Çalıştaylar ve Nörofizyoloji Enstitüsünün hayvan tesisi tarafından sağlanan desteği onaylıyoruz. Bu çalışma Walter und Marga Boll Stiftung, Köln Fortune ve Deutsche Stiftung für Herzforschung tarafından desteklendi.

Hayvanların taşınması, yerel hayvan refahı komitesinin ve Avrupa Parlamentosu&#39;nun 2010/63 / AB sayılı Direktifinin kurallarına uymalıdır. 1. Çözümleri Hazırlama <ol><li> Tyrode&#39;nin solüsyonunu Ca 2+ olmadan (mM&#39;de kompozisyon) hazırlayın: NaCI 136, KCl 5.4, NaH2PO4.33, MgCl2, glikoz 10, HEPES 5, 2,3-butandion monoksim (BDM) 30. pH&#39;ı 7.4&#39;e ayarlayın NaOH ile 4 ° C&#39;de. </li><li> Tyrode çözeltisini Ca 2+ (bileşim mM cinsinden) ile hazırlayın: NaCl 136, KCl 5.4, NaH2PO4.33, MgCl2, glikoz 10, HEPES 5, BDM 30, CaCl 2 0.9. 4 ° C&#39;de NaOH ile pH&#39;ı 7.4&#39;e ayarlayın. </li><li> % 4 düşük eriyikli agaroz hazırlayın: Ca 2+ içermeyen 0.6 mL düşük eriyikli agaroz 15 mL Tyrode çözeltisine koyun. Karışımı, bir mikrodalga fırında iki kez 750 W&#39;de 10-15 saniye boyunca, agaroz çözünene kadar ısıtın. Çözeltiyi 37 ° C&#39;de sabit bir sıcaklıkta tutun.# 176; C ve sürekli karıştırın. </li><li> Dulbecco&#39;nun Değiştirilmiş Kartal Ortamını (DMEM) 37 ° C&#39;de serum olmadan carbogen (% 5 CO 2 ,% 95 O 2 ) ile kabarcıklarken muhafaza edin. </li></ol> 2. Microtome&#39;u hazırlayın <ol><li> Mikrogramı açın. </li><li> Dış mikrotom hücresini buzla doldurun. </li><li> İç mikrotom bölmesini, Ca 2+ içermeyen soğuk Tyrode çözeltisi ile doldurun ve çözeltiyi% 100 O 2 ile sürekli olarak oksijene koyun. </li><li> Mikro topuzun bıçak tutucusuna bir çelik bıçak takın. </li></ol> 3. Fare Kalp İzolasyonu <ol><li> 2,500 U Heparin&#39;i subkütan enjekte edin. 15 dakika bekleyin. </li><li> Hayvanı servikal dislokasyon ile kurban edin. </li><li> Sternotomi ile göğsünü açın. </li><li> Küçük makas ve bir forseps # 5 kullanarak perikardı dikkatle inceleyin. </li><li> Artan aortaya bir kanül yerleştirin ve koroner arterleri buz gibi soğuk Tyrode&#39;lerle in situ olarak perfüze edinKalan kan alınana kadar Ca 2+ içermeyen bir solüsyon. </li><li> Kalbi bir forseps ve makasla hafifçe kesip kalbi buz soğukluğunda transfer edin Tyrode&#39;nin çözümü Ca 2+ olmadan sürdü. </li><li> Atriyumu ventriküllerden bir neşter veya makasla ayırın. </li></ol> 4. Ventriküllerin% 4 Düşük Erime Agaroza Katılması <ol><li> Ventrikülleri, tepe kısmı yukarı bakacak şekilde agaroz kalıbına yerleştirin ( Şekil 1 ). Pimi sol ventriküler bölmedeki kalıbın ortasına yerleştirin. </li><li> Kalıbı, kalp tamamen kaplanıncaya kadar 37 ° C&#39;de% 4 düşük eriyikli agaroz ile doldurun. </li><li> Agarozun daha hızlı sertleşmesi için kalıbı buz üzerinde bırakın, dokunun yüzmesini önleyin. </li><li> Ventrikül içeren agaroz bloğu bir bistül ile kalıptan çıkarın. </li><li> Bloğu ters çevirin ve ventriküler odaları ve agaroz bloğun arkasındaki boşluğu doldurun;20 G&#39;lik bir iğneli bir şırınga kullanarak% 4 düşük eriyikli agaroz ile moltun iğnesi bıraktı. </li><li> Blok düz bir alt ve kalp apeksinin dik pozisyonunu elde etmek için agaroz bloğu bir neşter ile kesin. </li></ol> 5. Ventriküler Doku Dilimleme <ol><li> Bir damla cyanoacrylate tutkalı ile mikrotomun numune tutucusundaki bloğu sabitleyin. Kardiyak üstü yukarı bakacak şekilde tasarlayın. </li><li> Örnek tutucuyu, Ca 2+ içermeyen buz gibi soğuk Tyrode ile dolu mikrotomun iç numune bölmesine yerleştirin. Tyrode&#39;nin çözeltisiyle agaroz bloğu tamamen örtün. </li><li> Diğer uygulamalara (keskin elektrot kayıtları 150-200 μm için) bağlı olarak 150-400 μm kalınlığında kısa eksen dilimleri hazırlayın, bıçağın titreşim frekansı 60-70 Hz&#39;de tutun ve bıçağı mümkün olduğunca yavaş ileri hareket ettirin . </li><li> Kalan agarozu dilimlerden dikkatlice çıkarmak için ince bir fırça kullanın. </li><li> Nazikçe gönderR dilimleri,% 0.9 O 2 ile havalandırılan 0.9 mM Ca 2 + ile Tyrode solüsyonuna bir Pasteur pipet ile dilimleme prosedüründen kurtulmak için buz üzerinde en az 30 dakika saklayın. </li><li> Ardından, daha fazla kullanılmadan önce BDM&#39;yi yıkamak için 30 dakika süreyle DMEM&#39;de 37 ° C&#39;de dilimler bırakın, karbogenle havalandırın. </li></ol> 6. Keskin Elektrot Kurulumunun Hazırlanması <ol><li> Ön ısıtma için, kayıtların başlamasından 30 dakika önce tüm elektrikli cihazları açın. </li><li> Ters çevrilmiş mikroskopta yer alan ısıtma plakasına 3 cm&#39;lik hücre kültürü kabı koyun. </li><li> Özel yapım halka elektrotunu ( Şekil 2 ) çanağa yerleştirin ve ön amplifikatörün ve stimülasyon elektrodunun topraklama kablolarını bağlayın. </li><li> Perfüzyon sisteminin esnek borularını çanağa bağlayın. </li><li> Perfüzyon sisteminin rezervuarını karbogen ile havalandırılmış DMEM ile doldurun. </li><li> Perfüzyon pompasını açın ve perfüzyon rafini ayarlayın2-3 mL / dk&#39;ya kadar ısıtıldı. </li><li> Akış ısıtıcısını ve ısıtma plakasını düzenleyerek çanak içindeki DMEM sıcaklığını 37 ° C&#39;ye ayarlayın. </li></ol> 7. İşlem Potansiyel Kayıtları <ol><li> DMEM dolu tabağa bir ventriküler dilim yerleştirin. </li><li> Ters çevrilmiş mikroskop ile yapının yapısal bütünlüğünü ve yaşayabilirliğini kontrol edin (kontraktil fonksiyona dayanmaktadır). </li><li> Bir kayıt cam elektrodu 3 M KCL ile doldurun. </li><li> Bir uyarılma elektrotunu DMEM ile doldurun. </li><li> Kayıt elektrodunu ve stimülasyon elektrodunu elektrot tutucularının üzerine yerleştirin. </li><li> Uyarı elektrodunu dilim üzerine dikkatle yerleştirin ve elektrik stimülatörünü açın. 1-2 Hz&#39;lik bir stimülasyon frekansı ile başlayın. </li><li> Kayıt elektrodunu mikromanipülatör ile istenen kayıt pozisyonunun üzerine getirin. </li><li> İpucu dokuya dokunana kadar kayıt elektrodunu yavaşça indirin. </li><li> Şebekeden kısa dikdörtgen elektrik darbesi uygulayın.Kayıt elektrotu hücre zarı içine nüfuz eder. </li><li> Kayıt elektrodunu kararlı bir sinyal gelene kadar dikkatlice yeniden konumlandırın. </li><li> Aksiyon potansiyellerinin kaydını başlatın. </li></ol>

<ol>
	<li>Yamamoto, C., McIlwain, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+activities+in+thin+sections+from+the+mammalian+brain+maintained+in+chemically-defined+media+in+vitro.">Electrical activities in thin sections from the mammalian brain maintained in chemically-defined media in vitro.</a> J Neurochem. 13, 1333-1343 (1966).</li><li>Colbert, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+cortical+brain+slices+for+electrophysiological+recording.">Preparation of cortical brain slices for electrophysiological recording.</a> Methods Mol Biol. 337, 117-125 (2006).</li><li>Ad Graaf, I., Groothuis, G. M., Olinga, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precision-cut+tissue+slices+as+a+tool+to+predict+metabolism+of+novel+drugs.">Precision-cut tissue slices as a tool to predict metabolism of novel drugs.</a> Expert Opin Drug Metab Toxicol. 3, 879-898 (2007).</li><li>Kim, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiopulmonary+toxicity+of+peat+wildfire+particulate+matter+and+the+predictive+utility+of+precision+cut+lung+slices.">Cardiopulmonary toxicity of peat wildfire particulate matter and the predictive utility of precision cut lung slices.</a> Part Fibre Toxicol. 11, 29 (2014).</li><li>Nembo, E. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+chronotropic+effects+of+Erythrina+senegalensis+DC+(Fabaceae)+aqueous+extract+on+mouse+heart+slice+and+pluripotent+stem+cell-derived+cardiomyocytes.">In vitro chronotropic effects of Erythrina senegalensis DC (Fabaceae) aqueous extract on mouse heart slice and pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes.</a> J Ethnopharmacol. 165, 163-172 (2015).</li><li>Wang, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+tissue+slices:+preparation,+handling,+and+successful+optical+mapping.">Cardiac tissue slices: preparation, handling, and successful optical mapping.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 308, H1112-H1125 (2015).</li><li>Bussek, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+slices+from+adult+mammalian+hearts+as+a+model+for+pharmacological+drug+testing.">Tissue slices from adult mammalian hearts as a model for pharmacological drug testing.</a> Cell Physiol Biochem. 24, 527-536 (2009).</li><li>Burnashev, N. A., Edwards, F. A., Verkhratsky, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patch-clamp+recordings+on+rat+cardiac+muscle+slices.">Patch-clamp recordings on rat cardiac muscle slices.</a> Pflugers Arch. 417, 123-125 (1990).</li><li>Pillekamp, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishment+and+characterization+of+a+mouse+embryonic+heart+slice+preparation.">Establishment and characterization of a mouse embryonic heart slice preparation.</a> Cell Physiol Biochem. 16, 127-132 (2005).</li><li>Pillekamp, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neonatal+murine+heart+slices.+A+robust+model+to+study+ventricular+isometric+contractions.">Neonatal murine heart slices. A robust model to study ventricular isometric contractions.</a> Cell Physiol Biochem. 20, 837-846 (2007).</li><li>Halbach, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventricular+slices+of+adult+mouse+hearts--a+new+multicellular+in+vitro+model+for+electrophysiological+studies.">Ventricular slices of adult mouse hearts--a new multicellular in vitro model for electrophysiological studies.</a> Cell Physiol Biochem. 18, 1-8 (2006).</li><li>Halbach, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+maturation+and+integration+of+murine+fetal+cardiomyocytes+after+transplantation.">Electrophysiological maturation and integration of murine fetal cardiomyocytes after transplantation.</a> Circ. Res. 101, 484-492 (2007).</li><li>Halbach, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-course+of+the+electrophysiological+maturation+and+integration+of+transplanted+cardiomyocytes.">Time-course of the electrophysiological maturation and integration of transplanted cardiomyocytes.</a> J. Mol. Cell Cardiol. 53, 401-408 (2012).</li><li>Halbach, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+persistence+and+electrical+integration+of+transplanted+fetal+cardiomyocytes+from+different+developmental+stages.">Cell persistence and electrical integration of transplanted fetal cardiomyocytes from different developmental stages.</a> Int. J. Cardiol. 171, e122-e124 (2014).</li><li>Halbach, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+integration+and+action+potential+properties+of+transplanted+cardiomyocytes+derived+from+induced+pluripotent+stem+cells.">Electrophysiological integration and action potential properties of transplanted cardiomyocytes derived from induced pluripotent stem cells.</a> Cardiovasc. Res. 100, 432-440 (2013).</li><li>Verrecchia, F., Herve, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+blockade+of+gap+junctional+communication+by+2,3-butanedione+monoxime+in+rat+cardiac+myocytes.">Reversible blockade of gap junctional communication by 2,3-butanedione monoxime in rat cardiac myocytes.</a> Am J Physiol. 272, C875-C885 (1997).</li><li>Watanabe, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+effect+of+2,3-butanedione+monoxime+(BDM)+on+Na(+)/Ca(2+)+exchange+current+in+guinea-pig+cardiac+ventricular+myocytes.">Inhibitory effect of 2,3-butanedione monoxime (BDM) on Na(+)/Ca(2+) exchange current in guinea-pig cardiac ventricular myocytes.</a> Br J Pharmacol. 132, 1317-1325 (2001).</li><li>Fleischmann, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+subunit+composition+of+the+G+protein-activated+inward-rectifier+potassium+channel+during+cardiac+development.">Differential subunit composition of the G protein-activated inward-rectifier potassium channel during cardiac development.</a> J Clin Invest. 114, 994-1001 (2004).</li><li>Peinkofer, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+Early+Embryonic+to+Adult+Stage:+Comparative+Study+of+Action+Potentials+of+Native+and+Pluripotent+Stem+Cell-Derived+Cardiomyocytes.">From Early Embryonic to Adult Stage: Comparative Study of Action Potentials of Native and Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes.</a> Stem Cells Dev. 25, 1397-1406 (2016).</li></ol>

Yazarların beyan edecek hiçbir şeyi yok.

Ventriküler dilimler, korunmuş bir in vivo doku yapısı ve ölçme teknolojisinin kalbin tüm bölgelerine doğrudan erişimi ile elektrofizyolojik, farmakolojik ve mekanik çalışmalara olanak tanır. Fizyolojik aksiyon potansiyel özellikleri embriyonik, neonatal ve erişkin dilimlerde gösterilmiştir 9,10,11. Dilimleme işlemi ile doğrudan hasar gören yüzey tabakaları haricindeki dilimlerin canlılığı, canlılık boyaması ile teyit edilmiştir 9 . Burada açıklandığı gibi transplanted kardiyomiyositlerin entegrasyonunu ve olgunlaşmasını araştırmak veya kardiyoaktif bileşikler ilave edildikten sonra farmakolojik araştırmalar yapmak için, keskin cam elektrotlar kullanarak dilimler içerisinde etki potansiyel kayıtları kullanılabilir. Tek bir hücrede bir saat veya daha fazla süreyle uzun süreli kayıtlar yapmak mümkündür. Bu kayıt süresi test etmek için yeterlidirArdışık perfüzyon ve yıkama ile farklı farmakolojik bileşiklerin bir hücredeki etkisi. Kritik hazırlık adımları Dilim kalitesini optimize etmek için iskemik doku hasarından kaçınılmalıdır. Bu nedenle kalbin in situ Tyrode çözeltisiyle perfüzyonu, hızlı kalp rezeksiyonu ve buz soğukluğunda oksitlenmiş Tyrode çözeltisinde derhal korunması hayati öneme sahiptir. Dövülmekte olan kalbe 2,3-butandion monoksim kullanılarak immobilizasyon, iskemiye duyarlılığı daha da azaltabilir ve düşük erimezli agarozda sağlam bir gömme için gereklidir. Düşük erimezli agaroz içine gömülmesi, difüzyonu sınırlayarak doku arzını engelleyebilir, ancak dilimlenmeden önce yumuşak kalp dokusunu stabilize etmek için gereklidir. Örnek bloğundaki küçük oyuklar, örneğin tamamen agarozla dolu olmayan veya hava kabarcıkları olmayan ventriküler odalar doku stabilizasyonunu engelleyebilir. Kararsız miyokard dokusu yeterince direnç göstermezTitreşim yapan bıçağa takılır ve bu da şiddetli doku bozulmasına ve hasar görmesine neden olur. Net bir kesim sağlamak ve doku hasarını en aza indirgemek için bıçaklar keskin olmalıdır ( yani üç defadan fazla kullanılmaz) ve bıçağın örnek bloğundan ileri doğru hareketi olabildiğince yavaş olmalıdır, aksi halde sıkıcı bıçaklar veya aşırı hızlanma, gevşetebilir Gömülü ventriküller veya dokuyu yırtıklar. Kesitlerin kalitesi, güvenilir ve tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için mikroskop ile teyit edilebilen dokunun yapısal bütünlüğü de dahil olmak üzere belirli kriterleri ve 10 Hz&#39;ye kadar fizyolojik dayak frekanslarında elektriksel uyarıya yanıt vermelidir. Dilimler daha fazla uygulamaya bağlı olarak 150-400 μm kalınlığında kesilebilir. İnce dilimler doku çekirdeğinde hipoksik koşulları önleyebilir ve bir floresan mikroskop ile nakledilen hücrelerin daha kolay tespit edilmesine ve daha kesin bir konuma getirilmesine izin verirKayıt elektrotları 15 , kalın dilimler doku yapısının daha iyi bütünlüğünü ve dokunun daha yüksek stabilitesini sağlayabilir ve bu da kuvvet ölçümleri 10 için ve kayıtlardan sonraki histolojik işleme avantajlı olacaktır. Yüksek BDM konsantrasyonlarının iyon kanalları ve Ca 2+ işleme proteinleri 16 , 17 üzerinde potansiyel etkilerini önlemek için, BDM içermeyen DMEM dilimlerinin daha fazla kullanılmadan önce en az 30 dakika inkübe edilmesiyle BDM yıkanması önerilir. Şaşırtıcı bir şekilde, BDM yıkamadan sonra dokunun daralması ve bundan sonra hareketi keskin elektrot kayıtlarını engellemez. Sınırlamalar Genel hücre kültürü modellerinin aksine dilimler, korunmuş elektriksel ve mekanik hücre-hücre bağlantıları, hücre dışı matrisler ve kardiyomiyosit dağılımı gibi sağlam bir doku yapısı sağlarTes ve non-myocytes&#39;leri yerli doku içinde 6 . Bununla birlikte, kardiyak doku dilimleri yapay ortam tarafından sağlanan ve hazırlanma işlemi sırasında zarar görebilecekleri yalnızca 150-400 μm kalınlığa sahip oldukları için in vivo durumla tam olarak uyuşmamaktadır. Aktif kaspaz-3 ve PARP p85 fragmanının tripan mavisi boyaması ve immünohistolojik değerlendirmesi, embriyonik dilimlerin içindeki hücrelerin, yüzey katmanları dışındaki hücrelerin 9 dilimlemeden sonra canlı olduğunu ortaya koymuştur. İletim sistemi ventriküler dilimlerde korunmaz ve uyarı yayılımı düz dilimlerde üç boyutlu değil iki boyutludur. Embriyonik kalplerdeki dilimler, kültürde iki haftaya kadar kendiliğinden dayak göstermektedir 9 . Yetişkin dilimlerin spontan kontraksiyonları da ortaya çıkabilir ve iletim sisteminin hücreleri tarafından indüklenip açılmadığı veya hücre hasarını ve Ca2 + örtüsünü gösterebilir mi belli değil18 . Gelecekteki uygulamalar İlacın etki potansiyelleri ve uyarılma yayılımı 11 , gelişimsel çalışmalar 19 veya transplante kardiyomiyositlerin 15 karakterizasyonu üzerine ilaçların etkilerini analiz etmek için farmakolojik deneyler için kullanılabilen keskin elektrotlar ve mikro elektrot dizileri ile elektrofizyolojik çalışmaların yanı sıra, yukarıda gösterildiği gibi, yenidoğanın ventriküler dilimleri Kalpler, yetişkin dilimlerine de uygulanabilen 10 kuvvet büzülme ölçümleri için kullanılmıştır. (I) enjekte edilen kök hücre kaynaklı kardiyomiyositlerin yapısal entegrasyonunu değerlendirmek için, (II) incelenen hücre içi bağlaşımı için boşluk birleşim geçirgen boyaların enjeksiyonu veya (III) endotelyal çalışmalara ilişkin çalışmalar gibi ek potansiyel gelecekteki uygulamalar arasında, (I) ekili dilimlerde uzun vadeli mikroskopi çalışmaları bulunmaktadır Korona vasküler fonksiyonlarıDilim içindeki gemiler. Sonuç olarak, ventriküler dilimler, ortak hücre kültürü modellerinin kısıtlılıklarının üstesinden gelmeye yardımcı olabilen ve farmakolojik, fizyolojik, gelişimsel ve hücre tedavisi çalışmalarının geniş bir yelpazesine uygulanabilen, in vivo benzer yapıda korunmuş, değerli bir çok hücreli doku modellidir.

Yamamot ve Mcllwain 1966&#39;da beyin dilimlerinin elektriksel aktivitesinin in vitro muhafaza edildiğini gösterdiklerinden beri temel bilimde ince doku dilimleri sıklıkla kullanılmıştır. O zamandan beri, beyin 2 , karaciğer 3 , akciğer 4 ve miyokard dokusu 5 , 6 , 7 dilimleri üzerinde elektrofizyolojik ve farmakolojik çalışmalar yürütülmüştür. Yenidoğan sıçan kalplerindeki ventriküler dilimlerde ilk yama-kelepçe kayıtları 1990&#39;da 8&#39;de tanımlanmıştır, ancak bu teknik bir süre unutulmaya uğradı. Birkaç yıl sonra grubumuz, fare embriyonik 9 , neonatal 10 ve erişkin 11 kalp dilimlerini hazırlamak için yeni bir yöntem geliştirdi. Bu canlı doku dilimleri akut deneyler için kullanılabilir (erişkin dilimS birkaç saat ekilebilir) veya kısa vadeli kültür deneyleri (embriyonik ve yenidoğan dilimleri birkaç gün boyunca yetiştirilebilir). Kesitler elektrofizyolojik özelliklere benzer şekilde in vivo olarak gösterirler ve keskin elektrot aksiyon potansiyeli ve mikro elektrot dizisi kayıtları ile değerlendirildiğinde homojen bir uyarılma yayılır 11 . &quot;İki boyutlu&quot; morfolojilerinden dolayı kayıt elektrotlarının ventrikülün tüm bölgelerine doğrudan erişmelerine izin veriyorlar, bu da elektrofizyolojik araştırmalar için ilginç bir araç haline getiriyor ve Langendorff tarafından perfüze edilmiş kalpler ile karşılaştırıldığında yeni deneysel seçenekler getiriyor. Dilimlerin verapamil (L-tipi Ca2 + -kanal bloke edicisi), lidokain (Na + -kanal bloke edicisi), 4-aminopiridin (seçici olmayan voltaja bağımlı K + -kanal bloke edici) ve linopirdin (KCNQ K) gibi ilaçların iyon tutucu etkisi + -kanal bloke edici) 9 , 11 </suP&gt; ayrışmış kardiyomiyositlerde bilinen etkilere karşılık gelmektedir. İzometrik kuvvet ölçümleri pozitif bir kuvvet frekansı ilişkisi ortaya koydu ve güçlü kasılma fonksiyonu önerdi10. Bu bulgular, sıçanın ventriküler dilimlerinin fizyolojik ve farmakolojik çalışmalar için in vitro bir doku modeli olarak uygun olduğunu göstermiştir. Ayrıca, kesici elektrot kayıtları ile birlikte alıcı kalplerin ventriküler dilimleri, transplanted fetal 12 , 13 , 14 ve kök hücre kaynaklı 15 kardiyomiyositlerin olgunlaşması yanı sıra elektriksel ve mekanik entegrasyonu karakterize etmek için çok yararlı bir araç olduğu kanıtlanmıştır. Özetle, ventriküler dilimler değerli ve iyi kurulmuş bir çok hücreli doku modeli olup ayrışmış kardiyomiyositleri ve Langendorff perfüze edilen kalpler için tamamlayıcı olarak düşünülmelidir(Dissociated hücrelere karşıt olarak) bir in vivo benzeri doku yapısı sağlamanın yanı sıra keskin elektrot kayıtları gibi (kalp preparatlarının aksine) kalbin tüm bölgelerine doğrudan erişim sağlayan en büyük avantajı olan kardiyovasküler araştırmalardır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="895">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Leica VT 1000s</td>
			<td style="width:340px;">Leica Microsystems, Wetzlar, Germany</td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;">Microtome with vibrating blade.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:248px;">Stainless Steel Blades</td>
			<td style="width:340px;">Campden Instruments, Loughborough, England</td>
			<td>7550-1-SS</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pasteur pipettes&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td>Z627992&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Fine brush, e.g. size 6 (4/32&#34;)</td>
			<td style="width:340px;">VWR, International, Radnor, USA</td>
			<td>149-2125</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Preparation table</td>
			<td style="width:340px;"></td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;">self made</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Molt for embedding ventricles in agarose</td>
			<td style="width:340px;"></td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;">self made</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:248px;">1 ml Syringe</td>
			<td style="width:340px;">Becton, Dickinson;&#160; Franklin Lakes, USA</td>
			<td>300013</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">27Gx3/4`` Needles</td>
			<td rowspan="2" style="width:340px;">Braun, Melsungen, Germany</td>
			<td>4657705</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">20G 11/2`` Needles</td>
			<td>4657519</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Small scissor</td>
			<td style="width:340px;">WPI, Sarasota, USA</td>
			<td>501263</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Tweezers #5, 0.1 x 0.06 mm tip</td>
			<td style="width:340px;">WPI, Sarasota, USA</td>
			<td>500342</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Oxygen gas (medical grade O2)</td>
			<td style="width:340px;">Linde, Munich, Germany</td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Carbogen gas (95 % O2, 5 % CO2)&#160;</td>
			<td style="width:340px;">Linde, Munich, Germany</td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">NaCL</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">7647-14-5</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">KCL</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">746436</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:248px;">CaCl2</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">746495</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:248px;">KH2PO4</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">NIST200B&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">HEPES</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">51558</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:248px;">NaHCO3</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">S5761&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">D(+)-Glucose</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">G8270&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:248px;">MgSO4</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">M7506&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">NaOH</td>
			<td style="width:340px;">Sigma-Aldrich, St. Louise, USA</td>
			<td style="width:140px;">S8045&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Cyanoacrylate glue&#160;</td>
			<td style="width:340px;">Henkel, D&#252;sseldorf, Germany</td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Low-melt Agarose&#160;</td>
			<td style="width:340px;">Roth, Karlsruhe, Germany</td>
			<td style="width:140px;">6351.2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Heparin-sodium-25000 I.E./5mL</td>
			<td style="width:340px;">Ratiopharm, Ulm, Germany</td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium&#160; (DMEM), high glucose, GlutaMAX</td>
			<td style="width:340px;">ThermoScientific, Waltham, USA</td>
			<td style="width:140px;">10566016</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">SEC-10LX Amplifier</td>
			<td style="width:340px;">npi electronic GmbH, Tamm, Germany</td>
			<td>SEC-10LX</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">EPC 9</td>
			<td style="width:340px;">HEKA Elektronik GmbH, Lambrecht, Germany</td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Zeiss Axiovert 200</td>
			<td style="width:340px;">Zeiss, Oberkochen, Germany</td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">&#160;Low magnification Micromanipulator</td>
			<td style="width:340px;">Narashige, Tokyo, Japan</td>
			<td style="width:140px;">Nm-3</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">High magnification, three-axis micromanipulator</td>
			<td style="width:340px;">Narashige, Tokyo, Japan</td>
			<td style="width:140px;">MHW-3</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Peristaltic perfusion pump</td>
			<td style="width:340px;">Multi Channel Systems, Reutlingen, Germany</td>
			<td style="width:140px;">PPS2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">2-channel temperature controller</td>
			<td style="width:340px;">Multi Channel Systems, Reutlingen, Germany</td>
			<td style="width:140px;">TCO02</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Square pulse stimulator</td>
			<td style="width:340px;">Natus Europe GmbH, Planegg, Germany</td>
			<td style="width:140px;">Grass SD9</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Glass capillaries</td>
			<td style="width:340px;">WPI, Sarasota, USA</td>
			<td style="width:140px;">1B150F-1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

murine short axis ventricular heart slices for electrophysiological studies

Fare kardiyomiyositleri , in vitro kardiyak fizyoloji çalışmaları ve yeni tedavi stratejileri için yoğun şekilde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, ayrışmış kardiyomiyositlerin çok hücreli preparatları, kalbin hem mekanik hem de elektrofizyolojik özelliklerini etkileyen kardiyomiyositlerin, miyositlerin ve hücre dışı matrisin in vivo yapısının kompleksini temsil etmez. Burada, korunmuş in vivo doku yapısı ile yetişkin fare kalplerindeki canlı ventriküler dilimleri hazırlamak için bir teknik ve elektrofizyolojik kayıtlara uygunluğunu göstermek için bir teknik açıklanmaktadır. Kalbin eksizyonundan sonra, ventriküller atriyumdan ayrılır, 2,3-butandion monoksim içeren Ca2 + içermeyen çözelti ile perfüzyonlanır ve% 4&#39;lük düşük eriyikli agaroz blok içine gömülür. Blok titreşen bir bıçakla mikrotom üzerine yerleştirilir ve 150-400 μm kalınlığa sahip doku dilimleri titreşimi serbest bırakarak hazırlanır60 Hz&#39;de bıçak sıklığı ve bıçağı mümkün olduğunca yavaş ileri hareket ettirerek. Dilimlerin kalınlığı diğer uygulamalara bağlıdır. Dilimler buz soğukluğundaki Tyrode çözeltisinde 0.9 mM Ca 2+ ve 2,3-butandion monoksim (BDM) ile 30 dakika süreyle saklanır. Ardından, BDM&#39;yi yıkamak için dilimler 37 ° C DMEM&#39;ye 30 dakika boyunca aktarılır. Dilimler, kesici elektrodlar veya mikro elektrot dizileri ile elektrofizyolojik çalışmalar için, kontraktil fonksiyonu analiz etmek için güç ölçümleri için veya nakledilen kök hücre kaynaklı kardiyomiyositlerin ve konakçı doku arasındaki etkileşimi araştırmak için kullanılabilir. Keskin elektrot kayıtları için, bir dilim, ters çevrilmiş mikroskopun ısıtma plakasındaki 3 cm&#39;lik hücre kültürü çanağına yerleştirilir. Dilim bir tek kutuplu elektrot ile uyarılır ve dilim içindeki kardiyomiyositlerin hücre içi eylem potansiyelleri keskin bir cam elektrot ile kaydedilir.

Miyokard enfarktüsü kardiyomiyositlerin neredeyse geri döndürülemez bir kaybına yol açar. Eksojen kardiyak rejenerasyon için kök hücre kaynaklı kardiyomiyositleri kullanarak hücre replasman tedavisi umut verici bir tedavi yaklaşımıdır. Transplante hücrelerin elektriksel entegrasyonu ve olgunlaşması, hücre replasman tedavisinin güvenilirliği ve etkinliği için çok önemlidir. Entegrasyon ve olgunlaşmayı değerlendirmek için yetişkin farelerin sağlıklı kalplerine arttırılmış yeşil flüoresan proteini (eGFP) eksprese eden indüklenmiş pluripotent kök hücrelerden türetilen kardiyomiyositleri (iPSCM; 0.5 x 10 6 iPSCM / 10 uL&#39;lik 2 enjeksiyon) nakledildik (bkz. Peinkofer et al. Yöntemlerin ayrıntılı açıklaması için 15 ). Transplantasyondan altı gün sonra, tarif edilen protokol kullanılarak alıcı kalplerin ventriküler dilimleri hazırlandı. Temsili bir kayıt,Şekil 3. Nakledilmiş iPSCM içeren bir dilim, 37 ° C&#39;de DMEM içine yerleştirildi ve konakçı dokuya yerleştirilen bir tek kutuplu elektrot tarafından fokal olarak stimüle edildi ( Şekil 3A , solda). Hücre içi aksiyon potansiyelleri, eGFP pozitif nakledilmiş iPSCM&#39;de komşu konakçı dokuda 3 M KCl ile dolu keskin cam mikroelektrodlarla kaydedildi ( Şekil 3A , sağ). Transplante iPSCM&#39;nin alıcı kalplerdeki kalıcılığı ve elektriksel entegrasyonu gösterilebilir. Uyarılma eserlerinin geçici etkileşimleri ve aksiyon potansiyelleri nakledilen kardiyomiyositlerde hücre içinde kaydedilmişse, iPSCM elektriksel olarak entegre edilmiş olarak kabul edilmiştir ( Şekil 3B ). Elektriksel entegrasyonun kalitesi, elektriksel aktivasyonun ertelenmesi ile nicelendirilebilir, yani , uyarı ve başlama arasındaki gecikmeE hareket potansiyeli artışı ve iletim blokları olmaksızın maksimum uyarılma frekansı, yani her uyarıdan sonra aksiyon potansiyellerinin 1: 1&#39;lik bir üretime götüren maksimal uyarım frekansı. Bu temsilci deneyinde nakledilen iPSCM, yaklaşık 5 Hz&#39;lik iletim blokları olmaksızın maksimum uyarılma frekansı ile gösterildiği gibi ( Şekil 3B , sağda) elektriksel olarak entegre edildi, ancak bağlanma kalitesi, konakçı dokudaki kadar uzun değildi Uyarılma eseri ve aksiyon potansiyeli yukarı vuruşu arasındaki gecikme (konukçu dokusu: 8 ms; iPSCM: 20 ms). Ev sahibi kardiyomiyositlerin aksiyon potansiyelleri, 84 mV amplitüd, -74 mV maksimal diyastolik potansiyel,% 50 repolarizasyonda 11 ms süre,% 90 repolarizasyonda 108 ms süre ve 114 V / s&#39;lik bir iniş hızı idi. Uyarım sıklığını 1 ila 5 Hz artıracak olursak, aksiyon potansiyelinde azalma olurIyon% 90 repolarizasyonda (86 ms). Nakledilen iPSCM, aksiyon potansiyel özelliklerinde önemli farklılıklar göstermiştir. Konukçu hücrelere kıyasla genlik daha küçük (53 mV), maksimum diyastolik potansiyel daha az negatif (-54 mV),% 50 repolarizasyonda artış süresi (14 ms),% 90 repolarizasyon süresi daha kısa (90 ms) ve yukarı doğru hız Daha yavaş (57 V / s). Uyarı frekansında 1 ila 5 Hz&#39;lik bir artış, aksiyon potansiyelinin% 90&#39;lık repolarizasyonda (67 ms) azalmasına neden oldu. Sonuç olarak, nakil sonrası 6 gün içinde bu temsili örnekte, analiz edilen iPSCM, olgunlaşmamış kardiyomiyositlerin tipik özelliklerini göstermiştir. Bu anekdot bulgusu, istatistiksel olarak yeterli sayıda hücredeki ve preparatların ölçümleri ile uyumludur ve bunlar 15 yaşından önce bildirilmiştir. <img alt="Şekil 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55725/55725fig1.jpg" /> Şekil 1: </Strong&gt; Agarozda Ventriküller Gömmek için Özel Yapılan Kalıp. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55725/55725fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55725/55725fig2.jpg" /> Şekil 2: Keskin Elektrot Kayıtları için özel yapılmış Halka Elektrot (toprak). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55725/55725fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55725/55725fig3.jpg" /> Şekil 3: Transplante iPSCM&#39;nin Elektrik Entegrasyonu . ( A ) eGFP pozitif iPSCM&#39;yi içeren ventriküler kalp dilimi (sol) (sağda). SE:Uyarma elektrodu. Kırmızı noktalar kayıtların yerini işaretler. ( B ) Sağlıklı konak dokusunda (üst izler) ve nakledilen iPSCM&#39;de (alt izler) potansiyel kayıtlar. Dilim, konakçı dokuya yaklaşık 2 Hz (sol izler) ve 5 Hz (sağ izler) yerleştirilen bir uyarılma elektrotu ile fokal olarak uyarıldı. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55725/55725fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Murine Short Axis Ventricular Heart Slices for Electrophysiological Studies at JoVE.com

Murine Short Axis Ventricular Heart Slices for Electrophysiological Studies

Burada, yetişkin farelerden canlı ventriküler dilimlerin hazırlanmasını ve keskin elektrodun hareket potansiyel kayıtları için kullanımlarını açıklıyoruz. Bu çok hücreli müstahzarlar , in vitro olarak elektrofizyolojik ve farmakolojik çalışmalar için değerli bir model oluşturan, korunmuş bir in vivo doku yapısı sağlar.

Elektrofizyolojik Çalışmalar İçin Murin Kısa Eksenli Ventriküler Kalp Dilimleri

Murine cardiomyocytes have been extensively used for in vitro studies of cardiac physiology and new therapeutic strategies. However, multicellular ...

murine-short-axis-ventricular-heart-slices-for-electrophysiological

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

7.3K Görüntüleme.  University of Cologne.  Burada, yetişkin farelerden canlı ventriküler dilimlerin hazırlanmasını ve keskin elektrodun hareket potansiyel kayıtları için kullanımlarını açıklıyoruz. Bu çok hücreli müstahzarlar , in vitro olarak elektrofizyolojik ve farmakolojik çalışmalar için değerli bir model oluşturan, korunmuş bir in vivo doku yapısı sağlar. 

Video: Murine Short Axis Ventricular Heart Slices for Electrophysiological Studies

Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR

Injection of Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently used for the first time in patients who had symptomatic heart failure. In all patients, cardiac function of the left ventricle (LV) improved significantly, as manifested by consistent reduction of the LV volume and wall stress. Here we describe this novel treatment procedure and the methods used to quantify its effects on LV wall stress and function.
Algisyl-LVR is a biopolymer gel consisting of Na+-Alginate and Ca2+-Alginate. The treatment procedure was carried out by mixing these two components and then combining them into one syringe for intramyocardial injections. This mixture was injected at 10 to 19 locations mid-way between the base and apex of the LV free wall in patients.
Magnetic resonance imaging (MRI), together with mathematical modeling, was used to quantify the effects of this treatment in patients before treatment and at various time points during recovery. The epicardial and endocardial surfaces were first digitized from the MR images to reconstruct the LV geometry at end-systole and at end-diastole. Left ventricular cavity volumes were then measured from these reconstructed surfaces.
Mathematical models of the LV were created from these MRI-reconstructed surfaces to calculate regional myofiber stress. Each LV model was constructed so that 1) it deforms according to a previously validated stress-strain relationship of the myocardium, and 2) the predicted LV cavity volume from these models matches the corresponding MRI-measured volume at end-diastole and end-systole. Diastolic filling was simulated by loading the LV endocardial surface with a prescribed end-diastolic pressure. Systolic contraction was simulated by concurrently loading the endocardial surface with a prescribed end-systolic pressure and adding active contraction in the myofiber direction. Regional myofiber stress at end-diastole and end-systole was computed from the deformed LV based on the stress-strain relationship.

This article describes procedures for implanting a novel hydrogel in failing hearts and quantifying its effect on left ventricular wall stress and function. These procedures have been successfully applied in dogs and humans.

Algisyl-LVR kullanarak Hearts başarısız Fonksiyon Sol Ventrikül Duvar Stres ve İyileştirme azalma

Injection of  Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat  patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently ...

Tıp

Murine Model of Wound Healing

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. Impaired wound healing, which occurs in diabetic patients for example, can lead to severe unfavorable outcomes such as amputation. There is, therefore, an increasing impetus to develop novel agents that promote wound repair. The testing of these has been limited to large animal models such as swine, which are often impractical. Mice represent the ideal preclinical model, as they are economical and amenable to genetic manipulation, which allows for mechanistic investigation. However, wound healing in a mouse is fundamentally different to that of humans as it primarily occurs via contraction. Our murine model overcomes this by incorporating a splint around the wound. By splinting the wound, the repair process is then dependent on epithelialization, cellular proliferation and angiogenesis, which closely mirror the biological processes of human wound healing. Whilst requiring consistency and care, this murine model does not involve complicated surgical techniques and allows for the robust testing of promising agents that may, for example, promote angiogenesis or inhibit inflammation. Furthermore, each mouse acts as its own control as two wounds are prepared, enabling the application of both the test compound and the vehicle control on the same animal. In conclusion, we demonstrate a practical, easy-to-learn, and robust model of wound healing, which is comparable to that of humans.

A murine model of cutaneous wound healing that can be used to assess therapeutic compounds in physiological and pathophysiological settings.

Yara Şifa murin Modeli

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. ...

Intramyocardial Cell Delivery: Observations in Murine Hearts

Previous studies showed that cell delivery promotes cardiac function amelioration by release of cytokines and factors that increase cardiac tissue revascularization and cell survival. In addition, further observations revealed that specific stem cells, such as cardiac stem cells, mesenchymal stem cells and cardiospheres have the ability to integrate within the surrounding myocardium by differentiating into cardiomyocytes, smooth muscle cells and endothelial cells.
Here, we present the materials and methods to reliably deliver noncontractile cells into the left ventricular wall of immunodepleted mice. The salient steps of this microsurgical procedure involve anesthesia and analgesia injection, intratracheal intubation, incision to open the chest and expose the heart and delivery of cells by a sterile 30-gauge needle and a precision microliter syringe.
Tissue processing consisting of heart harvesting, embedding, sectioning and histological staining showed that intramyocardial cell injection produced a small damage in the epicardial area, as well as in the ventricular wall. Noncontractile cells were retained into the myocardial wall of immunocompromised mice and were surrounded by a layer of fibrotic tissue, likely to protect from cardiac pressure and mechanical load.

Intramyocardial cell delivery in murine models of cardiovascular diseases, such as hypertension or myocardial infarction, is widely used to test the therapeutic potential of different cell types in regenerative studies. Therefore, a detailed description and a clear visualization of this surgical procedure will help to define the limits and advantages of cardiovascular cell therapeutic analyses in small rodents.

Intramiyokardiyal Hücre Teslimat: Mürin Hearts Gözlemler

Previous studies showed that cell delivery promotes cardiac function amelioration by release of cytokines and factors that increase cardiac tissue ...

Murine Heterotopic Heart Transplant Technique

It is now over forty years since this technique was first reported by Corry, Wynn and Russell. Although it took some years for other labs to become proficient in and utilize this technique, it is now widely used by many laboratories around the world. A significant refinement to the original technique was developed and reported in 2001 by Niimi. Described here are the techniques that have evolved over more than a decade in the hands of three surgeons (Plenter, Grazia, Pietra) in our center. These techniques are now being passed on to a younger generation of surgeons and researchers.
Based largely on the Niimi experience, the procedures used have evolved in the fine details - details which we will endeavor to relate here in such a way that others may be able to use this very useful model. Like Niimi, we have found that a video aid to learning is a priceless resource for the beginner.

The manuscript describes the steps required to perform the heterotopic heart transplant in the mouse.

Mürin Heterotopik Kalp Nakli Tekniği

It is now over forty years since this technique was first reported by Corry, Wynn and Russell. Although it took some years for other labs to become ...

Use of Two Intracorporeal Ventricular Assist Devices As a Total Artificial Heart

Mechanical circulatory support (MCS) has been introduced as a viable alternative to heart transplantation primarily through the use of intracorporeal ventricular assist devices (VADs) for support of the left ventricle. However, certain clinical scenarios warrant biventricular mechanical support. One strategy for some patients is the excision of both ventricles and the implantation of two VAD pumps as a total artificial heart (TAH). This has recently been made possible by the improvements in device design and the small profile of centrifugal devices. This TAH approach remains experimental with many important challenges such as the device settings to balance the right and left circulation, the orientation of the devices and the outflow graft with their influence on hemolysis and stability, and the outcome of chronic support using such an orientation. This protocol aims to provide a reproducible approach for total artificial heart replacement with two intracorporeal centrifugal VADs in a cow model.

Here, we present a protocol using two centrifugal pumps as a total artificial heart replacement.

Bir yapay kalp olarak iki Intracorporeal Ventriküler yardımcı cihazların kullanımı

Mechanical circulatory support (MCS) has been introduced as a viable alternative to heart transplantation primarily through the use of intracorporeal ...

Electrophysiological Assessment of Murine Atria with High-Resolution Optical Mapping

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and electrophysiological phenotype in the atria. That encourages us to utilize a genetically-engineered mouse model to elucidate the mechanism of AF. However, it is difficult to evaluate the electrophysiological properties in murine atria due to their small size. This protocol describes the electrophysiological evaluation of atria using an optical mapping system with a high temporal and spatial resolution in Langendorff perfused murine hearts. The optical mapping system is assembled with dual high-speed complementary metal oxide semiconductor cameras and high magnification objective lenses, to detect the fluorescence of a voltage-sensitive dye and Ca2+ indicator. To focus on the assessment of murine atria, optical mapping is performed with an area of 2 mm &#215; 2 mm or 10 mm x 10 mm, with a 100 &#215; 100 resolution (20 &#181;m/pixel or 100 &#181;m/pixel) and sampling rate of up to 10 kHz (0.1 ms) at maximum. A 1-French size quadripolar electrode pacing catheter is placed into the right atrium through the superior vena cava avoiding any mechanical damage to the atrium, and pacing stimulation is delivered through the catheter. An electrophysiological study is performed with programmed stimulation including constant pacing, burst pacing, and up to triple extrastimuli pacing. Under a spontaneous or pacing rhythm, the optical mapping recorded the action potential duration, activation map, conduction velocity, and Ca2+ transient individually in the right and left atria. In addition, the programmed stimulation also determines the inducibility of atrial tachyarrhythmias. Precise activation mapping is performed to identify the propagation of the excitation in the atrium during an induced atrial tachyarrhythmia. Optical mapping with a specialized setting enables a thorough electrophysiological evaluation of the atrium in murine pathological models.

This protocol describes the electrophysiological evaluation of murine atria utilizing an optical mapping system with a high temporal and spatial resolution, including dual recordings of the membrane voltage and Ca2+ transient under programmed stimulation through a specialized electrode catheter.

Yüksek çözünürlüklü optik eşleştirmenin fare Atria Elektrofizyolojik değerlendirme

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and ...

Optocardiography and Electrophysiology Studies of Ex Vivo Langendorff-perfused Hearts

Small animal models are most commonly used in cardiovascular research due to the availability of genetically modified species and lower cost compared to larger animals. Yet, larger mammals are better suited for translational research questions related to normal cardiac physiology, pathophysiology, and preclinical testing of therapeutic agents. To overcome the technical barriers associated with employing a larger animal model in cardiac research, we describe an approach to measure physiological parameters in an isolated, Langendorff-perfused piglet heart. This approach combines two powerful experimental tools to evaluate the state of the heart: electrophysiology (EP) study and simultaneous optical mapping of transmembrane voltage and intracellular calcium using parameter sensitive dyes (RH237, Rhod2-AM). The described methodologies are well suited for translational studies investigating the cardiac conduction system, alterations in action potential morphology, calcium handling, excitation-contraction coupling and the incidence of cardiac alternans or arrhythmias.

The objective of this study was to establish a method for investigating cardiac dynamics using a translational animal model. The described experimental approach incorporates dual-emission optocardiography in conjunction with an electrophysiological study to assess electrical activity in an isolated, intact porcine heart model.

Ex Vivo Langendorff perfüzyonlu Kalplerin Optokardiyografi ve Elektrofizyoloji Çalışmaları

Small animal models are most commonly used in cardiovascular research due to the availability of genetically modified species and lower cost compared to ...

Murine Precision-Cut Liver Slices as an Ex Vivo Model of Liver Biology

Understanding the mechanisms of liver injury, hepatic fibrosis, and cirrhosis that underlie chronic liver diseases (i.e., viral hepatitis, non-alcoholic fatty liver disease, metabolic liver disease, and liver cancer) requires experimental manipulation of animal models and in vitro cell cultures. Both techniques have limitations, such as the requirement of large numbers of animals for in vivo manipulation. However, in vitro cell cultures do not reproduce the structure and function of the multicellular hepatic environment. The use of precision-cut liver slices is a technique in which uniform slices of viable mouse liver are maintained in laboratory tissue culture for experimental manipulation. This technique occupies an experimental niche that exists between animal studies and in vitro cell culture methods. The presented protocol describes a straightforward and reliable method to isolate and culture precision-cut liver slices from mice. As an application of this technique, ex vivo liver slices are treated with bile acids to simulate cholestatic liver injury and ultimately assess the mechanisms of hepatic fibrogenesis.

This protocol provides a simple and reliable method for the production of viable precision-cut liver slices from mice. The ex vivo tissue samples can be maintained under laboratory tissue culture conditions for multiple days, providing a flexible model to examine liver pathobiology.

Karaciğer Biyolojisi Ex Vivo Modeli olarak Murine Precision-Cut Karaciğer Dilimleri

Understanding the mechanisms of liver injury, hepatic fibrosis, and cirrhosis that underlie chronic liver diseases (i.e., viral hepatitis, non-alcoholic ...

Location, Dissection, and Analysis of the Murine Stellate Ganglion

The autonomic nervous system is a substantial driver of cardiac electrophysiology. Especially&#160;the role of its sympathetic branch is an ongoing matter of investigation in the pathophysiology of ventricular arrhythmias (VA). Neurons in the stellate ganglia (SG)&#160;&#8211;&#160;bilateral star-shaped structures of the sympathetic chain &#8211;&#160;are an important component of the sympathetic infrastructure. The SG are a recognized target for&#160;treatment via cardiac sympathetic denervation in patients with therapy-refractory VA. While neuronal remodeling and glial activation in the SG have been described in patients with VA, the underlying cellular and molecular processes that potentially precede the onset of arrhythmia are only insufficiently understood and should be elucidated to improve autonomic modulation. Mouse models allow us to study sympathetic neuronal remodeling, but identification of the murine SG is challenging for the inexperienced investigator. Thus, in-depth cellular and molecular biological studies of the murine SG are lacking for many common cardiac diseases. Here, we describe a basic repertoire for dissecting and studying the SG in adult mice for analyses at RNA level (RNA isolation for gene expression analyses, in situ hybridization), protein level (immunofluorescent whole mount staining), and cellular level (basic morphology, cell size measurement). We present potential solutions to overcome challenges in the preparation technique, and how to improve staining via quenching of autofluorescence. This allows for the visualization of neurons as well as glial cells via established markers in order to determine cell composition and remodeling processes. The methods presented here allow characterizing the SG to gain further information on autonomic dysfunction in mice prone to VA and can be complemented by additional techniques investigating neuronal and glial components of the autonomic nervous system in the heart.

Pathophysiological changes in the cardiac autonomic nervous system, especially in its sympathetic branch, contribute to the onset and maintenance of ventricular arrhythmias. In the present protocol, we show how to characterize murine stellate ganglia to improve the understanding of the underlying molecular and cellular processes.

Murine Stellate Ganglion'un Yeri, Diseksiyonu ve Analizi

The autonomic nervous system is a substantial driver of cardiac electrophysiology. Especially&#160;the role of its sympathetic branch is an ongoing matter ...

Use of a Percutaneous Ventricular Assist Device/Left Atrium to Femoral Artery Bypass System for Cardiogenic Shock

The left atrial to femoral artery bypass (LAFAB) system is a mechanical circulatory support (MCS) device used in cardiogenic shock (CS) that bypasses the left ventricle by draining blood from the left atrium (LA) and returning it to the systemic arterial circulation via the femoral artery. It can provide flows ranging from 2.5-5 L/min depending on the size of the cannula. Here, we discuss the mechanism of action of LAFAB, available clinical data, indications for its use in cardiogenic shock, steps of implantation, post-procedural care, and complications associated with the use of this device and their management.
We also provide a brief video of the procedural component of device therapy, including the pre-placement preparation, percutaneous placement of the device via transseptal puncture under echocardiographic guidance and the post-operative management of device parameters.

The following article describes the stepwise procedure for placement of a device (e.g., Tandemheart) in cardiogenic shock (CS) that is a percutaneous left ventricular assist device (pLVAD) and a left atrial to femoral artery bypass (LAFAB) system that bypasses and supports the left ventricle (LV) in CS.

Kardiyojenik Şok için Perkütan Ventrikül Yardımcı Cihazının/Sol Atriyumdan Femoral Arter Bypass Sistemine Kullanımı

The left atrial to femoral artery bypass (LAFAB) system is a mechanical circulatory support (MCS) device used in cardiogenic shock (CS) that bypasses the ...