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piuma压痕仪在基质加固Ca影响的体外模型分离的大鼠心肌细胞肌脂肪

 发布时间:2022-09-16 点击量:195

一、前言

细胞外基质(ECM)僵硬是心脏病的关键因素。ECM强直增加会被动地抑制心脏收缩,但基质硬化是否以及如何主动改变心肌细胞收缩力尚不清楚。旨在研究心肌细胞 - 基质相互作用的体外模型缺乏将刚性基质的被动抑制与主动基质诱导的心肌细胞性质改变分开的可能性。在这里,我们介绍一种新颖的实验模型,该模型允许探索心肌细胞对基质加固的反应性功能改变。在代表健康和患病心脏的可调节硬度基质上培养成年大鼠心肌细胞24小时,并在功能测量前从其基质中分离出来。我们证明,基质加固与被动抑制无关,可减少细胞缩短和钙2+处理但不改变肌病产生的力。此外,成体培养的心肌细胞的分离允许细胞从一个基质转移到另一个基质。这表明,当基质僵硬正常化时,僵硬诱导的心肌细胞变化是逆转的。这些基质硬度诱导的心肌细胞功能变化不能用微管的适应性来解释。此外,从肥胖的ZSF1心力衰竭大鼠模型的僵硬心脏中分离出的心肌细胞具有保留的射血分数,显示出响应于基质硬化而卸载缩短的更显着的减少。综上所述,我们介绍了一种方法,该方法可以评估ECM特性对心肌细胞功能的影响,与僵硬基质的被动抑制成分分开。因此,它增加了一个重要的生理学相关工具来研究心肌细胞 - 基质相互作用的功能后果。

二、确定凝胶刚度

使用Piuma纳米压痕仪(荷兰Optics11,荷兰阿姆斯特丹)与刚度为1 N m的压痕探针结合测定完全水合凝胶的刚度−1半径为44μm(Optics11)。针对每种刚度的凝胶确定杨氏模量。对所有凝胶进行九次单独测量,以确定平均凝胶刚度。

三、结果

使用40%丙烯酰胺和2%双歧杆菌的不同组合来获得所需刚度的凝胶。凝胶的硬度旨在代表健康的心脏(∼15 kPa)和患病的心脏(50-100 kPa)(Berry等人。2006年;恩格勒等人。2008年;威尔斯和迪舍尔,2008)。此外,还包括更合规的凝胶(8 kPa)和未经处理的玻璃盖玻片。表1列出了导致8、15、50和100 kPa刚度的丙烯酰胺和双的混合物。

四、结论

目前的研究证明了一种易于使用的方法,用于研究基质特性对心肌细胞功能的影响。此外,本文描述了一种模型,该模型提供了测量基质诱导的心肌细胞适应的机会,而不受基质刚性的被动影响。以前,不可能在培养的成年心肌细胞中分离这两个收缩影响因素,因为这些细胞不能从其基质中分离出来。我们的分离培养成人心肌细胞的新方法使得在没有其他病理性ECM相关因素的情况下,研究基质硬度改变对健康和患病心肌细胞心肌细胞功能的影响成为可能。因此,本文中描述的方法为研究心脏病中细胞外重塑的功能后果以及评估旨在保护/预防肌丝免受硬化ECM的有害影响的方法的治疗效果增加了一个重要工具。

  

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