우리는 세포 내 칼슘에 사용할 수있는 인간의 심방 근육 세포의 분리를 설명<sup> 2 +</sup전기 생리학 패치 – 클램프 연구와 함께> 측정.
패치 클램프 기법과 심장 세포의 칼슘의 탐사와 심장 이온 채널의 전기 생리학 특성의 연구는 + 처리 이상 격리 심근이 필요합니다. 또한, 이러한 기술을 사용하여 환자의 근육 세포를 조사 할 수있는 가능성은 심방 세동 (AF)와 같은 심장 질환의 분자 기초를 해명하는 귀중한 요구 사항입니다. 여기에 1 우리는 모두에 적합한 인간의 심방 근육 세포의 분리 방법을 설명 패치 클램프 연구와 세포 내 칼슘 2 + 농도의 동시 측정. 첫째, 오픈 심장 수술을받은 환자에서 얻은 심방 부속기는 작은 조직 덩어리 ( "청크 방법")로 잘게 + 무료 솔루션 칼슘에 씻어 수 있습니다. 그런 다음 조직 덩어리가 20 μM 칼슘 2 + 솔루션을 포함하는 콜라게나 제와 단백질 분해 효소로 소화된다. 그 후, 고립 된 근육 세포는 하브 있습니다조직 현탁액의 여과 및 원심 분리하여 STED. 마지막으로, 세포 스토리지 솔루션에 칼슘 2 + 농도는 0.2 mm까지 단계적으로 조정됩니다. 우리는 간단히 +와 칼슘 2 + 분리 과정에서 버퍼링도 활동 전위와 막 전류의 대표 녹음을 제공하고, 모두 함께 동시에 칼슘 2 + 과도 측정이 고립 된 근육 세포에서 수행과 칼슘의 의미를 설명합니다.
패치 클램프 기술과 + 핸들링 이상 격리 된 심근을 필요로 세포의 칼슘의 탐사와 심장 이온 채널의 전기 생리학 특성을 공부합니다. 이들은 일반적으로 소화 효소에 심장 조직 샘플의 체외 노출 (콜라, 히알루, 펩티드 등)에 따라 얻을 수 있습니다. 1955 2 가능한 심장 근육 세포의 분리의 첫 번째 보고서 이후 프로토콜의 큰 양 마우스, 쥐, 토끼, 개, 기니 돼지와 인간을 포함한 다른 종에서 하나의 심방과 심실 심근를 수확하기 위해 개발되었습니다. 이 리뷰에서 우리는 인간의 심방 근육 세포의 분리에 초점을 맞 춥니 다. 우리는 워딩 턴 생화학 공사, 미국 (에서 제공하는 "워딩 턴 조직 해리 가이드"를 참조하십시오 다른 종에서 근육 세포의 분리 절차에 관한 www.tissuedissociation.com을 ).
<p class= "jove_content"> 인간 심방 근육 세포 격리 프로토콜은 일반적으로 여기에 우리가하기 위해 이전에 출판 된 방법에서 적응 기술의 단계별 설명을 제공 Bustamante의, 외. 3에 설명 된 방법에서 파생됩니다 패치 클램프 실험뿐만 아니라, 동시에 세포 내 칼슘 2 + 측정뿐만 아니라 적당한 심방 근육 세포를 얻을 수 있습니다. 4-11여기에서 우리는 오픈 심장 수술을받은 환자에서 얻은 심방 부속기에서 인간의 심방 근육 세포의 분리 방법을 설명합니다. 세포질 칼슘의 측정이 근육 세포를 사용하기 위해서는 + 우리는 스토리지 솔루션에서 EGTA를 생략하여 앞에서 설명한 방법 4-11 적응.
이미 1970 년에 그것은 근육 세포가 + 소화하는 동안 칼슘의 존재 해리 있지만, 그들 모두가 따라서 수축과 비 생존. 16, 17에 있었다는 것을 관찰되었고, 세포의 분리는 칼슘 2 + 무료 솔루션에서 수행됩니다. 그러나 칼슘의 생리적 농도의 재 도입 + 빠른 칼슘 2 + 유입과 세포의 죽음을 초래. 이것은 원래 짐머만과 훌스에 의해 관류 마음에서 관찰되었다 칼슘 2 + 역설 현상으로 설명하고있다. 7.0의 pH 감소 등의 절연 매체의 18 수정 <타우린 20 또는 칼슘 2 + (단계 3.2 및 4.1 참조), 21뿐만 아니라 스토리지 솔루션 22을 포함 EGTA 격리 된 근육 세포의 저장을 소량의> 19 추가 한모금은 칼슘 2 + 역설 17.을 방지하기 위해 제안되었다 그러나, 그것은 또한 칼슘 2 + EGTA를 통해 버퍼링 L-타입 칼슘의 진폭 + 전류에 의한 칼슘 2 + 과도 진폭과 칼슘 2 + 과도 이상성 붕괴의 결과를 감소하는 것으로 알려져있다. 23 그러므로 우리는 EGTA 생략 일반적인 속성과 monophasic 붕괴와 칼슘 2 + 과도를 얻기 위해 전체 분리 과정을 통해. 칼슘의 세포를 보호하기 위해 + 역설 우리는 0.2 밀리미터까지 단계적 방식의 스토리지 솔루션의 최종 칼슘 2 + 농도를 증가했다.
콜라의 선택은 아마도 성공 심근 절연을위한 가장 중요한 단계입니다. 기존 콜agenases은 클로 스트 리듐 속의 세균 histolyticum에서 얻은 원유 준비하고 다른 단백, polysaccharidases 및 리파제의 숫자뿐만 아니라 콜라가 포함되어 있습니다. 그들의 일반적인 구성 collagenases에 따라 다른 유형으로 나뉩니다. 24 워딩 턴 콜라 유형 I 및 II가 성공적으로 우리의 현재 기술 프로토콜에서 인간의 심방 근육 세포의 분리. 4-10,15,25-30에 사용 된 우리는 콜라게나 제의 사용을 권장합니다 우리는 또한 교원질 유형 II를 사용하여 가능한 세포의 수용 양을 얻을 수 있었지만, I를 입력합니다. 그러나 단 한 번의 콜라 유형 내에서 효소의 활동에 관한 중요한 배치 별 변화가있다. 이러한 변화는주의 일괄 선택 및 분리 절차를 최적화하기 위해 다양한 배치의 테스트를 필요로합니다. 워딩 턴 생화학 공사 (에서 온라인으로 사용할 일괄 선택 도구 http://www.worthington-biochem.com / CLS / match.php)는 인간의 심방 근육 세포의 분리에 적합한 것으로 표시되었습니다 조성 사용할 배치를 찾는 데 사용할 수 있습니다. 현재 우리는 콜라가 250 U / MG 콜라 활동, 345 U / MG caseinase 활동, 2.16 U / MG clostripain 활동과 0.48 U / MG 트립신 활동 (제비 # 49H11338)와 I를 입력하십시오.
이 논문에 설명 된 절차를 사용하여 얻은 세포 패치 – 클램프 연구, 칼슘 2 + 과도 측정하고 또한 모두. 15 조합을 8 시간에서 사용할 수 있습니다,이 세포는 전기장 자극에 대한 응답으로 세포의 수축을 측정 할 수 있도록 또는 전기 자극 패치 – 클램프 피펫 (게시되지 않은 관찰)를 사용.
The authors have nothing to disclose.
또한, 우리는 그들의 우수한 기술 지원을위한 인간의 심방 조직과 클라우디아 Liebetrau, 카트린 Kupser 및 라모나 나겔의 제공에 하이델베르크 대학에서 심장 외과 감사합니다. 그의 도움이 제안과 칼슘 2 + 과도 측정을 설정하는 동안 조언도 앤디 W. 트래포드에 특별한 감사합니다. 그들은 세포의 전기 생리학 및 심근 분리의 기본 기술과 기술을 배우기 위하여 저희에게 제공하는 기회를 기술의 드레스덴 대학 : 저자는 약리학 및 독물학의 부 (어슐러 까마귀 머리)의 구성원에게 그들의 깊은 감사를 표현하고 싶습니다.
저자의 연구는 독일 연구 재단 (Do769/1-1-3), 심방 세동 역량 네트워크를 통해 독일 연방 교육 연구부 (01Gi0204) 심장 혈관 연구에 대한 독일의 센터를 통해 유럽 연합에 의해 지원됩니다 유럽 연합 (EU)심방 세동의 번역 연구 ropean 네트워크 (EUTRAF, FP7 – 건강 – 2010 년 대규모 적분 프로젝트 제안 번호 261057)과 유럽 북미 심방 세동 연구 연합 (ENAFRA) 매그 Leducq (07CVD03)의 교부.
비디오 파일에 나와있는 회로도 개요는 Servier의 의료 기술을 사용하여 제작되었습니다.
Transport solution | |||
Albumin | Sigma-Aldrich | A3059 | Storage solution: 1% |
BDM | Sigma-Aldrich | 31550 | Transport solution: 30 |
DL-b-Hydroxy-butyric acid | Sigma-Aldrich | H6501 | Storage solution: 10 |
Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | Transport solution: 20 Ca2+-free solution: 20 Enzyme solution E1 and E2: 20 Storage solution: 10 |
L-Glutamic acid | Sigma-Aldrich | G1251 | Storage solution: 70 |
KCl | Merck | 1049360250 | Transport solution: 10 Ca2+-free solution: 10 Enzyme solution E1 and E2: 10 Storage solution: 20 |
KH2PO4 | Sigma-Aldrich | P5655 | Transport solution: 1.2 Ca2+-free solution: 1.2 Enzyme solution E1 and E2: 1.2 Storage solution: 10 |
MgSO4 | Sigma-Aldrich | M9397 | Transport solution: 5 Ca2+-free solution: 5 Enzyme solution E1 and E2: 5 |
MOPS | Sigma-Aldrich | M1254 | Transport solution: 5 Ca2+-free solution: 5 Enzyme solution E1 and E2: 5 |
NaCl | Sigma-Aldrich | S3014 | Transport solution: 100 Ca2+-free solution: 100 Enzyme solution E1 and E2: 100 |
Taurin | Sigma-Aldrich | 86330 | Transport solution: 50 Ca2+-free solution: 50 Enzyme solution E1 and E2: 50 Storage solution: 10 |
Collagenase I | Worthington | 4196 | Enzyme solution E1 and E2: 286 U/ml |
Protease XXIV | Sigma-Aldrich | P8038 | Enzyme solution E1 and E2: 5 U/ml* |
pH | Transport solution: 7.00 Ca2+-free solution: 7.00 Enzyme solution E1 and E2: 7.00 Storage solution: 7.40 |
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adjusted with | Transport solution: 1 M NaOH Ca2+-free solution: 1 M NaOH Enzyme solution E1 and E2: 1 M NaOH Storage solution: 1 M KOH |
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Concentrations in mM unless otherwise stated. BDM, 2,3-Butanedione monoxime. *Protease XXIV is included in Enzyme solution E1 only. | |||
Table I. Solutions. | |||
Company | Catalogue number | ||
Nylon mesh (200 μm) | VWR-Germany | 510-9527 | |
Jacketed reaction beaker | VWR | KT317000-0050 | |
Table II. Specific equipment. | |||
Company | Catalogue number | ||
Dimethyl-sulphoxide | Sigma-Aldrich | D2650 | |
Fluo-3 AM (special packaging) | Invitrogen | F-1242 | |
Pluronic F-127 | Invitrogen | P6867 | |
Table III. Substances for loading of myocytes with Fluo-3 AM. | |||
Company | Catalogue number | Bath solution | |
4-aminopyridine* | Sigma-Aldrich | A78403 | Bath solution: 5 |
BaCl2* | Sigma-Aldrich | 342920 | Bath solution: 0.1 |
CaCl2 × 2H2O | Sigma-Aldrich | C5080 | Bath solution: 2 |
Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | Bath solution: 10 |
HEPES | Sigma-Aldrich | H9136 | Bath solution: 10 |
KCl | Merck | 1049360250 | Bath solution: 4 |
MgCl × 6H2O | Sigma-Aldrich | M0250 | Bath solution: 1 |
NaCl | Sigma-Aldrich | S3014 | Bath solution: 140 |
Probenecid | Sigma-Aldrich | P8761 | Bath solution: 2 |
pH | Bath solution: 7.35 | ||
adjusted with | Bath solution: 1 M HCl | ||
Table IV. Bath solution for patch-clamp. *4-aminopyridine and BaCl were included for voltage-clamp experiments only. | |||
Company | Catalogue number | Pipette solution | |
DL-aspartat K+-salt | Sigma-Aldrich | A2025 | Pipette solution: 92 |
EGTA | Sigma-Aldrich | E4378 | Pipette solution: 0.02 |
GTP-Tris | Sigma-Aldrich | G9002 | Pipette solution: 0.1 |
HEPES | Sigma-Aldrich | H9136 | Pipette solution: 10 |
KCl | Merck | 1049360250 | Pipette solution: 48 |
MgATP | Sigma-Aldrich | A9187 | Pipette solution: 1 |
Na2ATP | Sigma-Aldrich | A2383 | Pipette solution: 4 |
Fluo-3** | Invitrogen | F3715 | Pipette solution: 0.1 |
pH | 7.20 | ||
adjusted with | 1 M KOH | ||
Table V. Pipette solution for patch-clamp*. *On experimental days pipette solution is stored on ice until use. **Fluo-3 is added from a 1 mM stock solution on experimental days. | |||