小鼠心室肌细胞钾电流及动作电位特征

目的比较小鼠左心室、右心室及室间隔心肌细胞的钾电流、动作电位的特征.方法采用全细胞膜片钳技术.结果左、右心室肌细胞的动作电位特征和Ito, Ik1钾电流密度无差异;与左心室比较,室间隔细胞存在两种特征的Ito,Ikslow (5.9pA/pF±1.35pA/pF,+50mV) 电流密度低型和Itof(3.47pA/pF±1.1pA/pF) and Ikslow (4.75pA/pF±1.5pA/pF)电流密度均低型;室间隔细胞亦存在两种特征的动作电位,一种与左、右心室无差异,另一种明显延长.结论小鼠心脏细胞存在不同的电生理特征分布,这种分布是由于编码通道的基因分布不同造成的.     

HCN4基因修饰大鼠MSCs体外诱导获得的心脏起搏样细胞动作电位检测

目的 探讨超极化激活及环化核苷酸调控的阳离子通道亚型4(hyperpolarization-activated cyclic nucleotidegated cation channel 4,HCN4)基因修饰大鼠MSCs体外诱导分化的心脏起搏样细胞的动作电位特性.方法 以HCN4基因修饰大鼠MSCs体外诱导获得的具有自发搏动的心脏起搏样细胞为实验组,同期培养的原代乳鼠窦房结细胞为对照组,采用全细胞膜片钳技术对两组细胞的动作电位进行检测.结果 心脏起搏样细胞及原代培养乳鼠窦房结细胞均可记录到具有舒张期自动去极化的动作电位,心脏起搏样细胞的动作电位特性与原代培养的乳鼠窦房结细胞相比,其静息电位、动作电位幅度及动作电位周期均无显著性差异(P＞0.05),但阈电位较原代培养的乳窦鼠房结细胞显著降低(P＜0.01).结论 从电生理角度证实,心脏起搏样细胞的特性与原代培养的乳鼠窦房结细胞相似.     

大鼠心室肌HCN4质粒在HEK293细胞的表达及电流特征

目的 研究大鼠心室肌细胞超极化环核苷酸门控阳离子通道(HCN4)基因瞬时转染人胚胎肾细胞(HEK293)表达和通道电流特征.方法 利用脂质体介导大鼠HCN4基因pTracer-CMV-GFP穿梭载体,转染HEK293细胞进行扩增,用逆转录-聚合酶链反应(RT- PCR)检测HCN4 mRNA表达,采用全细胞膜片钳技术记录HEK293细胞上HCN4电流.结果 大鼠起搏通道基因瞬时转染HEK293细胞,记录到一系列超极化内向离子流,该电流呈电压、时间依赖性,没有明显的失活,在-150 mV时电流幅值为(540±24.1)pA,电流密度为(9.6±0.7)pA/pF(n＝12),半激活电压(V1/2)为(-105.7±12.0)mV,稳态激活曲线斜率(k)为-15.7mV,HCN4电流翻转电位为(-84.0±7.9)mV.结论 应用脂质体转染方法成功进行了起搏通道HCN4基因的异源性表达.     

缝隙连接蛋白α7促进骨髓间充质干细胞转化为心脏起搏样细胞的实验研究

目的 探讨缝隙连接蛋白α7(GJA7)基因转染大鼠骨髓间充质干细胞(rat mesenchymal stem cells,rMSCs),经与乳鼠心肌细胞(neonatal rat ventricular myocytes,NRVMs)共培养,诱导心脏起搏样细胞相关基因表达的变化.方法 构建携带GJA7基因的慢病毒载体,转染rMSCs,经嘌呤霉素加压筛选纯化后,与NRVMs共培养.分为RFP(red fluorescent protein,红色荧光蛋白)-rMSCs组(A组)、GJA7-RFP-rMSCs组(B组)、RFP-rMSCs+ NRVMs组(C组)、GJA7-RFP-rMSCs+NRVMs组(D组)4组.荧光定量PCR法检测心脏起搏细胞相关基因(HCN4、GJA7、Tbx3、Tbxl8)及工作心肌细胞相关基因(Cx43、Nkx2.5)的表达.全细胞膜片钳检测各组细胞起搏电流(If).结果 携带GJA7基因的慢病毒载体成功转染rMSCs,经嘌呤霉素加压筛选,转染效率高达95％以上.RT-qPCR结果显示,D组HCN4、GJA7、Tbx3、Tbxl8表达较其他各组明显增高(P＜0.05);C组Nkx2.5、Cx43则较其他组表达明显升高(P＜0.05).全细胞膜片钳检测结果显示,仅D组记录到超极化激活的内向电流,该电流具有明显时间电压依赖性,且可被Cscl(4 mmol/L)阻断,符合If电流特性.结论 经GJA7基因修饰并通过与心肌细胞共培养,使rMSCs在体外诱导出具有If电流的心脏起搏样细胞.     

敲除Annexin A7基因的小鼠早期胚胎心肌细胞钙稳态正常

目的:研究Annexin A7在早期胚胎发育过程中对钙平衡调节的作用. 方法: 利用钙成像技术和膜片钳技术检测敲除Annexin A7小鼠的早期胚胎心肌细胞的钙平衡以及相应的离子通道的特性. 结果: 在胚胎心肌细胞发育的早期,敲除Annexin A7小鼠胚胎心肌细胞的静息钙(340/380荧光比例 0.78±0.02)、钙峰值(340/380荧光比例1.28±0.05)和正常细胞的值相似;动作电位(APD90 242.7±43.7 ms、最大去极化电位56.8±1.7 mV)以及L-型钙电流密度(14.1±2.5 pA/pF)和正常细胞的相似,并且钙电流能被碳酰胆碱减小(51.7±8)%,也和正常细胞相似. 结论: 敲除Annexin A7基因的小鼠早期胚胎心肌细胞具有正常的钙稳态以及正常的离子通道.     

自发性高血压大鼠左心室肌细胞电生理研究

目的　研究自发性高血压大鼠 (SHR)左心室肌细胞的电生理特性。方法　以正常血压Wistar大鼠左心室肌细胞作为对照 ,采用玻璃微电极技术记录动作电位 ,应用膜片钳全细胞技术记录膜离子流 ,观察SHR左心室肌细胞动作电位及膜离子流的改变。结果　①SHR和Wisar大鼠的心脏 /体重比分别为 5 .6 6± 0 .46mg/g(n =2 0 )和 3.7± 0 .2 9mg/g(n =2 8) (P <0 .0 0 1) ,平均细胞膜电容分别为 2 80 .6 8± 6 7.98pF(n =91)和 189.94± 5 6 .5 9pF(n =137) (P <0 .0 5 )。②SHR左心室肌细胞动作电位时程较Wistar大鼠明显延长 [APD50 :2 1.33± 1.5 6ms(n =6 ) ,vs 14.91± 2 .95ms(n =11) ,P <0 .0 0 1;APD90 :16 4.6 7± 4ms ,vs 93.2 7± 10 .5 9ms ,P <0 .0 0 1]。③内向电流 :SHR左心室肌细胞的ICa -L密度与Wistar大鼠间无差异 [6 .93± 1.71pA/pF(n =2 0 ) ,vs 6 .19± 2 .85pA/pF(n =37) ],但前者的慢失活时间常数显著延长 (5 6 .0 1± 13.36ms,vs 43.6 3± 17.89ms,P <0 .0 0 1)。SHR左心室肌细胞的INa密度与Wistar大鼠间无差异 [2 4.6 1± 6 .72 pA/pF(n =16 ) ,vs 2 4.95± 6 .99pA/pF(n =18) ]。④外向电流 :SHR左心室肌细胞IK1内向电流密度显著小于Wistar大鼠 [- 12 0mV时 ,11.3± 2 .2 6 pA/pF(n =17) ,v     

银杏叶提取物对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流和动作电位的影响

目的:探讨银杏叶提取物(Egb761)对家兔心室肌细胞瞬时外向钾电流(Ito)和动作电位的作用,揭示其抗心肌缺血及缺血引起的心律失常的离子机制。方法:酶解法分离家兔的心室肌细胞。全细胞膜片钳技术记录心肌细胞的Ito和动作电位及其被Egb761作用后的变化。结果:①在电压钳制方式下,60μg/L Egb761作用心室肌细胞5 min后,各个钳制电位下的Ito均明显增大,在钳制电位为+50 mV时,Egb761使Ito的电流密度由对照组的(7.59±0.19)pA/pF增加到(11.18±0.89)pA/pF(P<0.01,n=8),Egb761还使Ito的I-V曲线比对照组Ito的I-V明显抬高,但I-V曲线方向没有发生改变,表明Egb761引起了心肌细胞Ito的明显外流。②在电流钳制下,对照组心室肌细胞动作电位都具有从0期到4期的动作电位形态,60μg/L Egb761使心肌细胞动作电位形态呈三角形尖锥锋形,动作电位时程(APD)明显缩短,其复极化50%时程(APD50)和复极化90%时程(APD90)分别由(83.6±4.3)ms缩短为(51.3±3.2)ms和由(168.7±4.1)ms缩短为(93.8±4.4)ms(分别与对照组相比,P<0.01,n=8),尽管Egb761使动作电位幅度(APA)和静息电位(RP)降低,但与对照组相比,没有显著性差异(P>0.05)。结论:Egb761可使心室肌细胞Ito显著增加和APD明显缩短,从而减轻心肌缺血时细胞内阳离子超载对心肌造成的损伤和心肌缺血引起的心律失常的发生,以及增加心脏泵血功能。     

MiRP1对异源转染的CHO细胞上HCN1和HCN2通道电生理特性的调节

目的 评价Mink相关肽1(MiRP1)对异源转染的CHO细胞上的HCN1、HCN2通道电生理特性的影响.方法 将MiRP1质粒DNA分别和HCN1、HCN2质粒DNA共转染CHO-K1细胞,用全细胞膜片钳记录细胞膜上的HCN通道电流.结果 MiRP1显著增加HCN2 [(37.8±4.8) pA/pF(n=11) vs (25.9±1.7) pA/pF(n=10); -140 mV, P<0 05]的电流密度,但是对HCN1的电流大小没有影响[(41.3±10.9) pA/pF(n=13) vs (34.9±7.8) pA/pF(n=11); P>0 05];MiRP1可加快HCN1[时间常数:(180.9±8.6) ms vs (306.1±45.6) ms; -80 mV, P<0 05]和HCN2 [时间常数:(391.8±33.6) ms vs (763.5±106.1) ms; -80 mV, P<0 05]激活动力学;MiRP1对HCN1及HCN2通道激活的电压依赖性没有影响.结论 MiRP1可加快HCN1和HCN2通道激活,且增加HCN2的电流表达.     

异丙肾上腺素对乳鼠窦房结细胞自动节律和钠钙交换电流的影响

目的研究异丙肾上腺素(ISO)对乳鼠窦房结细胞自动节律和钠钙交换电流(INCX)的作用。方法选12只新生24h内Wistar大鼠乳鼠分离培养窦房结细胞,运用全细胞膜片钳技术记录动作电位(AP)和INCX电流。结果于细胞外加入ISO 1.0μmol/L后,AP的发生频率明显增加,从(147.9±9.9)min-1增加至(278±11.2)min-1。ISO可使+80mV起始时外向INCX密度从(0.52±0.03)pA/pF增加至(0.72±0.04)pA/pF(n=10,P<0.05),平均增加约36.7%;而-120mV时内向电流从(-3.26±0.02)pA/pF增加至(-7.81±0.06)pA/pF(n=10,P<0.01)。此效应呈现电压依赖性和浓度依赖性特征。结论乳鼠窦房结细胞INCX参与窦房结自动去极化,ISO可使其作用增加。     

窦房结细胞起搏基因HCN4的研究进展

HCN即超级化激活的环核苷酸门控阳离子通道,其激活后产生的If/Ih离子流是窦房结起搏细胞动作电位正常形成的分子基础。随着对窦房结细胞起搏机制和HCN基因家族研究的不断深入,人们对HCN亚型HCN4的结构、分布、特性已有了较深入的了解。近年来有较多研究表明,人窦房结起搏基因HCN4突变与病态窦房结综合征密切相关。现就窦房结细胞起搏基因HCN4的特性及其与窦房结功能之间的关系作进一步研究和探讨。     

超极化激活环核苷酸门控的阳离子通道与疾病关系的研究进展

随着对超极化激活电流和超极化激活环核苷酸门控的阳离子通道研究的不断深入,人们对超极化激活电流特性和超极化激活环核苷酸门控的阳离子通道的结构特征、调节、分布有了进一步的了解。近年来,发现除心律失常之外,超极化激活电流异常和超极化激活环核苷酸门控的阳离子通道的机能障碍还与其他多种疾病有关。本文就超极化激活电流特性、超极化激活环核苷酸门控的阳离子通道的特点及二者功能异常与疼痛等神经系统疾病关系的最新研究进展予以综述。     

Evidence for expression of a nifedipine resistant L-type calcium current in human atrial cardiomyocytes

In the heart, two types of calcium currents were described, the L- and T-type. In addition to these two types, a dihydropyridine-resistant Ca2+ component has been described to be up-regulated in rat ventricular cardiomyocytes during their differentiation- dedifferentiation process. The aim of our study is to examine if such calcium current component is present in human cardiomyocytes. The patch clamp technique was used to record Ca2+ current in atrial cells. In the presence of 2 microM nifedipine, residual current was activated (-2.7 +/- 0.7 pA/pF, n = 6) in the same voltage range as the L-type, nifedipine-sensitive Ca2+ current (-2.1 +/- 0.4 pA/pF, n = 6), but its steady-state inactivation was negatively shifted by 10 mV. This nifedipine-resistant Ca2+ current was completely blocked by 500 microM cadmium chloride and significantly enhanced by 1 microM isoproterenol (-7.5 +/- 0.5 pA/pF, n = 6; p <0.01). These results give evidence that a nifedipine-resistant Ca2+ current, similar to the one which has been shown to be developmentally expressed in rat ventricular cardiomyocytes, is observed in human atrial cells. Its molecular identity, its expression level as well as its role in pathophysiologic conditions remain to be studied.     

大鼠海马神经干细胞外向电压门控性钾通道的电生理特性

目的 研究大鼠海马源神经干细胞(NSC)外向电压门控性钾通道(Kv)的电生理特性.方法 利用无血清培养、单细胞克隆技术,体外培养SD大鼠海马组织源NSC.以免疫细胞化学方法对NSC及其分化后的子代神经细胞进行鉴定.应用膜片钳技术全细胞模式记录不同外向Kv通道的电生理特性.结果 体外培养SD大鼠海马组织源NSC表达巢蛋白(nestin),在体外可诱导分化产生分别表达Tuj1和GFAP的细胞.全细胞膜片钳可记录到三种外向Kv通道:一种缓慢激活的、对四乙基胺(TEA)敏感的延迟整流钾电流(IDR);一种快速激活和失活、可被4-氨基吡啶(4-AP)阻断的外向瞬时钾电流(IA),其在+20 mV和+50 mV的电流密度分别为11 pA/pF±3 pA/pF和29 pA/pF ±7 pA/pF(标本数=11);一种可被iberiotoxin(IbIX)抑制的大电导钙激活钾通道(BKCa),钳制电位+80mV时,加入100 nM IbTX前后的电流密度分别为56 pA/pF ±4 pA/pF和45 pA/pF±4 pA/pF(标本数=6.P＜0.05).结论 体外培养的未分化状态下SD大鼠海马源NSC至少含有IDR、IA和BKCa三种外向Kv通道.     

老年SD大鼠前列腺上皮细胞膜钾离子通道变化及意义

目的探讨雄性SD大鼠前列腺上皮细胞膜钾离子通道电流的变化和对钾通道阻断剂的反应。方法分别取3个月龄成年和12个月龄的老年SD大鼠的背外侧叶前列腺组织,剪成1—2mm^3大小,经消化、培养、免疫组鉴别,将形态正常、贴壁良好的腺上皮细胞用全细胞膜片钳模式记录钾通道电流。结果成年和老年SD大鼠的前列腺上皮细胞膜＋80mV钾电流密度分别为（10．84±1．54）pA／pF vs（18．48±1．7）pA／pF（n=20,P〈0．01）;钙激活型钾通道抑制剂（KCa通道）四乙胺（TEA）对老年大鼠峰电流阻断从19．1±2．9到7．2±3．2,KCa电流被抑制约63％;成年大鼠为9．5±1．8到5．4±3．1,KCa通道电流被抑制约44％。电压依赖型钾通道抑制剂4-AP（四氨基吡啶）对大鼠前列腺上皮细胞膜钾电流有显著阻断效应。结论老年大鼠的前列腺上皮细胞膜钾通道电流比成年大鼠显著增强,同时老年大鼠KCa通道电流对TEA更敏感。由此结果可推论老年大鼠的前列腺上皮细胞分泌功能是降低的。     

良性家族性婴儿惊厥KCNQ2基因G271V突变体钾通道的功能研究

目的 观察良性家族性婴儿惊厥相关基因KCNQ2突变体G271V的钾通道的功能,进一步探讨KCNQ2基因G271V突变的致病机理。方法 将前期成功构建的突变体G271V或和Kv7.2及Kv7.3的真核表达载体转染进真核表达细胞（HEK293细胞）,利用全细胞膜片钳技术检测G271V突变体的钾通道功能。结果 转染HEK293细胞后,G271V突变体无电流产生,与野生型相比,激活电流明显下降,诱导电压门控去极化改变。G271V的最大激活电流密度为(2.47±0.41) pA/pF（n=12）,Kv7.2的最大激活电流密度为(20.53±2.51) pA/pF（n=10）,差异有统计学意义（Pn=15）,Kv7.2/G271V/Kv7.3的最大激活电流密度为(42.71±6.27) pA/pF（n=10）,而G271V/Kv7.3的最大激活电流密度为(3.74±0.76) pA/pF（n=10）,差异有统计学意义（P<0.05）,突变体引起Kv7.2/G271V/Kv7.3异源通道电流减少约50%。结论 G271V突变体不能使钾通道开放去极化钾电流,突变体引起钾通道功能缺陷。     

内皮素-1通过一种不依赖于p38MAPK的信号转导机制刺激心肌细胞起搏通道If的表达

摘要：目的探讨血管活性肽内皮素-1（ET-1）对新生鼠心室肌细胞起搏通道If表达的影响及其细胞内信号机制。方法采用酶消
化法急性分离1~3 d龄新生大鼠心室肌细胞,用全细胞膜片钳技术记录If电流,定量RT-PCR技术检测介导If电流的、超极化激活
的环核苷酸门控通道亚型HCN2 和HCN4 的表达。结果ET-1 呈剂量和时间依赖性增强了HCN2 和HCN4 通道亚型的表达,
ET-1的这一作用可被其ETA受体阻断剂BQ-123阻断,而非ETB受体阻断剂BQ-788,而且特异性p38 MAPK抑制剂SB-203580
也不影响ET-1的作用。结论ET-1通过一种ETA受体介导的、不依赖于p38 MAPK的信号转导机制刺激了心肌细胞起搏通道If
的表达。这一作用与ET-1致心律失常机制有关。
     

转基因间充质干细胞自体移植治疗猪完全性房室传导阻滞

目的将携带人超极化激活环核苷酸门控通道2(hHCN2)基因的自体间充质干细胞(MSCs)移植入完全性房室传导阻滞(CHB)猪模型的希氏束中,探讨构建自体生物起搏器的可行性。方法构建包含hHCN2基因的重组腺病毒,转染猪MSCs。构建猪的CHB模型。将转基因的MSCs移植入希氏束后,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组织学及免疫荧光检查。结果成功构建重组腺病毒pAd.hHCN2并转染猪MSCs。自体移植于CHB动物模型希氏束后,与对照组相比,转基因MSCs显著提升了实验组的心率(P<0.01),且其心律具有儿茶酚胺反应性。移植部位心肌取样检查显示MSCs在心肌中存活并且表达hHCN2蛋白。结论在猪CHB模型中,移植入希氏束的转hHCN2基因的自体MSCs短期内可以发挥生物起搏器的功能。     

Sodium current kinetics of transitional myocytes in Koch triangle of rabbit hearts

Background Few studies have explored the inward sodium current （INa） kinetics of transitional cardiomyocytes. This study aimed to explore the kinetics of transitional cardiomyocytes types α and β. Methods The whole-cell patch clamp technique was used to study the rapid INa of isolated transitional cardiomyocytes in the Koch triangle of rabbit hearts. Results Maximal amplitude and density of INa in type a and type β was （-1627±288） pA （α）, （-35.17±6.56） pA/pF （β） and （-3845±467） pA （α）, （-65.64±10.23） pA/pF （β） （P 〈0.05）. Steady state activation curves of INa, fitted to a Boltzmann distribution for both types, were sigmoid in shape. Half activation voltage and slope factors did not significantly differ between types at （-43.46±0.85） mV （α）, （-41.39±0.47） mV （β） or （9.04±0.66） mV （α）, （11.08±0.89） mV （β）. Steady state inactivation curves of INa, fitted to a Boltzmann distribution in both types were inverse ＂S＂ shape. Half inactivation voltage and slope factors were （-109.9±0.62） mV （α）, （-107.5±0.49） mV （β） and （11.78±0.36） mV （α）, （11.57±0.27） mV （β）, （P〉0.05）, but time constants of inactivation were significantly different at （1.10±0.19） mV （α） and （2.37±0.33） ms （β）, （P 〈0.05）. Time constants of recovery from inactivation of INa for both types were （122.16±27.43） mV （α） and （103.84±2.8.97） ms （β） （P 〈0.05）.
Conclusions Transitional cardiomyocytes in rabbit hearts show a heterogeneous, voltage gated and time dependent fast inward sodium current. Types α and β show the features of INa similar to those in slow- and fast-response myocytes, with probably better automaticity and conductivity, respectively.     

细胞外高K^＋浓度对HCN（1，2）通道电生理特性的影响

目的：研究细胞外高K^＋浓度对异源转染的中国仓鼠卵巢（CHO）细胞上的超极化激活的环核苷酸门控阳离子通道（HCN）1,2电生理特性的影响．方法：将HCN1,HCN2质粒DNA转染至CHO细胞,在两种不同细胞外K^＋浓度条件下用全细胞膜片钳记录细胞膜上HCN1,HCN2通道电流．结果：细胞外高K^＋浓度时,HCN1（pA／pF,112．30±21．50 vs42．33±15．89;-140mV,n=6,P〈0．05）,HCN2（pA／pF,130．57±17．70 vs 26．98±4．62;-140mV,n=8,P〈0．05）通道的电流密度增加,加快了HCN1（激活时间常数：ms,176．59±8．23 vs 306．12±45．66;-80rnV,P〈0．05）,HCN2（激活时间常数：ms,385．24±31．58 vs 763．55±106．17;-80mV,P〈0．05）通道的激活,减小了HCN2通道的半时最大激活电压[mv,-（110．05±1．73）vs -（126．09±2．85）,P〈0．05]和倾斜因子（11．70±0．46 vs 15．87±1．17,P〈0．05）,但对HCN1无影响．结论：细胞外高K^＋浓度对细胞膜上的HCN1和HCN2通道的电生理特性具有明显影响．