ह्यूमन कार्डियक मायोसाइट्स मॉडल में हाइपोथर्मिया-प्रीसींडीशनिंग के बाद मायोकार्डियल प्रोटेक्शन का इन विट्रो असेसमेंट
Summary
मायोकार्डियल संरक्षण पर हाइपोथर्मिया की विभिन्न डिग्री के विशिष्ट प्रभावों का अच्छी तरह से मूल्यांकन नहीं किया गया है। वर्तमान अध्ययन का लक्ष्य एक मानव कार्डियोमायोसाइट आधारित मॉडल में विभिन्न हाइपोथर्मिया उपचार के बाद सेल मौत के स्तर की मात्रा निर्धारित करना था, जो भविष्य में गहराई से आणविक अनुसंधान की नींव रखता था।
Abstract
इस्केमिया/रिफ्यूजन-व्युत्पन्न मायोकार्डियल रोग कार्डियक सर्जरी के बाद रोगियों में एक आम नैदानिक परिदृश्य है । विशेष रूप से, इस्कीमिक चोट के लिए कार्डियोमायोसाइट्स की संवेदनशीलता अन्य कोशिका आबादी की तुलना में अधिक है। वर्तमान में, हाइपोथर्मिया एक अपेक्षित इस्कीमिक अपमान के खिलाफ काफी सुरक्षा प्रदान करता है । हालांकि, जटिल हाइपोथर्मिया प्रेरित आणविक परिवर्तनों में जांच सीमित रहती है । इसलिए, वीवो स्थितियों के समान संस्कृति स्थिति की पहचान करना आवश्यक है जो प्रजनन तरीके से नैदानिक स्थिति में देखी गई क्षति के समान नुकसान को प्रेरित कर सकता है। विट्रो में इस्केमिया जैसी स्थितियों की नकल करने के लिए, इन मॉडलों में कोशिकाओं को ऑक्सीजन/ग्लूकोज अभाव (OGD) द्वारा इलाज किया गया । इसके अलावा, हमने कार्डियक सर्जरी के दौरान उपयोग किए जाने वाले एक मानक समय-तापमान प्रोटोकॉल लागू किए। इसके अलावा, हम मायोकार्डियल चोट के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए एक सरल लेकिन व्यापक विधि का उपयोग करने के लिए एक दृष्टिकोण का प्रस्ताव करते हैं। एपोप्टोसिस और एपोप्टोसिस से जुड़े प्रोटीन के अभिव्यक्ति के स्तर का मूल्यांकन फ्लो साइटोमेट्री द्वारा और एलिसा किट का उपयोग करके किया गया था। इस मॉडल में, हमने कार्डियोमायोसाइट एपोप्टोसिस इन विट्रो पर विभिन्न तापमान स्थितियों के प्रभावों के बारे में एक परिकल्पना का परीक्षण किया। इस मॉडल की विश्वसनीयता सख्त तापमान नियंत्रण, नियंत्रणीय प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं और स्थिर प्रयोगात्मक परिणामों पर निर्भर करती है। इसके अतिरिक्त, इस मॉडल का उपयोग हाइपोथर्मिक कार्डियोप्रोटेक्शन के आणविक तंत्र का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जिसमें हाइपोथर्मिया के साथ उपयोग के लिए पूरक चिकित्सा के विकास के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हो सकते हैं।
Introduction
इस्केमिया/रिफ्यूजन-व्युत्पन्न मायोकार्डियल डिसफंक्शन कार्डियक सर्जरी1,2के बाद रोगियों में एक आम नैदानिक परिदृश्य है । गैर-पल्साटिल कम प्रवाह परफ्यूजन और कुल संचार गिरफ्तारी की अवधि के दौरान, सभी प्रकार की हृदय कोशिकाओं को शामिल करने वाली क्षति अभी भी होती है। विशेष रूप से, इस्कीमिक चोट के लिए कार्डियोमायोसाइट्स की संवेदनशीलता अन्य कोशिका आबादी की तुलना में अधिक है। वर्तमान में, चिकित्सकीय हाइपोथर्मिया (टीएच) कार्डियक सर्जरी3,4से गुजरने वाले रोगियों में अपेक्षित इस्कीमिक अपमान के खिलाफ पर्याप्त सुरक्षा प्रदान करता है। TH को 14-34 डिग्री सेल्सियस के मुख्य शरीर के तापमान के रूप में परिभाषित किया गया है, हालांकि कार्डियक सर्जरी5,6,7के दौरान ठंडा करने की परिभाषा के बारे में कोई आम सहमति मौजूद नहीं है। 2013 में, विशेषज्ञों के एक अंतरराष्ट्रीय पैनल ने प्रणालीगत हाइपोथर्मिक परिसंचरण गिरफ्तारी 8 के विभिन्न तापमान श्रेणियों को वर्गीकृत करने के लिए एक मानकीकृत रिपोर्टिंग प्रणाली का प्रस्तावकिया। मस्तिष्क के इलेक्ट्रोएंसेफलोग्राफी और मेटाबोलिज्म अध्ययन के आधार पर, उन्होंने हाइपोथर्मिया को चार स्तरों में विभाजित किया: गहरा हाइपोथर्मिया (≤ 14 डिग्री सेल्सियस), गहरी हाइपोथर्मिया (14.1-20 डिग्री सेल्सियस), मध्यम हाइपोथर्मिया (20.1-28 डिग्री सेल्सियस), और हल्के हाइपोथर्मिया (28.1-34 डिग्री सेल्सियस)। विशेषज्ञ आम सहमति एक स्पष्ट और एक समान वर्गीकरण प्रदान की है, अध्ययन और अधिक तुलनीय होने की अनुमति और अधिक चिकित्सकीय प्रासंगिक परिणाम प्रदान करते हैं । टीएच द्वारा प्रदान की गई यह सुरक्षा कोशिकाओं की मेटाबोलिक गतिविधि को कम करने की अपनी क्षमता पर आधारित है, और उच्च ऊर्जा वाले फॉस्फेट खपत9,10की उनकी दर को सीमित करती है। हालांकि, मायोकार्डियल सुरक्षा में टीएच की भूमिका विवादास्पद है और हाइपोथर्मिया की डिग्री के आधार पर कई प्रभाव हो सकते हैं।
Myocardial I/R अच्छी तरह से सेल apoptisis11के साथ होने के लिए जाना जाता है । हाल की रिपोर्टों में देखा गया है कि प्रोग्राम कार्डियोमायोसाइट मौत ओपन हार्ट सर्जरी के दौरान बढ़ जाती है, और परिगलन के साथ मेल खा सकती है, जिससे मृत मायोकार्डियल कोशिकाओं की संख्या12बढ़ जाती है । इसलिए, कार्डियोमायोसाइट एपोप्टोसिस को कम करना नैदानिक अभ्यास में एक उपयोगी चिकित्सीय दृष्टिकोण है। माउस एट्रियल एचएल-1 कार्डियोमायोसाइट मॉडल में, चिकित्सकीय हाइपोथर्मिया को 13 रिफ्यूजन13के दौरान साइटोक्रोम सी और एपोप्टोसिस-उत्प्रेरण कारक (एआईएफ) के माइटोकॉन्ड्रियल रिलीज को कम करने के लिए दिखाया गया था। हालांकि, एपोप्टोसिस को विनियमित करने में तापमान का प्रभाव विवादास्पद है और हाइपोथर्मिया की डिग्री पर निर्भर प्रतीत होता है। कूपर और उनके सहयोगियों ने देखा कि एक नॉर्थोथर्मिक कार्डियोपल्मोनरी बाईपास नियंत्रण समूह की तुलना में, गहरी हाइपोथर्मिक परिसंचरण गिरफ्तारी के साथ सूअरों से मायोकार्डियल ऊतक की एपोप्टोसिस दर14में वृद्धि हुई थी । इसके अलावा, कुछ अध्ययनों के परिणामों ने सुझाव दिया है कि गहरी हाइपोथर्मिया एपोप्टोसिस मार्ग को सक्रिय कर सकता है, जबकि कम आक्रामक हाइपोथर्मिया मार्ग12,15,16को बाधित करता प्रतीत होता है। इस परिणाम का कारण इस्कीमिक चोट से जुड़े जटिल प्रभावों और तंत्र की समझ की कमी के कारण हो सकता है जिसके द्वारा तापमान मायोकार्डियल ऊतक को प्रभावित करता है। इसलिए, तापमान सीमा जिस पर एपोप्टोसिस बढ़ाया या तनु है, उसे सटीक रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए।
हाइपोथर्मिया की प्रभावकारिता से जुड़े तंत्रों की बेहतर समझ हासिल करने और मनुष्यों में इसके कार्यान्वयन के लिए तर्कसंगत आधार प्रदान करने के लिए, वीवो स्थितियों के समान संस्कृति स्थिति की पहचान करना आवश्यक है जो प्रजनन तरीके से नैदानिक स्थिति के लिए देखी गई क्षति के समान नुकसान का उत्पादन कर सकता है। इस लक्ष्य को प्राप्त करने की दिशा में एक आवश्यक कदम कार्डियोमायोसाइट एपोप्टोसिस को प्रेरित करने के लिए इष्टतम शर्तों को स्थापित करना है। तदनुसार, वर्तमान अध्ययन में, हमने सुसंस्कृत कोशिकाओं के साथ ऑक्सीजन-ग्लूकोज अभाव प्रयोगों के बारे में पद्धतिगत विवरणों का पता लगाया, जो इस्केमिया-रिफ्यूजन के विट्रो मॉडल में एक फेसियल है। इसके अलावा, हमने कार्डियोमायोसाइट एपोप्टोसिस पर विभिन्न हाइपोक्सिक-इस्कीमिक समय के प्रभाव का मूल्यांकन किया, और विट्रो में सेल एपोप्टोसिस पर विभिन्न तापमान स्थितियों के प्रभाव के बारे में हमारी परिकल्पना को सत्यापित किया।
Protocol
Representative Results
Discussion
विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं के बीच बातचीत सहित अक्षुण्ण पशुओं की जटिलताएं अक्सर आई/आर चोट के विशिष्ट घटकों के विस्तृत अध्ययन को रोकती हैं । इसलिए, एक इन विट्रो सेल मॉडल स्थापित करना आवश्यक है जो वीवो मे?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को चीन के नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन (81970265, 81900281,81700288), चाइना पोस्टडॉक्टोरल साइंस फाउंडेशन (2019M651904) द्वारा वित्त पोषित किया गया था; और चीन के राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान और विकास कार्यक्रम (2016YFC1101001, 2017YFC1308105)।
Materials
| Annexin V-FITC cell apoptosis detection kit | Bio-Technology,China | C1062M | |
| Cardiac myocyte growth supplement | Sciencell,USA | 6252 | |
| Caspase 3 activity assay kit | Bio-Technology,China | C1115 | |
| Caspase 8 activity assay kit | Bio-Technology,China | C1151 | |
| DMEM, no glucose | Gibco,USA | 11966025 | |
| Dulbecco's modified eagle medium | Gibco,USA | 11960044 | |
| Fetal bovine serum | Gibco,USA | 16140071 | |
| Flow cytometry | CytoFLEX,USA | B49007AF | |
| Human myocardial cells | BLUEFBIO,China | BFN60808678 | |
| Mitochondrial membrane potential assay kit with JC-1 | Bio-Technology,China | C2006 | |
| Penicillin/Streptomycin solution | Gibco,USA | 10378016 | |
| Reactive oxygen species assay kit | Bio-Technology,China | S0033S | |
| Three-gas incubator | Memmert,Germany | ICO50 | |
| Trypsin-EDTA (0.25%) | Gibco,USA | 25200056 |
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