هنا ، نقدم نموذج تدفق خارج الجسم الحي يمكن من خلاله زراعة صمامات قلب الفئران مما يسمح بدراسة بيولوجيا الصمام.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا ، نقدم نموذج تدفق خارج الجسم الحي يمكن من خلاله زراعة صمامات قلب الفئران مما يسمح بدراسة بيولوجيا الصمام.
يعد مرض صمام القلب عبئا كبيرا في العالم الغربي ولا يتوفر علاج فعال. ويرجع ذلك أساسا إلى نقص المعرفة بالآليات الجزيئية والخلوية والميكانيكية الكامنة وراء صيانة و / أو فقدان بنية الصمام. تشمل النماذج الحالية
النماذج الحالية المستخدمة لدراسة بيولوجيا الصمامات في المختبر للخلايا البطانية والخلالية الصماماتية. على الرغم من أن نماذج الزراعة في المختبر توفر كلا من الآليات الخلوية والجزيئية ، إلا أن الآليات التي ينطوي عليها التنظيم ثلاثي الأبعاد للصمام لا تزال غير واضحة. بينما قدمت النماذج في الجسم الحي نظرة ثاقبة للآليات الجزيئية الكامنة وراء تطور الصمامات ، إلا أن النظرة الثاقبة لبيولوجيا الصمامات للبالغين لا تزال بعيدة المنال.
من أجل أن نكون قادرين على دراسة تنظيم الصمامات ثلاثية الأبعاد على الأنسجة والخلوية والجزيئية ، قمنا بتطوير نظام زراعة الأنسجة المصغرة. في نموذج التدفق خارج الجسم الحي هذا ، يتم زراعة الصمام التاجي أو الأبهري في موقعه الطبيعي في القلب. يتم الحفاظ على التكوين الطبيعي وتكوين النشرة مما يسمح بالاستجابة الأكثر طبيعية لخلايا الصمامات للمنبهات. تظل الصمامات قابلة للحياة وتستجيب للظروف البيئية المتغيرة. قد يوفر MTCS مزايا في دراسة الأسئلة بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر ، كيف يؤثر التنظيم ثلاثي الأبعاد على بيولوجيا الصمامات ، وما هي العوامل التي تؤثر على التنظيم ثلاثي الأبعاد للصمام ، وأي شبكة من مسارات الإشارات تنظم التنظيم ثلاثي الأبعاد للصمام.
مرض صمام القلب هو سبب رئيسي للمراضة والوفيات في العالم الغربي. انتشاره يزيد مع التقدم في السن ويؤثر على أكثر من 10٪ من السكان 75 سنة فأكثر 1. صمامات الجزء النظامية للقلب، والصمام الأورطي والتاجي، ومعظمهم من المتضررين. يتميز مرض صمام القلب من جراء فقدان هيكل درجة عالية من التنظيم للصمامات، الذي ينتج تغيير في الخواص الميكانيكية 2. السلامة الهيكلية ذلك فمن الأهمية البالغة وظيفة الصمام.
وتتألف منشورات صمام الخلايا صمامي الخلالي (VIC)، الخلايا البطانية صمامي (VEC)، والمصفوفة خارج الخلية، الذي يتم تنظيمه للغاية في نمط الطبقات 3،4. وفيكس هي المسؤولة عن تركيب ECM، وتدهور والتنظيم. العوامل النابعة من مجرى الدم، ECS أو المقيمين في فعل ECM على فيكس بتدبير وظيفتها. بالإضافة،تعمل القوى الميكانيكية على النشرة خلال دورة القلب مما أدى إلى الصفحي أو إجهاد القص متذبذبة، يؤكد الضغط أو الشد التأثير على سلوك فيكس 5.
من أجل فهم كيفية تنظيم هيكل صمام، يجب أولا أن يفهم كيف فيكس لرد على مجموعة متنوعة من المحفزات شهدت خلال دورة القلب. وقد تم في الدراسات المختبرية مفيدة للغاية حول خصائص وقدرات الخلايا صمامي. استجابة هذه الخلايا في المختبر، ومع ذلك، قد لا تحاكي بدقة دائما الاستجابة في الجسم الحي 6؛ على سبيل المثال، استجابة للمؤثرات VIC تعتمد على وجود ECS وتكوين ECM 5. وعلاوة على ذلك، واستجابة خلايا صمامي للمنبهات تعتمد على مواقعها المحددة في النشرة 7. بالإضافة إلى المحفزات الحيوية، يتم تحديد سلوك الخلايا صمامي من قبل القوات الميكانيكية س يتصرفن صمام 8. يخضع كل منطقة من صمام لتشكيلتها الخاصة من الضغوط الدورة الدموية. على الرغم من أن النماذج الحالية فيفو السابقين قد أظهرت أن القوى الميكانيكية هي محددات هامة للبنية صمامي 5، والآليات المرتبطة بها لا تزال غير واضحة. في حين قدمت النماذج في الجسم الحي نظرة ثاقبة الآليات الجزيئية الكامنة وراء تطوير صمامي 9،10، نظرة ثاقبة صمامي البيولوجيا الكبار لا تزال بعيدة المنال.
لذلك، تم وضع فيفو السابقين نموذج تدفق فيه صمامات القلب يمكن تربيتها في وضع طبيعي في القلب لفترة طويلة من الزمن 11. هذا له ميزة أنه لا تزال الصمامات في شكلها الطبيعي وفيكس تجربة نفس البيئة كما هو الحال في الجسم الحي، مما يجعل ردود فيكس للمحفزات طبيعية قدر الإمكان. وبالإضافة إلى ذلك، فإن ثقافة الصمامات في وضعهم الطبيعي في قلب يسهل إخضاع كلالمنطقة صمامي لضغوط الدورة الدموية ذات الصلة. في هذا النموذج المجراة سابقا، أي نظام زراعة الأنسجة مصغرة (تلك الخلايا)، والصمامات يمكن أن تتعرض لمختلف المحفزات الحيوية والدورة الدموية مما يتيح للتحقيق لدورهم في القلب إعادة عرض الصمام.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هذا البروتوكول يتبع المبادئ التوجيهية LUMC لجنة أخلاقيات البحوث الحيوانية.
1. إعداد الآلات، الثقافة المتوسطة، وتلك الخلايا
ملاحظة: إجراء كافة الاستعدادات في غطاء تدفق الصفحي. ووصف تلك الخلايا غرفة نضح، فخ فقاعة وموقف في ليبر وآخرون، 2010 (11).
2. عزل القلب ماوس
3. Cannulatioن من قلوب ماوس في غرفة الإرواء
4. من ربط لزراعة صمام تاجي (انظر الشكل 1)
5. لىgation لزراعة صمام الأورطي (انظر الشكل 1)
6. ضع غرفة الإرواء على حامل
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الصمام الأبهري (الشكل 2) أو صمام تاجي 11 يمكن أن يكون مثقف لمدة 3 أيام على الأقل. من خلال زراعة في موقف فتح (والذي يمثل موقف الانقباضي للالصمام الأبهري وموقف الانبساطي للصمام التاجي)، تظل خلايا صمامي قابلة للحياة. يتم احترام أي موت الخلايا على النحو الذي يحدده غياب TUNEL إيجابية الخلايا (الشكل 2H، I) أو المشقوق كاسباس 3 التعبير (لا يظهر ويبر وآخرون، 2010 11). توزيع الكولاجين (كما تصور من قبل ماسون ثلاثي الألوان تلطيخ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وتشمل الخطوات الحاسمة في زراعة الصمامات الماوس القلب مما يجعل الوقت بين استئصال القلب من الماوس وربط في غرفة نضح قصيرة قدر الإمكان لضمان سلامة وربط الإبر عمودي على الصمامات لضمان الاتجاه الصحيح من تدفق . بالإضافة إلى ذلك، والتحقق من تدفق بعد ربط في غرفة نضح دون المتوسط يضمن الإدراج السليم وربط الإبر. فمن الأهمية بمكان للحفاظ على الثقافة العقيمة ومنع فقاعات الهواء في الأنبوب، والتي من المحتمل أن تحصل على المحاصرين في قلب عرقلة التدفق.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح.
هذه الدراسة مدعومة من قبل مؤسسة القلب الهولندية والمعهد الهولندي للطب التجديدي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| دولبيكو s تقنيات النسر المعدل للحياة | المتوسطة 10569-010 | ||
| تقنيات | مصل الأبقار الجنينية | 26140 | |
| الأنسولين - ترانسفيرين - السيلينيوم | لايف | 41400-045 | |
| تقنيات الحياة | المضادة للمضادات الحيوية والفطريات | 15240-06 | |
| الحرير 7-0 | إيثيكون | 768 جم | |
| 100 مم طبق | ثقافةGreiner bio-one | 664160 | |
| أنبوب 50 مل | Greiner bio-one | 227261 | |
| 5 مل حقنة | BD | 309649 | |
| 21 جم إبرة | BD | 304432 | |
| Heparin | LEO | 012866-08 | |
| ملقط | أدوات العلوم الدقيقة | 11295-00 | |
| مقص صغير ، اقتصادي ، Vannas-type | Tedpella | 1346 | |
| أنابيب السيليكون | Thermo Scientific | 8060-0020 | معرف × OD × الجدار: 1.59 × 3.18 × 0.79 مم |
| أنابيب السيليكون للمضخة | Masterflex | 96400-13 | معرف × OD × الجدار: 0.8 × 1.59 × 0.40 مم |
| غراء متوافق حيويا (Histoacryl) | B. براون | 1050071 | |
| مبخر دقيق | Dr & auml ؛ ger | Vapor 200 | |
| مضخة الأسطوانة التمعجية | Masterflex | 7521-35 | |
| رأس مضخة سهل التحميل | Masterflex | 7518-00 | |
| غرفة | انظر Lieber et al.، < / i> 2010 | ||
| مصيدة | انظر Lieber et al.، < / i> 2010 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.