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核糖核酸干扰抑制心肌细胞KCNJ2基因表达
目的:构建抑制大鼠心肌细胞KCNJ2基因表达的真核表达质粒,应用RNA干扰技术观察其抑制心肌细胞KCNJ2基因表达的情况,为生物起搏器的研究提供一种新的思路和方法.方法:选择5个针对大鼠心肌细胞基因KCNJ2 mRNA的干扰位点,构建含5个目的基因的重组质粒pEGFP6-1kir2.1.实验组:乳鼠心肌细胞转染pEGFP6-1kir2.1质粒,阴性质粒对照组:转染PEGFP6-IC,空白对照组:未做任何处理.转染大鼠心肌细胞后72 h,通过逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)和 Western-blot,在mRNA和蛋白质水平检测RNA干扰(RNAi)抑制KCNJ2基因表达的效果,并观察细胞搏动频率变化.结果:实验组心肌细胞KCNJ2 mRNA和蛋白表达明显低于两对照组(P＜0.01),两对照组无明显差异.转染后72 h实验组搏动频率增加,显著高于两对照组(P＜0.01),两对照组之间搏动频率无明显差异.结论:RNA干扰技术可用于抑制大鼠心肌细胞KCNJ2基因的表达,为生物起搏器的研究提供了一种新的思路和方法.
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HCN4通道基因过度表达的电生理实验研究
目的 探讨腺病毒介导超极化激活环核苷酸门控通道(HCN4)在猪左心室过度表达的电生理效应.方法 应用细菌内同源重组法构建携带人HCN4基因的重组腺病毒载体(Ad-HCN4)和绿色荧光蛋白的重组腺病毒载体(Ad-GFP).实验动物随机分成3组:Ad-HCN4组(n=6),Ad-GFP组(n=5)和PBS组(n=3).腺病毒或PBS注入到Yorkshire猪左心室游离壁,3～4 d后行房室结消融造成完全性房室阻滞,记录体表心电图并进行心内起搏标测.注射部位心肌组织用酶分离后获得单个心肌细胞,膜片钳记录起搏电流(If)和内向整流钾电流(IK1).结果 Ad-HCN4组室性心律频率显著快于Ad-GFP组和PBS组,心腔内起搏标测证实该心律起源于Ad-HCN4注射区且可被异丙肾上腺素所调节,无水乙醇消融Ad-HCN4注射区后该心律消失.Ad-HCN4转染心肌细胞表达较大的If;IK1在3组间差异无统计学意义.结论 腺病毒介导HCN4通道基因心室局部高表达发挥了生物起搏器的作用.
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干细胞移植与转基因治疗建立生物起搏器的实验研究进展
近来的研究表明,基因治疗和干细胞移植修复可以治疗多种心脏疾患,其中包括重建心脏生物起搏器(biological pacemaker)[1].因此,基因与干细胞移植治疗技术可能为缓慢心律失常的治愈带来了希望.
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人类超极化激活环核苷酸门控阳离子通道基因体内转染大鼠心脏进行生物起搏的初步研究
严重的缓慢性心律失常往往需要置入电子起搏器.然而,电子起搏器自身存在一些局限性.近年来,人们开始探索采用基因治疗和细胞治疗技术构建生物起搏器.
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腺病毒介导HCN4通道基因过度表达构建生物起搏器的实验研究
电子起搏器是窦房结功能障碍和重度房室传导阻滞的首选治疗.但是,目前使用的电子起搏器存在很多缺陷[1].近的研究表明,介导起搏电流(Ⅰf)的超极化激活环核苷酸门控通道基因(HCN4)在生理性起搏机制中扮演重要角色.
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重编程心肌细胞治疗大鼠心动过缓
目的 将Tbx18基因导入窦房结损毁模型的大鼠左室心尖部,探索治疗缓慢型心律失常疾病的新方法.方法 取24只成年的Sprague Dawley雄性大鼠,随机分为实验组(n=12)和对照组(n=12),实验组注入Tbx18起搏基因,对照组植入等量绿色萤光蛋白(GFP),观察其心率变化及对儿茶酚胺的反应性.对移植部位的心肌行Western blot及免疫荧光检测.结果 实验组的自主心律明显高于对照组(P<0.05).且移植组的自主心律起源于基因注入部位.注射异丙肾上腺素后,移植组心律明显高于对照组(P<0.05),移植部位心肌组织行Western blot 及免疫荧光检测提示:实验组Tbx18蛋白的表达明显高于对照组.结论 将Tbx18基因植入窦房结损毁模型的大鼠左室心尖部,可以显著提高大鼠的心率,且对异丙肾上腺素具有良好的反应性.
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诱导多能性干细胞在心脏疾病领域的研究和应用
诱导多能性干细胞（ induced pluripotent stem cells，iPSCs）是一种类似于胚胎干细胞（ embryonic stem cells， ESCs）的、具有自主增殖和分化能力的多能性干细胞。 iPSCs可以由各种不同动物的不同体细胞重编程转化而来，能增殖并分化成各种体细胞，其中包括具有收缩和兴奋功能的心肌细胞。截止目前，iPSCs分化的心肌细胞主要用于以下几个方面：通过细胞移植治疗缺血性心肌病及心肌梗死；在体外建立遗传性心脏病模型，研究其发病机制；检测药物心脏毒性，筛选患者特异性个体化药物；构建心脏生物起搏器。
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Tbx18在生物起搏中的研究进展
电子起搏器自应用于临床拯救了无数生命，尽管其不断改进，但仍存在许多弊端，极大地促进了生物起搏器的发展。在过去10年，生物起搏器取得了显著的改善，窦房结发育的关键调控因子Tbx18能直接将心肌细胞转化为起搏样细胞发挥作用，取得了瞩目的成就，但仍遗留有与长期预后和安全相关的问题。文章对Tbx18在生物起博中研究进展进行综述。
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重编程心脏传导系统：向生物起搏器进军
电子起搏器用于治疗缓慢性心律失常已有50余年的历史，自应用于临床以来拯救了无数生命。在电子起搏器问世之前，心肌梗死患者和因先天性心脏病行开胸手术的儿童所出现的重度房室传导阻滞是致命性的。在20世纪50年代，Zoll 首次通过经皮电刺激起搏心室，并将其应用于阿—斯综合征患者，虽然取得一定效果，但带给患者极大的痛苦。1957年Weirich等［1］通过临时心外膜起搏治疗术后短暂心脏传导阻滞，这一研究促进了现代起搏器的发展。起初的起搏器体型庞大且笨重，而且需要电源插座供电。1960年Senning和Elmqvist发明了第一个可完全植入起搏器系统，缺点是电池持续时间较短。随后Chardack等［2］对其进行了改进，其发明的植入式起搏器电池持续时间可长达5年。同时，Furman等［3］证实了经静脉心内膜起搏的可行性，避免了开胸放置心外膜电极导线的问题。从初的单腔起搏器到现在的三腔起搏器，其能有效替代窦房结（ sinoatrial node ，SAN）和房室结（ at-rioventricular node ，AVN ）的功能，保持房室和心室同步，避免血流动力学改变。
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心脏生物起搏器治疗病态窦房结综合征现状及展望综述
目前治疗病态窦房结综合征依然主要依靠M受体阻滞药如阿托品,β受体激动剂如肾上腺素、异丙肾上素、氨茶碱、肾上腺皮质激素、CCB类、以及中医治疗等治疗[-3,19-21,31].虽然在疾病治疗的效果上取得了较大的进步,但同时药物引起的副作用也无可置疑,而传统植入电子起搏器的技术给病态窦房结综合征治疗带来了很大的进步,但仍然存在许多的局限性和负面的作用,如手术操作的并发症、起搏综合征、起搏器介入性心动过速、房颤、感知障碍、产生融合波和伪融合波、电极管移位、电极管断裂、电极管导致的心脏穿孔,感染、皮肤压迫坏死等.然而近年来国际上多个研究中心在生物技术,基因工程和细胞治疗技术上提出了心脏生物起搏器的概念,并作了大量可行性的研究.毫无疑问这项医学技术将会给心血管疾病治疗带来新的曙光和希望,特别是对于各种心动过缓的心脏疾病的治疗.
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心脏生物起搏器的研究现状及展望
心脏生物起搏器是近年来心脏起搏的研究热点,目前主要集中在三种基因治疗策略:(1)使心肌细胞的β2受体表达上调增加心率;(2)转染起搏电流基因使心室肌细胞产生自主起搏功能;(3)改变心室肌细胞钾电流的平衡,使心室肌细胞产生自律性.心脏生物起搏器应用于临床仍面临许多问题,但是随着分子生物学和基因工程技术的发展,心脏生物起搏器必将造福于人类.
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成体干细胞向起搏细胞诱导分化的研究进展
近年来,随着基因治疗和细胞治疗的迅速发展,生物起搏器成为心脏起搏研究的热点,目前心脏生物起搏器研究涉及的种子细胞主要包括具有自主节律的心脏细胞[1]和干细胞.由于自主节律的心脏细胞对外界环境适应能力很差,存活率低,供体来源困难,所以干细胞成为心脏生物起搏器理想的种子细胞.可作为生物起搏器种子细胞的干细胞主要包括胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)、心脏干细胞、诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)和成体干细胞[2-5].
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心脏生物起搏器的研究状况
心脏起搏器是窦房结功能障碍、重度房室传导阻滞等缓慢型心率失常的首选治疗方案,且临床适应证已扩展到诸如顽固性心力衰竭、心室颤动等非传导系统疾病的治疗.我国人工(电子)起搏器的置人量已达到每百万人近10台,且以每年15％的速度递增,而美、法、德、澳等发达国家每百万人逾486台以上.心脏起搏器无论在提升心血管患者生活质量还是预防心脏源性猝死,发挥了不可替代的作用.
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窦房结功能的再生——生物起搏的电生理研究
生物起搏器有望成为治疗窦房结功能障碍的新方法.近来,国外学者通过动物实验,借助开胸、NOGA导管等技术手段,用病毒、质粒、基因突变等方法,介导外源基因在心脏局部表达,通过调节与离子通道功能的相关蛋白表达和功能状态,改变心脏起搏传导系统及心房心室肌的电生理性质,克隆出新的起搏电信号,恢复窦房结的功能.
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重编程骨髓间充质干细胞治疗缓慢型心律失常的研究
目的:利用Tbx18重组慢病毒转染骨髓间充质干细胞,移植到猪窦房结损毁模型的右室心外膜下心肌,探索治疗缓慢型心律失常的新方法.方法:10只健康未成年猪随机分为实验组和对照组,每组各5只,通过电刀烧灼窦房结建立窦房结毁损模型,实验组移植携带Tbx18基因的骨髓间充质干细胞,对照组移植等量携带绿色荧光蛋白(GFP)基因的骨髓间充质干细胞.观察两组猪的心率变化及对儿茶酚胺的反应性,免疫荧光法检测细胞移植部位心肌组织中Tbx18的表达.结果:窦房结毁损前,实验组与对照组猪心率无明显差异[(108.8±4.2)次/min对(106.6±6.8)次/min,P>0.05];窦房结毁损后,实验组与对照组猪心率无明显差异[(42.0 ± 7.3)次/min对(43.4±5.1)次/min,P>0.05].细胞移植后第2周实验组的心率明显高于对照组[(84.0±3.1)次/min对(53.6±2.5)次/min,P<0.05];细胞移植后第3周起实验组心率开始出现下降趋势,但仍明显高于对照组(P均<0.05);细胞移植后第5周两组猪心率无明显差异[(65.2±2.5)次/min对(50.3±2.0)次/min,P>0.05].细胞移植后第3周时,给予微泵异丙肾上腺素后,实验组心率由(78.0±2.5)次/min上升至(103.0±2.1)次/min,对照组心率由(54.0±3.3)次/min上升至(64.0±2.0)次/min,实验组心率上升幅度明显高于对照组(33.2%对18.5%,P<0.05).免疫荧光染色可见移植部位心肌细胞表达Tbx18蛋白.结论:将携带Tbx18的骨髓间充质干细胞移植入窦房结损毁猪模型的右室心外膜下,可以显著改善猪的心率,且对异丙肾上腺素具有良好的反应性.
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生物心脏起搏器治疗缓慢型心律失常的研究进展
电子心脏起搏器治疗已成为心律失常特别是严重缓慢型心律失常的首选治疗方法.虽然电子心脏起搏器的技术逐渐完善,但仍存在一定的缺陷.近十多年来,研究证实可以通过基因治疗和细胞治疗构建生物起搏器;随着分子生物学和细胞生物学的发展,生物心脏起搏技术不断取得突破.目前构建生物心脏起搏器的方法有两种,一种是将起搏相关基因导人间充质干细胞,另一种是将多能干细胞诱导分化为窦房结样起搏细胞.本文针对生物心脏起搏器的新研究进展进行综述,并归纳分析生物心脏起搏过程中存在的问题以及未来的重点研究方向.
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人超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4基因体外转染乳鼠心肌细胞
目的 观察人超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4(hHCN4)基因对大鼠心肌细胞搏动的影响,初步探讨hHCN4转染心肌细胞构建生物起搏器的可行性.方法 胰酶消化法分离培养原代乳鼠心肌细胞,随机分为实验组、空病毒对照组、空白对照组,转染时分别加入带hHCN4和绿色荧光蛋白(GFP)的腺病毒、带GFP的腺病毒、PBS,观察分析心肌细胞转染前,转染后2天和3天的搏动情况;采用逆转录聚合酶链式反应和免疫荧光检测各组心肌细胞hHCN4 mRNA和通道蛋白的表达.结果 hHCN4重组腺病毒转染乳鼠心肌细胞后2天和3天较转染前搏动频率明显增加,频率高于对照组;hHCN4重组腺病毒转染乳鼠心肌细胞后,可检测到hHCN mRNA和通道蛋白表达,而对照组无表达.结论 hHCN4转染心肌细胞的搏动频率增加, hHCN4基因转导入心肌细胞构建生物起搏器的方法具有初步可行性.
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生物起搏器的研究进展
临床上很多心动过缓的病人需要安装起搏器,但经过长期的发展起搏器仍有很多缺陷.为了弥补起搏器的不足,生物起搏器应运而生,且通过模拟起搏细胞功能到模拟起搏细胞表型和功能再到使正常心肌细胞重编程为起搏细胞及调节起搏细胞下游通路等研究,生物起搏器已经可以在大动物心脏中稳定且持久的起效.但投入到临床应用之前,生物起搏器还有很长的路要走.
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骨髓间叶干细胞诱导移植重建犬窦房结起搏功能
目的探索应用骨髓干细胞治疗病窦综合征的生物介入方法,建立心脏生物起搏器.
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成熟猪窦房结起搏细胞的生物学特性
窦房结是心脏传导系统的重要组成部分.将窦房结细胞分离后深入研究其形态与电生理功能已得到很多学者的重视[1,2].窦房结起搏细胞在构建生物起搏器领域中具有重要地位.
