血流によって発生する血行力は、内皮および血管機能1、2において主要な役割を果たすることがよく知られている。また、いくつかのタイプのイオンチャネルがせん断応力3、4、5の変化に鋭く反応し、イオンチャネルが一次せん断応力センサになりうするという仮説を導くこともよく知られている。最近では、我々と他の人は、メカノ感受性イオンチャネルがせん断ストレス6、7、8に対する血管活性応答を含むいくつかのせん断ストレス感受性血管機能において重要な役割^を果たすことを示した。、および発達血管新生⁹.しかし、イオンチャネルのせん断応力感受性のメカニズムはほとんど全く知られていない。この知識のギャップは、明確に定義されたせん断応力の下で電気生理学的記録を行うことの技術的な困難に起因する可能性が高い。したがって、この記事では、この目標^{6、7、10、11}を達成するためにラボで日常的に実行される詳細なプロトコルを段階的に提供します。

この方法の全体的な目標は、生理学的範囲で明確に定義されたせん断ストレスの下でイオンチャネルメカノ活性化のリアルタイム調査を可能にすることです。これは、標準的な並列プレートフローチャンバを変更して、電気生理学的ピペットをチャンバ内に下げ、リアルタイムの流量の間に底板上で成長した細胞にアクセスできるようにすることで達成され、これを達成するためのユニークなアプローチを提供します。ゴール6,^7,11.対照的に、以前の出版物に記載されている標準的な並列板流れ室は、せん断^力12または他の非侵襲的アプローチ13、14に曝露された細胞のリアルタイムイメージング分析に使用することができるが、以下の場合には使用できない。電気 生理 学。同様に、コーン及び板装置は、せん断応力15、16に細胞を露出させる別の強力なアプローチも電気生理学的記録には適していない。したがって、これらの流れ装置は、イオンチャネルのせん断応力感度の調査を可能にしない。流れの下で電気生理学的記録を行うことの難しさは、これらの重要な効果を担当するメカニズムに関する情報の貧弱さの主な理由です。

同じ目標を達成するための代替アプローチに関しては、正確または制御されているものはありません。いくつかの以前の研究は、17、18の上から細胞の近くに持って来た別のピペットから来る液体の流れに細胞を露出することによって、流れの下でイオンチャネル活性を記録しようとしました。これらの条件下で発生する機械的力は、血管内のせん断ストレスの生理学的プロファイルとほとんど共通点を持たないため、これは非常に非生理学的である。同様の懸念は、開いているチャンバーの灌流によって生理的せん断ストレスをシミュレートする試みに適用されます。我々の以前の^研究10で詳しく説明したように、開いた液体空気界面は、非生理学的である複数の妨害および再循環を作成する。これらすべての懸念に対処するために、我々は、我々の以前の研究6、7、10、11で「最小限に侵略的な流れ装置」とも呼ばれる修正された平行板(MPP)フローチャンバーを設計しました。アクリルから、私たちの研究室で広く使用されています。しかし、設計の元の説明はほぼ20年前に公開されており、明確に定義されたせん断応力の下で電気生理学的記録を行うことを可能にする唯一のフローデバイスであるという事実にもかかわらず、この方法論は行われていなかった。他のラボで採用され、流れの下で電流を記録しようとする研究はごくわずかです。したがって、MPPフローチャンバーを使用するための詳細な説明を提供することは、メカノ感受性イオンチャネルおよび血管生物学に興味を持っている研究に大きな助けになると信じています。