胚胎干细胞构建心脏生物起搏器

地区:上海市 宝山区

关键词:郑州大学第一附属医院;北京赛克思生物科技有限公司

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000002408

成果描述:

心律失常在发达国家导致大量死亡和致残,在美国每年有40万以上心脏猝死发生,心房颤动200多万。然而,问题是目前多数心律失常缺乏有效的治疗手段。心律失常的传统治疗主要依赖药物、射频消融、起搏器。药物治疗除作用有限外,还有不能靶向作用、耐受性、致心律失常作用等限制,有临床试验已经证实抗心律失常药物增加死亡率;射频消融能治愈某些心律失常,但其应用限于室上速和部分室速,对更常见的心房颤动效果不良;起搏器治疗除价格昂贵外,还有电池耗尽、导线断裂、并发症及对神经体液因素无适应性变化等问题。近年随着对心律失常机制认识的加深及基因治疗的发展,从分子细胞水平治疗心律失常的方法逐渐涌现出来,主要是通过基因转移技术实现治疗目的。该项目主要研究小鼠胚胎干细胞来源心肌细胞(ESCM)自律性的机制。以维生素C或DMSO为诱导剂,采用悬滴法或批量悬浮法(mass culture)诱导小鼠胚胎干细胞R1分化为具有自律性的心肌细胞。分离心肌细胞行免疫荧光染色,共聚焦显像证实有心肌分化。分离自发跳动的心肌细胞团,分别进行各种离子通道的特异阻断实验,观察不同浓度特异阻断剂对心肌自律性的影响。分离跳动的心肌细胞,分别提取分化心肌及未分化胚胎干细胞mRNA,RT-PCR方法检测分化前后起搏相关离子通道的表达差异。分离跳动的心肌细胞团,Fluo-3染色后,共聚焦显微镜下行特异阻断剂阻断实验,观察各阻断剂对钙波及收缩频率的影响。胶原酶法分离单个自律性心肌细胞,细胞外液灌流下行膜片钳实验,以电压钳模式记录、鉴定表达的离子流,以电流钳模式记录自发动作电位,并进行特异离子通道阻断剂实验,观察对单个心肌细胞自发动作电位的影响。模拟动作电位舒张期除极(DD)行动作电位电压钳,记录舒张期除极的综合离子流,在各种特异通道阻断剂作用下,观察其对舒张期综合离子流的影响。该项目发现,0.1mM维生素C可以有效诱导小鼠胚胎干细胞R1分化为心肌细胞,部分分化的心肌细胞具有自律性。这些小鼠胚胎干细胞来源的心肌细胞自律性的机制不同于成年动物窦房结起搏细胞的自律性机制。根据研究结果,小鼠ESCM的自律性更可能是由Ica,L介导而不是If,这可能是胚胎期自律性的分子机制,从而为生物起搏的发展奠定坚实基础。
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