一、前言

細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）僵硬是心臟病的關(guān)鍵因素。ECM強(qiáng)直增加會(huì)被動(dòng)地抑制心臟收縮，但基質(zhì)硬化是否以及如何主動(dòng)改變心肌細(xì)胞收縮力尚不清楚。旨在研究心肌細(xì)胞 - 基質(zhì)相互作用的體外模型缺乏將剛性基質(zhì)的被動(dòng)抑制與主動(dòng)基質(zhì)誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞性質(zhì)改變分開的可能性。在這里，我們介紹一種新穎的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，該模型允許探索心肌細(xì)胞對(duì)基質(zhì)加固的反應(yīng)性功能改變。在代表健康和患病心臟的可調(diào)節(jié)硬度基質(zhì)上培養(yǎng)成年大鼠心肌細(xì)胞24小時(shí)，并在功能測量前從其基質(zhì)中分離出來。我們證明，基質(zhì)加固與被動(dòng)抑制無關(guān)，可減少細(xì)胞縮短和鈣2+處理但不改變肌病產(chǎn)生的力。此外，成體培養(yǎng)的心肌細(xì)胞的分離允許細(xì)胞從一個(gè)基質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基質(zhì)。這表明，當(dāng)基質(zhì)僵硬正常化時(shí)，僵硬誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞變化是逆轉(zhuǎn)的。這些基質(zhì)硬度誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞功能變化不能用微管的適應(yīng)性來解釋。此外，從肥胖的ZSF1心力衰竭大鼠模型的僵硬心臟中分離出的心肌細(xì)胞具有保留的射血分?jǐn)?shù)，顯示出響應(yīng)于基質(zhì)硬化而卸載縮短的更顯著的減少。綜上所述，我們介紹了一種方法，該方法可以評(píng)估ECM特性對(duì)心肌細(xì)胞功能的影響，與僵硬基質(zhì)的被動(dòng)抑制成分分開。因此，它增加了一個(gè)重要的生理學(xué)相關(guān)工具來研究心肌細(xì)胞 - 基質(zhì)相互作用的功能后果。

二、確定凝膠剛度

使用Piuma納米壓痕儀（荷蘭Optics11，荷蘭阿姆斯特丹）與剛度為1 N m的壓痕探針結(jié)合測定*水合凝膠的剛度?1半徑為44μm（Optics11）。針對(duì)每種剛度的凝膠確定楊氏模量。對(duì)所有凝膠進(jìn)行九次單獨(dú)測量，以確定平均凝膠剛度。

三、結(jié)果

使用40%丙烯酰胺和2%雙歧桿菌的不同組合來獲得所需剛度的凝膠。凝膠的硬度旨在代表健康的心臟（～15 kPa）和患病的心臟（50-100 kPa）（Berry等人。2006年;恩格勒等人。2008年;威爾斯和迪舍爾，2008）。此外，還包括更合規(guī)的凝膠（8 kPa）和未經(jīng)處理的玻璃蓋玻片。表1列出了導(dǎo)致8、15、50和100 kPa剛度的丙烯酰胺和雙的混合物。