절연, 문화, 그리고 성인 마우스 된 심근의 기능적 특성
Summary
여기서 우리는 랑겐 관류 시스템을 사용하여 성인 마우스 된 심근의 분리에 대해 설명합니다. 얻어진 세포 + 내성 전기적 무부하 외 Ca2이며 배양 및 아데노 – 또는 유전자 발현을 조작하기 lentiviruses로 형질 감염 될 수있다. 그 기능 또한 MMSYS 시스템 및 패치 클램프 기술을 이용하여 분석 될 수있다.
Abstract
문화의 기본 심근 (CMS)의 사용은 심장 질환에 대한 우리의 이해를 발전에 심장 질환의 생쥐 모델에 강력한 보완을 제공하고 있습니다. 특히, 질병 상태와 질병을 일으키는 돌연변이에 의해 이온 항상성, 이온 채널의 기능, 세포의 흥분과 자극 수축 커플 링과 그 변화를 연구 할 수있는 능력은 심장 질환에 중요한 통찰력을 이끌고있다. 또한, 문화에 성인 CMS에 모방 할 수있는 적절한 불후의 세포 라인의 부족, 그리고 신생아의 CM 제한 (성인 CM을의 구조와 기능 생체 역학 특성의 많은 부족하는) 신호 전달 경로 사이의 복잡한 상호 작용에 대한 우리의 이해를 방해했다 이온 채널과 성인 고립 심근 공부의 중요성을 강화 성인 심장의 수축 특성. 여기, 우리는 아데노 바이러스-간편 체크인 의해 유전자 발현의 분리, 문화, 조작 방법을 제시ssed 단백질 및 성인 쥐에서 심근의 다음 기능 분석. 이러한 기술의 사용은 셀룰러 흥분성 조절 경로, 칼슘 2 + 역학과 수축성 시그널링에 기계론 통찰력을 개발 및 심혈관 질환의 많은 생리 학적으로 중요한 특성을 제공하는 것을 도울 것이다.
Introduction
심혈관 질환의 생쥐 모델은 잠재적 인 치료 대상에게 1,3를 식별하기위한 근본적인 질병 메커니즘 1,2 해명뿐만 아니라 효과적인 도구로 봉사했다. 특히, (예 : 압력 과부하 등) 취득 심장 질환의 두 쥐 모델 4,5 형질 전환 마우스 모델의 사용은 심장 질환 6-8에 대한 우리의 이해를 전진했다. 단일 세포 수준에서 심장 11-13 셀룰러 흥분성 및 여진 수축 결합을 기초 개별 단백질 시그널링 캐스케이드 3,9,10 및 변경을 연구 세포 배양 기술의 사용은 생체 내 마우스 모델을 갖추고있다. 그러나, 성인 CM 구조와 기능을 반영하는 적당한 세포주의 부족은 상당한 제한되었다. 조사자는 이종 발현 시스템에서, 같은 이온 채널 개별 단백질을 공부하여이를 극복하기 위해 노력했다 <suP> (14)는,이 연구는 이온 채널 생물 물리학 또는 단백질 인신 매매, CM이의 기본 미시의 부적절한 표현의 측면에서 유용한 정보를 저희에게 제공하는 동안은 상당한 제한 사항입니다. 둘째, 이러한 이종 세포의 대부분이 성숙한 수축 장치를 가지고 있지 않기 때문에, 그것은 수축 기능 및 세포의 흥분과 수축 사이의 복잡한 상호 작용을 연구하는 것이 불가능했습니다. 이러한 이유로, 연구자들이 생체 기능 연구의 많은 주요 심장 세포 배양에 설정되어 있습니다. 마지막으로, 고립 된 심근 연구는 흉터 또는 섬유증과 섬유 방향의 영향을 포함한 다세포 준비의 혼란 변수없이 수축 기능의 평가를 할 수 있습니다.
기본 신생아 쥐의 심실의 심근 (NRVMs)는 문화에 상대적으로 쉽게, 유전자 발현 (15)를 조작하는 아데노 바이러스와 lentiviruses에 감염 될 수있다차 때문에 성공적으로 1 사용하지만, 자신의 한계가되었습니다. 그들은 생리적 미시 1을 제공하고 신호 필드의 주력되었지만, 형태와 NRVMs 성인 된 심근의 세포 내 조직 사이에 상당한 차이가 그들에게 어른의 마음에 이온 플럭스와 여기 수축 커플 링의 조사를 위해 부적당 한 모델을 . 특히 NRVMs는 결정적인 T-관 서브 4를 부족합니다. 칼슘 2 + 유출 및 역학 성숙한 T-관과 근질 세망 (SR) 구조 6, 칼슘 2 + 역학과 NRVMs에서 심장 수축의 기능 연구에 매우 의존하기 때문에 성인 심근에서 이러한 중요한 프로세스를 정확하게 반영하지 않습니다. 또한, 신호 전달 경로의 일부 구성하여 다른 질병 과정을 연구하기위한 제한과 그 난을 제공, 신생아와 성인 마우스 (9) 사이에 차이가NRVMs에있는 세포의 흥분과 수축에 MPACT. 마지막으로, 수축기구의 분포는 수축성 측정의 정확도를 제한하는 다 방향과 불균일 셀 단축에 이르게한다.
격리 성인 심장 근세포의 사용은 따라서 더욱 정확한 생체 모델링 시스템을 제공한다. 쥐의 유전자 조작에 의해 가능하게 기술의 특별한 성장은 생쥐에서 기능적 격리 심근를 얻는 중요성을 강조한다. 사실, 마우스 모델에서 격리 성인 CM을의 특성은 많은 생물 학적 및 병리학 적 이벤트에 빛을 발산하고있다. 형질 전환 마우스 모델에서 고립 CMS가되어에서 얻은 정보를 보완, 이러한 허혈 / 재관류 (17, 18) 등의 질병 모델에서 증가 또는 단백질의 기능의 손실 단일 세포 2,16의 수축 특성에, 그리고 생존의 연구를 허용 한 생체 내 연구SE 마우스. 또는 (생리 비대를 모델링) 운동 5,21 검사를 위해 수 있습니다 (모방 고혈압이나 대동맥 판막 협착증이되도록 가로 대동맥 수축에 의한 압력 과부하 등) 취득 심장 질환 3,19,20의 쥐 모델에서 고립 된 성인 CM을 사용 단일 세포 수준에서 세포의 흥분과 자극 수축의 커플 링이 과정에 연루 신호 폭포의 상호 작용. 또한, CM이 성인에 아데노 바이러스 기반 유전자 발현을 사용하여 유전자 발현을 조작하는 능력을 우리에게 복잡한 신호 전달 경로의 성분을 해부하는 기회를 제공한다.
전기 생리학 관점에서 전체 셀 전압 및 절연 성인 CMS의 현재 클램프 실험 기준에 이온 플럭스의 본질을 해명 및 다양한 질병 상태에 중요한되었습니다. 인해 세포막의 복잡한 구조 및 차동 PROTE의성인 CMS와 NRVMs 또는 이종 세포주 사이 폴딩 구조에서, 성숙한 세포를 패치 할 수있는 능력은 특정 막 단백질, 구조 단백질, 및 성인 심장의 전기 생리 성분에 이온 채널의 상호 작용 파트너의 영향을 더 잘 표현을 제공한다.
성인 쥐의 심근 공부를 분리하고 성인 쥐의 심근이 도전이 배양, 가능한 마우스 심근를 분리하고 바이러스를 사용하여 추가로 유전자 조작을 허용하는 문화를 유지하기 위해 방법론의 체계적이고 정확한 설명의 필요성을 촉구하고있는 등 눈에 띄는 장점에도 불구하고 벡터. 이전 연구는 급성 고립 된 마우스 성인 CMS 또는 배양 된 쥐 성인 CM이 중 하나를 사용하고 있습니다. 후자는 성인 마우스 CM을보다 문화에 쉽게, 그리고 체외에서 유전자 발현을 조작하는 대부분의 실험은 쥐 성인 CMS에 사용했다. 몇 가지 연구가 성공적으로 변경하고를 functi을 조사 하였다실험의 범위에 큰 제한을 제시하는 마우스에서 성인 CM을 ONAL 유전자 발현. 따라서, 우리가 구체적으로 격리 7,8,22, 문화 3,10,15,23, 아데노 바이러스 감염 11-13,15, 성인 마우스 심실 된 심근의 기능 분석에 대한 이전의 연구에서 수정 된 방법론을 제시한다. 이 격리 프로토콜 우리는 최대 72 시간 동안 성공적으로 배양 일시적으로 아데노 바이러스로 형질이 칼슘 2 + 허용, 흥분 심근 결과. 이러한 고립 된 세포의 기능 MMSYS 이미징 시스템 14, 24 및도 논의 될 패치 클램프를 사용하여 평가 될 수있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 보고서에서, 우리는 마우스 마음에서 성공적으로 분리 및 성인의 CM 문화에 필요한 기술을 설명했다. 우리의 기술은 상술 한 방법을 이용하여 CM 기능 및 흥분성의 후속 연구를 허용한다. 성인의 CM 기능을 연구하는 중요한 매개 변수는 고립 된 CM이의 건강과 품질입니다. 전술 한 바와 같이, 우리의 기술은 아데노 바이러스 / 렌티 바이러스 배양의 감염 및 세포 흥분과 수축 기능의 분석을 사용하…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Sodium Chloride | Sigma | S7653 | |
| Potassium Chloride | Sigma | P9333 | |
| Magnesium Chloride | Sigma | M8266 | |
| HEPES | Sigma | H3375 | |
| Sodium Phosphate Monobasic | Sigma | S8282 | |
| D-glucose minimum | Sigma | G8270 | |
| Taurine | Sigma | T0625 | |
| 2,3-Butanedione monoxime | Sigma | B0752 | |
| Collagenase B | Roche Applied Science | 11088807001 | |
| Collagenase D | Roche Applied Science | 11088858001 | |
| Protease XIV from Streptomyces griseus | Sigma | P5147 | |
| Albumin from Bovine Serum | Sigma | A2153 | |
| Calcium Chloride | Sigma | C8106 | |
| Minimum Essential Media | Sigma | 51411C | |
| Albumin solution from bovine serum | Sigma | A8412 | |
| L-glutamine | Sigma | G3126 | |
| Penicillin-Streptomycin | Sigma | P4333 | |
| Insulin-transferrin-sodium selenite media supplement | Sigma | I1884 | |
| Cesium Chloride | Sigma | 289329 | |
| Glutamate | Sigma | G3291 | |
| Adenosine 5′-triphosphate magnesium salt | Sigma | A9187 | |
| Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N’,N’-tetraacetic acid | Sigma | E3889 | |
| Cesium Hydroxide Solution | Sigma | 232041 | |
| Tetraethylammonium hydroxide solution | Sigma | 86643 | |
| OptiVisor optical glass binocular visor | Dohegan Optical Company Inc. | N/A | |
| Tissue forceps, 5.5″, 1×2 teeth | Roboz Scientific | RS-8164 | |
| Moloney forceps – 4.5″ (11.5 cm) long slight curve, serrated | Roboz Scientific | RS-8254 | |
| Dumont #3 Forceps, Dumostar, tip size 0.17 x 0.10mm | Roboz Scientific | RS-4966 | |
| Packer Mosquito Forceps 5″ Straight Flat | Roboz Scientific | RS-7114 | |
| Micro Dissecting Scissors 4.5″ Curved Sharp/Sharp | Roboz Scientific | RS-5917 | |
| Micro Dissecting Scissors 3.5″ Straight Sharp/Sharp20mm | Roboz Scientific | RS-5907 |
References
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