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Artigo de método

O campo local microscopia de fluorescência: Geração de sinais de celular em corações intactos

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DOI:

10.3791/55202

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8 de março de 2017

 ,  ,  , 

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

No coração, os eventos moleculares coordenar a função contráctil e eléctrica do órgão. Um conjunto de técnicas de microscopia de fluorescência de campo locais aqui apresentadas permite a gravação de variáveis ​​de celular em corações intactos. Identificação de mecanismos que definem a função cardíaca é fundamental na compreensão de como o coração trabalha em situações patológicas.

Resumo

No coração, os estudos de sinalização molecular são geralmente realizadas em miócitos isolados. No entanto, muitas situações patológicas, tais como isquemia e arritmias só pode ser totalmente entendido a todo o nível do órgão. Aqui, apresentamos a técnica de espectroscopia de fluorescência microscopia de campo local (LFFM) que permite a medição de sinais celulares no coração intacto. A técnica baseia-se numa combinação de um coração perfundido de Langendorff e fibras ópticas para gravar sinais fluorescentes. LFFM tem várias aplicações no campo da fisiologia cardiovascular para estudar o coração em condições normais e patológicas. Várias variáveis ​​cardíacas pode ser monitorizada utilizando diferentes indicadores fluorescentes. Estes incluem citosólica [Ca2 +], retículo sarcoplasmático intra-[Ca 2+] e potenciais de membrana. As sondas fluorescentes exógenos são animado e a fluorescência emitida detectada com três arranjos diferentes de técnica LFFM epifluorescências apresentada neste artigo. As diferenças central entre estas técnicas são o tipo de fonte de luz utilizada para excitação e sobre a forma como a luz de excitação é modulada. O LFFM pulsada (PLFFM) usa pulsos de luz laser, enquanto onda contínua LFFM (CLFFM) usa luz laser contínuo para a excitação. Finalmente, diodos emissores de luz (LEDs) foram usadas como uma fonte de luz terceiro. Este arranjo não coerente é chamado pulsada microscopia de fluorescência LED (PLEDFM).

Introdução

O coração é o órgão central do sistema cardiovascular. A contracção do coração é iniciado por um aumento intracelular [Ca2 +]. A relação entre a excitabilidade elétrica e as mudanças no intracelular liberação de Ca2 + tem sido historicamente estudado em células enzimaticamente dissociada 1, 2. No entanto, as células cardíacas estão electricamente, metabolicamente e mecanicamente acoplada 3, 4. Quando isolado, os miócitos não são só fisicamente desacoplado, mas miócitos de diferentes camadas são misturados durante a dissociação

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Protocolo

Este protocolo e todo o tratamento ratos foi aprovado pelo Comitê Animal Care Institucional e Use a UC Merced (No. 2008-201). Experimentos com periquitos foram realizadas em 1999, de acordo com as condições gerais do uso de animais estabelecida pela comissão científica do Instituto Venezuelano de Pesquisas Científicas (IVIC).

1. Langendorff Set Up Preparação

  1. Preparar a solução de Tyrode contendo as seguintes concentrações de soluto em mM: 140 de NaCl, 5,4 de KCl, 2 CaCl2, 1 MgCl2, 0,33 Na 2 HPO 4, 10 de glucose, 10 de HEPES. Ajuste o pH da solução de Tyrode a 7,4 com NaOH e filtra-se ....

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Resultados

AP e Ca 2 + transientes em endocárdio e epicárdio

A fim de comparar os sinais do outro lado da parede ventricular, uma fibra óptica é posicionada no endocárdio e a outra no epicárdio. Comparando-se a morfologia de um AP gravado a partir do endocárdio com um a partir do epicárdio é a melhor maneira de avaliar a função transmural. A parede ventricular é altamente heterog.......

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Discussão

Este artigo é centrada em descrever as técnicas de fluorescência de campo locais para avaliar a função dos miócitos cardíacos ex vivo. O estudo destas células em um ambiente acoplado é não só mais fisiológico, mas também é altamente adequada para a avaliação de nível patologias de órgãos. Os eventos celulares subjacentes acoplamento de excitação-contracção (ECC) pode ser avaliado em todo o nível do órgão com o uso de sondas moleculares que monitoram Ca2 + intracelular dinâmica (Rhod 2 citosólica

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Agradecemos ao Dr. Alicia Mattiazzi para a discussão crítica do trabalho apresentado. Este trabalho foi apoiado por uma concessão do NIH (R01 HL-084487) para ALE.

....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Cloreto de sódioSigma7647-14-5
D-(+)-glicoseSigma50-99-7
Cloreto de potássioSigma7447-40-7
HEPESSigma7365-45-9
Fosfato de sódioSigma10049-21-5
Solução de cloreto de cálcioSigma10043-52-4
Solução de cloreto de magnésioSigma7786-30-3
Hidróxido de sódioSigmaS-8045
0,2 μ Filtro de Membrana de Nylon MWhatman7402-004
Manifold MPPWarner64-0216 
21G1.5 Agulha de deslizamento de precisãoBD305167
Corda de seda trançada preta (sutura cirúrgica não absorvível)AllMech TechLOOK-SP105
Injeção de heparina sódica 1000USP / mLAllMech TechNDC63323-540-11
DMSO D8779Sigma67-68-5
BlebbistatinSigma856925-71-8
Pluronic F-127 Solução a 20%Biotium59004
Bomba peristáltica Materflex C/LCole-Parmer77122-26
Estimulador IsostimWorld Precision InstrumentsA320RC
Gerador de forma de ondaTeledyne LecroyWaveStation 2012
Limpador ultrassônico FS20Fisher Scientific1533530
ID da tubulação Tygon: 1/32 "OD: 3/32" Parede 1/32 "Fornecimento de componentesTET-031A
ID da tubulação Tygon: 3/32" OD: 5/32 "Parede 1/32"Fornecimento de componentesTET-094A
Adaptador luer lock para válvula de 3 viasCole-ParmerEW-31200-80
Adaptadores Tee e conexões de plásticoCole-Parmer6365-90
Braçadeira de plásticoWaterZoo2465
PeltierTE TechnologyTE-127-2.0-2.5
Rhod-2AMThermoFisher ScientificR1245MP
Di-8-ANEPPSThermoFisher ScientificD3167
Mag-Fluo-4AMThermoFisher ScientificM14206
Agulhas de acupunturaLHASATC1.20x13
Seringa BD de 60 mL com luer-lokFisher Scientific14-820-11
LabViewNational Instruments
Velocidade vácuo Eppendorf VagufugeFisher Scientific07-748-13
Circuito de processamento de sinal digital DSP TMS 320Texas Instrument
Longpass Espelho dicróico 567 nmThorLabsDMLP567L
Objetivo 10X NA 0.25 DIN AchromaticFinite Intl Standard ObjectiveEdmund OpticsStock# 33-437
Objective 20X NA 0.40 DIN Achromatic Finite Intl Standard ObjectiveEdmund OpticsStock# 33-438
Filtro de vidro colorido Longpass 590 nm ThorLabsFGL590
Laser Nd-YAG Verde 532 nm, 500 mW
Micromanipulador para laserSiskiyouMX130R
Fibra óptica multimodo 200 µ m NA 0.39ThorLabsFT200UMT
LEDs azulLumiledsL135-B475003500000
LEDs verdeLumiledsL135-G525003500000
Divisor de feixe de cubo, não polarizadorThorLabsBS007
36" Comprimento, Trilho Óptico DovetailEdmund Optics54-402
2.5" Largura, Portador DovetailEdmund Optics54-404
0.75" Travel, estágio micrométricoEdmund Optics37-983
Trilho óptico Dovetail 3"ThorLabsRLA075/M
Portador de trilho Dovetail 1"ThorLabsRC1
Avalanche fotodiodo Helix 902Digi-KeyHELIX-902-200
Suporte de objetiva XY Tradutor& nbsp;ThorLabsST1XY-S
Placa de ensaio de alumínio 6" x 6"ThorLabsMB6
Nexus mesa otpical 4' x 6'ThorLabsT46HK
Parafusos de tampa de aço inoxidávelThorLabsHW-KIT5/M
Folha de acrílico Home Depot/Lowes
SylgardDow CorningSylgard 184
Walmart/Home Depot2-partes 5 min clr 1oz
21G1.5 Agulha de precisãodeslizante B-D305167
23G Agulha de precisãodeslizante B-D305145
Base de montagem, 25 mm x 75 mm x 10 mmThorLabsBA1/M
Postes de prateleira de arame 36"AleraAALESW59PO36SR
Prateleiras de arameAleraALESW582424SR
Braçadeira de poste e ânguloThorLabsSWC / M-P5
Seringa de vidro para câmara de tingimentoWheatonW851020
Rolha de borrachaHome Science ToolsCE-STOP01C
Kit de elastômero de silicone Gel epóxi

Referências

  1. Fabiato, A., Fabiato, F. Contractions induced by a calcium-triggered release of calcium from the sarcoplasmic reticulum of single skinned cardiac cells. J Physiol. 249 (3), 469-495 (1975).
  2. Mitra, R., Morad, M.

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Reimpressões e permissões

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