Nature.comని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు.మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ సంస్కరణకు పరిమిత CSS మద్దతు ఉంది.ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్ను ఉపయోగించాల్సిందిగా మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా Internet Explorerలో అనుకూలత మోడ్ని నిలిపివేయండి).ఈ సమయంలో, నిరంతర మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము సైట్ను స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా రెండర్ చేస్తాము.
ఔషధ పరీక్ష కోసం గుండె యొక్క శారీరక వాతావరణాన్ని ఖచ్చితంగా పునరుత్పత్తి చేయగల నమ్మకమైన ఇన్ విట్రో సిస్టమ్ అవసరం.హ్యూమన్ హార్ట్ టిష్యూ కల్చర్ సిస్టమ్స్ యొక్క పరిమిత లభ్యత కార్డియాక్ డ్రగ్ ఎఫెక్ట్స్ యొక్క సరికాని వివరణలకు దారితీసింది.ఇక్కడ, మేము కార్డియాక్ టిష్యూ కల్చర్ మోడల్ (CTCM)ని అభివృద్ధి చేసాము, ఇది ఎలక్ట్రోమెకానికల్గా గుండె ముక్కలను ప్రేరేపిస్తుంది మరియు కార్డియాక్ సైకిల్ యొక్క సిస్టోలిక్ మరియు డయాస్టొలిక్ దశలలో శారీరకంగా సాగుతుంది.12 రోజుల సంస్కృతి తర్వాత, ఈ విధానం గుండె విభాగాల సాధ్యతను పాక్షికంగా మెరుగుపరిచింది, కానీ వాటి నిర్మాణ సమగ్రతను పూర్తిగా సంరక్షించలేదు.అందువల్ల, చిన్న మాలిక్యూల్ స్క్రీనింగ్ తర్వాత, మా మాధ్యమానికి 100 nM ట్రైయోడోథైరోనిన్ (T3) మరియు 1 μM డెక్సామెథాసోన్ (డెక్స్) కలిపి 12 రోజుల పాటు విభాగాల సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని నిర్వహించినట్లు మేము కనుగొన్నాము.T3/Dex చికిత్సతో కలిపి, CTCM సిస్టమ్ ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ ప్రొఫైల్స్, ఎబిబిలిటీ, మెటబాలిక్ యాక్టివిటీ మరియు స్ట్రక్చరల్ ఇంటెగ్రిటీని తాజా గుండె కణజాలం వలె 12 రోజుల పాటు నిర్వహించింది.అదనంగా, సంస్కృతిలో కార్డియాక్ కణజాలం యొక్క అధిక సాగతీత హైపర్ట్రోఫిక్ కార్డియాక్ సిగ్నలింగ్ను ప్రేరేపిస్తుంది, కార్డియాక్ స్ట్రెచ్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన హైపర్ట్రోఫిక్ పరిస్థితులను అనుకరించే CTCM సామర్థ్యానికి సాక్ష్యాలను అందిస్తుంది.ముగింపులో, CTCM చాలా కాలం పాటు సంస్కృతిలో గుండె యొక్క శరీరధర్మ శాస్త్రం మరియు పాథోఫిజియాలజీని మోడల్ చేయగలదు, ఇది నమ్మదగిన డ్రగ్ స్క్రీనింగ్ని అనుమతిస్తుంది.
క్లినికల్ పరిశోధనకు ముందు, మానవ గుండె యొక్క శారీరక వాతావరణాన్ని ఖచ్చితంగా పునరుత్పత్తి చేయగల నమ్మకమైన ఇన్ విట్రో వ్యవస్థలు అవసరం.ఇటువంటి వ్యవస్థలు మార్చబడిన మెకానికల్ స్ట్రెచ్, హృదయ స్పందన రేటు మరియు ఎలక్ట్రోఫిజియోలాజికల్ లక్షణాలను అనుకరించాలి.జంతు నమూనాలు సాధారణంగా కార్డియాక్ ఫిజియాలజీకి స్క్రీనింగ్ ప్లాట్ఫారమ్గా మానవ హృదయంలో ఔషధాల ప్రభావాలను ప్రతిబింబించడంలో పరిమిత విశ్వసనీయతతో ఉపయోగించబడతాయి1,2.అంతిమంగా, ఐడియల్ కార్డియాక్ టిష్యూ కల్చర్ ఎక్స్పెరిమెంటల్ మోడల్ (CTCM) అనేది మానవ గుండె యొక్క శరీరధర్మ శాస్త్రం మరియు పాథోఫిజియాలజీని ఖచ్చితంగా పునరుత్పత్తి చేసే వివిధ చికిత్సా మరియు ఔషధ జోక్యాలకు అత్యంత సున్నితమైన మరియు నిర్దిష్టమైన నమూనా.అటువంటి వ్యవస్థ లేకపోవడం గుండె వైఫల్యానికి కొత్త చికిత్సల ఆవిష్కరణను పరిమితం చేస్తుంది4,5 మరియు మార్కెట్ నుండి నిష్క్రమించడానికి ప్రధాన కారణం డ్రగ్ కార్డియోటాక్సిసిటీకి దారితీసింది.
గత దశాబ్దంలో, ఎనిమిది నాన్-కార్డియోవాస్కులర్ మందులు క్లినికల్ ఉపయోగం నుండి ఉపసంహరించబడ్డాయి, ఎందుకంటే అవి వెంట్రిక్యులర్ అరిథ్మియాస్ మరియు ఆకస్మిక మరణానికి దారితీసే QT విరామం పొడిగింపుకు కారణమవుతాయి.అందువల్ల, హృదయ సంబంధ సామర్థ్యాన్ని మరియు విషాన్ని అంచనా వేయడానికి నమ్మకమైన ప్రిలినికల్ స్క్రీనింగ్ వ్యూహాల అవసరం పెరుగుతోంది.డ్రగ్ స్క్రీనింగ్ మరియు టాక్సిసిటీ టెస్టింగ్లో మానవ-ప్రేరిత ప్లూరిపోటెంట్ స్టెమ్ సెల్-డెరైవ్డ్ కార్డియోమయోసైట్ల (hiPS-CM) ఇటీవలి ఉపయోగం ఈ సమస్యకు పాక్షిక పరిష్కారాన్ని అందిస్తుంది.అయినప్పటికీ, hiPS-CMల యొక్క అపరిపక్వ స్వభావం మరియు గుండె కణజాలం యొక్క బహుళ సెల్యులార్ సంక్లిష్టత లేకపోవడం ఈ పద్ధతి యొక్క ప్రధాన పరిమితులు.ఇటీవలి అధ్యయనాలు ఆకస్మిక సంకోచాలు ప్రారంభమైన కొద్దిసేపటికే కార్డియాక్ టిష్యూ హైడ్రోజెల్లను ఏర్పరచడానికి ప్రారంభ hiPS-CMని ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు కాలక్రమేణా విద్యుత్ ప్రేరణను క్రమంగా పెంచడం ద్వారా ఈ పరిమితిని పాక్షికంగా అధిగమించవచ్చు.అయినప్పటికీ, ఈ hiPS-CM మైక్రోటిష్యూలు వయోజన మయోకార్డియం యొక్క పరిపక్వ ఎలక్ట్రోఫిజియోలాజికల్ మరియు సంకోచ లక్షణాలను కలిగి ఉండవు.అదనంగా, మానవ కార్డియాక్ కణజాలం మరింత సంక్లిష్టమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇందులో ఎండోథెలియల్ కణాలు, న్యూరాన్లు మరియు స్ట్రోమల్ ఫైబ్రోబ్లాస్ట్లతో సహా వివిధ కణ రకాల వైవిధ్య మిశ్రమం ఉంటుంది, నిర్దిష్ట ఎక్స్ట్రాసెల్యులర్ మ్యాట్రిక్స్ ప్రోటీన్ల ద్వారా పరస్పరం అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.వయోజన క్షీరద గుండెలో 11,12,13 నాన్-కార్డియోమయోసైట్ జనాభా యొక్క ఈ వైవిధ్యత వ్యక్తిగత కణ రకాలను ఉపయోగించి కార్డియాక్ కణజాలాన్ని మోడలింగ్ చేయడానికి ప్రధాన అవరోధం.ఈ ప్రధాన పరిమితులు శారీరక మరియు రోగలక్షణ పరిస్థితులలో చెక్కుచెదరకుండా మయోకార్డియల్ కణజాలాన్ని పెంపొందించడానికి పద్ధతులను అభివృద్ధి చేయడం యొక్క ప్రాముఖ్యతను నొక్కిచెబుతున్నాయి.
మానవ గుండె యొక్క కల్చర్డ్ సన్నని (300 µm) విభాగాలు చెక్కుచెదరని మానవ మయోకార్డియం యొక్క ఆశాజనక నమూనాగా నిరూపించబడ్డాయి.ఈ పద్ధతి మానవ గుండె కణజాలం మాదిరిగానే పూర్తి 3D బహుళ సెల్యులార్ సిస్టమ్కు ప్రాప్తిని అందిస్తుంది.అయినప్పటికీ, 2019 వరకు, కల్చర్డ్ హార్ట్ సెక్షన్ల ఉపయోగం స్వల్ప (24 గం) సంస్కృతి మనుగడ ద్వారా పరిమితం చేయబడింది.భౌతిక-యాంత్రిక సాగతీత లేకపోవడం, గాలి-ద్రవ ఇంటర్ఫేస్ మరియు గుండె కణజాల అవసరాలకు మద్దతు ఇవ్వని సాధారణ మాధ్యమాన్ని ఉపయోగించడం వంటి అనేక కారణాల వల్ల ఇది జరుగుతుంది.2019లో, అనేక పరిశోధనా బృందాలు కార్డియాక్ టిష్యూ కల్చర్ సిస్టమ్లలో యాంత్రిక కారకాలను చేర్చడం వల్ల సంస్కృతి జీవితాన్ని పొడిగించవచ్చు, కార్డియాక్ ఎక్స్ప్రెషన్ను మెరుగుపరచవచ్చు మరియు కార్డియాక్ పాథాలజీని అనుకరించవచ్చు.రెండు సొగసైన అధ్యయనాలు 17 మరియు 18 సంస్కృతి సమయంలో యూనియాక్సియల్ మెకానికల్ లోడింగ్ కార్డియాక్ ఫినోటైప్పై సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతుందని చూపిస్తుంది.అయినప్పటికీ, ఈ అధ్యయనాలు కార్డియాక్ సైకిల్ యొక్క డైనమిక్ త్రీ-డైమెన్షనల్ ఫిజికో-మెకానికల్ లోడింగ్ను ఉపయోగించలేదు, ఎందుకంటే గుండె విభాగాలు ఐసోమెట్రిక్ తన్యత బలాలు 17 లేదా లీనియర్ ఆక్సోటోనిక్ లోడింగ్ 18తో లోడ్ చేయబడ్డాయి.కణజాలం సాగదీయడం యొక్క ఈ పద్ధతులు అనేక కార్డియాక్ జన్యువులను అణిచివేసేందుకు లేదా అసాధారణ సాగిన ప్రతిస్పందనలతో సంబంధం ఉన్న జన్యువుల యొక్క అతిగా ఎక్స్ప్రెషన్కు దారితీశాయి.ముఖ్యంగా, పిటౌలిస్ మరియు ఇతరులు.19 ఫోర్స్ ట్రాన్స్డ్యూసర్ ఫీడ్బ్యాక్ మరియు టెన్షన్ డ్రైవ్లను ఉపయోగించి కార్డియాక్ సైకిల్ పునర్నిర్మాణం కోసం డైనమిక్ హార్ట్ స్లైస్ కల్చర్ బాత్ను అభివృద్ధి చేసింది.ఈ వ్యవస్థ విట్రో కార్డియాక్ సైకిల్ మోడలింగ్లో మరింత ఖచ్చితమైనదిగా అనుమతించినప్పటికీ, పద్ధతి యొక్క సంక్లిష్టత మరియు తక్కువ నిర్గమాంశ ఈ వ్యవస్థ యొక్క అనువర్తనాన్ని పరిమితం చేస్తుంది.మా ప్రయోగశాల ఇటీవల విద్యుత్ ప్రేరణను ఉపయోగించి సరళీకృత సంస్కృతి వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేసింది మరియు 6 రోజుల వరకు పోర్సిన్ మరియు మానవ గుండె కణజాల విభాగాల యొక్క సాధ్యతను నిర్వహించడానికి ఆప్టిమైజ్ చేసిన మాధ్యమాన్ని 20,21.
ప్రస్తుత మాన్యుస్క్రిప్ట్లో, గుండె చక్రంలో త్రిమితీయ కార్డియాక్ ఫిజియాలజీ మరియు పాథోఫిజియోలాజికల్ డిస్టెన్షన్ను పునశ్చరణ చేయడానికి హాస్య సూచనలను పొందుపరిచే పోర్సిన్ హార్ట్లోని విభాగాలను ఉపయోగించి కార్డియాక్ టిష్యూ కల్చర్ మోడల్ (CTCM)ని మేము వివరిస్తాము.ప్రీ-క్లినికల్ డ్రగ్ టెస్టింగ్ కోసం క్షీరద గుండె యొక్క ఫిజియాలజీ/పాథోఫిజియాలజీని అనుకరించే ఖర్చుతో కూడుకున్న, మిడ్-త్రూపుట్ కార్డియాక్ సిస్టమ్ను అందించడం ద్వారా ఈ CTCM ప్రీ-క్లినికల్ డ్రగ్ ప్రిడిక్షన్ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని మునుపెన్నడూ సాధించని స్థాయికి పెంచుతుంది.
విట్రో 22,23,24లో కార్డియోమయోసైట్ పనితీరును నిర్వహించడంలో హెమోడైనమిక్ మెకానికల్ సిగ్నల్స్ కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి.ప్రస్తుత మాన్యుస్క్రిప్ట్లో, ఫిజియోలాజికల్ ఫ్రీక్వెన్సీలలో (1.2 Hz, నిమిషానికి 72 బీట్స్) ఎలక్ట్రికల్ మరియు మెకానికల్ స్టిమ్యులేషన్ రెండింటినీ ప్రేరేపించడం ద్వారా వయోజన కార్డియాక్ వాతావరణాన్ని అనుకరించే CTCM (Figure 1a)ని మేము అభివృద్ధి చేసాము.డయాస్టోల్ సమయంలో అధిక కణజాలం సాగకుండా ఉండటానికి, కణజాల పరిమాణాన్ని 25% పెంచడానికి 3D ప్రింటింగ్ పరికరం ఉపయోగించబడింది (Fig. 1b).C-PACE వ్యవస్థ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ఎలక్ట్రికల్ పేసింగ్ అనేది హృదయ చక్రాన్ని పూర్తిగా పునరుత్పత్తి చేయడానికి డేటా సేకరణ వ్యవస్థను ఉపయోగించి సిస్టోల్కు ముందు 100 ms ప్రారంభించడానికి సమయం ముగిసింది.కణజాల సంస్కృతి వ్యవస్థ ఒక ప్రోగ్రామబుల్ న్యూమాటిక్ యాక్యుయేటర్ (LB ఇంజనీరింగ్, జర్మనీ)ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది ఒక సౌకర్యవంతమైన సిలికాన్ పొరను చక్రీయంగా విస్తరించడానికి ఎగువ గదిలోని గుండె ముక్కల విస్తరణకు కారణమవుతుంది.సిస్టమ్ ప్రెజర్ ట్రాన్స్డ్యూసర్ ద్వారా బాహ్య ఎయిర్ లైన్కు అనుసంధానించబడింది, ఇది ఒత్తిడి (± 1 mmHg) మరియు సమయాన్ని (± 1 ms) (Fig. 1c) ఖచ్చితంగా సర్దుబాటు చేయడం సాధ్యపడింది.
పరికరం యొక్క కల్చర్ చాంబర్ లోపల నీలం రంగులో చూపబడిన 7 mm సపోర్ట్ రింగ్కు కణజాల విభాగాన్ని అటాచ్ చేయండి.కల్చర్ చాంబర్ గాలి గది నుండి సన్నని అనువైన సిలికాన్ పొర ద్వారా వేరు చేయబడింది.లీక్లను నివారించడానికి ప్రతి గది మధ్య రబ్బరు పట్టీని ఉంచండి.పరికరం యొక్క మూత విద్యుత్ ప్రేరణను అందించే గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్లను కలిగి ఉంటుంది.b పెద్ద కణజాల పరికరం, గైడ్ రింగ్ మరియు సపోర్ట్ రింగ్ యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం.కణజాల విభాగాలు (గోధుమ రంగు) పరికరం యొక్క వెలుపలి అంచున ఉన్న గాడిలో ఉంచబడిన గైడ్ రింగ్తో భారీ పరికరంలో ఉంచబడతాయి.గైడ్ని ఉపయోగించి, కార్డియాక్ టిష్యూ విభాగంలో టిష్యూ యాక్రిలిక్ అంటుకునే పూత పూసిన సపోర్టు రింగ్ను జాగ్రత్తగా ఉంచండి.c ప్రోగ్రామబుల్ న్యూమాటిక్ యాక్యుయేటర్ (PPD) ద్వారా నియంత్రించబడే ఎయిర్ ఛాంబర్ పీడనం యొక్క విధిగా విద్యుత్ ప్రేరణ సమయాన్ని చూపే గ్రాఫ్.ప్రెజర్ సెన్సార్లను ఉపయోగించి విద్యుత్ ప్రేరణను సమకాలీకరించడానికి డేటా సేకరణ పరికరం ఉపయోగించబడింది.సంస్కృతి చాంబర్లోని ఒత్తిడి సెట్ థ్రెషోల్డ్కు చేరుకున్నప్పుడు, విద్యుత్ ప్రేరణను ప్రేరేపించడానికి పల్స్ సిగ్నల్ C-PACE-EMకి పంపబడుతుంది.d ఇంక్యుబేటర్ షెల్ఫ్లో ఉంచబడిన నాలుగు CTCMల చిత్రం.న్యూమాటిక్ సర్క్యూట్ ద్వారా నాలుగు పరికరాలు ఒక PPDకి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు వాయు సర్క్యూట్లోని ఒత్తిడిని పర్యవేక్షించడానికి పీడన సెన్సార్లు హెమోస్టాటిక్ వాల్వ్లోకి చొప్పించబడతాయి.ప్రతి పరికరంలో ఆరు కణజాల విభాగాలు ఉంటాయి.
ఒకే న్యూమాటిక్ యాక్యుయేటర్ని ఉపయోగించి, మేము 4 CTCM పరికరాలను నియంత్రించగలిగాము, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి 6 కణజాల విభాగాలను కలిగి ఉంటుంది (Fig. 1d).CTCMలో, గాలి గదిలోని గాలి పీడనం ద్రవ గదిలో సమకాలిక పీడనంగా మార్చబడుతుంది మరియు గుండె ముక్క యొక్క శారీరక విస్తరణను ప్రేరేపిస్తుంది (మూర్తి 2a మరియు అనుబంధ చిత్రం 1).80 mm Hg వద్ద కణజాల సాగిన మూల్యాంకనం.కళ.కణజాల విభాగాలను 25% (Fig. 2b) ద్వారా సాగదీయడం చూపించింది.ఈ శాతం స్ట్రెచ్ సాధారణ కార్డియాక్ సెక్షన్ కాంట్రాక్టిలిటీకి 2.2–2.3 µm యొక్క ఫిజియోలాజికల్ సార్కోమెర్ పొడవుకు అనుగుణంగా ఉన్నట్లు చూపబడింది17,19,25.కస్టమ్ కెమెరా సెట్టింగ్లను ఉపయోగించి కణజాల కదలికను అంచనా వేయబడింది (అనుబంధ మూర్తి 1).కణజాల కదలిక యొక్క వ్యాప్తి మరియు వేగం (Fig. 2c, d) సిస్టోల్ మరియు డయాస్టోల్ (Fig. 2b) సమయంలో కార్డియాక్ సైకిల్ మరియు సమయ సమయంలో సాగదీయడానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.సంకోచం మరియు సడలింపు సమయంలో గుండె కణజాలం యొక్క సాగతీత మరియు వేగం సంస్కృతిలో 12 రోజులు స్థిరంగా ఉంటుంది (Fig. 2f).సంస్కృతి సమయంలో కాంట్రాక్టిలిటీపై ఎలక్ట్రికల్ స్టిమ్యులేషన్ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి, మేము షేడింగ్ అల్గోరిథం (సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. 2a, బి) ఉపయోగించి క్రియాశీల వైకల్యాన్ని నిర్ణయించడానికి ఒక పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసాము మరియు విద్యుత్ ప్రేరణతో మరియు లేకుండా వైకల్యాల మధ్య తేడాను గుర్తించగలిగాము.గుండె యొక్క అదే విభాగం (Fig. 2f).కట్ (R6-9) యొక్క కదిలే ప్రాంతంలో, ఎలక్ట్రికల్ స్టిమ్యులేషన్ లేనప్పుడు విద్యుత్ ప్రేరణ సమయంలో వోల్టేజ్ 20% ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది కాంట్రాక్ట్ ఫంక్షన్కు విద్యుత్ ప్రేరణ యొక్క సహకారాన్ని సూచిస్తుంది.
గాలి గది పీడనం, ద్రవ గది ఒత్తిడి మరియు కణజాల కదలిక కొలతల యొక్క ప్రతినిధి జాడలు ఛాంబర్ పీడనం ద్రవ గది ఒత్తిడిని మారుస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది, దీని వలన కణజాల స్లైస్ యొక్క సంబంధిత కదలిక ఏర్పడుతుంది.b శాతం స్ట్రెచ్ (నారింజ)కి సంబంధించిన కణజాల విభాగాల శాతం సాగిన (నీలం) యొక్క ప్రతినిధి జాడలు.c కార్డియాక్ స్లైస్ యొక్క కొలిచిన కదలిక కదలిక యొక్క కొలిచిన వేగానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.(డి) గుండె యొక్క స్లైస్లో చక్రీయ చలనం (నీలి రేఖ) మరియు వేగం (నారింజ చుక్కల రేఖ) యొక్క ప్రతినిధి పథాలు.ఇ సైకిల్ సమయం (సమూహానికి n = 19 ముక్కలు, వివిధ పందుల నుండి), సంకోచం సమయం (సమూహానికి n = 19 ముక్కలు), సడలింపు సమయం (సమూహానికి n = 19 ముక్కలు, వివిధ పందుల నుండి), కణజాల కదలిక (n = 25 ).వివిధ పందుల నుండి ముక్కలు)/సమూహం), గరిష్ట సిస్టోలిక్ వేగం (n = 24(D0), 25(D12) ముక్కలు/వివిధ పందుల నుండి సమూహం) మరియు గరిష్ట సడలింపు రేటు (n=24(D0), 25(D12) ముక్కలు/వివిధ పందుల నుండి సమూహం).టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్స్ టి-టెస్ట్ ఏ పారామీటర్లోనూ గణనీయమైన తేడాను చూపలేదు.f (ఎరుపు) మరియు (నీలం) విద్యుత్ ప్రేరణ లేకుండా కణజాల విభాగాల యొక్క ప్రతినిధి జాతి విశ్లేషణ జాడలు, అదే విభాగం నుండి కణజాల విభాగాల యొక్క పది ప్రాంతీయ ప్రాంతాలు.దిగువ ప్యానెల్లు వివిధ విభాగాల నుండి పది ప్రాంతాలలో విద్యుత్ ప్రేరణతో మరియు లేకుండా కణజాల విభాగాలలో స్ట్రెయిన్ శాతం వ్యత్యాసం యొక్క పరిమాణాన్ని చూపుతాయి. (వివిధ పందుల నుండి n = 8 ముక్కలు/సమూహం, టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్ టి-టెస్ట్ నిర్వహించబడుతుంది; ****p <0.0001, **p <0.01, *p <0.05). (వివిధ పందుల నుండి n = 8 ముక్కలు/సమూహం, టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్ టి-టెస్ట్ నిర్వహించబడుతుంది; ****p <0.0001, **p <0.01, *p <0.05). (n = 8 срезов/группу от разных свиней, проводится двусторонний t-критерий Стьюдента; **p<0,0001, **p<001, **p<001, **,<00). (వివిధ పందుల నుండి n = 8 విభాగాలు/సమూహం, టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్స్ టి-టెస్ట్; ****p<0.0001, **p<0.01, *p<0.05). n = 8 片/组,来自不同的猪,进行双尾学生t 检验;****p <0.0001,**p <0.01,*p <0.05) n = 8 片/组,来自不同的猪,进行双尾学生t 检验;****p <0.0001,**p <0.01,*p <0.05) (n = 8 срезов/группу, от разных свиней, двусторонний критерий Стьюдента; ****p <0,0001, **p <0,01, *p <0,05). (n = 8 విభాగాలు/సమూహం, వివిధ పందుల నుండి, టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్స్ t-test; ****p<0.0001, **p<0.01, *p<0.05).లోపం పట్టీలు సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తాయి.
మా మునుపటి స్టాటిక్ బయోమిమెటిక్ హార్ట్ స్లైస్ కల్చర్ సిస్టమ్ [20, 21]లో, ఎలక్ట్రికల్ స్టిమ్యులేషన్ని వర్తింపజేయడం మరియు మీడియం కంపోజిషన్ను ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా మేము 6 రోజుల పాటు గుండె ముక్కల యొక్క సాధ్యత, పనితీరు మరియు నిర్మాణ సమగ్రతను కొనసాగించాము.అయితే, 10 రోజుల తర్వాత, ఈ గణాంకాలు బాగా పడిపోయాయి.మేము మా మునుపటి స్టాటిక్ బయోమిమెటిక్ కల్చర్ సిస్టమ్ 20, 21 నియంత్రణ పరిస్థితులలో (Ctrl) కల్చర్ చేయబడిన విభాగాలను సూచిస్తాము మరియు మేము మా మునుపు ఆప్టిమైజ్ చేసిన మాధ్యమాన్ని MC పరిస్థితులు మరియు సంస్కృతిగా ఏకకాల మెకానికల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ స్టిమ్యులేషన్ (CTCM) కింద ఉపయోగిస్తాము.అని పిలిచారు .మొదట, 6 రోజుల పాటు కణజాల సాధ్యతను నిర్వహించడానికి విద్యుత్ ప్రేరణ లేకుండా యాంత్రిక ప్రేరణ సరిపోదని మేము గుర్తించాము (అనుబంధ Fig. 3a, b).ఆసక్తికరంగా, STCMని ఉపయోగించి ఫిజియో-మెకానికల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ స్టిమ్యులేషన్ను ప్రవేశపెట్టడంతో, MTT విశ్లేషణ (Fig. 1) ద్వారా చూపిన విధంగా, 12-రోజుల గుండె విభాగాల యొక్క సాధ్యత MS పరిస్థితులలో తాజా గుండె విభాగాలలో వలెనే ఉంది, కానీ Ctrl పరిస్థితుల్లో కాదు.3a).కార్డియాక్ సైకిల్ యొక్క మెకానికల్ స్టిమ్యులేషన్ మరియు సిమ్యులేషన్ మా మునుపటి స్టాటిక్ కల్చర్ సిస్టమ్లో నివేదించిన దానికంటే రెండు రెట్లు ఎక్కువ కాలం పాటు కణజాల విభాగాలను ఆచరణీయంగా ఉంచగలవని ఇది సూచిస్తుంది.అయినప్పటికీ, కార్డియాక్ ట్రోపోనిన్ T మరియు కనెక్సిన్ 43 యొక్క ఇమ్యునోలేబుల్ చేయడం ద్వారా కణజాల విభాగాల నిర్మాణ సమగ్రతను అంచనా వేయడం, అదే రోజు నియంత్రణల కంటే 12వ రోజున MC కణజాలాలలో కనెక్సిన్ 43 వ్యక్తీకరణ గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉందని తేలింది.అయినప్పటికీ, ఏకరీతి కనెక్సిన్ 43 వ్యక్తీకరణ మరియు Z- డిస్క్ నిర్మాణం పూర్తిగా నిర్వహించబడలేదు (Fig. 3b).కణజాల నిర్మాణ సమగ్రతను లెక్కించడానికి మేము కృత్రిమ మేధస్సు (AI) ఫ్రేమ్వర్క్ను ఉపయోగిస్తాము, ఇది ట్రోపోనిన్-టి మరియు కనెక్సిన్ స్టెయినింగ్ 43 ఆధారంగా చిత్ర-ఆధారిత లోతైన అభ్యాస పైప్లైన్, స్థానికీకరణ బలం పరంగా గుండె ముక్కల నిర్మాణ సమగ్రతను మరియు ఫ్లోరోసెన్స్ను స్వయంచాలకంగా లెక్కించడానికి.ఈ పద్ధతి సూచనలో వివరించిన విధంగా స్వయంచాలక మరియు నిష్పాక్షిక పద్ధతిలో కార్డియాక్ టిష్యూ యొక్క నిర్మాణ సమగ్రతను విశ్వసనీయంగా లెక్కించడానికి కన్వల్యూషనల్ న్యూరల్ నెట్వర్క్ (CNN) మరియు లోతైన అభ్యాస ఫ్రేమ్వర్క్ను ఉపయోగిస్తుంది.26. స్టాటిక్ కంట్రోల్ విభాగాలతో పోలిస్తే MC కణజాలం రోజు 0కి మెరుగైన నిర్మాణ సారూప్యతను చూపించింది.అదనంగా, మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ స్టెయినింగ్ సంస్కృతి యొక్క 12వ రోజు (Fig. 3c) నియంత్రణ పరిస్థితులతో పోలిస్తే MS పరిస్థితులలో ఫైబ్రోసిస్ యొక్క గణనీయంగా తక్కువ శాతాన్ని వెల్లడించింది.CTCM గుండె కణజాల విభాగాల యొక్క సాధ్యతను 12వ రోజు తాజా గుండె కణజాలం వలె ఒక స్థాయికి పెంచినప్పటికీ, ఇది గుండె విభాగాల నిర్మాణ సమగ్రతను గణనీయంగా మెరుగుపరచలేదు.
స్టాటిక్ కల్చర్ (D12 Ctrl) లేదా CTCM (D12 MC) (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl), 12 (D12 Ctrl), 12 (D12 Ctrl), 12 (D12 # సమూహం, MC) స్లైస్ల నుండి 12 (D12 <#గ్రూప్ వన్ వే) స్లైస్లలో తాజా గుండె ముక్కలు (D0) లేదా గుండె ముక్కల సంస్కృతి యొక్క MTT సాధ్యత యొక్క పరిమాణాన్ని 12 రోజుల పాటు చూపుతుంది. D0తో పోలిస్తే 0.0001 మరియు D12 Ctrlతో పోలిస్తే **p <0.01). స్టాటిక్ కల్చర్ (D12 Ctrl) లేదా CTCM (D12 MC)లో (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl ), 12 (D12 Ctrl ), 12 (D12 Ctrl ), 12 (D12 # సమూహం, MC వన్ స్లైస్ నుండి భిన్నంగా ps/# MC) 12 రోజుల పాటు తాజా గుండె ముక్కలు (D0) లేదా గుండె ముక్కల సంస్కృతి యొక్క MTT సాధ్యత యొక్క పరిమాణాన్ని బార్ గ్రాఫ్ చూపిస్తుంది. D0తో పోలిస్తే 0.0001 మరియు D12 Ctrlతో పోలిస్తే **p <0.01).హిస్టోగ్రాం MTT ఫ్రెష్ హార్ట్ సెక్షన్ల (D0) లేదా గుండె విభాగాల సంస్కృతిని 12 రోజులపాటు స్టాటిక్ కల్చర్ (D12 కంట్రోల్) లేదా CTCM (D12 MC) (n = 18 (D0), 15 (D12 కంట్రోల్)లో (n = 18 (D0), 15 (D12 కంట్రోల్)లో 12 రోజుల పాటు నిర్వహించే సామర్థ్యం యొక్క పరిమాణాన్ని చూపుతుంది.####p <0,0001 по сравнению с D0 и **p <0,01 по сравнению с D12 Ctrl). D0తో పోలిస్తే ####p <0.0001 మరియు D12 Ctrlతో పోలిస్తే **p <0.01). a 条形图显示在静态培养(D12 Ctrl) 或CTCM (D12 MC) (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl) 中新鲜心自形心脏喰鲜心脏养12 天的MTT 活力的量化), 来自不同猪的12 (D12 MC) 切片/组,进行单向ANOVA 测甌单向ANOVA 浛由,#0.D0,#0.D0与D12 Ctrl 相比,**p <0.01)。 a 条形图显示在静态培养(D12 Ctrl) 或CTCM (D12 MC) (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl) 中新鲜心茝席新鲜心茝帥與,的12 (D12 MC) 切片/组,进行单向ANOVA 测试;与D0 相比,####p <0.0001,与D12 Ctrl 相。,**p比,)తాజా గుండె విభాగాలు (D0) లేదా స్టాటిక్ కల్చర్ (D12 నియంత్రణ) లేదా CTCM (D12 MC) (n = 18 (D0), 15 (D12 నియంత్రణ)) , 12 (D12 MC) విభాగాలు/వివిధ ANO-వివిధ ANO-వివిధ పందుల నుండి 12 రోజుల పాటు కల్చర్ చేయబడిన గుండె విభాగాలలో MTT సాధ్యత యొక్క పరిమాణాన్ని చూపే హిస్టోగ్రామ్####p <0,0001 по сравнению с D0, **p <0,01 по сравнению с D12 Ctrl). ####p <0.0001 D0తో పోలిస్తే, **p <0.01 D12 Ctrlతో పోలిస్తే).b Troponin-T (ఆకుపచ్చ), కనెక్సిన్ 43 (ఎరుపు) మరియు DAPI (నీలం) తాజాగా వేరు చేయబడిన గుండె విభాగాలు (D0) లేదా స్టాటిక్ పరిస్థితులలో (Ctrl) లేదా CTCM పరిస్థితులలో (MC) 12 రోజులు) ప్రాతినిధ్య ఇమ్యునోఫ్లోరోసెన్స్ చిత్రాల (ఖాళీ స్కేల్ = 100) కల్చర్ చేయబడిన గుండె విభాగాలు. గుండె కణజాల నిర్మాణ సమగ్రత యొక్క కృత్రిమ మేధస్సు పరిమాణీకరణ (n = 7 (D0), 7 (D12 Ctrl), 5 (D12 MC) స్లైసులు/సమూహాలు ఒక్కొక్కటి వివిధ పంది నుండి, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహిస్తారు; ####p <0.0001 D0 మరియు **p2 Ctrతో పోలిస్తే. గుండె కణజాల నిర్మాణ సమగ్రత యొక్క కృత్రిమ మేధస్సు పరిమాణీకరణ (n = 7 (D0), 7 (D12 Ctrl), 5 (D12 MC) స్లైసులు/సమూహాన్ని వేర్వేరు పందుల నుండి ఒక్కొక్కటి, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహిస్తారు; ####p <0.0001 D0 మరియు ****pతో పోలిస్తే <0.0001 పోలిస్తే D0 మరియు ****p. కోలిచెస్ట్వెన్నాయ ఒషెంకా స్ట్రక్చర్నోస్టి సెర్డెచ్నోయి ట్కాని ఐస్కస్స్ట్వెనిమ్ ఇంటెలెక్టమ్ (n = 7D10), (n = 7D10), ఎసోవ్/గ్రూపప్ నుండి రజనియస్ స్వినీ, ప్రోవోడిట్స్ ఓడ్నోఫాక్టోర్నియస్ టేస్ట్ అనోవా D12 Ctrl). కృత్రిమ మేధస్సు (n = 7 (D0), 7 (D12 Ctrl), వివిధ పందుల నుండి 5 (D12 MC) విభాగాలు/సమూహాలు, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహించడం ద్వారా కార్డియాక్ టిష్యూ యొక్క నిర్మాణ సమగ్రత యొక్క పరిమాణీకరణ; ####p <0.0001 vs. D0 మరియు ****pతో పోలిస్తే C. D0 మరియు ****p2. <1tl.人工智能量化心脏组织结构完整性(n = 7 (D0), 7 (D12 Ctrl), 5 (D12 MC) స్లైస్లు/వివిధ పంది ప్రతి ఒక్కటి, వన్-వే ANOVA పరీక్ష, <#0#000 పరీక్ష;比,****p <0.0001 与D12 Ctrl 相比)。人工智能量化心脏组织结构完整性(n = 7 (D0), 7 (D12 Ctrl), 5 (D12 MC) స్లైస్లు/వివిధ పందుల ప్రతి సమూహం, వన్-వే 1#0D0 పరీక్ష;比,****p <0.0001 与D12 Ctrl 相比)。 కోలిచెస్ట్వెన్నోయ్ స్ట్రాక్ట్యూర్నోయ్ షెలాస్ట్నోస్టి సెర్డెచ్నోయి ట్కాని (20D10D) срезов/группу каждой из разных свиней, одностороний скачать ANOVA 12 Ctrl). కార్డియాక్ టిష్యూ యొక్క నిర్మాణ సమగ్రతను లెక్కించడానికి కృత్రిమ మేధస్సు (n = 7 (D0), 7 (D12 Ctrl), 5 (D12 MC) విభాగాలు/వివిధ పందుల ప్రతి ఒక్కటి, వన్-వే ANOVA పరీక్ష; ####p<0.0001 vs .D0.0001 వర్సెస్ .D0 0.0000తో పోల్చి చూస్తే ****p. c మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ స్టెయిన్ (స్కేల్ బేర్ = 500 µm) (స్కేల్ బేర్ = 500 µm) (n = 10 స్లైస్లు/సమూహం ఒక్కొక్కటి ఒక్కో పంది, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహించబడుతుంది; D1 నుండి D0-0.00కి పోల్చబడింది. trl). c మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ స్టెయిన్ (స్కేల్ బేర్ = 500 µm) (స్కేల్ బేర్ = 500 µm) (n = 10 స్లైస్లు/సమూహం ఒక్కొక్కటి, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహిస్తారు, D000 p <1 0కి వన్-వే, D000 p <1 0కి పోల్చబడింది. Ctrl). సి ప్రెజెంటేషన్ ఐజోబ్రాజెనియా (స్లేవా) మరియు కోలిచెస్ట్వెన్న ఒసెన్కా (స్ప్రవా) స్రెజోవ్ సెర్డ్షా, ఓక్రాస్టెన్స్ మాస్సోనా (మాస్సోన (మసితబ్ బేస్ పోక్రితీయ = 500 ఎమ్కెఎమ్) (n = 10 శ్రేణులు/గ్రుప్పు నుండి రాజనీతి స్వినీ, # పునరుద్ధరణ # పత్రాలు 01 по сравнению с D0 и ***p <0,001 по сравнению с D12 Ctrl). c మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ స్టెయిన్ (అన్కోటెడ్ స్కేల్ = 500 µm) (n = 10 విభాగాలు/వివిధ పందుల నుండి 10 విభాగాలు/సమూహం, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహించబడింది; D.### p <0 .001తో పోలిస్తే D0001తో పోల్చబడింది. l). c 用Masson 三色染料染色的心脏切片的代表性图像(左)和量化(剳)(裦 = 50 మీరు సి度 = 500 m比,***p <0.001 与D12 Ctrl 相比)。 సి మస్సోనా (చిష్టయ స్కాల = 500 ఎమ్కెఎమ్) (n = 10 శ్రేణులు/గ్రుప్పా, కడ్డీ నుండి డ్రూగోయ్ స్వినీ, ప్రోటెస్టిరోపనోస్ сперсионного анализа ;### #p <0,0001 по сравнению с D0, ***p <0,001 по сравнению с D12 Ctrl). c మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ స్టెయిన్ (ఖాళీ = 500 µm) (ఖాళీ = 500 µm) (n = 10 విభాగాలు/సమూహం, ప్రతి ఒక్కటి వేర్వేరు పంది నుండి, వన్-వే విశ్లేషణ ద్వారా పరీక్షించబడింది, D1 నుండి D0 p <0 0 వరకు పోల్చబడింది. Ctrl).లోపం పట్టీలు సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తాయి.
సంస్కృతి మాధ్యమానికి చిన్న అణువులను జోడించడం ద్వారా, కార్డియోమయోసైట్ సమగ్రతను మెరుగుపరచవచ్చని మరియు CTCM సంస్కృతి సమయంలో ఫైబ్రోసిస్ అభివృద్ధిని తగ్గించవచ్చని మేము ఊహించాము.అందువల్ల మేము మా స్టాటిక్ కంట్రోల్ కల్చర్లను ఉపయోగించి చిన్న అణువుల కోసం పరీక్షించాము 20,21 తక్కువ సంఖ్యలో గందరగోళ కారకాల కారణంగా.ఈ స్క్రీన్ కోసం డెక్సామెథాసోన్ (డెక్స్), ట్రైయోడోథైరోనిన్ (T3), మరియు SB431542 (SB) ఎంపిక చేయబడ్డాయి.సార్కోమెర్ పొడవు, T-ట్యూబుల్స్ మరియు ప్రసరణ వేగాన్ని పెంచడం ద్వారా కార్డియోమయోసైట్ల పరిపక్వతను ప్రేరేపించడానికి ఈ చిన్న అణువులు గతంలో hiPSC-CM సంస్కృతులలో ఉపయోగించబడ్డాయి.అదనంగా, డెక్స్ (గ్లూకోకార్టికాయిడ్) మరియు SB రెండూ మంటను అణిచివేస్తాయి29,30.అందువల్ల, ఒకటి లేదా ఈ చిన్న అణువుల కలయిక గుండె విభాగాల నిర్మాణ సమగ్రతను మెరుగుపరుస్తుందా అని మేము పరీక్షించాము.ప్రారంభ స్క్రీనింగ్ కోసం, ప్రతి సమ్మేళనం యొక్క మోతాదు సాధారణంగా సెల్ కల్చర్ మోడల్లలో ఉపయోగించే సాంద్రతల ఆధారంగా ఎంపిక చేయబడింది (1 μM Dex27, 100 nM T327, మరియు 2.5 μM SB31).12 రోజుల సంస్కృతి తర్వాత, T3 మరియు డెక్స్ కలయిక వలన సరైన కార్డియోమయోసైట్ నిర్మాణ సమగ్రత మరియు కనిష్ట ఫైబరస్ పునర్నిర్మాణం (సప్లిమెంటరీ ఫిగర్స్ 4 మరియు 5) ఏర్పడింది.అదనంగా, T3 మరియు Dex యొక్క ఈ సాంద్రతలను రెట్టింపు లేదా రెట్టింపుగా ఉపయోగించడం వలన సాధారణ సాంద్రతలతో పోలిస్తే హానికరమైన ప్రభావాలు ఏర్పడతాయి (అనుబంధ Fig. 6a,b).
ప్రారంభ స్క్రీనింగ్ తర్వాత, మేము 4 సంస్కృతి పరిస్థితుల యొక్క తల నుండి తల పోలికను ప్రదర్శించాము (మూర్తి 4a): Ctrl: మా ఆప్టిమైజ్ చేసిన మాధ్యమాన్ని ఉపయోగించి మా గతంలో వివరించిన స్టాటిక్ కల్చర్లో కల్చర్ చేయబడిన హృదయ విభాగాలు;20.21 TD: T3 మరియు Ctrl లు బుధవారం జోడించిన డెక్స్;MC: మా మునుపు ఆప్టిమైజ్ చేసిన మాధ్యమాన్ని ఉపయోగించి CTCMలో కల్చర్ చేయబడిన హృదయ విభాగాలు;మరియు MT: T3 మరియు Dexతో CTCM మాధ్యమానికి జోడించబడింది.12 రోజుల సాగు తర్వాత, MS మరియు MT కణజాలాల సాధ్యత MTT పరీక్ష (Fig. 4b) ద్వారా అంచనా వేయబడిన తాజా కణజాలాలలో వలెనే ఉంది.ఆసక్తికరంగా, T3 మరియు Dexలను ట్రాన్స్వెల్ కల్చర్లకు (TD) జోడించడం వలన Ctrl పరిస్థితులతో పోలిస్తే సాధ్యతలో గణనీయమైన మెరుగుదల లేదు, ఇది గుండె విభాగాల సాధ్యతను నిర్వహించడంలో యాంత్రిక ప్రేరణ యొక్క ముఖ్యమైన పాత్రను సూచిస్తుంది.
మెకానికల్ స్టిమ్యులేషన్ మరియు T3/Dex సప్లిమెంటేషన్ యొక్క ప్రభావాలను 12 రోజుల పాటు అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించే నాలుగు సంస్కృతి పరిస్థితులను వర్ణించే ప్రయోగాత్మక డిజైన్ రేఖాచిత్రం. b బార్ గ్రాఫ్ తాజా గుండె ముక్కలు (D0) (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl, D12 TD మరియు D12 MT)తో పోలిస్తే మొత్తం 4 సంస్కృతి పరిస్థితులలో (Ctrl, TD, MC, మరియు MT) 12 రోజుల పోస్ట్ కల్చర్ యొక్క పరిమాణాన్ని చూపుతుంది. 12 (D12 p <0.0001, ###p <0.001 D0తో పోలిస్తే మరియు **p <0.01 D12 Ctrlతో పోలిస్తే). b బార్ గ్రాఫ్ తాజా గుండె ముక్కలు (D0) (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl, D12 TD మరియు D12 MT)తో పోలిస్తే మొత్తం 4 సంస్కృతి పరిస్థితులలో (Ctrl, TD, MC, మరియు MT) 12 రోజుల పోస్ట్ కల్చర్ యొక్క పరిమాణాన్ని చూపుతుంది. 12 (D12 p <0.0001, ###p <0.001 D0తో పోలిస్తే మరియు **p <0.01 D12 ctrlతో పోలిస్తే). b జిస్టోగ్రమ్మా పోకజ్వైట్ కోలిచెస్ట్వెన్నుయు ఒషెంకు జిజ్నెస్పోసోబ్నోస్టి చెర్జ్ 12 డోస్ పోస్లేవ్ క్యూల్టీవింగ్ కల్తీవిరోవానియ (కాంట్రోల్, TD, MC మరియు MT) PO сравнению со свежими срезами сердца (D0) (n = 18 (D0, D12 Ctd), 12 (120) 2 MC) శ్రేణులు/గ్రంధుల నుండి రాజీన్ స్వినీ, ప్రోవోడిట్స్ ఔడ్నోస్టోరోనియస్ టేస్ట్ ANOVA; ####p <0,0001, ###p <0,0001, ##p <0,001 1 по сравнению с D12 Ctrl). b బార్ గ్రాఫ్ తాజా హృదయ విభాగాలతో (D0) (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl, D12 TD, మరియు D12 MT), 12 (D12 Ctrl, D12 TD, మరియు D12 MT), 12 (D12 Ctrl, D12 MT), వివిధ విభాగాలు p# VA, 12 (P# VA, MC నుండి వివిధ విభాగాలు) అన్ని 4 సంస్కృతి పరిస్థితులలో (నియంత్రణ, TD, MC, మరియు MT) 12 రోజుల పోస్ట్ కల్చర్ వద్ద సాధ్యత యొక్క పరిమాణాన్ని చూపుతుంది. 0.0001, ###p <0.001 vs. D0 మరియు **p <0.01 by D12 Ctrlతో పోలిస్తే). b 条形图显示所有4 种培养条件(Ctrl、TD、MC 和MT)与新鲜心脏切片(D0) (150) (150) (150)和D12 MT), 来自不同猪的12 (D12 MC)与D12控制).బి 4 12 (D12 MC) b గీస్టోగ్రమ్మ, పోకజీవాయుష్యా నుండి 4 యూస్లోవియస్ కుల్టివిరోవానియ (కాంట్రోల్, TD, MC మరియు MT) క్రియేషన్స్ కోసం (D0) (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl, D12 TD మరియు D12 MT), నుండి 12 (D12 MC) నుండి 001 по сравнению с D0, **p <0,01 по сравнению с контролем D12). b హిస్టోగ్రాం తాజా గుండె విభాగాలతో (D0) (n = 18 (D0), 15 (D12 Ctrl, D12 TD మరియు D12 MT) పోల్చితే అన్ని 4 సంస్కృతి పరిస్థితులను (నియంత్రణ, TD, MC మరియు MT) చూపుతుంది, వివిధ పందుల నుండి 12 (D12 MC) విభాగాలు/సమూహం, వన్-వే ANOVA పరీక్ష<0 ##00p1<0 ##00p; . D0, **p<0.01 vs. నియంత్రణ D12). c బార్ గ్రాఫ్ తాజా గుండె ముక్కలతో (D0) (n = 6 స్లైసులు/వివిధ పందుల నుండి 6 స్లైసులు/సమూహం, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహిస్తారు; D0001తో పోలిస్తే 12 రోజుల తర్వాత 12 రోజుల తరువాత కల్చర్ 4 సంస్కృతి పరిస్థితులలో Ctrl, TD, MC మరియు MT) చూపిస్తుంది. l). c బార్ గ్రాఫ్ తాజా గుండె ముక్కలతో (D0) (n = 6 స్లైసులు/వివిధ పందుల నుండి 6 స్లైసులు/సమూహం, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహిస్తారు; D0001తో పోలిస్తే 12 రోజుల తర్వాత 12 రోజుల తరువాత కల్చర్ 4 సంస్కృతి పరిస్థితులలో Ctrl, TD, MC మరియు MT) చూపిస్తుంది. l). c జిస్టోగ్రమ్మ పోకజ్వైట్ కోలిచెస్ట్వెన్నుయు ఒషెంకు పోటోకా గ్ల్యూకోజ్ చెర్జ్ 12 రోజులకు సంబంధించిన సమాచారం అందజేయడం ультивирования (కాంట్రోల్, TD, MC మరియు MT) పో స్రావనీయు ద్వారా స్వేజిమి స్రెజామి సెర్డాస్ (D0) (n = 6 శ్రేణులు/పదాలు торонний Выполняется тест ANOVA; ###p <0,001 по сравнению с D0 మరియు ***p <0,001 по сравнению с D12 Ctrl). c హిస్టోగ్రామ్ తాజా గుండె విభాగాలతో (D0) (n = 6 విభాగాలు/వివిధ పందుల నుండి 6 విభాగాలు/సమూహం, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహించబడింది ; ###p <0.001తో పోలిస్తే D1 C. D1తో పోలిస్తే D1.001తో పోలిస్తే) అన్ని 4 సంస్కృతి పరిస్థితులలో (నియంత్రణ, TD, MC మరియు MT) 12 రోజుల తర్వాత గ్లూకోజ్ ఫ్లక్స్ యొక్క పరిమాణాన్ని చూపుతుంది. సి糖通量定量(n = 6 片/组,来自不同猪,单向执行ANOVA 测试;###p <0.001,与D0, 0.001,与D0, 0.120.比). సి.后 后 12 天 的 通量 定量 (n = 6 片/组 , 来自 猪 , , , , , , , , 猪 猪单 匪 , 猪 猪单匑 0与D0 相比,***p <0.001 与D12 Ctrl 相比)。 c గీస్టోగ్రమ్మ, పోకజీవాయుష్య కోలిచెస్ట్వెన్నుయు ఒషెంకు పోటోకా గ్లుకోజీ చెరెజ్ 12 డేవ్ పోస్ట్ క్యూల్4 вий культивирования (కాంట్రోల్, TD, MC మరియు MT) పో స్రావనీయు ద్వారా స్వేచ్చాయుత శ్రేణి (D0) (n = 6, పదాలు, పదాలు అనోవా c హిస్టోగ్రాం తాజా గుండె విభాగాలతో (D0) (n = 6 విభాగాలు/సమూహం, వివిధ పందుల నుండి, ఏకపక్షంగా ANOVA పరీక్షలు నిర్వహించబడ్డాయి, D0#0 1 0 తో పోల్చితే, D0#p 120 pతో పోల్చితే D0) అన్ని 4 సంస్కృతి పరిస్థితులకు (నియంత్రణ, TD, MC మరియు MT) 12 రోజుల తర్వాత గ్లూకోజ్ ఫ్లక్స్ పరిమాణాన్ని చూపుతుంది. (నియంత్రణ).d పది ప్రాంతీయ కణజాల విభాగం పాయింట్ల వద్ద తాజా (నీలం), రోజు 12 MC (ఆకుపచ్చ), మరియు రోజు 12 MT (ఎరుపు) కణజాలాల స్ట్రెయిన్ విశ్లేషణ ప్లాట్లు (n = 4 ముక్కలు/సమూహం, వన్-వే ANOVA పరీక్ష; సమూహాల మధ్య గణనీయమైన తేడా లేదు).e 10-12 రోజుల పాటు స్టాటిక్ పరిస్థితులలో (Ctrl) లేదా MT పరిస్థితులలో (MT) కల్చర్ చేయబడిన గుండె విభాగాలతో పోలిస్తే తాజా గుండె విభాగాలలో (D0) విభిన్నంగా వ్యక్తీకరించబడిన జన్యువులను అగ్నిపర్వతం ప్లాట్ చూపుతుంది.ప్రతి సంస్కృతి పరిస్థితులలో కల్చర్ చేయబడిన గుండె విభాగాల కోసం సార్కోమెర్ జన్యువుల హీట్మ్యాప్.లోపం పట్టీలు సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తాయి.
కొవ్వు ఆమ్ల ఆక్సీకరణ నుండి గ్లైకోలిసిస్కు మారడంపై జీవక్రియ ఆధారపడటం అనేది కార్డియోమయోసైట్ డిఫరెన్షియేషన్ యొక్క లక్షణం.అపరిపక్వ కార్డియోమయోసైట్లు ప్రాథమికంగా ATP ఉత్పత్తికి గ్లూకోజ్ని ఉపయోగిస్తాయి మరియు కొన్ని క్రిస్టే5,32తో హైపోప్లాస్టిక్ మైటోకాండ్రియాను కలిగి ఉంటాయి.గ్లూకోజ్ వినియోగ విశ్లేషణలు MC మరియు MT పరిస్థితులలో, గ్లూకోజ్ వినియోగం రోజు 0 కణజాలాలలో (మూర్తి 4 సి) మాదిరిగానే ఉన్నట్లు చూపించింది.అయినప్పటికీ, Ctrl నమూనాలు తాజా కణజాలంతో పోలిస్తే గ్లూకోజ్ వినియోగంలో గణనీయమైన పెరుగుదలను చూపించాయి.CTCM మరియు T3/Dex కలయిక కణజాల సాధ్యతను మెరుగుపరుస్తుందని మరియు 12-రోజుల కల్చర్డ్ హార్ట్ సెక్షన్ల జీవక్రియ సమలక్షణాన్ని సంరక్షిస్తుందని ఇది సూచిస్తుంది.అదనంగా, స్ట్రెయిన్ విశ్లేషణ MT మరియు MS పరిస్థితులలో (Fig. 4d) 12 రోజుల పాటు తాజా గుండె కణజాలంలో స్ట్రెయిన్ స్థాయిలు అలాగే ఉన్నాయని చూపించింది.
కార్డియాక్ స్లైస్ టిష్యూ యొక్క గ్లోబల్ ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ ల్యాండ్స్కేప్పై CTCM మరియు T3/Dex యొక్క మొత్తం ప్రభావాన్ని విశ్లేషించడానికి, మేము నాలుగు విభిన్న సంస్కృతి పరిస్థితుల నుండి (సప్లిమెంటరీ డేటా 1) కార్డియాక్ స్లైస్లపై RNAseqని ప్రదర్శించాము.ఆసక్తికరంగా, MT విభాగాలు తాజా గుండె కణజాలానికి అధిక ట్రాన్స్క్రిప్షనల్ సారూప్యతను చూపించాయి, 13,642 జన్యువులలో కేవలం 16 విభిన్నంగా వ్యక్తీకరించబడ్డాయి.అయినప్పటికీ, మేము ఇంతకు ముందు చూపినట్లుగా, Ctrl ముక్కలు సంస్కృతిలో 10-12 రోజుల తర్వాత 1229 విభిన్నంగా వ్యక్తీకరించబడిన జన్యువులను ప్రదర్శించాయి (Fig. 4e).ఈ డేటా గుండె మరియు ఫైబ్రోబ్లాస్ట్ జన్యువుల qRT-PCR ద్వారా నిర్ధారించబడింది (సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. 7a-c).ఆసక్తికరంగా, Ctrl విభాగాలు కార్డియాక్ మరియు సెల్ సైకిల్ జన్యువుల నియంత్రణను తగ్గించడం మరియు తాపజనక జన్యు ప్రోగ్రామ్ల క్రియాశీలతను చూపించాయి.ఈ డేటా సాధారణంగా దీర్ఘకాలిక కల్చర్ తర్వాత సంభవించే డిఫరెన్షియేషన్, MT పరిస్థితులలో పూర్తిగా అటెన్యూయేట్ చేయబడుతుందని సూచిస్తుంది (అనుబంధ Fig. 8a,b).సార్కోమెర్ జన్యువులను జాగ్రత్తగా అధ్యయనం చేయడంలో MT పరిస్థితుల్లో మాత్రమే సార్కోమెర్ (Fig. 4f) మరియు అయాన్ ఛానల్ (సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. 9) ఎన్కోడింగ్ చేసే జన్యువులు సంరక్షించబడి, వాటిని Ctrl, TD మరియు MC పరిస్థితులలో అణచివేత నుండి రక్షిస్తాయి.ఈ డేటా మెకానికల్ మరియు హ్యూమరల్ స్టిమ్యులేషన్ (T3/Dex) కలయికతో, హార్ట్ స్లైస్ ట్రాన్స్క్రిప్టోమ్ సంస్కృతిలో 12 రోజుల తర్వాత తాజా గుండె ముక్కల మాదిరిగానే ఉంటుంది.
చెక్కుచెదరకుండా మరియు స్థానికీకరించిన కనెక్సిన్ 43 (Fig. 5a) ద్వారా చూపబడినట్లుగా, గుండె విభాగాలలోని కార్డియోమయోసైట్ల నిర్మాణ సమగ్రత MT పరిస్థితులలో 12 రోజుల పాటు ఉత్తమంగా భద్రపరచబడిందనే వాస్తవం ద్వారా ఈ లిప్యంతరీకరణ ఫలితాలు మద్దతు ఇస్తున్నాయి.అదనంగా, MT పరిస్థితుల్లో గుండె విభాగాలలో ఫైబ్రోసిస్ Ctrlతో పోలిస్తే గణనీయంగా తగ్గింది మరియు తాజా గుండె విభాగాల మాదిరిగానే (Fig. 5b).మెకానికల్ స్టిమ్యులేషన్ మరియు T3/Dex చికిత్స కలయిక సంస్కృతిలో గుండె విభాగాలలో గుండె నిర్మాణాన్ని సమర్థవంతంగా సంరక్షిస్తుందని ఈ డేటా నిరూపిస్తుంది.
ట్రోపోనిన్-T (ఆకుపచ్చ), కనెక్సిన్ 43 (ఎరుపు), మరియు DAPI (నీలం) యొక్క ప్రతినిధి ఇమ్యునోఫ్లోరోసెన్స్ చిత్రాలు తాజాగా వేరుచేయబడిన గుండె విభాగాలలో (D0) లేదా 12 రోజుల పాటు నాలుగు హృదయ విభాగ సంస్కృతి పరిస్థితులలో (స్కేల్ బార్ = 100 µm) కల్చర్ చేయబడింది.) వివిధ పందుల నుండి గుండె కణజాల నిర్మాణ సమగ్రత (n = 7 (D0 మరియు D12 Ctrl), 5 (D12 TD, D12 MC మరియు D12 MT) ముక్కలు/సమూహం యొక్క కృత్రిమ మేధస్సు పరిమాణీకరణ, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహించబడుతుంది; ####p <0.0001తో పోలిస్తే. ed నుండి D12 Ctrl) వివిధ పందుల నుండి గుండె కణజాల నిర్మాణ సమగ్రత (n = 7 (D0 మరియు D12 Ctrl), 5 (D12 TD, D12 MC మరియు D12 MT) ముక్కలు/సమూహం యొక్క కృత్రిమ మేధస్సు పరిమాణీకరణ, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహిస్తారు; #### p <0.0001తో పోలిస్తే. ed నుండి D12 Ctrl) కోలిచెస్ట్వెన్నాయ ఒషెంకా స్ట్రక్చర్నోయి థెలాస్ట్నోస్టి టకాని సెర్డాస్ స్ పోమోష్యూ ఇస్కూస్ట్వెన్నోగో (20DLDL =7), 12 TD, D12 MC మరియు D12 MT) క్రమానుగత స్వినీ నుండి క్రమము 5 లేదా ****p <0,0001 по сравнению с D12 Ctrl). కృత్రిమ మేధస్సు (n = 7 (D0 మరియు D12 Ctrl), వివిధ పందుల నుండి 5 (D12 TD, D12 MC మరియు D12 MT) విభాగాలు/సమూహాన్ని ఉపయోగించి గుండె కణజాలం యొక్క నిర్మాణ సమగ్రతను లెక్కించడం, వన్-వే ANOVA పరీక్ష నిర్వహించబడింది; #### p <0.0001తో పోలిస్తే D0.0 మరియు <5తో పోలిస్తే D0 2 Ctrl).对不同猪的心脏组织结构完整性(n = 7(D0 和D12 Ctrl)、5(D12 TD、D12 MC 艇D12人工智能量化,进行单向ANOVA 测试;#### p <0.0001 与D0 和*p <0.05 相比,或****p <0.05 相比,或****p <0.00ఉదాహరణకు工 智能量 化 进行 单向 单向 单向 测试 ; ######### p <0.0001 与D0 和*p <0.0001 与D0 和*p <0.0.05 rl 相比).వన్-వే ANOVA పరీక్షతో వివిధ పందులలో (n = 7 (D0 మరియు D12 Ctrl), 5 (D12 TD, D12 MC మరియు D12 MT) విభాగాలు/సమూహం) కృత్రిమ మేధస్సును ఉపయోగించి కార్డియాక్ కణజాలం యొక్క నిర్మాణ సమగ్రతను లెక్కించడం;#### p <0,0001 по сравнению с D0 и *p < 0,05 или ****p < 0,0001 по сравнению с D12 Ctrl). D0తో పోలిస్తే #### p <0.0001 మరియు D12 Ctrlతో పోలిస్తే *p <0.05 లేదా ****p <0.0001). b మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ స్టెయిన్ (స్కేల్ బార్ = 500 µm) (n = 10 (D0, D12 Ctrl, D12 TD, మరియు D12 MC), 9 (D12 MT)తో తడిసిన గుండె ముక్కల కోసం ప్రాతినిధ్య చిత్రాలు మరియు పరిమాణీకరణ, 9 (D12 MT) <p-#0 స్లైస్లు #0 నుండి విభిన్నమైన స్లైస్లు.#0,#0 పరీక్ష 001 D0 మరియు ***p <0.001, లేదా ****p <0.0001 D12 Ctrlతో పోలిస్తే). b మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ స్టెయిన్ (స్కేల్ బార్ = 500 µm) (n = 10 (D0, D12 Ctrl, D12 TD, మరియు D12 MC), 9 (D12 MT)తో తడిసిన గుండె ముక్కల కోసం ప్రాతినిధ్య చిత్రాలు మరియు పరిమాణీకరణ, 9 (D12 MT) <p-#0 స్లైస్లు #0 నుండి విభిన్నమైన స్లైస్లు.#0,#0 పరీక్ష 001 D0 మరియు ***p <0.001, లేదా ****p <0.0001 D12 Ctrlతో పోలిస్తే). b ప్రెజెంటేషన్ ఇజోబ్రాజెనియా మరియు కోలిచెస్ట్వెన్న ఒషెంకా స్రెజోవ్ సెర్డిసా, ఓక్రాసెన్స్ థ్రిమ్నిమ్స్మ్ బనాయ లైన్కా = 500 ఎమ్కెఎమ్) (n = 10 (D0, D12 Ctrl, D12 TD మరియు D12 MC), 9 (D12 MT) т ANOVA; ####p <0,0001 по сравнению с D0 и ***p <0,001 или ****p < 0,0001 по сравнению с D12 Ctrl). b మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ స్టెయిన్ (స్కేల్ బార్ = 500 µm) (n = 10 (D0, D12 Ctrl, D12 TD మరియు D12 MC), 9 (D12 MT)తో తడిసిన గుండె విభాగాల యొక్క ప్రతినిధి చిత్రాలు మరియు పరిమాణం 0 మరియు ***p <0.001 లేదా ****p <0.0001 vs. D12 Ctrl). b 用Masson 三色染料染色的心脏切片的代表性图像和量化(比例尺= 500 µm(D10D = 10D TD 和D12 MC),来自不同猪的9 个(D12 MT)切片/组,进行单因素方差分析;且差分析; 且的. 001,或****p <0.0001 与D12 Ctrl 相比)。 b 用 masson 三 色 染料 的 心脏 切片 的 代表性 和 量化 (比例 尺 尺 尺 = 500 µm) (n = 10 (d0 、 d12 ctrl 、 d12 td 和 d12 mc) 来自 不同 的 9 个 d12 mt 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片 切片/组,进行单因素方差分析;####p < 0.0001 与D0 相比,***p < 0.001,或****p < 0.0001 与D12 Ctrl 相比)。 b ప్రెజెంటేషన్ ఇజోబ్రాజెనియా మరియు కోలిచెస్ట్వెన్న ఒషెంకా స్రెజోవ్ సెర్డిసా, ఓక్రాసెన్స్ ట్రిమ్సోమ్ (సాంకేతికత 500 ఎమ్కెఎమ్) (n = 10 (D0, D12 Ctrl, D12 TD మరియు D12 MC), 9 (D12 MT) క్రమానుగతంగా క్రమానుగత స్వినీ / గ్రూప్పై, ఓడిన్- <#1010, 2018 ию с D0, ***p <0,001 или ****p <0,0001 по сравнению с D12 Ctrl). b మాసన్ యొక్క ట్రైక్రోమ్ (స్కేల్ బార్ = 500 µm) (n = 10 (D0, D12 Ctrl, D12 TD మరియు D12 MC), 9 (D12 MT)తో స్టెయిన్ చేయబడిన హృదయ విభాగాల యొక్క ప్రతినిధి చిత్రాలు మరియు పరిమాణం వివిధ పందుల/సమూహం నుండి D#0p వరకు పోల్చబడింది <0.001 లేదా ****p <0.0001 D12 Ctrlతో పోలిస్తే).లోపం పట్టీలు సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తాయి.
చివరగా, కార్డియాక్ టిష్యూ స్ట్రెచ్ని పెంచడం ద్వారా కార్డియాక్ హైపర్ట్రోఫీని అనుకరించే CTCM సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేస్తారు.CTCMలో, పీక్ ఎయిర్ ఛాంబర్ ఒత్తిడి 80 mmHg నుండి 80 mmHgకి పెరిగింది.కళ.(సాధారణ స్ట్రెచ్) 140 mmHg వరకు ఆర్ట్.(Fig. 6a).ఇది 32% పెరుగుదలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది (Fig. 6b), ఇది గతంలో హైపర్ట్రోఫీలో కనిపించే సార్కోమెర్ పొడవును సాధించడానికి గుండె విభాగాలకు అవసరమైన సంబంధిత శాతం స్ట్రెచ్గా చూపబడింది.సంకోచం మరియు సడలింపు సమయంలో కార్డియాక్ కణజాలం యొక్క సాగతీత మరియు వేగం ఆరు రోజుల సంస్కృతిలో స్థిరంగా ఉంటుంది (Fig. 6c).MT పరిస్థితుల నుండి కార్డియాక్ కణజాలం ఆరు రోజుల పాటు సాధారణ స్ట్రెచ్ (MT (సాధారణ)) లేదా ఓవర్స్ట్రెచ్ పరిస్థితులకు (MT (OS)) లోబడి ఉంటుంది.సంస్కృతిలో ఇప్పటికే నాలుగు రోజుల తర్వాత, హైపర్ట్రోఫిక్ బయోమార్కర్ NT-ProBNP MT (సాధారణ) పరిస్థితులతో పోలిస్తే (Fig. 7a) MT (OS) పరిస్థితులలో మాధ్యమంలో గణనీయంగా పెరిగింది.అదనంగా, ఆరు రోజుల కల్చర్ తర్వాత, MT గుండె (సాధారణ) విభాగాలతో పోలిస్తే MT (OS) (Fig. 7b) లో సెల్ పరిమాణం గణనీయంగా పెరిగింది.అదనంగా, NFATC4 న్యూక్లియర్ ట్రాన్స్లోకేషన్ ఓవర్స్ట్రెచ్డ్ కణజాలాలలో గణనీయంగా పెరిగింది (Fig. 7c).ఈ ఫలితాలు హైపర్డిస్టెన్షన్ తర్వాత పాథలాజికల్ రీమోడలింగ్ యొక్క ప్రగతిశీల అభివృద్ధిని చూపుతాయి మరియు స్ట్రెచ్-ప్రేరిత కార్డియాక్ హైపర్ట్రోఫీ సిగ్నలింగ్ను అధ్యయనం చేయడానికి CTCM పరికరాన్ని ఒక వేదికగా ఉపయోగించవచ్చనే భావనకు మద్దతు ఇస్తుంది.
గాలి గది పీడనం, ద్రవ గది ఒత్తిడి మరియు కణజాల కదలిక కొలతల యొక్క ప్రతినిధి జాడలు ఛాంబర్ పీడనం ద్రవ గది ఒత్తిడిని మారుస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది, దీని వలన కణజాల స్లైస్ యొక్క సంబంధిత కదలిక ఏర్పడుతుంది.b సాధారణంగా సాగిన (నారింజ) మరియు అతిగా విస్తరించిన (నీలం) కణజాల విభాగాలకు ప్రతినిధి సాగిన శాతం మరియు సాగిన రేటు వక్రతలు.c బార్ గ్రాఫ్ సైకిల్ సమయాన్ని చూపుతుంది (సమూహానికి n = 19 ముక్కలు, వివిధ పందుల నుండి), సంకోచం సమయం (సమూహానికి n = 18-19 ముక్కలు, వివిధ పందుల నుండి), సడలింపు సమయం (సమూహానికి n = 19 ముక్కలు, వేర్వేరు పందుల నుండి) ), కణజాల కదలిక యొక్క వ్యాప్తి (n = 14 ముక్కలు/సమూహం, వివిధ పందుల పీక్ 14 స్లైస్, గ్రూప్/వెరైటీ పందుల నుండి వివిధ పందుల నుండి) మరియు పీక్ రిలాక్సేషన్ రేట్ (n = 14 (D0), 15 (D6) ) విభాగాలు/సమూహాలు) వివిధ పందుల నుండి), టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్స్ t-టెస్ట్ ఏ పరామితిలోనూ గణనీయమైన తేడాను చూపించలేదు, ఈ పారామితులు ఓవర్వోల్టేజ్తో 6 రోజుల సంస్కృతిలో స్థిరంగా ఉన్నాయని సూచిస్తున్నాయి.లోపం పట్టీలు సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తాయి.
MT నార్మల్ స్ట్రెచ్ (నార్మ్) లేదా ఓవర్స్ట్రెచింగ్ (OS) పరిస్థితులలో (n = 4 (D2 MTNorm), 3 (D2 MTOS, D4 MTNorm మరియు D4 MTOS) స్లైస్లు/సమూహంతో కల్చర్ చేసిన హార్ట్ స్లైస్ల నుండి కల్చర్ మీడియాలో NT-ProBNP ఏకాగ్రత యొక్క బార్ గ్రాఫ్ పరిమాణీకరణ. Mt సాధారణ సాగతీత (కట్టుబాటు) లేదా ఓవర్ స్ట్రీట్చింగ్ (OS) పరిస్థితులలో (n = 4 (D2 MTNORM), 3 (D2 MTOS, D4 MTNORM మరియు D4 MTOS) ముక్కలు/సమూహం వేర్వేరు పందుల నుండి, రెండు-మార్గం ANOVA నుండి పోల్చబడింది; ** P <0.01;సాధారణ MT స్ట్రెచ్ (కట్టుబాటు) లేదా ఓవర్స్ట్రెచ్ (OS) (n = 4 (D2 MTNorm), 3 (D2 MTOS, D4 MTNorm మరియు D4) పరిస్థితులలో కల్చర్ చేయబడిన గుండె ముక్కల నుండి కల్చర్ మాధ్యమంలో NT-ProBNP ఏకాగ్రత యొక్క పరిమాణాత్మక హిస్టోగ్రాం.**p <0,01 по сравнению с нормальным растяжением). ** p <0.01 సాధారణ స్ట్రెచ్తో పోలిస్తే). ఒక 在MT 正常拉伸(నార్మ్) 或过度拉伸(OS) 条件下培养的心脏切片培养基中NT-ProBNP 暓养基中NT-ProBNP 暓= 4 (D2 MTNorm)、3(D2 MTOS、D4 MTNorm 和D4 MTOS ,p <0.01). MT నార్మల్ స్ట్రెచ్ (నార్మ్) లేదా ఓవర్స్ట్రెచ్ (OS) పరిస్థితులలో (n= 4 (D2 MTNorm), 3 (D2 MTOS, D4 MTNorm和D4 MTOS) వివిధ 猪的切片/猪的切片/猪廏喏/疌廏/疌廏/疌廇/疇/的的切則/疇/疇/疇/的廏/疇/疇/疇/疇/的廏/疇/发动; **సాధారణ సాగతీతతో పోలిస్తే, p <0.01).హిస్టోగ్రాం సాధారణ MT స్ట్రెచ్ (కట్టుబాటు) లేదా ఓవర్స్ట్రెచ్ (OS) (n = 4 (D2 MTNorm), 3 (D2 MTOS, D4 MTNorm) మరియు D4 MTOS) వివిధ పందుల నుండి స్లైస్లు/సమూహంలో కల్చర్ చేయబడిన గుండె ముక్కలలోని NT-ProBNP సాంద్రతల పరిమాణం, రెండు-మార్గం విశ్లేషణ;**p <0,01 по сравнению с нормальным растяжением). ** p <0.01 సాధారణ స్ట్రెచ్తో పోలిస్తే). b ట్రోపోనిన్-T మరియు WGA (ఎడమ) మరియు సెల్ సైజ్ క్వాంటిఫికేషన్ (కుడి) (n = 330 (D6 MTOS), 369 (D6 MTNorm) 10 వేర్వేరు పందుల నుండి 369 (D6 MTNorm) సెల్లు/సమూహంతో తడిసిన గుండె స్లైస్ల కోసం రిప్రజెంటేటివ్ ఇమేజ్లు, వివిధ పందుల నుండి 10 వేర్వేరు స్లైస్ల నుండి, టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్ <0 t-0p వరకు సాగదీయబడింది. b ట్రోపోనిన్-T మరియు WGA (ఎడమ) మరియు సెల్ సైజ్ క్వాంటిఫికేషన్ (కుడి)తో తడిసిన గుండె ముక్కల కోసం ప్రతినిధి చిత్రాలు (n = 330 (D6 MTOS), 369 (D6 MTNorm) కణాలు/సమూహం వివిధ పందుల నుండి 10 వేర్వేరు స్లైస్ల నుండి, రెండు- *టెయిల్డ్ స్టూడెంట్ <0 tpst0 వరకు ప్రదర్శించబడుతుంది). b ప్రెజెంటేషన్ ఇజోబ్రాజెనియ స్రెజోవ్ సెర్డాస్, ఓక్రాషెన్ ట్రోపోనిమ్-టా మరియు ఎగ్జాంగ్ (స్లేవా) మరియు కోడోల్ అజ్మేరా క్లేటోక్ (స్ప్రవా) (n = 330 (D6 MTOS), 369 (D6 MTNorm) క్లేటోక్/గ్రుప్పు లేదా 10 ర్యాంకుల్లో 10 రెట్లు ఎక్కువ ой t-критерий Стьюдента; ****p <0,0001 по сравнению с нормальным растяжением). b ట్రోపోనిన్-T మరియు AZP (ఎడమ) మరియు సెల్ సైజ్ క్వాంటిఫికేషన్ (కుడి)తో తడిసిన గుండె విభాగాల ప్రతినిధి చిత్రాలు (n = 330 (D6 MTOS), 369 (D6 MTNorm) సెల్లు/సమూహం వివిధ పందుల నుండి 10 వేర్వేరు విభాగాల నుండి, రెండు-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్స్ 0 t-*** 0 వరకు ప్రదర్శించబడింది. b 用肌钙蛋白-T 和WGA(左)和细胞大小量化(右)染色的心脏切片的代30 ),来自不同猪的10 个不同切片的369(D6 MTNorm)细胞/组,两进行有尾学生,检检p <0.0001). b కాల్కేరీన్-T మరియు WGA (ఎడమ) మరియు సెల్ పరిమాణం (కుడి) (n = 330 (D6 MTOS), 369 10 వేర్వేరు స్లైస్లతో (D6 MTNorm)) స్టెయిన్ చేయబడిన గుండె స్లైస్ల యొక్క ప్రతినిధి చిత్రాలు 0001) b ప్రెజెంటేషన్ ఇజోబ్రాజెనియ స్రెజోవ్ సెర్డాస్, ఓక్రాసెన్నిహ్ ట్రోపోనిమ్-టా మరియు అంగీస్ (స్లేవా) మరియు కోలామ్ క్లేటోక్ (స్పృహ) (n = 330 (D6 MTOS), 369 (D6 MTNorm) из 10 RAZLIVE SEREZOV నుండి RAZNYH VINEY CLETKY/GROUPS, юдента; ****p <0,0001 по сравнению с нормальным растяжением). b ట్రోపోనిన్-T మరియు AZP (ఎడమ)తో తడిసిన గుండె విభాగాల యొక్క ప్రతినిధి చిత్రాలు మరియు సెల్ పరిమాణం (కుడి) యొక్క పరిమాణీకరణ (n = 330 (D6 MTOS), 369 (D6 MTNorm) వివిధ పందుల నుండి 10 వేర్వేరు విభాగాల నుండి) కణాలు/సమూహం, రెండు-తోక గల ప్రమాణం;****p <0.0001 సాధారణ స్ట్రెయిన్తో పోలిస్తే). c ట్రోపోనిన్-T మరియు NFATC4 కోసం ఇమ్యునోలేబుల్ చేయబడిన రోజు 0 మరియు 6వ రోజు MTOS గుండె స్లైస్ల కోసం ప్రాతినిధ్య చిత్రాలు మరియు CMల న్యూక్లియైలకు NFATC4 ట్రాన్స్లోకేషన్ యొక్క పరిమాణీకరణ (n = 4 (D0), 3 (D6 MTOS) స్లైస్లు/వివిధ పందుల నుండి ప్రదర్శించబడతాయి. c ట్రోపోనిన్-T మరియు NFATC4 కోసం ఇమ్యునోలేబుల్ చేయబడిన రోజు 0 మరియు 6వ రోజు MTOS గుండె స్లైస్ల కోసం ప్రతినిధి చిత్రాలు మరియు CMల న్యూక్లియైలకు NFATC4 ట్రాన్స్లోకేషన్ యొక్క పరిమాణీకరణ (n = 4 (D0), 3 (D6 MTOS) స్లైస్లు/వివిధ పందుల నుండి రెండు స్లైస్లు/సమూహం ప్రదర్శించబడింది. సి ప్రెజెంటేషన్ ఐజోబ్రాజెనియ స్రెజోవ్ సెర్డిసా 0 మరియు 6 రోజుల MTOS, ఇమ్మ్యునోమెచనిక్స్ డ్లాయ ట్రోపోనిఫా-టాక్, 4 షెంకా ట్రాన్సులోకాట్లు NFATC4 వ యాడ్రా కావెర్నోజ్నిహ్ క్లేటాక్ (n = 4 (D0), 3 (D6 MTOS) స్రెజోవ్/గ్రూపు అప్ రజనీస్, రెస్పాన్స్ ий t-критерий Стьюдента; *p <0,05). c 0 మరియు 6 రోజుల MTOSలో గుండె విభాగాల కోసం ప్రాతినిధ్య చిత్రాలు, ట్రోపోనిన్-T మరియు NFATC4 కోసం ఇమ్యునోలేబుల్ చేయబడ్డాయి మరియు కావెర్నస్ కణాల కేంద్రకంలో NFATC4 ట్రాన్స్లోకేషన్ యొక్క పరిమాణీకరణ (n = 4 (D0), 3 (D6 MTOS) స్లైసులు/వివిధ పందుల నుండి ప్రదర్శించబడిన రెండు-పందుల సమూహం*p <0.05). c 用于肌钙蛋白-T 和NFATC4的NFATC4 易位至CM 细胞核的量化(n = 4 (D0)、3 (D6 MTOS) 切片/组, 进行双尾学生 5. c కాల్కానిన్-T మరియు NFATC4 ఇమ్యునోలేబిలింగ్ 第0天和第6天MTOS గుండె ముక్కలు, మరియు NFATC4 వివిధ NFATC4 易位至CM సెల్ న్యూక్లియస్ 的quantity化 的quantity化 的 (n = 4 (D0)间双尾学生et 电影;*p <0.05). c 0 మరియు 6 రోజులలో ఇమ్మ్యూనోమార్కిరోవ్కి ట్రోపోనిక్స్ నేపధ్యం-4 సిఎం నుండి ఎన్ఎఫ్ఎటిసి4 నుండి యడ్రా సిఎం (ఎన్ = 4 (డి0), 3 (డి6 ఎమ్టిఓఎస్) శ్రేణి/గ్రూప్పా, ద్వ-హూస్ట్-టెక్ట్; ,05). c వివిధ పందుల (n = 4 (D0), 3 (D6 MTOS) స్లైసెస్/గ్రూప్, టూ-టెయిల్డ్ * 0' స్టైల్డ్ 5 స్లైస్ల నుండి CM యొక్క న్యూక్లియస్లో ట్రోపోనిన్-T మరియు NFATC4 ఇమ్యునోలేబలింగ్ మరియు NFATC4 ట్రాన్స్లోకేషన్ యొక్క పరిమాణీకరణ కోసం రోజు 0 మరియు 6లో MTOS గుండె ముక్కల యొక్క ప్రతినిధి చిత్రాలు.ఎర్రర్ బార్లు సగటు ± ప్రామాణిక విచలనాన్ని సూచిస్తాయి.
అనువాద హృదయనాళ పరిశోధనకు హృదయ వాతావరణాన్ని ఖచ్చితంగా పునరుత్పత్తి చేసే సెల్యులార్ నమూనాలు అవసరం.ఈ అధ్యయనంలో, గుండె యొక్క అల్ట్రాథిన్ విభాగాలను ఉత్తేజపరిచే CTCM పరికరం అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు వర్గీకరించబడింది.CTCM వ్యవస్థలో శారీరకంగా సమకాలీకరించబడిన ఎలక్ట్రోమెకానికల్ స్టిమ్యులేషన్ మరియు T3 మరియు డెక్స్ ఫ్లూయిడ్ ఎన్రిచ్మెంట్ ఉన్నాయి.పోర్సిన్ గుండె విభాగాలు ఈ కారకాలకు గురైనప్పుడు, వాటి సాధ్యత, నిర్మాణ సమగ్రత, జీవక్రియ కార్యకలాపాలు మరియు లిప్యంతరీకరణ వ్యక్తీకరణలు 12 రోజుల సంస్కృతి తర్వాత తాజా గుండె కణజాలం వలె ఉంటాయి.అదనంగా, కార్డియాక్ కణజాలం యొక్క అధిక సాగతీత హైపర్ ఎక్స్టెన్షన్ వల్ల గుండె యొక్క హైపర్ట్రోఫీకి కారణమవుతుంది.మొత్తంమీద, ఈ ఫలితాలు సాధారణ కార్డియాక్ ఫినోటైప్ను నిర్వహించడంలో శారీరక సంస్కృతి పరిస్థితుల యొక్క కీలక పాత్రకు మద్దతు ఇస్తాయి మరియు డ్రగ్ స్క్రీనింగ్ కోసం ఒక వేదికను అందిస్తాయి.
కార్డియోమయోసైట్ల పనితీరు మరియు మనుగడ కోసం సరైన వాతావరణాన్ని సృష్టించేందుకు అనేక అంశాలు దోహదం చేస్తాయి.ఈ కారకాలలో అత్యంత స్పష్టమైనవి (1) ఇంటర్ సెల్యులార్ ఇంటరాక్షన్లు, (2) ఎలక్ట్రోమెకానికల్ స్టిమ్యులేషన్, (3) హ్యూమరల్ కారకాలు మరియు (4) మెటబాలిక్ సబ్స్ట్రేట్లకు సంబంధించినవి.ఫిజియోలాజికల్ సెల్-టు-సెల్ ఇంటరాక్షన్లకు ఎక్స్ట్రాసెల్యులర్ మ్యాట్రిక్స్ మద్దతు ఉన్న బహుళ సెల్ రకాల సంక్లిష్ట త్రిమితీయ నెట్వర్క్లు అవసరం.ఇటువంటి సంక్లిష్టమైన సెల్యులార్ పరస్పర చర్యలను వ్యక్తిగత కణ రకాల సహ-సంస్కృతి ద్వారా విట్రోలో పునర్నిర్మించడం కష్టం, అయితే గుండె విభాగాల ఆర్గానోటైపిక్ స్వభావాన్ని ఉపయోగించి సులభంగా సాధించవచ్చు.
కార్డియాక్ ఫినోటైప్ 33,34,35 నిర్వహించడానికి కార్డియోమయోసైట్ల యొక్క మెకానికల్ స్ట్రెచ్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ స్టిమ్యులేషన్ కీలకం.hiPSC-CM కండిషనింగ్ మరియు పరిపక్వత కోసం మెకానికల్ స్టిమ్యులేషన్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నప్పటికీ, అనేక సొగసైన అధ్యయనాలు ఇటీవల యూనియాక్సియల్ లోడింగ్ని ఉపయోగించి సంస్కృతిలో గుండె ముక్కల యొక్క యాంత్రిక ప్రేరణను ప్రయత్నించాయి.సంస్కృతి సమయంలో గుండె యొక్క సమలక్షణంపై 2D యూనియాక్సియల్ మెకానికల్ లోడింగ్ సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతుందని ఈ అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి.ఈ అధ్యయనాలలో, గుండె యొక్క విభాగాలు ఐసోమెట్రిక్ తన్యత బలాలు17, లీనియర్ ఆక్సోటోనిక్ లోడింగ్18తో లోడ్ చేయబడ్డాయి లేదా ఫోర్స్ ట్రాన్స్డ్యూసర్ ఫీడ్బ్యాక్ మరియు టెన్షన్ డ్రైవ్లను ఉపయోగించి కార్డియాక్ సైకిల్ పునఃసృష్టి చేయబడింది.అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతులు పర్యావరణ ఆప్టిమైజేషన్ లేకుండా యూనియాక్సియల్ టిష్యూ స్ట్రెచ్ను ఉపయోగిస్తాయి, దీని ఫలితంగా అనేక కార్డియాక్ జన్యువులు అణిచివేయబడతాయి లేదా అసాధారణ సాగిన ప్రతిస్పందనలతో సంబంధం ఉన్న జన్యువుల అతిగా ఎక్స్ప్రెషన్కు దారి తీస్తుంది.ఇక్కడ వివరించిన CTCM ఒక 3D ఎలక్ట్రోమెకానికల్ ఉద్దీపనను అందిస్తుంది, ఇది సైకిల్ టైమ్ మరియు ఫిజియోలాజికల్ స్ట్రెచ్ (25% స్ట్రెచ్, 40% సిస్టోల్, 60% డయాస్టోల్ మరియు నిమిషానికి 72 బీట్స్) పరంగా సహజ కార్డియాక్ సైకిల్ను అనుకరిస్తుంది.కణజాల సమగ్రతను నిర్వహించడానికి ఈ త్రిమితీయ యాంత్రిక ప్రేరణ మాత్రమే సరిపోనప్పటికీ, కణజాల సాధ్యత, పనితీరు మరియు సమగ్రతను తగినంతగా నిర్వహించడానికి T3/Dexని ఉపయోగించి హాస్య మరియు యాంత్రిక ఉద్దీపన కలయిక అవసరం.
వయోజన హృదయ సమలక్షణాన్ని మాడ్యులేట్ చేయడంలో హాస్య కారకాలు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి.ఇది HiPS-CM అధ్యయనాలలో హైలైట్ చేయబడింది, దీనిలో సెల్ పరిపక్వతను వేగవంతం చేయడానికి సంస్కృతి మాధ్యమానికి T3 మరియు Dex జోడించబడ్డాయి.T3 కణ త్వచాలలో అమైనో ఆమ్లాలు, చక్కెరలు మరియు కాల్షియం రవాణాను ప్రభావితం చేయవచ్చు.అదనంగా, T3 MHC-α వ్యక్తీకరణ మరియు MHC-β అణగదొక్కడాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది, పిండం CMలో స్లో ట్విచ్ మైయోఫిబ్రిల్స్తో పోలిస్తే పరిపక్వ కార్డియోమయోసైట్లలో వేగంగా ట్విచ్ మైయోఫిబ్రిల్స్ ఏర్పడటాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది.హైపోథైరాయిడ్ రోగులలో T3 లోపం మైయోఫిబ్రిల్లర్ బ్యాండ్లను కోల్పోతుంది మరియు టోన్ అభివృద్ధి రేటు తగ్గుతుంది37.డెక్స్ గ్లూకోకార్టికాయిడ్ గ్రాహకాలపై పనిచేస్తుంది మరియు వివిక్త పెర్ఫ్యూజ్డ్ హృదయాలలో మయోకార్డియల్ కాంట్రాక్టిలిటీని పెంచుతుందని చూపబడింది;38 ఈ మెరుగుదల కాల్షియం డిపాజిట్-డ్రైవ్ ఎంట్రీ (SOCE) 39,40పై ప్రభావానికి సంబంధించినదిగా భావించబడింది.అదనంగా, డెక్స్ దాని గ్రాహకాలతో బంధిస్తుంది, రోగనిరోధక పనితీరు మరియు వాపును అణిచివేసే విస్తృత కణాంతర ప్రతిస్పందనను కలిగిస్తుంది.
Ctrlతో పోలిస్తే ఫిజికల్ మెకానికల్ స్టిమ్యులేషన్ (MS) మొత్తం సంస్కృతి పనితీరును మెరుగుపరిచిందని మా ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి, అయితే సంస్కృతిలో 12 రోజుల పాటు సాధ్యత, నిర్మాణ సమగ్రత మరియు హృదయ వ్యక్తీకరణను కొనసాగించడంలో విఫలమైంది.Ctrlతో పోలిస్తే, CTCM (MT) సంస్కృతులకు T3 మరియు డెక్స్ల జోడింపు సాధ్యతను మెరుగుపరిచింది మరియు 12 రోజుల పాటు తాజా గుండె కణజాలంతో సమానమైన ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ప్రొఫైల్లు, నిర్మాణ సమగ్రత మరియు జీవక్రియ కార్యకలాపాలను నిర్వహించింది.అదనంగా, కణజాల విస్తరణ స్థాయిని నియంత్రించడం ద్వారా, STCMని ఉపయోగించి హైపర్ఎక్స్టెన్షన్-ప్రేరిత కార్డియాక్ హైపర్ట్రోఫీ మోడల్ సృష్టించబడింది, ఇది STCM వ్యవస్థ యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞను వివరిస్తుంది.కార్డియాక్ రీమోడలింగ్ మరియు ఫైబ్రోసిస్ సాధారణంగా చెక్కుచెదరకుండా ఉండే అవయవాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ప్రసరించే కణాలు తగిన సైటోకిన్లను అలాగే ఫాగోసైటోసిస్ మరియు ఇతర పునర్నిర్మాణ కారకాలను అందించగలవు, గుండె యొక్క విభాగాలు ఇప్పటికీ ఒత్తిడి మరియు గాయానికి ప్రతిస్పందనగా ఫైబ్రోటిక్ ప్రక్రియను అనుకరించగలవని గమనించాలి.మైయోఫైబ్రోబ్లాస్ట్లలోకి.ఇది గతంలో ఈ కార్డియాక్ స్లైస్ మోడల్లో మూల్యాంకనం చేయబడింది.టాచీకార్డియా, బ్రాడీకార్డియా మరియు మెకానికల్ సర్క్యులేటరీ సపోర్ట్ (మెకానికల్ అన్లోడ్డ్ హార్ట్) వంటి అనేక పరిస్థితులను అనుకరించడానికి ఒత్తిడి/విద్యుత్ వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చడం ద్వారా CTCM పారామితులను మాడ్యులేట్ చేయవచ్చని గమనించాలి.ఇది డ్రగ్ టెస్టింగ్ కోసం సిస్టమ్ను మీడియం త్రూపుట్గా చేస్తుంది.అధిక శ్రమ-ప్రేరిత కార్డియాక్ హైపర్ట్రోఫీని మోడల్ చేయడానికి CTCM యొక్క సామర్థ్యం వ్యక్తిగతీకరించిన చికిత్స కోసం ఈ వ్యవస్థను పరీక్షించడానికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది.ముగింపులో, కార్డియాక్ టిష్యూ విభాగాల సంస్కృతిని నిర్వహించడానికి మెకానికల్ స్ట్రెచ్ మరియు హ్యూమరల్ స్టిమ్యులేషన్ కీలకమని ప్రస్తుత అధ్యయనం నిరూపిస్తుంది.
ఇక్కడ అందించిన డేటా CTCM చెక్కుచెదరకుండా మయోకార్డియంను మోడలింగ్ చేయడానికి చాలా మంచి వేదిక అని సూచిస్తున్నప్పటికీ, ఈ సంస్కృతి పద్ధతికి కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయి.CTCM సంస్కృతి యొక్క ప్రధాన పరిమితి ఏమిటంటే, ఇది స్లైస్లపై నిరంతర డైనమిక్ మెకానికల్ ఒత్తిళ్లను విధిస్తుంది, ఇది ప్రతి చక్రంలో కార్డియాక్ స్లైస్ సంకోచాలను చురుకుగా పర్యవేక్షించే సామర్థ్యాన్ని నిరోధిస్తుంది.అదనంగా, కార్డియాక్ విభాగాలు (7 మిమీ) చిన్న పరిమాణంలో ఉన్నందున, సాంప్రదాయిక శక్తి సెన్సార్లను ఉపయోగించి సంస్కృతి వ్యవస్థల వెలుపల సిస్టోలిక్ పనితీరును అంచనా వేయగల సామర్థ్యం పరిమితం.ప్రస్తుత మాన్యుస్క్రిప్ట్లో, కాంట్రాక్ట్ ఫంక్షన్ యొక్క సూచికగా ఆప్టికల్ వోల్టేజ్ని మూల్యాంకనం చేయడం ద్వారా మేము ఈ పరిమితిని పాక్షికంగా అధిగమించాము.అయినప్పటికీ, ఈ పరిమితికి మరింత పని అవసరం మరియు భవిష్యత్తులో కాల్షియం మరియు వోల్టేజ్-సెన్సిటివ్ డైలను ఉపయోగించి ఆప్టికల్ మ్యాపింగ్ వంటి సంస్కృతిలో గుండె ముక్కల పనితీరును ఆప్టికల్ మానిటరింగ్ కోసం పద్ధతులను పరిచయం చేయడం ద్వారా పరిష్కరించవచ్చు.CTCM యొక్క మరొక పరిమితి ఏమిటంటే, వర్కింగ్ మోడల్ శారీరక ఒత్తిడిని (ప్రీలోడ్ మరియు ఆఫ్టర్లోడ్) మార్చదు.CTCMలో, చాలా పెద్ద కణజాలాలలో డయాస్టోల్ (పూర్తి స్ట్రెచ్) మరియు సిస్టోల్ (విద్యుత్ ప్రేరణ సమయంలో సంకోచం యొక్క పొడవు)లో 25% ఫిజియోలాజికల్ స్ట్రెచ్ను పునరుత్పత్తి చేయడానికి వ్యతిరేక దిశలలో ఒత్తిడి ప్రేరేపించబడింది.రెండు వైపుల నుండి గుండె కణజాలంపై తగిన ఒత్తిడితో మరియు గుండె యొక్క గదులలో సంభవించే ఖచ్చితమైన పీడన-వాల్యూమ్ సంబంధాలను వర్తింపజేయడం ద్వారా భవిష్యత్తులో CTCM డిజైన్లలో ఈ పరిమితిని తొలగించాలి.
ఈ మాన్యుస్క్రిప్ట్లో నివేదించబడిన ఓవర్స్ట్రెచ్-ప్రేరిత పునర్నిర్మాణం హైపర్ట్రోఫిక్ హైపర్స్ట్రెచ్ సిగ్నల్లను అనుకరించడానికి పరిమితం చేయబడింది.అందువలన, ఈ నమూనా హాస్య లేదా నాడీ కారకాల (ఈ వ్యవస్థలో లేని) అవసరం లేకుండా సాగిన-ప్రేరిత హైపర్ట్రోఫిక్ సిగ్నలింగ్ అధ్యయనంలో సహాయపడుతుంది.CTCM యొక్క గుణకారాన్ని పెంచడానికి మరిన్ని అధ్యయనాలు అవసరం, ఉదాహరణకు, రోగనిరోధక కణాలతో సహ-సంస్కృతి, ప్లాస్మా హ్యూమరల్ కారకాలను ప్రసరించడం మరియు న్యూరోనల్ కణాలతో సహ-సంస్కృతి చేసినప్పుడు ఆవిష్కరణ CTCMతో వ్యాధి నమూనా యొక్క అవకాశాలను మెరుగుపరుస్తుంది.
ఈ అధ్యయనంలో పదమూడు పందులను ఉపయోగించారు.అన్ని జంతు విధానాలు సంస్థాగత మార్గదర్శకాలకు అనుగుణంగా నిర్వహించబడ్డాయి మరియు లూయిస్విల్లే యూనివర్శిటీ ఇనిస్టిట్యూషనల్ యానిమల్ కేర్ అండ్ యూజ్ కమిటీచే ఆమోదించబడ్డాయి.బృహద్ధమని వంపు బిగించబడింది మరియు గుండె 1 L స్టెరైల్ కార్డియోప్లెజియాతో పెర్ఫ్యూజ్ చేయబడింది (110 mM NaCl, 1.2 mM CaCl2, 16 mM KCl, 16 mM MgCl2, 10 mM NaHCO3, 5 U/mL హెపారిన్, pH వరకు 7.4); సాధారణంగా <10 నిమిషాలు ఉండే మంచు మీద ఉన్న ల్యాబ్కు తరలించే వరకు గుండెలు మంచు-చల్లని కార్డియోప్లెజిక్ ద్రావణంలో భద్రపరచబడతాయి. సాధారణంగా <10 నిమిషాలు ఉండే మంచు మీద ఉన్న ల్యాబ్కు తరలించే వరకు గుండెలు మంచు-చల్లని కార్డియోప్లెజిక్ ద్రావణంలో భద్రపరచబడతాయి. సెర్డా హ్రానిలి వి ల్యాడ్యానోమ్ కార్డియోప్లెగిచెస్కోమ్ ర్యాస్ట్వోరే డో ట్రాన్స్పోర్టిరోవ్కి వి ల్యాబోరటోరియు న ల్డుమ్, 100 . మంచు మీద ప్రయోగశాలకు రవాణా చేసే వరకు హృదయాలు మంచు-చల్లని కార్డియోప్లెజిక్ ద్రావణంలో నిల్వ చేయబడతాయి, ఇది సాధారణంగా <10 నిమిషాలు పడుతుంది.将心脏保存在冰冷的心脏停搏液中,直到冰上运送到实验室,通常<10分钟。将心脏保存在冰冷的心脏停搏液中,直到冰上运送到实验室,通常<10分钟。 డెర్జైట్ సెర్డా వ్ లెడియానోయ్ కార్డియోప్లెగిస్ డో ట్రాన్స్పోర్టిరోవ్కి వి లాబోరటోరియూ న ల్డుదు, ఒబిచ్నో <10 నిమిషాలు. మంచు మీద ప్రయోగశాలకు రవాణా చేసే వరకు హృదయాలను మంచు కార్డియోప్లెజియాపై ఉంచండి, సాధారణంగా <10 నిమిషాలు.
CTCM పరికరం SolidWorks కంప్యూటర్-ఎయిడెడ్ డిజైన్ (CAD) సాఫ్ట్వేర్లో అభివృద్ధి చేయబడింది.సంస్కృతి గదులు, డివైడర్లు మరియు గాలి గదులు CNC స్పష్టమైన యాక్రిలిక్ ప్లాస్టిక్తో తయారు చేయబడ్డాయి.7mm వ్యాసం కలిగిన బ్యాక్-అప్ రింగ్ మధ్యలో అధిక సాంద్రత కలిగిన పాలిథిలిన్ (HDPE)తో తయారు చేయబడింది మరియు సిలికాన్ ఓ-రింగ్ను కింద మీడియాను మూసివేయడానికి ఉపయోగించే ఓ-రింగ్ గాడిని కలిగి ఉంటుంది.ఒక సన్నని సిలికా పొర కల్చర్ చాంబర్ను సెపరేషన్ ప్లేట్ నుండి వేరు చేస్తుంది.సిలికాన్ పొర 0.02″ మందపాటి సిలికాన్ షీట్ నుండి లేజర్ కట్ చేయబడింది మరియు 35A కాఠిన్యం కలిగి ఉంటుంది.దిగువ మరియు ఎగువ సిలికాన్ రబ్బరు పట్టీలు 1/16″ మందపాటి సిలికాన్ షీట్ నుండి లేజర్ కట్ మరియు 50A కాఠిన్యం కలిగి ఉంటాయి.316L స్టెయిన్లెస్ స్టీల్ స్క్రూలు మరియు రెక్క గింజలు బ్లాక్ను బిగించడానికి మరియు గాలి చొరబడని ముద్రను రూపొందించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
ప్రత్యేకమైన ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ (PCB) C-PACE-EM సిస్టమ్తో అనుసంధానించబడేలా రూపొందించబడింది.PCBలోని స్విస్ మెషిన్ కనెక్టర్ సాకెట్లు గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్లకు వెండి పూతతో కూడిన రాగి తీగలు మరియు కాంస్య 0-60 స్క్రూల ద్వారా ఎలక్ట్రోడ్లలోకి స్క్రూ చేయబడి ఉంటాయి.ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ 3D ప్రింటర్ కవర్లో ఉంచబడుతుంది.
CTCM పరికరం ప్రోగ్రామబుల్ న్యూమాటిక్ యాక్యుయేటర్ (PPD) ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, ఇది కార్డియాక్ సైకిల్ మాదిరిగానే నియంత్రిత ప్రసరణ ఒత్తిడిని సృష్టిస్తుంది.గాలి గది లోపల ఒత్తిడి పెరిగేకొద్దీ, సౌకర్యవంతమైన సిలికాన్ పొర పైకి విస్తరిస్తుంది, కణజాల సైట్ కింద మాధ్యమాన్ని బలవంతం చేస్తుంది.ద్రవం యొక్క ఈ బహిష్కరణ ద్వారా కణజాల ప్రాంతం విస్తరించబడుతుంది, డయాస్టోల్ సమయంలో గుండె యొక్క శారీరక విస్తరణను అనుకరిస్తుంది.సడలింపు యొక్క గరిష్ట సమయంలో, గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్ల ద్వారా విద్యుత్ ప్రేరణ వర్తించబడుతుంది, ఇది గాలి గదిలో ఒత్తిడిని తగ్గిస్తుంది మరియు కణజాల విభాగాల సంకోచానికి కారణమైంది.పైపు లోపల గాలి వ్యవస్థలో ఒత్తిడిని గుర్తించడానికి ఒత్తిడి సెన్సార్తో హెమోస్టాటిక్ వాల్వ్ ఉంది.ప్రెజర్ సెన్సార్ ద్వారా గ్రహించిన ఒత్తిడి ల్యాప్టాప్కు కనెక్ట్ చేయబడిన డేటా కలెక్టర్కు వర్తించబడుతుంది.ఇది గ్యాస్ చాంబర్ లోపల ఒత్తిడిని నిరంతరం పర్యవేక్షించడానికి అనుమతిస్తుంది.గరిష్ట ఛాంబర్ పీడనం (ప్రామాణిక 80 mmHg, 140 mmHg OS) చేరుకున్నప్పుడు, డేటా సేకరణ పరికరం 2 ms కోసం బైఫాసిక్ వోల్టేజ్ సిగ్నల్ను రూపొందించడానికి C-PACE-EM సిస్టమ్కు సిగ్నల్ను పంపమని ఆదేశించబడింది, 4 Vకి సెట్ చేయబడింది.
గుండె విభాగాలు పొందబడ్డాయి మరియు 6 బావులలోని సంస్కృతి పరిస్థితులు ఈ క్రింది విధంగా నిర్వహించబడ్డాయి: సేకరించిన హృదయాలను బదిలీ పాత్ర నుండి చల్లని (4 ° C.) కార్డియోప్లెజియా కలిగిన ట్రేకి బదిలీ చేయండి.ఎడమ జఠరిక ఒక శుభ్రమైన బ్లేడుతో వేరుచేయబడింది మరియు 1-2 సెం.మీ 3 ముక్కలుగా కట్ చేయబడింది.ఈ టిష్యూ బ్లాక్లు కణజాలం అంటుకునే కణజాల మద్దతుతో జతచేయబడ్డాయి మరియు టైరోడ్ యొక్క ద్రావణాన్ని కలిగి ఉన్న వైబ్రేటింగ్ మైక్రోటోమ్ టిష్యూ బాత్లో ఉంచబడ్డాయి మరియు నిరంతరం ఆక్సిజనేటెడ్ (3 g/L 2,3-బ్యూటానేడియోన్ మోనోక్సిమ్ (BDM), 140 mM NaCl (8.18 గ్రా) . ), 6 mM KCl (0.18 gMse) HEPES (2.38 గ్రా), 1 mM MgCl2 (1 ml 1 M ద్రావణం), 1.8 mM CaCl2 (1.8 ml 1 M ద్రావణం), 1 L ddH2O వరకు).వైబ్రేటింగ్ మైక్రోటోమ్ 80 Hz పౌనఃపున్యం వద్ద 300 µm మందపాటి ముక్కలను కత్తిరించడానికి సెట్ చేయబడింది, క్షితిజ సమాంతర కంపన వ్యాప్తి 2 మిమీ మరియు ముందస్తు రేటు 0.03 మిమీ/సె.ద్రావణాన్ని చల్లగా ఉంచడానికి కణజాల స్నానం మంచుతో చుట్టుముట్టబడింది మరియు ఉష్ణోగ్రత 4 ° C వద్ద నిర్వహించబడుతుంది.మైక్రోటోమ్ బాత్ నుండి కణజాల విభాగాలను ఒక కల్చర్ ప్లేట్కు తగినంత విభాగాలు పొందే వరకు మంచుపై నిరంతరం ఆక్సిజన్తో కూడిన టైరోడ్ ద్రావణాన్ని కలిగి ఉండే ఇంక్యుబేషన్ బాత్కు బదిలీ చేయండి.ట్రాన్స్వెల్ కల్చర్ల కోసం, కణజాల విభాగాలు స్టెరైల్ 6 మిమీ వెడల్పు గల పాలియురేతేన్ సపోర్ట్లకు జోడించబడ్డాయి మరియు 6 ml ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన మాధ్యమంలో ఉంచబడ్డాయి (199 మీడియం, 1x ITS అనుబంధం, 10% FBS, 5 ng/ml VEGF, 10 ng/ml FGF-ఆల్కలీన్ మరియు 2X యాంటీబయాటిక్-యాంట్).సి-పేస్ ద్వారా కణజాల విభాగాలకు విద్యుత్ ప్రేరణ (10 V, ఫ్రీక్వెన్సీ 1.2 Hz) వర్తించబడింది.TD పరిస్థితుల కోసం, ప్రతి మధ్యస్థ మార్పు వద్ద తాజా T3 మరియు Dex 100 nM మరియు 1 μM వద్ద జోడించబడ్డాయి.మీడియం 3 సార్లు ఒక రోజు భర్తీకి ముందు ఆక్సిజన్తో సంతృప్తమవుతుంది.కణజాల విభాగాలు 37 ° C మరియు 5% CO2 వద్ద ఇంక్యుబేటర్లో కల్చర్ చేయబడ్డాయి.
CTCM సంస్కృతుల కోసం, సవరించిన టైరోడ్ యొక్క ద్రావణాన్ని కలిగి ఉన్న పెట్రీ డిష్లో కస్టమ్-మేడ్ 3D ప్రింటర్పై కణజాల విభాగాలు ఉంచబడ్డాయి.గుండె యొక్క స్లైస్ యొక్క పరిమాణాన్ని మద్దతు రింగ్ యొక్క ప్రాంతంలో 25% పెంచడానికి పరికరం రూపొందించబడింది.టైరోడ్ యొక్క ద్రావణం నుండి మాధ్యమానికి బదిలీ చేయబడిన తర్వాత మరియు డయాస్టోల్ సమయంలో గుండె యొక్క విభాగాలు సాగవు కాబట్టి ఇది జరుగుతుంది.హిస్టోయాక్రిలిక్ జిగురును ఉపయోగించి, 300 µm మందపాటి విభాగాలు 7 మిమీ వ్యాసం కలిగిన మద్దతు రింగ్పై స్థిరపరచబడ్డాయి.కణజాల విభాగాలను సపోర్టు రింగ్కు జోడించిన తర్వాత, అదనపు కణజాల విభాగాలను కత్తిరించండి మరియు ఒక పరికరం కోసం తగినంత విభాగాలు తయారు చేయబడే వరకు మంచు (4 ° C)పై టైరోడ్ ద్రావణం యొక్క స్నానానికి జోడించిన కణజాల విభాగాలను తిరిగి ఉంచండి.అన్ని పరికరాల కోసం మొత్తం ప్రాసెసింగ్ సమయం 2 గంటలు మించకూడదు.6 కణజాల విభాగాలు వాటి మద్దతు వలయాలకు జోడించబడిన తర్వాత, CTCM పరికరం సమావేశమైంది.CTCM కల్చర్ చాంబర్ 21 ml ప్రీ-ఆక్సిజనేటెడ్ మీడియంతో ముందే నింపబడి ఉంటుంది.కణజాల విభాగాలను కల్చర్ చాంబర్కు బదిలీ చేయండి మరియు పైపెట్తో ఏవైనా గాలి బుడగలను జాగ్రత్తగా తొలగించండి.కణజాల విభాగం అప్పుడు రంధ్రంలోకి మార్గనిర్దేశం చేయబడుతుంది మరియు శాంతముగా స్థానంలోకి ఒత్తిడి చేయబడుతుంది.చివరగా, పరికరంలో ఎలక్ట్రోడ్ టోపీని ఉంచండి మరియు పరికరాన్ని ఇంక్యుబేటర్కు బదిలీ చేయండి.అప్పుడు CTCMని ఎయిర్ ట్యూబ్ మరియు C-PACE-EM సిస్టమ్కి కనెక్ట్ చేయండి.న్యూమాటిక్ యాక్యుయేటర్ తెరుచుకుంటుంది మరియు ఎయిర్ వాల్వ్ CTCMని తెరుస్తుంది.C-PACE-EM సిస్టమ్ 2 ms కోసం బైఫాసిక్ పేసింగ్ సమయంలో 1.2 Hz వద్ద 4 V పంపిణీ చేయడానికి కాన్ఫిగర్ చేయబడింది.ఎలక్ట్రోడ్లపై గ్రాఫైట్ పేరుకుపోకుండా ఉండటానికి మీడియం రోజుకు రెండుసార్లు మార్చబడింది మరియు ఎలక్ట్రోడ్లు రోజుకు ఒకసారి మార్చబడ్డాయి.అవసరమైతే, వాటి కింద పడిన గాలి బుడగలను బహిష్కరించడానికి కణజాల విభాగాలను వాటి సంస్కృతి బావుల నుండి తొలగించవచ్చు.MT చికిత్స పరిస్థితుల కోసం, 100 nM T3 మరియు 1 μM డెక్స్తో ప్రతి మీడియం మార్పుతో T3/Dex తాజాగా జోడించబడింది.CTCM పరికరాలు 37°C మరియు 5% CO2 వద్ద ఇంక్యుబేటర్లో కల్చర్ చేయబడ్డాయి.
గుండె ముక్కల యొక్క సాగిన పథాలను పొందేందుకు, ప్రత్యేక కెమెరా వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేశారు.ఒక SLR కెమెరా (Canon Rebel T7i, Canon, Tokyo, Japan) Navitar జూమ్ 7000 18-108mm మాక్రో లెన్స్ (Navitar, San Francisco, CA)తో ఉపయోగించబడింది.మాధ్యమాన్ని తాజా మాధ్యమంతో భర్తీ చేసిన తర్వాత గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద విజువలైజేషన్ నిర్వహించబడింది.కెమెరా 51° కోణంలో ఉంచబడింది మరియు వీడియో సెకనుకు 30 ఫ్రేమ్ల వద్ద రికార్డ్ చేయబడుతుంది.మొదట, ఓపెన్ సోర్స్ సాఫ్ట్వేర్ (MUSCLEMOTION43) గుండె ముక్కల కదలికను లెక్కించడానికి ఇమేజ్-జెతో ఉపయోగించబడింది.శబ్దాన్ని నివారించడానికి గుండె ముక్కలను కొట్టడానికి ఆసక్తి ఉన్న ప్రాంతాలను నిర్వచించడానికి MATLAB (MathWorks, Natick, MA, USA)ని ఉపయోగించి మాస్క్ సృష్టించబడింది.మాన్యువల్గా విభజించబడిన మాస్క్లు ఫ్రేమ్ సీక్వెన్స్లోని అన్ని చిత్రాలకు వర్తింపజేయబడతాయి మరియు తర్వాత MUSCLEMOTION ప్లగ్-ఇన్కి పంపబడతాయి.రిఫరెన్స్ ఫ్రేమ్కి సంబంధించి దాని కదలికను లెక్కించడానికి కండరాల చలనం ప్రతి ఫ్రేమ్లోని పిక్సెల్ల సగటు తీవ్రతను ఉపయోగిస్తుంది.డేటా రికార్డ్ చేయబడింది, ఫిల్టర్ చేయబడింది మరియు సైకిల్ సమయాన్ని లెక్కించడానికి మరియు కార్డియాక్ సైకిల్ సమయంలో కణజాల విస్తరణను అంచనా వేయడానికి ఉపయోగించబడింది.రికార్డ్ చేయబడిన వీడియో మొదటి-ఆర్డర్ జీరో-ఫేజ్ డిజిటల్ ఫిల్టర్ని ఉపయోగించి పోస్ట్-ప్రాసెస్ చేయబడింది.కణజాల స్ట్రెచ్ను (పీక్-టు-పీక్) లెక్కించడానికి, రికార్డ్ చేయబడిన సిగ్నల్లోని శిఖరాలు మరియు ట్రఫ్ల మధ్య తేడాను గుర్తించడానికి పీక్-టు-పీక్ విశ్లేషణ జరిగింది.అదనంగా, సిగ్నల్ డ్రిఫ్ట్ను తొలగించడానికి 6వ ఆర్డర్ బహుపదిని ఉపయోగించి డిట్రెండింగ్ నిర్వహించబడుతుంది.గ్లోబల్ టిష్యూ మోషన్, సైకిల్ టైమ్, రిలాక్సేషన్ టైమ్ మరియు కాంట్రాక్షన్ టైమ్ (సప్లిమెంటరీ ప్రోగ్రామ్ కోడ్ 44)ని నిర్ణయించడానికి MATLABలో ప్రోగ్రామ్ కోడ్ డెవలప్ చేయబడింది.
స్ట్రెయిన్ ఎనాలిసిస్ కోసం, మెకానికల్ స్ట్రెచ్ అసెస్మెంట్ కోసం సృష్టించబడిన అదే వీడియోలను ఉపయోగించి, మేము మొదట MUSCLEMOTION సాఫ్ట్వేర్ ప్రకారం చలన శిఖరాలను (అత్యధిక (ఎగువ) మరియు అత్యల్ప (తక్కువ) కదలిక పాయింట్లను సూచించే రెండు చిత్రాలను గుర్తించాము.మేము కణజాల ప్రాంతాలను విభజించాము మరియు విభజించబడిన కణజాలానికి షేడింగ్ అల్గోరిథం యొక్క రూపాన్ని వర్తింపజేసాము (అనుబంధ Fig. 2a).విభజించబడిన కణజాలం అప్పుడు పది ఉప ఉపరితలాలుగా విభజించబడింది మరియు ప్రతి ఉపరితలంపై ఒత్తిడి క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది: స్ట్రెయిన్ = (Sup-Sdown)/Sdown, ఇక్కడ Sup మరియు Sdown వరుసగా ఫాబ్రిక్ యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ నీడల నుండి ఆకారం యొక్క దూరాలు (సప్లిమెంటరీ ఫిగ్. .2b).
గుండె విభాగాలు 4% పారాఫార్మల్డిహైడ్లో 48 గంటల పాటు పరిష్కరించబడ్డాయి.స్థిర కణజాలాలు 1 గంటకు 10% మరియు 20% సుక్రోజ్లో డీహైడ్రేట్ చేయబడ్డాయి, తర్వాత రాత్రిపూట 30% సుక్రోజ్లో.విభాగాలు అప్పుడు వాంఛనీయ కట్టింగ్ ఉష్ణోగ్రత సమ్మేళనం (OCT సమ్మేళనం) లో పొందుపరచబడ్డాయి మరియు క్రమంగా ఐసోపెంటనే/డ్రై ఐస్ బాత్లో స్తంభింపజేయబడ్డాయి.OCT ఎంబెడ్డింగ్ బ్లాక్లను వేరు చేసే వరకు -80 °C వద్ద నిల్వ చేయండి.స్లయిడ్లు 8 μm మందంతో విభాగాలుగా తయారు చేయబడ్డాయి.
గుండె విభాగాల నుండి OCTని తీసివేయడానికి, స్లయిడ్లను హీటింగ్ బ్లాక్లో 95 °C వద్ద 5 నిమిషాలు వేడి చేయండి.ప్రతి స్లయిడ్కు 1 ml PBSని జోడించి, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 30 నిమిషాలు పొదిగేలా చేసి, ఆపై గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 15 నిమిషాల పాటు PBSలో 0.1% ట్రిటాన్-X సెట్ చేయడం ద్వారా విభాగాలను విస్తరించండి.నాన్-స్పెసిఫిక్ యాంటీబాడీస్ నమూనాకు బంధించకుండా నిరోధించడానికి, 1 ml 3% BSA ద్రావణాన్ని స్లైడ్లకు జోడించండి మరియు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 1 గంట పాటు పొదిగించండి.అప్పుడు BSA తీసివేయబడింది మరియు స్లైడ్లు PBSతో కడుగుతారు.ప్రతి నమూనాను పెన్సిల్తో గుర్తించండి.ప్రాథమిక ప్రతిరోధకాలు (1% BSAలో 1:200 పలుచన) (connexin 43 (Abcam; #AB11370), NFATC4 (Abcam; #AB99431) మరియు ట్రోపోనిన్-T (థర్మో సైంటిఫిక్; #MA5-12960) తర్వాత 20% యాంటీబాడ్లు (20% యాంటీబాడ్లు: 20% కంటే ఎక్కువ BSA జోడించబడ్డాయి:12960) మౌస్ అలెక్సా ఫ్లోర్ 488 (థర్మో సైంటిఫిక్; #A16079), కుందేలుకు వ్యతిరేకంగా అలెక్సా ఫ్లోర్ 594 (థర్మో సైంటిఫిక్; #T6391) అదనంగా 90 నిమిషాల పాటు PBSతో 3 సార్లు కడిగి, టార్గెట్ స్టెయినింగ్ను బ్యాక్గ్రౌండ్ నుండి వేరు చేయడానికి, మేము న్యూక్లియర్ సెకండరీ యాంటీబాడీని మాత్రమే ఉపయోగించాము. ield (వెక్టార్ లాబొరేటరీస్) మరియు నెయిల్ పాలిష్తో సీలు చేయబడింది -x మాగ్నిఫికేషన్) మరియు 40x మాగ్నిఫికేషన్తో కీయన్స్ మైక్రోస్కోప్.
PBSలో 5 μg/ml వద్ద WGA-Alexa Fluor 555 (థర్మో సైంటిఫిక్; #W32464) WGA స్టెయినింగ్ కోసం ఉపయోగించబడింది మరియు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 30 నిమిషాల పాటు స్థిర విభాగాలకు వర్తించబడుతుంది.స్లైడ్లను PBSతో కడిగి, ప్రతి స్లైడ్కు సుడాన్ నలుపు జోడించబడింది మరియు 30 నిమిషాలు పొదిగేది.స్లైడ్లు PBSతో కడుగుతారు మరియు వెక్టాషీల్డ్ ఎంబెడ్డింగ్ మాధ్యమం జోడించబడింది.స్లయిడ్లు 40x మాగ్నిఫికేషన్ వద్ద కీయన్స్ మైక్రోస్కోప్లో దృశ్యమానం చేయబడ్డాయి.
పైన వివరించిన విధంగా నమూనాల నుండి OCT తీసివేయబడింది.OCTని తీసివేసిన తర్వాత, స్లయిడ్లను రాత్రిపూట బౌయిన్ ద్రావణంలో ముంచండి.స్లైడ్లను 1 గంట పాటు స్వేదనజలంతో కడిగి, ఆపై 10 నిమిషాల పాటు బిబ్రిచ్ అలో యాసిడ్ ఫుచ్సిన్ ద్రావణంలో ఉంచారు.అప్పుడు స్లైడ్లను స్వేదనజలంతో కడిగి, 5% ఫాస్ఫోమోలిబ్డినం/5% ఫాస్ఫోటంగ్స్టిక్ యాసిడ్ ద్రావణంలో 10 నిమిషాలు ఉంచారు.ప్రక్షాళన చేయకుండా, స్లైడ్లను నేరుగా అనిలిన్ బ్లూ ద్రావణంలోకి 15 నిమిషాలు బదిలీ చేయండి.అప్పుడు స్లయిడ్లను స్వేదనజలంతో కడుగుతారు మరియు 1% ఎసిటిక్ యాసిడ్ ద్రావణంలో 2 నిమిషాలు ఉంచారు.స్లైడ్లను 200 N ఇథనాల్లో ఎండబెట్టి, జిలీన్కి బదిలీ చేశారు.10x లక్ష్యంతో కీయన్స్ మైక్రోస్కోప్ని ఉపయోగించి తడిసిన స్లయిడ్లు దృశ్యమానం చేయబడ్డాయి.కీయన్స్ ఎనలైజర్ సాఫ్ట్వేర్ని ఉపయోగించి ఫైబ్రోసిస్ ఏరియా శాతం లెక్కించబడింది.
CyQUANT™ MTT సెల్ వైబిలిటీ అస్సే (ఇన్విట్రోజెన్, కార్ల్స్బాడ్, CA), కేటలాగ్ నంబర్ V13154, తయారీదారు ప్రోటోకాల్ ప్రకారం కొన్ని మార్పులతో.ప్రత్యేకించి, MTT విశ్లేషణ సమయంలో ఏకరీతి కణజాల పరిమాణాన్ని నిర్ధారించడానికి 6 మిమీ వ్యాసం కలిగిన శస్త్రచికిత్స పంచ్ ఉపయోగించబడింది.తయారీదారుల ప్రోటోకాల్ ప్రకారం MTT సబ్స్ట్రేట్ను కలిగి ఉన్న 12-బావి ప్లేట్ యొక్క బావుల్లోకి కణజాలాలు వ్యక్తిగతంగా పూత పూయబడ్డాయి.విభాగాలు 37° C. వద్ద 3 గంటల పాటు పొదిగేవి మరియు జీవ కణజాలం MTT సబ్స్ట్రేట్ను జీవక్రియ చేసి పర్పుల్ ఫార్మాజాన్ సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.MTT ద్రావణాన్ని 1 ml DMSOతో భర్తీ చేయండి మరియు గుండె విభాగాల నుండి పర్పుల్ ఫార్మజాన్ను తీయడానికి 37 °C వద్ద 15 నిమిషాల పాటు పొదిగేది.నమూనాలను 1:10 DMSOలో 96-బాగా క్లియర్ బాటమ్ ప్లేట్లలో కరిగించారు మరియు సైటేషన్ ప్లేట్ రీడర్ (బయోటెక్) ఉపయోగించి పర్పుల్ కలర్ ఇంటెన్సిటీ 570 nm వద్ద కొలుస్తారు.గుండె యొక్క ప్రతి స్లైస్ బరువుకు రీడింగ్లు సాధారణీకరించబడ్డాయి.
గతంలో వివరించిన విధంగా గ్లూకోజ్ వినియోగ పరీక్ష కోసం హార్ట్ స్లైస్ మీడియా 1 μCi/ml [5-3H]-గ్లూకోజ్ (మోరవేక్ బయోకెమికల్స్, బ్రీ, CA, USA) కలిగిన మీడియాతో భర్తీ చేయబడింది.4 గంటల పొదిగే తర్వాత, 100 µl 0.2 N HCl కలిగిన ఓపెన్ మైక్రోసెంట్రిఫ్యూజ్ ట్యూబ్కు 100 µl మీడియం జోడించండి.37°C వద్ద 72 గంటల పాటు [3H]2O ఆవిరైపోవడానికి 500 μl dH2O కలిగిన స్కింటిలేషన్ ట్యూబ్లో ట్యూబ్ ఉంచబడింది.అప్పుడు స్కింటిలేషన్ ట్యూబ్ నుండి మైక్రోసెంట్రిఫ్యూజ్ ట్యూబ్ను తీసివేసి, 10 మి.లీ.ట్రై-కార్బ్ 2900TR లిక్విడ్ స్కింటిలేషన్ ఎనలైజర్ (ప్యాకర్డ్ బయోసైన్స్ కంపెనీ, మెరిడెన్, CT, USA) ఉపయోగించి స్కింటిలేషన్ గణనలు జరిగాయి.గ్లూకోజ్ వినియోగం [5-3H]-గ్లూకోజ్ నిర్దిష్ట కార్యాచరణ, అసంపూర్ణ సమతౌల్యం మరియు నేపథ్యం, [5-3H]-లేబుల్ చేయని గ్లూకోజ్ యొక్క పలుచన మరియు స్కింటిలేషన్ కౌంటర్ సామర్థ్యాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకొని లెక్కించబడుతుంది.గుండె యొక్క విభాగాల ద్రవ్యరాశికి డేటా సాధారణీకరించబడుతుంది.
ట్రైజోల్లో కణజాల సజాతీయీకరణ తర్వాత, తయారీదారు ప్రోటోకాల్ ప్రకారం Qiagen miRNeasy మైక్రో కిట్ #210874ని ఉపయోగించి గుండె విభాగాల నుండి RNA వేరుచేయబడింది.RNAsec లైబ్రరీ తయారీ, సీక్వెన్సింగ్ మరియు డేటా విశ్లేషణ క్రింది విధంగా నిర్వహించబడ్డాయి:
RNA లైబ్రరీ తయారీకి ఒక నమూనాకు 1 μg RNA ప్రారంభ పదార్థంగా ఉపయోగించబడింది.తయారీదారు సిఫార్సులను అనుసరించి ఇల్యూమినా (NEB, USA) కోసం NEBNext UltraTM RNA లైబ్రరీ ప్రిపరేషన్ కిట్ని ఉపయోగించి సీక్వెన్సింగ్ లైబ్రరీలు రూపొందించబడ్డాయి మరియు ప్రతి నమూనా కోసం లక్షణ శ్రేణులకు సూచిక కోడ్లు జోడించబడ్డాయి.క్లుప్తంగా, పాలీ-టి ఒలిగోన్యూక్లియోటైడ్లతో జతచేయబడిన మాగ్నెటిక్ పూసలను ఉపయోగించి మొత్తం RNA నుండి mRNA శుద్ధి చేయబడింది.NEBNext ఫస్ట్ స్ట్రాండ్ సింథసిస్ రియాక్షన్ బఫర్ (5X)లో అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద డైవాలెంట్ కాటయాన్లను ఉపయోగించి ఫ్రాగ్మెంటేషన్ నిర్వహించబడుతుంది.మొదటి స్ట్రాండ్ cDNA యాదృచ్ఛిక హెక్సామర్ ప్రైమర్లు మరియు M-MuLV రివర్స్ ట్రాన్స్క్రిప్టేజ్ (RNase H-) ఉపయోగించి సంశ్లేషణ చేయబడింది.రెండవ స్ట్రాండ్ cDNA అప్పుడు DNA పాలిమరేస్ I మరియు RNase H ఉపయోగించి సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది. మిగిలిన ఓవర్హాంగ్లు ఎక్సోన్యూకలీస్/పాలిమరేస్ చర్య ద్వారా మొద్దుబారిన చివరలుగా మార్చబడతాయి.DNA శకలం యొక్క 3′ ముగింపుని అడెనైలేషన్ చేసిన తర్వాత, హైబ్రిడైజేషన్ కోసం సిద్ధం చేయడానికి హెయిర్పిన్ లూప్ నిర్మాణంతో కూడిన NEBNext అడాప్టర్ దానికి జోడించబడుతుంది.ఇష్టపడే పొడవు 150-200 bp యొక్క cDNA శకలాలు ఎంపిక కోసం.AMPure XP సిస్టమ్ (బెక్మాన్ కౌల్టర్, బెవర్లీ, USA) ఉపయోగించి లైబ్రరీ శకలాలు శుద్ధి చేయబడ్డాయి.అప్పుడు, 3 μl USER ఎంజైమ్ (NEB, USA) పరిమాణం-ఎంచుకున్న cDNAతో అడాప్టర్తో లిగేట్ చేయబడింది 37 ° C వద్ద 15 నిమిషాలు మరియు PCRకి ముందు 95 ° C వద్ద 5 నిమిషాలు ఉపయోగించబడింది.పిసిఆర్ను ఫ్యూజన్ హై-ఫిడిలిటీ డిఎన్ఎ పాలిమరేస్, యూనివర్సల్ పిసిఆర్ ప్రైమర్లు మరియు ఇండెక్స్ (ఎక్స్) ప్రైమర్లను ఉపయోగించి ప్రదర్శించారు.చివరగా, PCR ఉత్పత్తులు శుద్ధి చేయబడ్డాయి (AMPure XP సిస్టమ్) మరియు ఎజిలెంట్ బయోఅనలైజర్ 2100 సిస్టమ్పై లైబ్రరీ నాణ్యత అంచనా వేయబడింది.cDNA లైబ్రరీ నోవాసెక్ సీక్వెన్సర్ని ఉపయోగించి సీక్వెన్స్ చేయబడింది.ఇల్యూమినా నుండి రా ఇమేజ్ ఫైల్లు CASAVA బేస్ కాలింగ్ని ఉపయోగించి ముడి రీడ్లుగా మార్చబడ్డాయి.ముడి డేటా FASTQ(fq) ఫార్మాట్ ఫైల్లలో నిల్వ చేయబడుతుంది, ఇందులో రీడ్ సీక్వెన్సులు మరియు సంబంధిత బేస్ క్వాలిటీలు ఉంటాయి.Sscrofa11.1 రిఫరెన్స్ జీనోమ్కు ఫిల్టర్ చేసిన సీక్వెన్సింగ్ రీడ్లను సరిపోల్చడానికి HISAT2ని ఎంచుకోండి.సాధారణంగా, HISAT2 4 బిలియన్ బేస్ల కంటే పెద్ద జీనోమ్లతో సహా ఏదైనా పరిమాణంలోని జన్యువులకు మద్దతు ఇస్తుంది మరియు చాలా పారామితులకు డిఫాల్ట్ విలువలు సెట్ చేయబడతాయి.RNA Seq డేటా నుండి స్ప్లికింగ్ రీడ్లు HISAT2ని ఉపయోగించి సమర్ధవంతంగా సమలేఖనం చేయబడతాయి, ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్న వేగవంతమైన సిస్టమ్, ఇతర పద్ధతుల కంటే అదే లేదా మెరుగైన ఖచ్చితత్వంతో.
ట్రాన్స్క్రిప్ట్స్ యొక్క సమృద్ధి నేరుగా జన్యు వ్యక్తీకరణ స్థాయిని ప్రతిబింబిస్తుంది.జీనోమ్ లేదా ఎక్సోన్లతో అనుబంధించబడిన ట్రాన్స్క్రిప్ట్స్ (సీక్వెన్సింగ్ కౌంట్) సమృద్ధి ద్వారా జన్యు వ్యక్తీకరణ స్థాయిలు అంచనా వేయబడతాయి.రీడ్ల సంఖ్య జన్యు వ్యక్తీకరణ స్థాయిలు, జన్యు పొడవు మరియు సీక్వెన్సింగ్ డెప్త్కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.FPKM (మిలియన్ బేస్ జతలకు ప్రతి వెయ్యి బేస్ జతల ట్రాన్స్క్రిప్ట్ సీక్వెన్స్) లెక్కించబడుతుంది మరియు DESeq2 ప్యాకేజీని ఉపయోగించి అవకలన వ్యక్తీకరణ యొక్క P-విలువలు నిర్ణయించబడ్డాయి.అంతర్నిర్మిత R-ఫంక్షన్ “p.adjust” ఆధారంగా బెంజమిని-హోచ్బర్గ్ పద్ధతి9ని ఉపయోగించి మేము ప్రతి P విలువకు తప్పుడు ఆవిష్కరణ రేటు (FDR)ని లెక్కించాము.
థర్మో (థర్మో, క్యాట్. నం. 11756050) నుండి సూపర్స్క్రిప్ట్ IV విలో మాస్టర్ మిశ్రమాన్ని ఉపయోగించి గుండె విభాగాల నుండి వేరుచేయబడిన RNA 200 ng/μl సాంద్రతతో cDNAగా మార్చబడింది.పరిమాణాత్మక RT-PCR అనువర్తిత బయోసిస్టమ్స్ ఎండ్యూరా ప్లేట్ మైక్రోయాంప్ 384-బాగా పారదర్శక రియాక్షన్ ప్లేట్ (థర్మో, క్యాట్. నం. 4483319) మరియు మైక్రోయాంప్ ఆప్టికల్ అంటుకునే (థర్మో, క్యాట్. నం. 4311971) ఉపయోగించి ప్రదర్శించబడింది.రియాక్షన్ మిశ్రమంలో 5 µl తక్మాన్ ఫాస్ట్ అడ్వాన్స్డ్ మాస్టర్ మిక్స్ (థర్మో, క్యాట్ # 4444557), 0.5 µl తక్మాన్ ప్రైమర్ మరియు 3.5 µl H2O ఒక్కో బావిని కలిగి ఉంటుంది.ప్రామాణిక qPCR చక్రాలు అమలు చేయబడ్డాయి మరియు CT విలువలను అప్లైడ్ బయోసిస్టమ్స్ క్వాంట్స్టూడియో 5 రియల్ టైమ్ PCR పరికరం (384-బావి మాడ్యూల్; ఉత్పత్తి # A28135) ఉపయోగించి కొలుస్తారు.Taqman ప్రైమర్లు థర్మో (GAPDH (Ss03375629_u1), PARP12 (Ss06908795_m1), PKDCC (Ss06903874_m1), CYGB (Ss06900188_m1), RGL1 (S801680) (S801680), 8_mH), GATA4 (Ss03383805_u1), GJA1 (Ss03374839_u1), COL1A2 (Ss03375009_u1 ), COL3A1 (Ss04323794_m1), ACTA2 (Ss0424 వరకు ఉన్న అన్ని నమూనాల సాధారణ విలువలు 588425కి ఉన్నాయి) జన్యువు GAPDH.
NT-ProBNP యొక్క మీడియా విడుదల తయారీదారు ప్రోటోకాల్ ప్రకారం NT-ProBNP కిట్ (పిగ్) (Cat. No. MBS2086979, MyBioSource) ఉపయోగించి అంచనా వేయబడింది.క్లుప్తంగా, ప్రతి నమూనా మరియు ప్రమాణం యొక్క 250 µl ప్రతి బావికి నకిలీలో జోడించబడ్డాయి.నమూనాను జోడించిన వెంటనే, ప్రతి బావికి 50 µl అస్సే రీజెంట్ A జోడించండి.శాంతముగా ప్లేట్ షేక్ మరియు సీలెంట్ తో సీల్.అప్పుడు మాత్రలు 1 గంటకు 37 ° C వద్ద పొదిగేవి.అప్పుడు ద్రావణాన్ని పీల్చుకోండి మరియు 350 µl 1X వాష్ ద్రావణంతో బావులను 4 సార్లు కడగాలి, ప్రతిసారీ వాష్ ద్రావణాన్ని 1-2 నిమిషాలు పొదిగించండి.తర్వాత ఒక్కో బావికి 100 µl అస్సే రీజెంట్ B వేసి, ప్లేట్ సీలెంట్తో సీల్ చేయండి.టాబ్లెట్ శాంతముగా కదిలించబడింది మరియు 30 నిమిషాలు 37 ° C వద్ద పొదిగేది.ద్రావణాన్ని పీల్చుకోండి మరియు 350 µl 1X వాష్ ద్రావణంతో బావులను 5 సార్లు కడగాలి.ప్రతి బావికి 90 µl సబ్స్ట్రేట్ ద్రావణాన్ని వేసి, ప్లేట్ను మూసివేయండి.10-20 నిమిషాలు 37 ° C వద్ద ప్లేట్ను పొదిగించండి.ప్రతి బావికి 50 µl స్టాప్ సొల్యూషన్ జోడించండి.ప్లేట్ను వెంటనే 450 nm వద్ద సెట్ చేసిన సైటేషన్ (బయోటెక్) ప్లేట్ రీడర్ని ఉపయోగించి కొలుస్తారు.
5% టైప్ I ఎర్రర్ రేట్తో పారామీటర్లో 10% సంపూర్ణ మార్పును గుర్తించడానికి > 80% శక్తిని అందించే సమూహ పరిమాణాలను ఎంచుకోవడానికి పవర్ విశ్లేషణలు జరిగాయి. 5% టైప్ I ఎర్రర్ రేట్తో పారామీటర్లో 10% సంపూర్ణ మార్పును గుర్తించడానికి > 80% శక్తిని అందించే సమూహ పరిమాణాలను ఎంచుకోవడానికి పవర్ విశ్లేషణలు జరిగాయి. అనాలిస్ మోష్నోస్టి బైల్ వైపోల్నెన్ డ్లియా వైబోరా రాజ్మెరోవ్ గ్రూప్, కోటోరీ ఒబెస్పెచాట్ >80% మాస్నోస్టి %1000 సాధారణ పరామితి 5% ఛాస్టొయ్ ఓషిబాక్ టిపా I. 5% టైప్ I ఎర్రర్ రేట్తో 10% సంపూర్ణ పారామీటర్ మార్పును గుర్తించడానికి > 80% శక్తిని అందించే సమూహ పరిమాణాలను ఎంచుకోవడానికి పవర్ విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది.进行功效分析以选择将提供> 80%功效以检测参数中10%绝对变化和5进行功效分析以选择将提供> 80%功效以检测参数中10%绝对变化和5 బైల్ ప్రొవెడెన్ అనాలైజ్ మోష్నోస్టి డిలియా వైబోరా రజ్మేరా గ్రూప్పీ, కోటోరియ్ ఒబెస్పెచిల్ బి > 80% నోస్టి 100% నోగో ఇజ్మెనియ ప్యారామెట్రోవ్ మరియు 5% చాస్తోట్ ఓషిబాక్ టిపా I. 10% సంపూర్ణ పరామితి మార్పును మరియు 5% రకం I లోపం రేటును గుర్తించడానికి > 80% శక్తిని అందించే సమూహ పరిమాణాన్ని ఎంచుకోవడానికి శక్తి విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది.ప్రయోగానికి ముందు కణజాల విభాగాలు యాదృచ్ఛికంగా ఎంపిక చేయబడ్డాయి.అన్ని విశ్లేషణలు కండిషన్ బ్లైండ్గా ఉన్నాయి మరియు మొత్తం డేటా విశ్లేషించబడిన తర్వాత మాత్రమే నమూనాలు డీకోడ్ చేయబడ్డాయి.అన్ని గణాంక విశ్లేషణలను నిర్వహించడానికి గ్రాప్ప్యాడ్ ప్రిజం సాఫ్ట్వేర్ (శాన్ డియాగో, CA) ఉపయోగించబడింది. అన్ని గణాంకాల కోసం, p-విలువలు <0.05 విలువల వద్ద ముఖ్యమైనవిగా పరిగణించబడ్డాయి. అన్ని గణాంకాల కోసం, p-విలువలు <0.05 విలువల వద్ద ముఖ్యమైనవిగా పరిగణించబడ్డాయి. Для всей статистики p-значения считались значимыми при значениях <0,05. అన్ని గణాంకాల కోసం, p-విలువలు <0.05 విలువల వద్ద ముఖ్యమైనవిగా పరిగణించబడ్డాయి.对于所有统计数据,p 值在值<0.05 时被认为是显着的。对于所有统计数据,p 值在值<0.05 时被认为是显着的。 Для всей статистики p-значения считались значимыми при значениях <0,05. అన్ని గణాంకాల కోసం, p-విలువలు <0.05 విలువల వద్ద ముఖ్యమైనవిగా పరిగణించబడ్డాయి.కేవలం 2 పోలికలతో డేటాపై టూ-టెయిల్డ్ స్టూడెంట్స్ టి-టెస్ట్ నిర్వహించబడింది.బహుళ సమూహాల మధ్య ప్రాముఖ్యతను గుర్తించడానికి ఒక-మార్గం లేదా రెండు-మార్గం ANOVA ఉపయోగించబడింది.పోస్ట్ హాక్ పరీక్షలను నిర్వహిస్తున్నప్పుడు, బహుళ పోలికల కోసం టుకే యొక్క దిద్దుబాటు వర్తించబడుతుంది.FDRని లెక్కించేటప్పుడు RNAsec డేటా ప్రత్యేక గణాంక పరిగణనలను కలిగి ఉంటుంది మరియు మెథడ్స్ విభాగంలో వివరించిన విధంగా p.అడ్జస్ట్ చేయండి.
అధ్యయన రూపకల్పనపై మరింత సమాచారం కోసం, ఈ కథనానికి లింక్ చేయబడిన ప్రకృతి పరిశోధన నివేదిక సారాంశాన్ని చూడండి.
పోస్ట్ సమయం: సెప్టెంబర్-28-2022