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방법 논문

전기 생리학 연구를위한 마우스 짧은 축 심실 조각

7.1K 조회수

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DOI:

10.3791/55725

⸱

2017년 6월 4일

 ,  , 

이 논문에서

요약

여기, 우리는 생쥐에서 생존 가능한 심실 슬라이스의 준비와 날카로운 전극 활동 전위 녹음에 대한 그들의 사용을 설명합니다. 이러한 다세포 제제는 생체 내 에서 생리 학적 및 약리학 적 연구 에 유용한 모델이되는 조직 구조와 같은 생체 내 보존성을 제공합니다.

초록

Murine 심근 세포는 심장 생리학 및 새로운 치료 전략에 대한 시험 관내 연구에 광범위하게 사용되었습니다. 그러나, 해리 된 심근 세포의 다세포 제제는 심장의 기계적 및 전기 생리 학적 성질에 영향을 미치는 심근 세포, 비 - 근세포 및 세포 외 기질의 생체 내 구조의 복합체 를 대표하지 못한다. 여기서 우리 는 생체 내 조직 구조와 같은 보존 된 생쥐 심근의 실용적 심실 슬라이스를 준비하고 전기 생리 학적 기록에 대한 적합성을 입증하는 기술을 설명합니다. 심장 절제 후 심실을 심방에서 분리하고 2,3-butanedione monoxime이 포함 된 Ca 2+가 없는 용액으로 관류하고 4 % 저 용융 아가로 오스 블록에 묻힌다. 블록을 진동 날이있는 마이크로톰 위에 놓고 150-400 μm 두께의 조직 절편을 준비하여 진동을 유지합니다. fre블레이드를 가능한 한 천천히 앞으로 움직이게합니다. 조각의 두께는 추가 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 슬라이스는 0.9 mM Ca 2+ 및 2,3- 부탄 다이옥신 모노 옥심 (BDM)을 함유 한 차가운 타이로드 용액에 30 분 동안 저장한다. 그 후, 슬라이스를 37 ℃의 DMEM으로 옮겨 30 분간 BDM을 세척한다. 조각은 수축 기능을 분석하거나 이식 된 줄기 세포 유래 심근 세포와 숙주 조직의 상호 작용을 조사하기 위해 힘 측정을 위해 날카로운 전극 또는 미세 전극 배열을 이용한 전기 생리 학적 연구에 사용할 수 있습니다. 날카로운 전극 녹음을 위해, 슬라이스는 거꾸로 현미경의 가열 판에 3cm 세포 배양 접시에 배치됩니다. 슬라이스는 단 극성 전극으로 자극되고 슬라이스 내의 심근 세포의 세포 내 활동 전위는 날카로운 유리 전극으로 기록됩니다.

서론

얇은 조직 조각은 Yaman과 Mcllwain이 1966 년에 뇌 조각의 전기적 활동이 시험 관내에서 유지 된다는 것을 보여주기 때문에 기초 과학에서 자주 사용되었습니다 1 . 그 이후로 뇌 2 , 간 3 , 폐 4 및 심근 조직 5 , 6 , 7의 조각에 대해 전기 생리 학적 및 약리학 적 연구가 수행되었습니다. 신생아 쥐의 심실 조각에서 첫 번째 패치 - 클램프 녹음은 1990 년 8 월 에 기술되었지만,이 기술은 오랫동안 망각에 빠졌다. 10 년이 지난 후에, 우리 그룹은 쥐 배아 9 , 신생아 10 및 성인 11 심장 조각을 준비하는 새로운 방법을 확립했습니다. 이러한 생존 가능한 조직 절편은 급성 실험 (성인 슬라이스몇 시간 동안 배양 할 수 있음) 또는 단기 배....

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프로토콜

동물 취급은 지역 동물 복지위원회의 지침과 유럽 의회의 2010 / 63 / EU 지침에 부합해야합니다.

1. 솔루션 준비

  1. NaCl 136, KCl 5.4, NaH 2 PO 4 0.33, MgCl 2 1, 글루코오스 10, HEPES 5, 2,3- 부탄 디온 모노 옥심 (BDM) 30. pH를 7.4로 조절하여 Ca 2+ (mM 조성)없이 Tyrode 용액을 준비한다. 4 ℃에서 NaOH로 처리 하였다.
  2. NaCl 136, KCl 5.4, NaH 2 PO 4 0.33, MgCl 2 1, 글루코스 10, HEPES 5, BDM 30, CaCl 2 0.9를 사용하여 Tyrode 용액을 준비한다. 4 ° C에서 NaOH로 pH를 7.4로 조절한다.
  3. 4 % 저 용융 아가로 오스 준비 : Ca 2+가 없는 15 mL Tyrode 용액에 0.6 g 저 용융 아가로 오스를 넣으십시오. agarose가 녹을 때까지 10-15 초 동안 750W에서 전자 레인지에서 2 번 혼합물을 가열한다. 용액을 37 ° C의 일정 온도로 유지....

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결과

심근 경색은 심근 세포의 사실상 비가 역적 손실을 초래합니다. 줄기 세포 유래의 심근 세포를 외인성 심장 재생에 사용하는 세포 대체 요법이 유망한 치료법이다. 이식 된 세포의 전기적 통합과 성숙은 세포 대체 요법의 안전성과 효율성을 위해 매우 중요합니다.

통합 및 성숙을 평가하기 위해 우리는 성숙한 생쥐의 건강한 심장에 향상된 녹색 형광 단백질 (eGFP)을 발현하는 유도 된 다 능성 줄기 세포 (iPSCM, 0.5 x 106 iPSCM / 10 μL 2 회 주사)에서 유래 한 심근 세포를 이식했다. (Peinkofer et al. 방법에 대한 자세한 설명은 15 )을 참조하십시오. 이식 6 일 후에, 수혜자 심장의 심실 조각을 기술 된 프로토콜을 사용하여 준비 하였다. 대표적인 녹음은그림 3. 이식 .......

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토론

심실 슬라이스는 조직 구조와 같은 생체 내에서 보존되고 심장의 모든 부위에 측정 기술을 직접 액세스 할 수있는 전기 생리 학적, 약리학 적 및 기계적 연구를 가능하게합니다. 생리 작용 잠재 성질은 배아, 신생아 및 성인 조각 9 , 10 , 11 에서 입증되었습니다. 슬라이싱 절차에 의해 직접적으로 손상된 표면층을 제외한 슬라이스의 활력은 활력 염색으로 확인되었습니다 9 . 날카로운 유리 전극을 사용하는 조각 내에서의 활동 전위 기록은 여기에 설명 된 이식 된 심근 세포의 통합 및 성숙을 조사하거나 심장 활성 화합물을 첨가 한 후 약리학 연구에 사용할 수 있습니다. 개별 셀에서 1 시간 이상 지속되는 장기간 녹음이 가능합니다. 이 녹음 시간은 테스트하기에 충분합니다.순차적 재관류 및 세척에 의한 하나의 .......

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공개 사항

저자는 선언 할 것이 없다.

감사의 글

우리는 워크샵과 신경 생리학 연구소의 동물 시설에서 제공하는 지원을 인정합니다. 이 작업은 Walter und Marga Boll- Stiftung, Köln Fortune 및 Deutsche Stiftung für Herzforschung에 의해 지원되었습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
라이카 VT 1000s라이카 마이크로시스템즈, 베츨라, 독일진동 블레이드가 있는 마이크로톰.
스테인레스 스틸 블레이드Campden Instruments, Loughborough, England7550-1-SS
파스퇴르 피펫Sigma-Aldrich, St. Louise, USAZ627992
파인 브러시, eg 크기 6 (4/32")VWR, International, Radnor, USA149-2125
심자체 만든
agarose자체 제작
1 mL 주사기Becton, Dickinson; Franklin Lakes, 미국300013
27 G x 3/4'' NeedlesBraun, Melsungen, Germany4657705
20 G 11/2'' Needles4657519
Small ScissorWPI, Sarasota, 미국501263
Tweezers #5, 0.1 x 0.06 mm tipWPI, Sarasota, USA500342
산소 가스(의료용 O2)Linde, 독일 뮌헨
카보겐 가스 (95 % O2, 5 % CO2)Linde, 뮌헨, 독일
NaClSigma-Aldrich, St. Louise, USA7647-14-5
KClSigma-Aldrich, St. Louise, USA746436
CaCl2Sigma-Aldrich, St. Louise, 미국746495
KH2PO4Sigma-Aldrich, St. Louise, USANIST200B
HEPESSigma-Aldrich, St. Louise, USA51558
NaHCO3Sigma-Aldrich, 세인트루이스, 미국S5761
D(+)-GlucoseSigma-Aldrich, St. Louise, USAG8270
MgSO4Sigma-Aldrich, St. Louise, USAM7506
NaOHSigma-Aldrich, St. Louise, USAS8045
시아노아크릴레이트 접착제Henkel, Dü sseldorf, Germany
Low-melt Agarose Roth, Karlsruhe, Germany6351.2
Heparin-sodium-25000 I.E./5 mLRatiopharm, Ulm, Germany
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM), high glucose, GlutaMAXThermoScientific, Waltham, USA10566016
SEC-10LX Amplifiernpi electronic GmbH, Tamm, GermanySEC-10LX
EPC 9HEKA Elektronik GmbH, Lambrecht, 독일
Zeiss Axiovert 200Zeiss, Oberkochen, 독일
저배율 미세 조작기Narashige, Tokyo, 일본Nm-3
고배율, 3축 미세 조작기Narashige, Tokyo, JapanMHW-3
연동 관류 펌프다중 채널 시스템, Reutlingen, GermanyPPS2
2채널 온도 컨트롤러다중 채널 시스템, Reutlingen, GermanyTCO02
사각 펄스 자극기Natus Europe GmbH, Planegg, GermanyGrass SD9
Glass capillariesWPI, Sarasota, USA1B150F-1
실을 내장하기 위해 Molt 준비 테이블

참고문헌

  1. Yamamoto, C., McIlwain, H. Electrical activities in thin sections from the mammalian brain maintained in chemically-defined media in vitro. J Neurochem. 13, 1333-1343 (1966).
  2. Colbert, C. M. Preparation of cortical brain slices for e....

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