이 문서는 파노라마 영상 시스템을 사용 Langendorff – perfused 토끼 마음에 광학 매핑 실험을 실시하기위한 기본 절차 및 듀얼 (전압과 칼슘) 이미징 양상을 설명합니다.
광학 이미징 및 형광 프로브는 다른 접근법 1 성취되지 않았을 수도 방법으로 심장 전기 생리학 분야에서 상당히 고급 연구 방법론 있습니다. 칼슘 및 전압에 민감한 염료를 사용하여, 광학 매핑은 조직과 물리적 접촉없이 높은 공간 해상도를 가진 transmembrane 액션 잠재력과 칼슘 과도 측정 수 있습니다. 이것은 전극의 사용이 불편 또는 1 불가능합니다 많은 조건에서 심장 전기 활동을 측정 할 수 있습니다. 종래의 전극 기술은 전극 분극 1 인한 자극하는 동안 및 이후 자극 유발 유물에서 고통 중에 예를 들어, 광학 녹음은 자극과 defibrillation 동안과 직후 막 잠재력을 정확하게 형태학의 변경 사항을 제공합니다.
Langendorff – perfused 토끼 심장은 인간의 심장 생리학과 pathophysiology의 가장 연구 모델 중 하나입니다. 임상 관찰 arrhythmias의 많은 종류의 토끼 심장 모델 recapitulated 수 있습니다. 이것은 마음과 재입국의 파장의 효율적인 크기에 의해 결정 심실 arrhythmias 동안 토끼 심장에 웨이브 패턴이, 사람의 마음 2에서 매우 유사 표시되었다. 그것은 또한 sarcoplasmic reticulum (SR)의 상대적인 기여로, 토끼 myocardium의 결합 여기 – 수축의 중요한 측면 (EC)는 인간 EC 커플링 3 매우 유사 것으로 나타났습되었다. 여기 Langendorff 재관류 시스템 설정, 광학 매핑 시스템 설치, 심장, 재관류 및 심장, 여기 – 수축의 염료 염색법의 고립과 cannulation 포함한 Langendorff – perfused 토끼 마음에 광학 매핑 실험의 기본 절차를 제시 uncoupling, 광학 신호를 수집. 이러한 방법은 또한 유량 조정, 광학, 솔루션 등 토끼가 아닌 다른 종의 심장에 적용 될 수
두 광학 매핑 시스템이 설명되어 있습니다. 파노라마 매핑 시스템은 4-7 토끼 심장의 전체 epicardium를 매핑하는 데 사용됩니다. 이 시스템은 arrhythmogenesis 및 defibrillation 중에 들어가는 회로의 진화 글로벌 전망을 제공하고 arrhythmias 및 antiarrhythmia 치료 8,9의 메커니즘을 연구하는 데 사용되었습니다. 이중 매핑 시스템을 볼 수 10-13의 동일한 분야에서 동시에 (CAT) 과도 작업 잠재력 (AP)와 칼슘을지도하는 데 사용됩니다. 이 방법은 전기 alternans 및 부정맥 14-16의 유도에 칼슘의 중요한 역할에 대한 우리의 이해를 강화하고 있습니다.
경험을 바탕으로 성공적인 Langendorff – perfused 토끼 심장의 실험을위한 열쇠는 잘 준비 Tyrodes '솔루션의 중심 빠른 수확, 잘 유지 재관류의 압력과 재관류 시스템에서 산소 솔루션의 적절한 산도를 포함합니다. 최고의 신호 대 잡음 비율로 신호를 기록하기 위해, 우리는 광원, 광학 필터, 광학을 집중, photodetectors 등 19를 포함한 요소를 고려해야합니다. 이러한 측면의 세부 사항은 다른 19 설명합니다. 젊은 토끼는 (연령 : 4-5개월, 중량 : 7-9파운드) 광 신호의 잡음 비율로 신호를 감소 epicardial 지방을 방지하는 데 사용할 수 있습니다.
각 픽셀에 의해 기록된 신호는 조직의 볼륨에서 방출되는 빛의 가중치 통합이다. 이 조직 량의 깊이에 사용되는 염료의 여기 및 발광 파장에 따라 달라집니다. DI – 4 – ANEPPS 들어, 예를 들어, 예상 침투 깊이는 토끼 심장 20 300μm이다. 따라서 광 신호의 해석은 전기 함수의 지역 이질이 sinoatrial 노드 방실 노드에 존재하는 경우주의 완료하고, 심실 부정맥 1,21,22 동안해야합니다.
전극 기록에 비해 광학 매핑 기법 중 하나 제한 광학 행동 잠재력의 repolarization 단계가 종종 심장 수축에 의한 움직임의 유물에 의해 distored 때문입니다. 기계 제약은 유물을 줄이기 위해 사용될 수 있지만, 완전히 제거 수 없습니다. 비교에서, 약리 여기 – 수축 uncouplers는 모션 유물을 제거에 효과적입니다. 그러나 이러한 uncouplers (예 : 2,3 – Butanedione Monoxime) 상당한 electrophysiological 부작용이 없습니다. Blebbistatin은 정상적인 심장 23 심장 전기 생리학에 아무런 부정적인 부작용이 없다하는 시연하고, 따라서 광학 매핑을위한 유망한 uncoupler가되었습니다. 그것은 수축의 폐지로 인한 부종의 가속 또한 전기 생리학에 영향을 미칠 수 있다고 지적한다.
The authors have nothing to disclose.
NIH R01 보조금 HL085369, HL067322, HL082729, EB008999
Reagent | Company | Catalogue Number |
NaCl | Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ | S271-1 |
CaCl2 (2H2O) | Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ | C79-500 |
KCl | Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ | S217-500 |
MgCl2 (6H2O) | Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ | M33-500 |
NaH2PO4 (H2O) | Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ | S369-500 |
NaHCO3 | Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ | S233-3 |
D-Glucose | Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ | D16-1 |
Blebbistatin | Tocris Bioscience, Ellisville, MO | 1760 |
Di-4-ANEPPS | Invitrogen, Carlsbad, CA | D1199 |
RH237 | Invitrogen, Carlsbad, CA | S1109 |
Rhod-2AM | Invitrogen, Carlsbad, CA | R1244 |
Pluronic F127 | Invitrogen, Carlsbad, CA | P3000MP |
Dimethyl sulphoxide (DMSO) | Sigma, St. Louis, MO | D2650 |