माउस हार्ट में केशिलरी, आर्टेरियोल्स और पेरिसाइट्स का गतिशील माप और इमेजिंग
Summary
यहां प्रस्तुत एक प्रोटोकॉल के लिए धमनी परफ्यूजन दबाव और प्रवाह है कि दबाव को बनाए रखता है की पूर्व वीवो निगरानी द्वारा मुरीन दिल के ऊतकों में रहने वाले कोरोनरी माइक्रोसर्कुलेशन का अध्ययन करने के लिए है, साथ ही साथ केशिका बिस्तरों और pericytes सहित संवहनी पेड़ घटकों, के रूप में सेप्टल धमनी cannulated और दबाव है ।
Abstract
कोरोनरी धमनी टोन के साथ-साथ केशिकाओं के उद्घाटन या समापन के साथ काफी हद तक लगातार परफ्यूजन दबाव पर कार्डियोमायोसाइट्स के लिए रक्त प्रवाह निर्धारित करते हैं। हालांकि, मुख्य रूप से इसकी गति और गैर-स्टॉप बीटिंग के कारण, पूरे दिल में कोरोनरी धमनियों और केशिकाओं के गतिशील परिवर्तनों की निगरानी करना मुश्किल है। यहां हम एक विधि का वर्णन करते हैं जो धमनी परफ्यूजन दर, दबाव और माउस राइट वेंट्रिकुलर पेपिलरी मांसपेशियों में धमनियों और केशिकाओं के व्यास परिवर्तनों की निगरानी करने में सक्षम बनाता है। माउस सेप्टल धमनी को अन्य गतिशील रूप से मापा जाने वाले निरंतर प्रवाह या दबाव पर कैनुलेटेड और छिद्रित किया जाता है। फ्लोरोसेंटी लेबल वाले लेक्टिन (जैसे, एलेक्सा फ्लोर-488 या -633 लेबल गेहूं-रोगाणु एग्लुटिनिन, डब्ल्यूजीए), धमनियों और केशिकाओं (और अन्य जहाजों) के साथ परफ्यूजन के बाद सही वेंट्रिकल पेपिलरी मांसपेशी और सेप्टम में आसानी से इमेज किया जा सकता है। पोत-व्यास परिवर्तन तो उपस्थिति या दिल संकुचन की अनुपस्थिति में मापा जा सकता है । जब आनुवंशिक रूप से एन्कोडेड फ्लोरोसेंट प्रोटीन व्यक्त किए गए थे, तो विशिष्ट विशेषताओं पर नजर रखी जा सकती थी । उदाहरण के लिए, पेरिसिटस को माउस दिलों में कल्पना की गई थी जिसने NG2-DsRed व्यक्त किया था। इस विधि ने दिल में केशिका पेरिसाइट्स के शारीरिक कार्यों का अध्ययन करने के लिए एक उपयोगी मंच प्रदान किया है। यह एक साथ संवहनी/केशिका व्यास और धमनी चमकदार दबाव को मापने के द्वारा दिल में रक्त प्रवाह पर अभिकर्मकों के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए भी उपयुक्त है । यह तैयारी, एक अत्याधुनिक ऑप्टिक इमेजिंग सिस्टम के साथ संयुक्त, एक के पास शारीरिक परिस्थितियों में दिल में सेलुलर और आणविक स्तर पर रक्त प्रवाह और उसके नियंत्रण का अध्ययन करने के लिए अनुमति देता है ।
Introduction
उपयुक्त कोरोनरी दबाव-प्रवाह विनियमन अपनी मेटाबॉलिक मांगों को पूरा करने के लिए दिल को पर्याप्त रक्त आपूर्ति का आश्वासन देता है1। हालांकि, यह हाल ही में स्पष्ट हो गया है कि कैसे कोरोनरी दबाव प्रवाह गतिशील दिल में विनियमित है, व्यापक अध्ययन है कि पिछले दशकों के लिए वीवो और इन विट्रो में प्रदर्शन किया गया है के बावजूद । इसका एक कारण दिल की लगातार धड़कन के कारण इस तरह की पढ़ाई के लिए फिजिकल वर्किंग मॉडल स्थापित करने में दिक्कत होना भी है। भले ही, जीवित ऊतकों या जानवरों में कोरोनरी सूक्ष्म जहाजों के अवलोकन के लिए विभिन्न प्रकार के तरीके स्थापित किए गए हैं, लेकिन इनमें से कोई भी तरीका निरंतर/स्थिर ध्यान और एक ही समय2,3पर दबाव, प्रवाह और सूक्ष्मवस्कुलर व्यास के माप को प्राप्त करने में सक्षम नहीं था। धड़कन दिल में कोरोनरी धमनी सूक्ष्म जहाजों का प्रत्यक्ष दृश्य दशकों पहले पेश किया गया था4,3,लेकिन छोटे जहाजों में व्यास माप चुनौतीपूर्ण था और माइक्रोसर्कुलेशन से जुड़े कई विशेष सेल प्रकारों के विशिष्ट कार्य समान रूप से अप्रिय थे। यहां तक कि स्ट्रोबोस्कोपिक विधि और फ्लोटिंग ऑब्जेक्टिव सिस्टम भी उपरोक्त जानकारी एक साथ नहीं दे सका5. फिर भी, उपरोक्त प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके मूल्यवान जानकारी की एक महत्वपूर्ण राशि प्राप्त की गई है, जिसने हमें कोरोनरी रक्त प्रवाह6के नियमन के बारे में अधिक समझने में मदद की है। इस पेपर में हम जिस विधि का वर्णन कर रहे हैं, उससे एक जांच करने और विस्तार से समझने में मदद मिलेगी कि कोरोनरी धमनियों, धमनियों और माइक्रोवसकुलेचर के घटक उत्तेजनाओं और मेटाबोलिक मांगों के लिए अलग तरह से कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।
इन अध्ययनों को आगे बढ़ाने के लिए हमने जो कार्य मॉडल स्थापित किया था, वह वेस्टरहोफ एट अल2के पिछले कार्य पर बनाया गया था । माउस दिल की सेप्टल धमनी के कैनुलेशन के बाद, शारीरिक नमकीन समाधान का उपयोग उस धमनी को छिद्रित करने के लिए किया गया था ताकि मायोसाइट्स और हृदय ऊतक के अन्य घटकों को पोषित किया जा सके। उचित फ्लोरोसेंट संकेतकों का उपयोग करके धमनी पर्फ्यूजन दबाव, प्रवाह और संवहनी व्यास की अन्य शारीरिक कार्यों के बीच निगरानी की गई थी। यह विधि हमें जीवित ऊतकों में शारीरिक दबाव के तहत कोरोनरी माइक्रोवैस्कुलर बिस्तर की कल्पना करने और पहली बार माइक्रोसर्कुलेशन नियमन में अंतर्निहित सेलुलर तंत्र का अध्ययन करने में सक्षम बनाती है।
Protocol
Representative Results
Discussion
वर्तमान कार्य में, हमने शारीरिक परिस्थितियों में दिल में कोरोनरी माइक्रोसर्कुलेशन का अध्ययन करने के लिए एक उल्लेखनीय सरल अभी तक अत्यधिक व्यावहारिक पूर्व वीवो विधि शुरू की है। इस विधि को चूहों का उपय?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को सेंटर फॉर बायोमेडिकल इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी (बायोमेट) द्वारा भाग में समर्थित किया गया था; NIH (1U01HL1116321) और (1R01HL142290) और अमेरिकन हार्ट एसोसिएशन 10SDG4030042 (GZ), 19POST34450156 (HCJ) ।
Materials
| 1 M CaCl2 solution | MilliporeSigma, USA | 21115 | |
| 1 M MgCl2 solution | MilliporeSigma, USA | M1028 | |
| AxoScope software | Molecular Devices, San Jose, CA, USA | ||
| Chiller/water incubator | FisherScientific, USA | Isotemp 3016S | |
| Confocal | Nikon Instruments, USA | A1R | |
| Custom glass tubing | Drummond Scientific Company | 9-000-3301 | |
| Digidata 1322A | Molecular Devices, San Jose, CA, USA | ||
| Dissecting microscope | Olympus, Japan | SZX12 | |
| Endothelin-1 | MilliporeSigma, USA | E7764 | |
| Forceps | Fine Scientific Tools | 11295-51 | |
| Heparin Sodium Salt | Sigma-Aldrich, USA | H3393 | |
| Inline solution Heater | Warner Istruments, Hamden, CT, USA | SH-27B | |
| Isoflurane | VETone, Idaho, USA | 502017 | |
| Micropipette puller | Sutter Instruments, Novato, CA, USA | P-97 | |
| Micropipette/cannula holder | Warner Istruments, Hamden, CT, USA | 64-0981 | |
| NG2DsRedBAC transgenic mouse | The Jackson Laboratory | #008241 | |
| Nylon thread for tying blood vessels | Living Systems Instrumentation, Burlington, Vt, USA | THR-G | |
| PDMS (polydimethylsiloxane) | SYLGARD, Germantown, WI, USA | 184 SIL ELAST KIT | |
| Peristaltic pump | Gilson, Middleton, WI, USA | minipuls 3 | |
| Pressure Servo Controller | Living Systems Instrumentation, Burlington, Vt, USA | PS-200-S | |
| Scissors | Fine Scientific Tools, Foster City, CA, USA | 15000-10 | |
| Servo Pump | Living Systems Instrumentation, Burlington, Vt, USA | PS-200-P | |
| Temperature controller | Warner Instruments, Hamden, CT, USA | TC-324B | |
| Wheat Germ Agglutinin, Alexa Fluor 488 Conjugate | ThermoFisher Scientific, Waltham, MA USA | W11261 |
References
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