兔窦房结细胞三种主要起搏离子流的作用

目的应用不同的起搏离子流通道阻断剂,观察If、IK和ICa.T在自律性活动中的作用,以比较它们作用的大小。方法细胞内微电极技术记录兔心窦房结细胞自律性动作电位,研究它们对自律性活动的影响。结果用E4031（1μmol/L）阻断钾通道,窦房结自律活动减慢45.4%;Cs（2 mmol/L）阻断If通道后,心率减少26.8%;N i（100μmol/L）阻断T型钙通道后,自律活动减少14.3%。联合运用2种通道阻断剂,留下所观察的通道,得出类似的结果。结论对窦房结细胞起搏作用大小的次序为IK、超极化激活的起搏离子流If和T型钙通道电流ICa.T。     

超极化激活的环核苷酸门控的离子通道与生物心脏起搏器构建

超极化激活的环核苷酸门控的离子通道(HCN)是心脏的起搏基因,负责心脏起搏节律的产生和调控,该基因的遗传缺陷可以导致某些先天性的窦房结功能紊乱。近年来构建生物心脏起搏器治疗窦房结功能紊乱的研究十分活跃,涉及到基因和细胞治疗的各个方面。其中利用HCN来构建起搏器是该领域研究的热点,包括直接发送HCN治疗、间充质干细胞运送HCN治疗、工程化HCN构建生物心脏起搏器协同电子起搏器治疗三个方面的研究。     

心脏自律性发生和调节的离子流研究进展

起搏细胞自律性的发生和调节与超极化激活的阳离子流、电压依赖性Ca2+电流、电压依赖性Na+电流、电压依赖性K+电流、乙酰胆碱依赖性K+电流和ATP依赖性K+电流、Na+-Ca2+交换电流、Na+-K+泵电流密切相关,这些离子流产生的生物电活动是促使心脏自律性发生和维持的基础。     

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。最近的研究表明，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。在人类遗传性窦房结功能障碍家系中存在HCN4基因突变。而且，在HCN4基因敲除小鼠胚胎心脏记录不到具有4期自动除极特征的起搏细胞动作电位。最近，国外用HCN4腺病毒载体转染体外培养的心室肌细胞使其过度表达If电流，成功将其转变为“起搏”细胞并显增加了搏动频率。     

超极化激活的环核苷酸门控的离子通道与生物心脏起搏器构建

超极化激活的环核苷酸门控的离子通道（HCN）是心脏的起搏基因，负责心脏起搏节律的产生和调控，该基因的遗传缺陷可以导致某些先天性的窦房结功能紊乱。近年来构建生物心脏起搏器治疗窦房结功能紊乱的研究十分活跃，涉及到基因和细胞治疗的各个方面。其中利用HCN来构建起搏器是该领域研究的热点，包括直接发送HCN治疗、间充质干细胞运送HCN治疗、工程化HCN构建生物心脏起搏器协同电子起搏器治疗三个方面的研究。     

起搏通道HCN2基因稳定转染HEK293细胞的电生理特点

目的了解超极化激活环核苷酸门控阳离子通道基因亚型HCN2(hHCN2)稳定转染人胚肾细胞(HEK293)的离子通道电生理特点。方法采用全细胞膜片钳技术测定hHCN2稳定转染HEK293细胞的通道电流(IhHCN2)电生理特点。结果人全长起搏通道HCN2(hHCN2)基因稳定转染HEK293,记录到一系列超极化内向离子流,该电流激活缓慢,呈电压、时间依赖性,没有明显失活过程,激活电位、半最大激活电位分别为-87±8mV(P>0.05)、-98±2mV(n=20),激活时间常数为196±36ms。起搏电流阻断剂ZD7288和Cs+灌流,IhHCN2峰值幅度均降低,半效抑制浓度分别为23.9±5.9μmol/L、126.8±27.1μmol/L,ZD7288的作用冲洗后抑制作用不能恢复,Cs+的作用在冲洗后基本恢复。结论稳定转染HEK293细胞的克隆起搏通道hHCN基因具有起搏电流的特点。     

窦房结起搏原理的细胞分子电生理学基础

窦房结起搏原理的细胞分子电生理学基础徐有秋窦房结是哺乳类心脏的起搏点，由许多自律性高低不同的起搏细胞和过渡型细胞所组成。在自律性细胞中，又可分为主导起搏细胞和次要起搏细胞，本文主要讨论主导起搏细胞的起搏活动原理。豚鼠的窦房结含有起搏细胞不超过１０００...     

细胞兴奋:从起搏电流到超极化激活的环核苷酸门控通道

心脏传导组织特定心肌细胞的起搏点功能就在于这些细胞可以产生舒张期自动去极化。在动作电位 (AP)结束时 ,起搏点去极化可使膜电位逐渐增高接近新AP启动的阈值 ,因而产生周而复始的电活动。起搏点去极化的离子机制是一种超极化激活的电流If。这种电流首次在兔窦房结(SAN)上描述时曾被称做“特种电流 (funnycurrent,If;或queercurrent,IQ)” ,现在也称做超极化激活的阳离子电流(hyperpolarization activatedcationcurrent,Ih) ,原因是它有几种不同寻常的特点 ,包括超极化激活、钾钠离子通透、胞内cAMP调节及微弱的单通道电导等[1 ,2 ]…     

窦房结细胞钾离子通道结构及电生理研究进展

<正>窦房结是心脏活动的正常起搏点,在心脏传导系统中自律性最高,窦房结细胞自发性动作电位是其自律性产生的基础。钾离子通道种类多,结构复杂,相应钾电流对窦房结细胞自律性的维持发挥重要作用,现就近年国内外对窦房结细胞钾离子通道及电生理特性研究进展作一综述。1窦房结细胞的电生理特性自上世纪80年代心肌细胞电生理领域的兴起,有关窦房结(SAN)自律性离子基础的争议就开始存在,周期性的被各种新的理论所完善或替代[1,2]。SAN主要生理功能是控     

心脏HCN通道:从基础到临床

研究表明超极化激活环核苷酸门控阳离子通道(HCN通道)大量分布于心脏及神经系统的特定部位,其介导的起搏电流引起窦房结细胞舒张期去极化,从而在心脏自主搏动及心律的调节等方面发挥着十分重要的生理功能.目前,已克隆得到4种HCN亚型基因,并通过功能表达分析指出各种HCN亚型具有不同的电生理学特性.但是目前有关HCN逶道在心脏电活动中的生理及病理生理机制仍未完全阐明.本篇综述旨在详细阐述心脏HCN通道的生物物理学特性、心脏通道蛋白表达、各种HCN通道突变引起的离子通道疾病以及几种通道阻滞药物电药理学特性的研究进展.     

mHCN2基因修饰的大鼠骨髓间充质干细胞内向电流的记录及检测

目的构建超极化激活环的环核苷酸门控通道亚型2(mHCN2)基因修饰大鼠骨髓间充质干细胞(mMSCs),采用膜片钳技术记录细胞的内向电流并检测其电生理特征。方法采用密度梯度离心法和贴壁分离法分离获得mMSCs。EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切质粒pGH-mHCN2和pIRES2-EGFP,T4连接酶连接,构建质粒pIRES2-EGFP-mHCN2。脂质体将质粒转染至mMSCs,荧光显微镜下鉴定。全细胞膜片钳记录IHCN2并加入起搏电流特异性阻断剂Cs+检测其电流变化。结果酶切鉴定及测序检测证明质粒pIRES2-EGFP-mHCN2构建成功。荧光显微镜下可见转染成功的mMSCs发出绿色荧光。膜片钳记录到转染mHCN2基因的mMSCs的电压依赖性内向电流,其半最大激活电位为-95.1±0.9 mV,阈电位为-60 mV,最大激活电位为-140 mV。电极外液中加Cs+,内向电流几乎被完全抑制。未转染mHCN2的mMSCs未记录到内向电流。结论mHCN2基因在mMSCs中表达具有生理性起搏电流特征的电流,基因修饰的mMSCs有可能替代窦房结起搏细胞在自动除极过程中发挥重要作用。     

不同浓度的窦房结细胞裂解液对兔骨髓间充质干细胞的诱导分化作用

目的 探索不同浓度的窦房结细胞裂解液对兔骨髓间充质干细胞的诱导分化作用。方法 体外分离兔窦房结细胞并制备窦房结细胞裂解液。全骨髓贴壁法分离纯化兔骨髓间充质干细胞,分别加入含1、5、10倍浓度的窦房结细胞裂解液作为诱导培养基,普通培养基培养作对照,观察细胞形态变化,通过免疫荧光染色法检测超极化激活的环核苷酸门控的离子通道蛋白HCN4的表达,免疫细胞化学染色检测心肌特异性肌钙蛋白T(cTnT)的表达。结果 经1、5、10倍浓度窦房结细胞裂解液诱导后的细胞均表达cTnT和HCN4;4组间HCN4阳性细胞率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。随着细胞裂解液浓度的提高,所诱导成的阳性细胞数再逐步增加,但增加至5倍浓度以上,效果并不明显。结论 在一定范围内,不同浓度的窦房结细胞裂解液能够体外诱导骨髓间充质干细胞分化为起搏细胞,但并不遵从剂量效应关系。     

窦房结细胞钙钟、膜钟机制及细胞内信号通路研究进展

窦房结细胞是窦房结起搏活动的基础,维持着心脏的正常活动。病态窦房结综合征是由于窦房结起搏功能障碍所致,窦房结起搏功能障碍归因于窦房结细胞的自发性动作电位异常,而其动作电位的产生则是细胞膜多种离子流(膜钟)及细胞内肌浆网钙循环(钙钟)相互作用的结果。其中任何环节异常,均可导致窦房结起搏功能障碍而引起病态窦房结综合征的发生。本文就国、内外关于窦房结细胞钙钟、膜钟机制及细胞内信号通路与病态窦房结综合征相关研究进展进行综述。     

病态窦房结综合征

病态窦房结综合征(sicksinussyndrome,SSS)是心源性昏厥的原因之一,是心血管比较常见的严重疾病,主要是窦房结(SAN)的器质性病变或功能性障碍,造成起搏和传导功能失常,以致产生一系列的心律紊乱、血流动力学障碍和心功能受损,严重者可发生阿-斯综合征或猝死,临床上已引起普遍重视。一、窦房结的解剖生理特点1. 细胞组成。(1)起搏细胞(pacemakercell)又称P细胞,位于窦房结中央,因肌原纤维少,不具收缩功能,只发放冲动,维持心脏节律性活动。P细胞受损,窦房结自律性降低或冲动形成障碍。(2)过渡细胞(transitionalcell)又称T细胞、移行细胞,…     

伊伐布雷定在快速性心律失常治疗中的研究进展

伊伐布雷定是一种新型减慢心率药物,对快速性心律失常有潜在的治疗作用。伊伐布雷定特异性地抑制起搏电流(If),降低窦房结节律,对不适当窦性心动过速及体位性心动过速综合征的治疗有一定的作用。伊伐布雷定能降低心肌细胞自发动作电位的频率,减慢房室结的传导速度,可能减少心房颤动的发生并且控制心室率,其临床疗效观察存在不一致性,其疗效有待观察。伊伐布雷定通过抑制超极化激活环核苷酸门控通道(HCN)通道介导的If增加,其可能减少室性心律失常的发生率,降低心室颤动阈值,其临床疗效有待验证。     

TBX18及其相关转录因子与生物起搏

转录因子T-box18(TBX18)是窦房结发育过程中的关键调节因子,在窦房结的形成过程中起重要作用,而在成体心脏中不表达。通过基因工程技术将TBX18导入成体心肌细胞可诱导其向类窦房结样细胞转化,上调超极化激活的环核苷酸门控(HCN4)通道且抑制Cx43的表达并发挥起搏功能,达到构建生物起搏器的目的。而TBX18过表达也可能带来相应的安全性问题,如心房扩张、右室发育不良和室间隔缺损。TBX18用来构建生物起搏器的有效性和安全性仍需要更多的研究来进一步验证。     

钠钙交换体1参与窦房结细胞起搏活动研究进展

窦房结细胞是窦房结起搏活动的基础，维持着心脏的正常活动。病态窦房结综合征是常见心血管重大疑难疾病之一，由窦房结起搏及（或）传导功能障碍所致，归因于窦房结起搏细胞的自发性动作电位异常，钠钙交换体1在窦房结细胞动作电位的产生和维持过程中具有重要作用，其功能异常，可导致窦房结起搏功能障碍而引发病态窦房结综合征。     

HCN4和Cx45基因导入间充质干细胞构建起搏细胞的实验研究

目的:将小鼠超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4(mHCN4)基因和小鼠连接子蛋白45(mCx45)基因导入大鼠骨髓间充质干细胞(rMSC),构建生物起搏细胞。方法:构建携带mHCN4基因的重组慢病毒转染rMSC,用电压钳记录起搏电流(If);构建携带mCX45基因的重组慢病毒,转染mHCN4-rMSC,与新生大鼠心室肌细胞(NRVM)共培养,记录NRVM的搏动频率。结果:电压钳记录到mHCN4-rMSC存在电压-时间依从的超极化激活的内向性If;共培养NRVM的搏动频率对照null-rMSC组为(60±5)次/min、mHCN4-rMSC组为(70±7)次/min、mHCN4-Cx45-rMSC组为(79±8)次/min,组间比较均具有显著性差异(P0.05)。结论:mHCN4基因导入rMSC可以成功构建生物起搏细胞,mCx45和mHCN4基因共表达可以提高起搏功能。     

If电流抑制剂伊伐布雷定在心血管疾病中的临床应用进展

伊伐布雷定通过选择性抑制超极化激活环核苷酸门控阳离子通道(HCN)介导的I_f电流,降低窦房结4期自动去极化速率而减慢心率。此外,伊伐布雷定还能通过降低心率来改善心肌能量供应,预防心脏重构并改善远期预后,目前在心力衰竭、冠心病心绞痛和不适当窦性心动过速三方面具有明确的治疗作用。本文仅就伊伐布雷定的电生理作用特点及其在临床应用中的重要研究进展作扼要介绍。     

大鼠骨髓间充质干细胞体外诱导分化为心脏起搏样细胞的研究

目的探讨超极化激活的环核苷酸门控通道亚型4(mHCN4)基因修饰对大鼠骨髓间充质干细胞(rM-SCs)体外定向分化为心脏起搏样细胞的影响。方法以构建的mHCN4逆转录病毒载体转染第三代rMSCs,获取稳定高效表达mHCN4基因的细胞,观察细胞形态学改变,并进行α-actin、TroponinT、HCN4、Connexin43等基因表达检测。结果rMSCs转染mHCN4基因后,可获得高效稳定表达mHCN4的细胞,经连续不传代培养后出现大量的肌管样分化,并出现自主搏动的细胞,α-actin、TroponinT、HCN4表达检测均为阳性;而只转染绿荧光蛋白(GFP)的rMSCs仅出现少量的肌管样分化,并未观察到细胞的自主搏动;未转染组MSCs则未观察到肌管样分化。结论mHCN4基因修饰的rMSCs可在体外定向分化为具有自律性的心脏起搏样细胞,而mHCN4基因活化可能是促进rMSCs向心脏起搏样细胞分化的关键因素。