Atriyal hastalıklarda (ör., atriyal fibrilasyon [AF]) hücre içi Ca2+ sinyali derinden değişir1. AF'de 'yeniden modellenmiş' hücre içi Ca2 + sinyallemesinin altında yatan mekanizmaların çoğu iyi karakterize edilmiş olsa da 2,3, değişmiş bir hücre içi sodyum konsantrasyonunun ([Na+]i) oynayabileceği rol tam olarak anlaşılamamıştır. [Na+]i, hücre içi Ca2 + 'nın önemli bir düzenleyicisidir. [Na+]i çalışması, sarkolemmal Na+/Ca2+ değiştiricinin (NCX) aktivasyonu, Na+ kanallarının ve Na+,K+-ATPaz (NKA)4'ün davranışı hakkında fikir verebilir. Daha önce, AF sırasında meydana gelen yüksek atriyal aktivasyon oranlarının [Na+]i 1'de önemli bir azalmaya yol açtığını göstermiştik. Önceki çalışmalar, AF3'te NCX akım yoğunluğunda (INCX) ve protein ekspresyon seviyelerinde bir artış olduğunu göstermiştir. AF'li hastalardan izole edilen atriyal miyositlerde voltaja bağımlı Na+ akımının (INa, geç) geç bileşeninde bir artış da bildirilmiştir5. Bu nedenle, AF'de hücre içi Na+ homeostazında derin değişiklikler olduğuna dair kanıtlar vardır. Bu nedenle, AF patolojisini daha iyi anlamamız için izole atriyal miyositlerde [Na+]i'nin güvenilir ve tekrarlanabilir ölçümlerine ihtiyaç vardır. Burada, [Na+]i ölçümleri için uygun olan yüksek kaliteli murin atriyal miyositlerin nasıl tekrarlanabilir şekilde izole edileceğini gösteriyoruz. Atriyal fibrilasyonun transgenik (TG) fare modelleri AF araştırmasının hayati bir parçası haline geldiğinden, optimize edilmiş atriyal hücre izolasyon protokolümüzü murin atriyal miyositlere odakladık6. Bu fareler genellikle sadece sınırlı sayıda bulunur ve kulakçıklar genellikle fibrotiktir ve hücre izolasyonu için zorluklara yol açar.
Genel olarak, canlı hücrelerdeki [Na+]i, floresan indikatörler 7,8 veya farklı tipte mikroelektrotlar9 ile ölçülebilir. Mikroelektrot bazlı teknikler, sarkolemmal membranın penetrasyonunu gerektirir. Bu nedenle bu teknik daha büyük hücrelerle sınırlıdır ve hücre bütünlüğü kolayca tehlikeye giren küçük ve dar atriyal miyositler için uygun değildir.
Sodyum bağlayıcı benzofuran izoftalat (SBFI), Na+ 7'ye bağlandıktan sonra büyük bir dalga boyu kaymasına uğrayan bir floresan indikatördür. SBFI, 340 nm ve 380 nm'de dönüşümlü olarak uyarılır ve yayılan floresan, bir emisyon filtresinden (510 nm) geçtikten sonra toplanır. İki uyarma dalga boyundaki (F340/380) sinyallerin oranları, yerel yol uzunluğunu, boya konsantrasyonunu ve aydınlatma yoğunluğu ve algılama verimliliğindeki dalga boyundan bağımsız değişimleri iptal edebilir. Her hücrede bilinen sodyum konsantrasyonuna ([Na+]) sahip çözeltiler kullanılarak yerinde kalibrasyon gerçekleştirildiğinde, deney sırasında elde edilen F340/380 oranı, [Na+]i'nin kesin ve hassas ölçümlerini verir. Tüm Na+ göstergeleri gibi, SBFI de K+ için bir miktar afinite gösterir. Burada gösterilen kalibrasyon yönteminin kullanılması, kalibrasyon işlemi sırasında [Na+]i ve hücre içi potasyum konsantrasyonunun ([K+]i) güvenilir bir şekilde 'kenetlenmesine' izin verir, böylece [Na+]i, [K+]i 10'un %<10'u olduğunda bile güvenilir bir şekilde kalibre edilebilir.
SBFI kullanarak [Na+]i'nin oransal ölçümleri için yeni bir EMCCD kamera tabanlı teknik sunuyoruz. EMCCD kamera, ilk kez birden fazla hücrede eş zamanlı [Na+]i ölçümlerine (ve kalibrasyona) izin veriyor. Bu, özellikle hayvan sayılarının sınırlı olduğu deneysel bir ortamda faydalıdır (örneğin, transgenik fare modelleri). Tipik olarak, SBFI kullanılarak [Na+]i ölçümleri, tüm hücre epifloresansını 1,11 toplamak için bir fotoçoğaltıcı tüp (PMT) kullanılarak gerçekleştirilir. PMT'ler floresan sinyalinin çok iyi zamansal çözünürlüğünü sunarken, uzamsal çözünürlük çok düşüktür ve deneyler bir seferde bir hücre ile sınırlıdır.
Yeni protokolümüz, [Na+]i'nin yüksek oranda tekrarlanabilir ve hassas ölçümlerini kolaylaştırır. Çoklu murin atriyal miyositlerinde [Na+]i'deki değişikliklerin aynı anda elde edilmesi için optimize edilmiştir, ancak diğer birçok hücre tipine uyarlanabilir.