Summary

고립 된 랫트 심장으로부터의 간질과 투과 물 수집을위한 역전 된 심장 모델

Published: June 20, 2017
doi:

Summary

이 프로토콜은 고립 된, 관류 쥐 심장에서 심장 간질 유체를 수집하는 방법을 설명합니다. 관상 정맥 유출 물 관류 액으로부터 간질 혈관 유출 물을 물리적으로 분리하기 위해 관류 액 Langendorff가 반전되고 심장 표면에 형성된 유액 (간질 액)이 부드러운 라텍스 캡을 사용하여 수집됩니다.

Abstract

현재의 프로토콜은 고립 된, 염분 – 관류 쥐 심장에서 심장 transudate (CT)의 수집을 가능하게 독특한 접근 방식을 설명합니다. Langendorff 기술에 따라 심장의 격리 및 역류 관류 후 심장은 거꾸로 된 위치로 거꾸로 뒤집히고 좌심실에 삽입 된 풍선 카테터로 기계적으로 안정화됩니다. 그런 다음 얇은 라텍스 캡 (이전에 랫트 심장의 평균 크기와 일치하도록 캐스트)이 심 외막 표면 위에 배치됩니다. 라텍스 캡의 배출구는 실리콘 튜브에 연결되어 있으며, 심장의 기저부 아래 10cm 떨어진 원위 구멍이있어 약간의 흡입력을 생성합니다. 심 외막 표면에서 지속적으로 생성 된 CT는 추후 분석을 위해 얼음 냉각 바이알에 수집됩니다. 관상 동맥 정맥 유출 물 관류 액의 0.1-1 %를 차지하는 대조군과 경색 심전도에서 CT 생성 속도는 17 ~ 147 μL / min (n = 14)이었다. 프로테옴 분석 및 높은 perfo액상 액체 크로마토 그래피 (HPLC)는 수집 된 CT가 넓은 범위의 단백질과 푸린 일 대사 산물을 함유하고 있음을 보여주었습니다.

Introduction

심장 마비 (HF)는 전 세계적으로 인간의 주요 사망 원인입니다 1 . HF는 심근염, 허혈성 심근 손상, 좌심실 재 형성으로 인해 종종 발생하며 심장 수축 기능 및 환자의 삶의 질이 점진적으로 악화됩니다. 심장학 및 심장 수술의 진보가 HF 사망률을 현저히 낮추었지만, 심각한 병적 상태를 수반하는 불가피하게 진보적 인 질병 과정의 일시적인 지연 기 (delayers)로 작용할뿐입니다. 따라서 현재 유효한 치료법이 부족하여 HF를 예방하거나 심지어 역전시킬 수있는 새로운 분자 표적을 확인해야 할 필요성이 강조됩니다. 여기에는 세포 외 기질의 변화, 조절되지 않은 심장 면역 반응, 심장 및 비 – 심장 세포 간의 상호 작용이 포함됩니다 2 .

심장 세포가 direc에 노출되는 미세 환경부상당한 심장의 면역 및 재생 반응을 형성합니다. 격리 된 식염수 – 관류 심장에서 CT는 생리 및 병태 생리 조건 3 , 4 , 5 모두에서 간질 유체 공간 ( 즉, 미세 환경)에서 파생 된 작은 물방울의 형태로 심장 표면에 생성됩니다. 따라서 CT (간질 액)의 분석은 심장 대사 및 수축 기능을 조절하거나 부상당한 심장으로 이동 한 후 면역 세포 기능에 영향을주는 요인을 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다. 잠재적으로 이것은 HF 치료를위한 새로운 치료 전략의 개발로 이어질 수 있습니다.

쥐 마음에서 CT 수집은 기술적으로 어렵습니다. 랑겐 도르프 (Langendorff)가 관류하는 보통의 심장에서 CT의 독점적 수집은 어렵다. 왜냐하면 CT와 코로나정맥 유출 물 관류 액은 틈새 공간에서 방출되는 대사 산물 / 효소의 농도를 예측할 수 없게 희석시킨다. 이 한계를 극복하기위한 가능한 한 가지 전략은 폐를 삽입하고 동시에 폐 정맥을 결찰하여 정맥 유출 물을 배제하는 것입니다. 그러나,이 방법은 폐동맥 및 정맥의 삽입 및 결찰과 관련된 어려움에 직면하여, 정맥 유출 물이 잠재적으로 심장 누출 물로 누출 될 수있다. 반전 심장 모델 사용의 개념은 고립 된 관류 된 심장을 거꾸로 된 위치로 뒤집어 놓은 심낭 표면에 얇은 라텍스 캡을 놓고 정맥류 유출 물의 오염없이 CT를 연속적으로 샘플링하는 Kammermeier 그룹에 의해 처음 소개되었습니다 8 , 9 . 이 절차를 사용하여 CT는 심장 9 에서 방출 된 대사 산물의 매우 민감한 측정을 제공하는 것으로 나타났습니다.지방산 8 및 바이러스 입자 10 의 모세관 이동.

최근에, 국소 면역 반응을 조절하고 심장 혈관 신생을 증가시키는 파라 크린 인자 (facacrine factors)가 줄기 세포 기반 치료법의 심장 질환에 대한 유익한 효과에 연루되어있다. 역전 된 심장에서의 CT 분석은 이러한 개별 파라 크린 요소를 화학적으로 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 CT는 심장에서 면역 세포의 생체 내 활성화에 관련된 요인을 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.

여기에 제공된 심장 표면에서 CT 수집에 대한 자세한 설명은 전반적인 심장 기능과 관련하여 면역 세포, 섬유 아세포, 내피 세포 및 심근 세포의 상호 작용을 연구하는 연구자에게 실험적으로 유용합니다. 전술 한 바와 같이, 간질 액은 심장 내에서 세포 간 통신을위한 정보를 운반한다.ich는 CT의 수집에 의해 편리하게 평가 될 수있다. 반전 된 심장에서 CT를 수집하는 방법에 대한 비디오 프로토콜을 포함한 자세한 기술 설명은이 고유 기술의 향후 적용을 용이하게해야합니다.

Protocol

모든 실험은 현지 규제 기관 ( LANUV of Nordrhein-Westfalen, Germany)의 승인을 받아 동물 용 지침에 따라 수행되었습니다. 동물에게 표준식이 요법을 공급하고 수돗물을 자유롭게 섭취 하였다. 실험의 각 단계에 필요한 모든 장비 및 화학 물질은 Table of Materials에 나와 있습니다. 1. 라텍스 캡과 심실 내 풍선의 준비 쥐 심장 (300-350g의 몸무게)의 평균 ?…

Representative Results

반전 심장 모델은 격리 된 재관류 된 래트 심장 ( 그림 1A -C )에서 심장 간질 전달체의 수집을 가능하게합니다. 100 cmH 2 O의 일정한 압력에서 관류 할 때, 간질 유체 형성 속도는 고립 된 심장에서 관상 동맥 정맥 유출 물의 0.1-1 %에 해당하는 17 ~ 147 μL / min 범위였다. CT의 단백질 함…

Discussion

반전 심장 모델은 잘 확립 된 Langendorff 심장 관류 기술 12를 기반으로하며, 심장을 거꾸로 뒤집은 상태로 고정시키고 견고한 심실 내 풍선 카테터를 사용하여이 위치를 유지함으로써 수행됩니다. 이러한 방법으로 심장 간질 누출은 관상 정맥 유출 물 관류 액으로부터 물리적으로 분리되어 심장의 기저부로부터 중력에 의해 떨어질 수있다. CT는 전체 심장 표면에 놓인 얇고 유연한…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 NSFC 81570244, FoKo 23/2013 및 SFB 1116 / B01 및 뒤셀도르프 심혈관 연구소 (CARID)가 자금을 지원했습니다.

Materials

Latex Solution ProChemie Z-Latex LA-TZ  http://kautschukgesellschaft.de/%E2%80%A8z-latexla-tz%E2%80%A8
Aluminum Mold Home made Reverse heart model
Universal Ovens Memmert UNB 400 Reverse heart model
Latex Balloon Hugo Sachs Size 4 Reverse heart model
Milling Machine Proxxon MF70 Reverse heart model
Sodium Chloride Sigma SZBD0810V Chemicals
Sodium Hydrogen Carbonate Roth 68852 Chemicals
Potassium Chloride Merck 49361 Chemicals
Magnesium Sulphate Heptahydrate Merck 58861 Chemicals
Potassium Dihydrogen Phosphate Merck 48731 Chemicals
D(+)-Glucose Anhydrous Merck 83371 Chemicals
Calcium Chloride Dihydrate Fluka 21097 Chemicals
Balance VWR SE 1202  Weighing chemicals
Double Distilled Water Millpore Disolving chemicals
Medical Pressure Transducer Gold Langendorff apparatus
Medical Flow Probe Transonic 3PXN Langendorff apparatus
Heating Circulating Bath Haake  B3 ; DC1 Langendorff apparatus
Laboratory and Vaccum Tubing Tygon R-3603 Langendorff apparatus
Animal Research Flowmeters Transonic T206 Langendorff apparatus
PowerLab Data Acquisition Device AD Instruments Chart 7.1 Langendorff apparatus
LabChart Data Acquisition Software AD Instruments Chart 7.1 Langendorff apparatus
Peristaltic Pump Glison MINIPULS 3 Langendorff apparatus
Glass Water Column home made Langendorff apparatus
Water Bath Protective Agent VWR 462-7000 Langendorff apparatus
Sterile Disposable  Filters (0.2µm) Thermo Scientific 595-4520 Langendorff apparatus
Blood gas analyzers Radiometer ABL90 FLEX PLUS Gas analyzer
70% ethanol VWR UN1170 Cleaning  tubings
100% ethanol Merck 64-17-5 Cleaning tubings
Wistar Rats Janvier Animals
Stainless Scissors AESCULAP BC702R Surgical Instruments
Stainless Scissors AESCULAP BC257R Surgical Instruments
Big Forceps  AESCULAP Surgical Instruments
8m/m Stainless Forceps F.S.T 11052-10 Surgical Instruments
superfine (10/0) emery paper 3M 051111-11694 Reverse heart model

Referenzen

  1. Henkel, D. M., Redfield, M. M., Weston, S. A., Gerber, Y., Roger, V. L. Death in heart failure: a community perspective. Circ Heart Fail. 1 (2), 91-97 (2008).
  2. Limana, F., et al. Myocardial infarction induces embryonic reprogramming of epicardial c-kit(+) cells: role of the pericardial fluid. J Mol Cell Cardiol. 48 (4), 609-618 (2010).
  3. Brunner, F. Cardiac tissue endothelin-1 levels under basal, stimulated, and ischemic conditions. J Cardiovasc Pharmacol. 26, S44-S46 (1995).
  4. de Lannoy, L. M., et al. Renin-angiotensin system components in the interstitial fluid of the isolated perfused rat heart. Local production of angiotensin I. Hypertension. 29 (6), 1240-1251 (1997).
  5. Strupp, M., Kammermeier, H. Interstitial Lactate And Glucose-Concentrations Of the Isolated-Perfused Rat-Heart before, during And after Anoxia. Pflugers Arch. 423 (3-4), 232-237 (1993).
  6. Wienen, W., Jungling, E., Kammermeier, H. Enzyme-Release into the Interstitial Space of the Isolated Rat-Heart Induced by Changes in Contractile Performance. Cardiovasc Res. 28 (8), 1292-1298 (1994).
  7. De Deckere, E. A., Ten Hoor, ., P, A modified Langendorff technique for metabolic investigations. Pflugers Arch. 370 (1), 103-105 (1977).
  8. Tschubar, F., Rose, H., Kammermeier, H. Fatty acid transfer across the myocardial capillary wall. J Mol Cell Cardiol. 25 (4), 355-366 (1993).
  9. Wienen, W., Kammermeier, H. Intra- and extracellular markers in interstitial transudate of perfused rat hearts. Am J Physiol. 254 (4 Pt 2), H785-H794 (1988).
  10. Sasse, A., Ding, Z. P., Wallich, M., Godecke, A., Schrader, J. Vascular transfer of adenovirus is augmented by nitric oxide in the rat heart. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 287 (3), H1362-H1368 (2004).
  11. Gnecchi, M., Zhang, Z., Ni, A., Dzau, V. J. Paracrine mechanisms in adult stem cell signaling and therapy. Circ Res. 103 (11), 1204-1219 (2008).
  12. Herr, D. J., Aune, S. E., Menick, D. R. Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts. J Vis Exp. (101), e52908 (2015).
  13. Ding, Z., et al. Epicardium-Derived Cells Formed After Myocardial Injury Display Phagocytic Activity Permitting In Vivo Labeling and Tracking. Stem Cells Transl Med. 5 (5), 639-650 (2016).
  14. Hartwig, S., et al. Secretome profiling of primary human skeletal muscle cells. Biochim Biophys Acta. 1844 (5), 1011-1017 (2014).
  15. Smolenski, R. T., Lachno, D. R., Ledingham, S. J. M., Yacoub, M. H. Determination of sixteen nucleotides, nucleosides and bases using high-performance liquid chromatography and its application to the study of purine metabolism in hearts for transplantation. J Chromatogr. 527 (2), 414-420 (1990).
  16. Decking, U. K., Juengling, E., Kammermeier, H. Interstitial transudate concentration of adenosine and inosine in rat and guinea pig hearts. Am J Physiol. 254 (6 Pt 2), H1125-H1132 (1988).
  17. Heller, L. J., Mohrman, D. E. Estimates of interstitial adenosine from surface exudates of isolated rat hearts. J Mol Cell Cardiol. 20 (6), 509-523 (1988).
check_url/de/55849?article_type=t

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Tan, K., Ding, Z., Steckel, B., Hartwig, S., Lehr, S., Deng, X., Schrader, J. The Inverted Heart Model for Interstitial Transudate Collection from the Isolated Rat Heart. J. Vis. Exp. (124), e55849, doi:10.3791/55849 (2017).

View Video