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一、前言
細胞外基質（ECM）僵硬是心臟病的關鍵因素。ECM強直增加會被動地抑制心臟收縮，但基質硬化是否以及如何主動改變心肌細胞收縮力尚不清楚。旨在研究心肌細胞 - 基質相互作用的體外模型缺乏將剛性基質的被動抑制與主動基質誘導的心肌細胞性質改變分開的可能性。在這里，我們介紹一種新穎的實驗模型，該模型允許探索心肌細胞對基質加固的反應性功能改變。在代表健康和患病心臟的可調節硬度基質上培養成年大鼠心肌細胞24小時，并在功能測量前從其基質中分離出來。我們證明，基質加固與被動抑制無關，可減少細胞縮短和鈣2+處理但不改變肌病產生的力。此外，成體培養的心肌細胞的分離允許細胞從一個基質轉移到另一個基質。這表明，當基質僵硬正常化時，僵硬誘導的心肌細胞變化是逆轉的。這些基質硬度誘導的心肌細胞功能變化不能用微管的適應性來解釋。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胞具有保留的射血分數，顯示出響應于基質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，該方法可以評估ECM特性對心肌細胞功能的影響，與僵硬基質的被動抑制成分分開。因此，它增加了一個重要的生理學相關工具來研究心肌細胞 - 基質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的壓痕探針結合測定*水合凝膠的剛度?1半徑為44μm（Optics11）。針對每種剛度的凝膠確定楊氏模量。對所有凝膠進行九次單獨測量，以確定平均凝膠剛度。
三、結果
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，還包括更合規的凝膠（8 kPa）和未經處理的玻璃蓋玻片。表1列出了導致8、15、50和100 kPa剛度的丙烯酰胺和雙的混合物。
目前的研究證明了一種易于使用的方法，用于研究基質特性對心肌細胞功能的影響。此外，本文描述了一種模型，該模型提供了測量基質誘導的心肌細胞適應的機會，而不受基質剛性的被動影響。以前，不可能在培養的成年心肌細胞中分離這兩個收縮影響因素，因為這些細胞不能從其基質中分離出來。我們的分離培養成人心肌細胞的新方法使得在沒有其他病理性ECM相關因素的情況下，研究基質硬度改變對健康和患病心肌細胞心肌細胞功能的影響成為可能。因此，本文中描述的方法為研究心臟病中細胞外重塑的功能后果以及評估旨在保護/預防肌絲免受硬化ECM的有害影響的方法的治療效果增加了一個重要工具。
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