL-aspartat K+ tuzu | Sigma-Aldrich | A2025 | Pipet çözeltisi: 92 |
| EGTA | Sigma-Aldrich | E4378 | Pipet çözeltisi: 0.02 |
| GTP-Tris | Sigma-Aldrich | G9002 | Pipet çözeltisi: 0.1 |
| HEPES | Sigma-Aldrich | H9136 | Pipet çözeltisi: 10 |
| KCl | Merck | 1049360250 | Pipet çözeltisi: 48 |
| MgATP | Sigma-Aldrich | A9187 | Pipet çözeltisi: 1 |
| Na2ATP | Sigma-Aldrich | A2383 | Pipet çözeltisi: 4 |
| Fluo-3** | Invitrogen | F3715 | Pipet çözeltisi: 0.1 |
| pH | 7.20 | ||
| ayarlanan madde | 1 M KOH | ||
| Tablo V. Yama-kenetleme (patch-clamp) pipet çözeltisi*. *Deney günlerinde pipet çözeltisi kullanıma kadar buz üzerinde saklanır. **Fluo-3, deney günlerinde 1 mM'lik stok çözeltiden eklenir. | |||