쥐 폐 정맥에서 심근 슬리브의 미세 해부 및 면역형광 염색
Summary
이 프로토콜은 쥐 폐 정맥의 현미경 유도 분리 및 면역형광 염색을 보여줍니다. 좌심방, 폐정맥 및 해당 폐가 포함된 조직 샘플을 준비하고 심장 Troponin T 및 Connexin 43에 대해 염색합니다.
Abstract
폐정맥(PV)은 심방 부정맥에서 이소성 박동의 주요 원인이며 심방세동(AF)의 발생과 진행에 중요한 역할을 합니다. PV에는 심근세포로 구성된 심근 슬리브(MS)가 포함되어 있습니다. 다발성경화증은 이소성 전기 충격을 생성하는 능력을 포함하여 심장 작동 심근과의 유사성을 보존하기 때문에 심방세동의 시작 및 유지와 관련이 있습니다. 설치류는 널리 사용되며 심근세포가 혈관 벽 전체에 널리 존재하기 때문에 폐 정맥 심근을 연구하는 데 우수한 동물 모델을 나타낼 수 있습니다. 그러나 쥐 PV의 정확한 미세해부 및 준비는 작은 장기 크기와 복잡한 해부학적 구조로 인해 어렵습니다.
PV와 함께 쥐 좌심방(LA)을 분리하기 위한 현미경 유도 현세해부 프로토콜을 시연합니다. 심장 Troponin-T(cTNT) 및 connexin 43(Cx43) 항체를 사용한 면역형광 염색을 수행하여 LA 및 PV를 전체 길이로 시각화합니다. 10x 및 40x 배율의 이미징은 PV 구조에 대한 포괄적인 보기와 심근 구조에 대한 자세한 통찰력을 제공하며, 특히 MS 내에서 connexin 43의 존재를 강조합니다.
Introduction
심방세동(AF)은 가장 흔한 지속 부정맥이다1. 심방세동 유병률은 더욱 증가하여 2060년에는 유럽에서 ~1,790만 명의 환자가 발생할 것으로 예상됩니다1. 심방세동은 심근경색, 심부전 또는 뇌졸중의 발병에 필수적인 위험 요소이기 때문에 임상적으로 매우 중요하며, 이는 엄청난 개인적, 사회적, 사회경제적 부담을 초래한다1. 심방세동은 수십 년 동안 알려져 왔지만, 심방세동의 병태생리학은 아직 완전히 이해되지 않았다2.
이미 1990년대 후반에 여러 연구에서 폐정맥(PV)이 심방세동을 유발하는 이소성 박동(ectopic beats)의 주요 원인이기 때문에 심방세동을 시작하고 유지하는 데 큰 영향을 미친다는 사실이 입증되었습니다3. PV는 구조적으로 다른 혈관과 다르다는 것이 입증되었습니다. 일반적인 혈관에는 평활근 세포가 포함되어 있지만, PV의 튜니카 배지에는 심근세포도 포함되어 있다4. 설치류에서, 이 심장 근육계는 폐내 및 폐외 부분뿐만 아니라 오리피스 영역(5)을 포함한 전체 PV에 걸쳐 어디에나 존재한다. 인간의 경우 PV에는 좌심방(LA) 심근 슬리브(MS)6,7라고 하는 심근의 확장 내에서 관찰할 수 있는 심근세포도 포함되어 있습니다.
다발성경화증은 심방심근(atrial myocardium8)과 형태학적 유사성을 가지고 있다. 심방과 PV 심근세포의 모양과 크기는 서로 크게 다르지 않으며 유사한 전기생리학적 특성을 나타낸다8. PV 내의 전기 생리학적 기록은 다발성경화증의 전기적 활성을 입증했으며, 혈관 조영술은 심장 박동 9,10과 동기화된 수축을 밝혀냈다.
간극연접(gap junction)은 6개의 커넥신 소단위체(connexin subunit)로 구성된 기공 형성 단백질 복합체로, 이온과 소분자(11)의 통과를 허용한다. 간극연접(gap junction)은 세포-세포 접합부(cell-to-cell appositions)에 존재하고, 이웃한 심근세포를 상호 연결하며, 심근세포(cardiomyocyte) 사이의 세포간 전기적 결합을 가능하게 한다(12,13). 여러 개의 커넥신 동형이 심장에서 발현되며, 커넥신 43(Cx43)은 심장의 모든 영역에서 발현되는 가장 흔한 동형이다14. 이전 연구는 PVs15,16의 심근세포에서 Cx43의 발현에 대한 증거를 제공합니다.
온전한 PV의 섬세한 구조로 인해, 특히 작은 동물 모델에서 MS를 조사하는 것은 여전히 어렵습니다. 여기에서는 현미경 유도 미세해부를 사용하여 마우스에서 LA 및 폐엽과 함께 PV를 식별하고 분리하는 방법을 보여줍니다. 또한 PV의 면역형광(IF) 염색을 시연하여 심근세포와 PV 내 상호 연결을 시각화합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜을 통해 쥐 심장의 PV를 구별 및 분리하고 면역형광 염색을 수행하는 방법을 공유합니다. 장기 적출 후, 심장과 폐를 멸균된 자당 용액에서 탈수한 후, 현미경 유도 하에 심방과 폐엽에서 심실을 분리하였다. 그 후, 심장 베이스는 PV를 시각화하기 위해 준비되었으며, 그 후 hilum에서 폐에서 PV를 절단했습니다. 후속 면역형광 염색은 조직을 O.C.T. 화합물에 매립하고, 빙정체로 절단하고, cT…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 독일 심혈관 연구 센터(DZHK; 81X3600221to H.V., 81X2600255 to S.C.), 중국 장학위원회(CSC201808130158 to R.X.), 독일 연구 재단(DFG; 혈관 의학 임상 과학자 프로그램(PRIME), MA 2186/14-1 to P. T.), Corona Foundation(S199/10079/2019 to SC).
Materials
| Adhesion slides | Epredia | 10149870 | |
| AF568-secondary antibody | Invitrogen | A11036 | Host: Goat, Reactivity: Rabbit |
| Agarose | Biozym LE | 840104 | |
| Alexa Fluor 488-secondary antibody | Cell Signaling Technology | 4408S | Host: Goat, Reactivity: Mouse |
| Anti-Connexin 43 /GJA1 antibody | Abcam | ab11370 | Polyclonal Antibody, Clone: GJA1, Host: Rabbit |
| Anti-cTNT antibody | Invitrogen | MA5-12960 | Monoclonal Antibody, Clone: 13-11, Host: Mouse |
| Bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | A2153 | |
| Brush | Lukas | 5486 | size 6 |
| Cover slips | Epredia | 24 mm x 50 mm | |
| Cryotome Cryo Star NX70 | Epredia | Settings: Specimen temperature: -18 °C, Blade Temperature: -25 °C | |
| DFC365FX camera | Leica | ||
| DM6 B fluorescence microscope | Leica | ||
| Dry ice | |||
| Dubecco's phosphate-buffered saline (DPBS) 1x conc. | Gibco | 14040133 | 500 mL |
| Dumont #5FS Forceps | F.S.T. | 91150-20 | 2 pieces needed |
| Fine Scissors | F.S.T. | 14090-09 | |
| Fluorescence mounting medium | DAKO | S3023 | |
| Graefe Forceps | F.S.T. | 11052-10 | |
| Hoechst 33342 | Invitrogen | H3570 | Cell nuclei counterstaining |
| ImageJ | FIJI | analysis and processing software | |
| LAS X | Leica | Imaging software for Leica DM6 B | |
| Microtome blades S35 | Feather | 207500000 | |
| Microwave | |||
| Normal goat serum | Sigma-Aldrich | S26-M | |
| O.C.T. compound | Tissue-Tek | 4583 | |
| Paraformaldehyde 16% | Pierce | 28908 | methanol-free |
| Pasteur pipettes | VWR | 612-1681 | |
| Petri dish | TPP | 93100 | 100 mm diameter |
| Rocker 3D digital | IKA Schüttler | 00040010000 | |
| Slide staining jars | EasyDip | M900-12 | |
| Specimen Molds | Tissue-Tek Cryomold | 4557 | 25 mm x 20 mm x 5 mm |
| StainTray M920 staining system | StainTray | 631-1923 | Staining system for 20 slides |
| Sterican Needle | Braun | 4657705 | G 27 – used for injection (step 2) and pinning (step 3 and 4) in the protocol |
| Student Vannas Spring Scissors | F.S.T. | 91500-09 | |
| Super PAP Pen Liquid Blocker | Super PAP Pen | N71310-N | |
| Syringes | Braun | 4606108V | 10 mL |
| Tris base | Roche | TRIS-RO | component for 1x Tris-Buffered Saline (TBS) |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
| Tween 20 | Sigma-Aldrich | P2287 |
References
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