Summary

マウス心房と心室の心筋細胞における分離とKvチャンネル録音

Published: March 12, 2013
doi:

Summary

KVチャネル機能不全は、心臓不整脈に関連付けられています。我々はKvをチャネルの補助サブユニットのノックアウトマウスからの心房と心室の心筋細胞を単離するための体系的なプロトコルを利用するような不整脈を引き起こす分子メカニズムを研究するために。隔離された心筋細胞は、その後すぐに携帯電気生理学的研究、生化学的または免疫蛍光法(IF)のアッセイのために使用することができます。

Abstract

KCNE遺伝子は、それらの機能的特性を変更するためにKvをチャネルαサブユニットとヘテロ複合体を形成したKvチャネルの補助サブユニットの小さな家族のためにエンコードします。 KCNE遺伝子の変異は、QT延長症候群および/または心房細動などの不整脈を有する患者で発見されている。しかし、これらの疾患につながる正確な分子病態は不明なままである。以前の研究では、これらの遺伝子に変異を引き起こす疾患の電気生理学的特性は、主に異種発現系において研究されてきたと報告された影響が直接ネイティブ心筋細胞に変換することができれば、我々は確認することはできません。私たちの研究室では、したがって、異なるアプローチを使用しています。我々は可視化実験誌のこの号で記述する独特の技法-我々は、直接細胞電気生理学によってノックアウトマウスから単離した心筋細胞におけるKCNE遺伝子欠失の影響を研究する。 geneticaから心LLY KCNE組み換えマウスが急速に大動脈カニュレーションにより摘出し、ランゲンドルフ装置に搭載されている。心筋内の遊離Ca 2 +が EGTAによってバインドされており、心筋細胞の解離は、次に特化した低Ca 2 +を含むバッファーコラゲナーゼと冠状動脈の逆行灌流することによって達成される。心房、右心室自由壁と左心室は、その後、顕微技術によって分離することができる。カルシウムは、その後徐々に洗浄操作を構成する複数のステップで孤立した心筋細胞に戻されます。ノー自発収縮との健全な外観の心房と心室の心筋細胞は、その後直ちに分離後の最初の6時間以内にパッチクランプ法や他の生化学的解析により電気生理学的解析に供される。

Protocol

1。動物の麻酔と臓器摘出ケタミン(200 mg / kg体重)及びキシラジン(20 mg / kg体重)の腹腔内(ip)注射によりマウスをAnaesthetize。 anticoagulateする血液凝固および血栓形成を避けるために250 IUのヘパリンipを注入します。 深い昏睡状態に到達するまで反射消失を特徴とする、待つ。そっと尾つまんで角膜やテスト飛行反射をタッチすることで反射消失、角膜反射テストで?…

Representative Results

in vitroでの関心のある特定の遺伝子の機能を研究するために遺伝子組み換えマウスから成体マウスの心筋細胞の単離は、さらに心臓の病態生理を理解するための強力なツールとなっています。このメソッドは現在、世界中で基本的な科学研究室の唯一の小さいながらも増加によって使用されています。しかし、成体マウス心室の心筋細胞の単離は、トリッキーなことが、経験豊富な手?…

Discussion

遺伝子欠失に関連する心機能と心臓の病理を研究する遺伝子改変マウス系統の成長発展に伴い、in vitroで特定の遺伝子欠失の影響を研究するための特殊なメソッドへの関心の高まりもある。我々の研究室では、心臓の再分極にKvをチャネルの補助サブユニットのファミリーの役割を研究しています。 KCNE遺伝子はヒト心室と心房の再分極11日、15日に重要な役割を果たして?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、ドイツ学術振興協会(DFG)、フリッツ·ティッセン·財団とシャリテ/ MDCからの補助金によって賄われていた。

Materials

Name of the Reagent Company
Tetrodotoxin Alomone
4-aminopyridine ICN Biomedicals
Heteropodatoxin 2 Alomone
Tetraethylammonium Sigma Chemicals
Collagenase Type 2 Worthington

Referências

  1. Abbott, G. W., Goldstein, S. A., Sesti, F. Do all voltage-gated potassium channels use MiRPs?. Circ. Res. 88, 981-983 (2001).
  2. Abbott, G. W., Sesti, F., Splawski, I., Buck, M. E., Lehmann, M. H., Timothy, K. W., Keating, M. T., Goldstein, S. A. MiRP1 forms IKr potassium channels with HERG and is associated with cardiac arrhythmia. Cell. 97, 175-187 (1999).
  3. Barry, D. M., Trimmer, J. S., Merlie, J. P., Nerbonne, J. M. Differential expression of voltage-gated K+ channel subunits in adult rat heart. Relation to functional K+ channels?. Circ. Res. 77, 361-369 (1995).
  4. Benjamin, E. J., Wolf, P. A., D’Agostino, R. B., Silbershatz, H., Kannel, W. B., Levy, D. Impact of atrial fibrillation on the risk of death: the Framingham Heart Study. Circulation. 98, 946-952 (1998).
  5. Bou-Abboud, E., Nerbonne, J. M. Molecular correlates of the calcium-independent, depolarization-activated K+ currents in rat atrial myocytes. J. Physiol. 517 (Pt 2), 407-420 (1999).
  6. Gaborit, N., Steenman, M., Lamirault, G., Le, M. N., Le, B. S., Lande, G., Leger, J., Charpentier, F., Christ, T., Dobrev, D., Escande, D., Nattel, S., Demolombe, S. Human atrial ion channel and transporter subunit gene-expression remodeling associated with valvular heart disease and atrial fibrillation. Circulation. 112, 471-481 (2005).
  7. Guo, W., Xu, H., London, B., Nerbonne, J. M. Molecular basis of transient outward K+ current diversity in mouse ventricular myocytes. J. Physiol. 521 (Pt 3), 587-599 (1999).
  8. Lundby, A., Ravn, L. S., Svendsen, J. H., Hauns, S., Olesen, S. P., Schmitt, N. KCNE3 mutation V17M identified in a patient with lone atrial fibrillation. Cell Physiol. Biochem. 21, 47-54 (2008).
  9. Ma, K. J., Li, N., Teng, S. Y., Zhang, Y. H., Sun, Q., Gu, D. F., Pu, J. L. Modulation of KCNQ1 current by atrial fibrillation-associated KCNE4 (145E/D) gene polymorphism. Chin Med. J. (Engl.). 120, 150-154 (2007).
  10. McCrossan, Z. A., Abbott, G. W. The MinK-related peptides. Neuropharmacology. 47, 787-821 (2004).
  11. Pongs, O., Schwarz, J. R. Ancillary subunits associated with voltage-dependent K+ channels. Physiol. Rev. 90, 755-796 (2010).
  12. Ravn, L. S., Aizawa, Y., Pollevick, G. D., Hofman-Bang, J., Cordeiro, J. M., Dixen, U., Jensen, G., Wu, Y., Burashnikov, E., Haunso, S., Guerchicoff, A., Hu, D., Svendsen, J. H., Christiansen, M., Antzelevitch, C. Gain of function in IKs secondary to a mutation in KCNE5 associated with atrial fibrillation. Heart Rhythm. 5, 427-435 (2008).
  13. Ravn, L. S., Hofman-Bang, J., Dixen, U., Larsen, S. O., Jensen, G., Haunso, S., Svendsen, J. H., Christiansen, M. Relation of 97T polymorphism in KCNE5 to risk of atrial fibrillation. Am. J. Cardiol. 96, 405-407 (2005).
  14. Roepke, T. K., Abbott, G. W. Pharmacogenetics and cardiac ion channels. Vascul. Pharmacol. 44, 90-106 (2006).
  15. Roepke, T. K., Kontogeorgis, A., Ovanez, C., Xu, X., Young, J. B., Purtell, K., Goldstein, P. A., Christini, D. J., Peters, N. S., Akar, F. G., Gutstein, D. E., Lerner, D. J., Abbott, G. W. Targeted deletion of kcne2 impairs ventricular repolarization via disruption of I(K,slow1) and I(to,f). FASEB J. 22, 3648-3660 (2008).
  16. Sesti, F., Abbott, G. W., Wei, J., Murray, K. T., Saksena, S., Schwartz, P. J., Priori, S. G., Roden, D. M., George, A. L., Goldstein, S. A. A common polymorphism associated with antibiotic-induced cardiac arrhythmia. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 10613-10618 (2000).
  17. Temple, J., Frias, P., Rottman, J., Yang, T., Wu, Y., Verheijck, E. E., Zhang, W., Siprachanh, C., Kanki, H., Atkinson, J. B., King, P., Anderson, M. E., Kupershmidt, S., Roden, D. M. Atrial fibrillation in KCNE1-null mice. Circ. Res. 97, 62-69 (2005).
  18. Yang, Y., Xia, M., Jin, Q., Bendahhou, S., Shi, J., Chen, Y., Liang, B., Lin, J., Liu, Y., Liu, B., et al. Identification of a KCNE2 gain-of-function mutation in patients with familial atrial fibrillation. Am. J. Hum. Genet. 75, 899-905 (2004).
  19. Zeng, Z. Y., Pu, J. L., Tan, C., Teng, S. Y., Chen, J. H., Su, S. Y., Zhou, X. Y., Zhang, S., Li, Y. S., Wang, F. Z., et al. [The association of single nucleotide polymorphism of slow delayed rectifier K+ channel genes with atrial fibrillation in Han nationality Chinese]. Zhonghua Xin. Xue. Guan. Bing. Za Zhi. 33, 987-991 (2005).
  20. Zhang, M., Jiang, M., Tseng, G. N. minK-related peptide 1 associates with Kv4.2 and modulates its gating function: potential role as beta subunit of cardiac transient outward channel? Circ. Circ. Res. 88, 1012-1019 (2001).
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Citar este artigo
Köhncke, C., Lisewski, U., Schleußner, L., Gaertner, C., Reichert, S., Roepke, T. K. Isolation and Kv Channel Recordings in Murine Atrial and Ventricular Cardiomyocytes. J. Vis. Exp. (73), e50145, doi:10.3791/50145 (2013).

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