Hemodynamic kræfter genereret af blodgennemstrømningen er velkendte at spille store roller i endotelog vaskulære funktion^1,2. Det er også velkendt, at flere typer Ionkanaler reagerer akut på ændringer i forskydnings stress^3,4,5 , hvilket fører til hypotesen om, at ion-kanaler kan være primære forskydnings sensorer. For nylig viste vi og andre, at mekanisk følsomme ion-kanaler spiller kritiske roller i flere forskydnings følsomme vaskulære funktioner, herunder vasoaktiv respons til forskydnings stress^6,7,8 og udviklingsmæssige angiogenese⁹. Mekanismerne i den shear-stress følsomhed af ion-kanaler, dog, er næsten helt ukendt. Denne mangel på viden vil sandsynligvis skyldes de tekniske vanskeligheder ved at udføre elektrofysiologiske optagelser under veldefinerede forskydnings stress. I denne artikel, derfor, vi giver en trin for trin detaljeret protokol rutinemæssigt udføres i vores laboratorium for at nå dette mål^6,7,10,11.

Det overordnede mål med denne metode er at tillade realtids undersøgelse af ionkanal mekaniaktivering under veldefinerede forskydnings belastninger i det fysiologiske område. Dette opnås ved at ændre en standard parallel plade flow kammer for at tillade en elektrofysiologisk pipette, der skal sænkes ind i kammeret og adgang celler dyrket på bundpladen i realtid eksponering for flow, hvilket giver en unik tilgang til at opnå dette mål^6,7,11. I modsætning hertil kan standard parallelle plade strømnings kamre, der er beskrevet i tidligere publikationer, anvendes til analyse af realtidsbilleder af celler, som eksponeres for forskydningskræfter¹² eller andre ikke-invasive tilgange^13,14 , men ikke til Elektrofysiologi. Tilsvarende, kegle og plade apparat, en anden kraftfuld tilgang til at udsætte celler til at forskyde stress^15,16 er heller ikke egnet til elektrofysiologiske optagelser. Således, disse flow-anordninger tillader ikke undersøgelse af shear stress følsomhed af ion-kanaler. Vanskeligheden ved at udføre elektrofysiologiske optagelser under flow er hovedårsagen til den manglende information om de mekanismer, der er ansvarlige for disse afgørende virkninger.

Med hensyn til de alternative tilgange til at nå det samme mål, er der ingen, der er så nøjagtige eller kontrollerede. Nogle tidligere undersøgelser forsøgte at registrere ion kanal aktivitet under flow ved at udsætte cellerne for en strøm af væske, der kommer fra en anden pipette bragt i nærheden af en celle fra over^17,18. Dette er meget ikke-fysiologisk, som de mekaniske kræfter genereret under disse betingelser har lidt til fælles med de fysiologiske profiler af shear stress i blodkarrene. Lignende betænkeligheder gælder for forsøg på at simulere fysiologiske forskydnings stress ved perfusion af åbne kamre. Som diskuteret i detaljer i vores tidligere undersøgelse¹⁰, en åben væske-luft interface skaber flere forstyrrelser og recirkulation, som er ikke-fysiologiske. For at imødegå alle disse bekymringer, har vi designet en modificeret parallel plade (MPP) flow kammer, også kaldet “minimalt invasiv flow anordning” i vores tidligere undersøgelser^6,7,10,11, lavet fra akryl og flittigt brugt i vores laboratorium. Men på trods af det faktum, at den oprindelige beskrivelse af designet er blevet offentliggjort for næsten 20 år siden, og er den eneste flow anordning, der tillader udførelse elektrofysiologiske optagelser under veldefinerede shear stress, denne metode er ikke blevet vedtaget af andre laboratorier, og der er kun meget få undersøgelser, der forsøger at optage strømme under flow. Vi mener derfor, at give en detaljeret beskrivelse til brug af MPP flow kammer vil være en stor hjælp til forsker, der er interesseret i mekanifølsomme ion-kanaler og vaskulær biologi.