在人造心脏球体中,光遗传学刺激和同时对膜潜力和瞬态的光学映射
Bijay Guragain1, Hanyu Zhang1, Yalin Wu1
1Department of Biomedical Engineering, School of Medicine and School of Engineering, University of Alabama at Birmingham, Birmingham, AL 35233, United States of America.
Journal of molecular and cellular cardiology
|December 14, 2024
概括
这项研究提出了一种新方法,可以同时通过光遗传刺激心脏组织,并光学地绘制膜潜力 (Vm) 和过渡物 (CaT). 这个平台可以实现独立的刺激和组织激活的明确归因,这对于工程组织研究至关重要.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 电子生理学 电子生理学
- 心血管研究研究心血管研究
背景情况:
- 光遗传刺激和光学映射是重要的电生理学工具.
- 膜潜力 (Vm) 和过渡物 (CaT) 的同时成像为组织功能提供了全面的见解.
- 现有的方法在区分工程和本地组织方面可能存在局限性.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的实验平台,用于同时进行光遗传刺激和Vm和CaT的光学映射.
- 评估该系统在人类诱导的多能干细胞衍生的心脏球体的疗效.
- 评估该系统在研究工程组织整合方面的潜力.
主要方法:
- 开发了一个用于同时光遗传刺激和Vm和CaT的光学映射的平台.
- 使用人类诱导的多能干细胞衍生心脏球体表达CheRiff (光遗传驱动器) 和jRCaMP1b (CaT指标).
- 采用有机染料RH237用于Vm成像,具有同时激发和分裂发射检测.
主要成果:
- 在没有交叉通话的情况下,成功实现了同时的光遗传刺激和Vm和CaT的光学记录.
- 确定了最佳的绿色光激发带 (525-575 nm) 以提高信号噪声比.
- 由于CheRiff激活,观察到与最佳频段的组织兴奋度略有增加.
结论:
- 开发的平台可以在工程心脏组织中同时进行光遗传控制和光学Vm/CaT映射.
- 该系统允许在结合组织中进行独立刺激和明确的激活归因.
- 这种技术非常适合研究工程组织移植与宿主组织的功能整合.
