基于膜片钳技术的丹红注射液对人诱导多能干细胞衍生心肌细胞电生理的影响研究

目的 通过全细胞膜片钳实验,从心肌电生理层面探索丹红注射液(DHI)治疗乌头碱诱导心律失常的可能机制。方法 基于人诱导多能干细胞衍生心肌细胞(hiPSC-CMs)膜片钳技术,即时给药并观察乌头碱不同浓度(3、9、27 μmol·L^-1)对钠通道、hERG钾通道的抑制效果,进行造模条件的筛选;设置对照组、模型组(乌头碱1 μmol·L^-1长时间造模)、DHI (3、9、27 μL·mL^-1)组,乌头碱与DHI同时加药,记录动作电位幅度(APA)、放电频率、动作电位幅度下降50 %时的时程(APD₅₀)和动作电位幅度下降90 %时的时程(APD₉₀),并以对照组为标准,计算相对值;设置对照组、模型组、DHI (3 μL·mL^-1)组,乌头碱与DHI同时加药,观察3~5 min,记录钠离子、hERG钾离子、钙离子电流密度。结果 给予即时药物处理,3、9、27 μmol·L^-1的乌头碱对钠电流的抑制率分别为17.94 %、31.07 %、60.67 %,对hERG通道的抑制率分别为5.02 %、10.59 %、28.59 %;在短期内给乌头碱对hERG通道的抑制效果较为有限,而实际实验中,长时间的高浓度乌头碱孵育使钠电流被完全抑制,导致离子通道功能受损,因此选择乌头碱1 μmol·L^-1长时间给药制备模型。与对照组比较,模型组hiPSC-CMs相对APA、相对APD₅₀和相对APD₉₀显著下降(P<0.01、0.001),相对放电频率显著升高(P<0.001);钠电流在一定时间内减小,抑制率为30.18 %;hERG钾电流明显减小,抑制率为72.33 %;钙电流明显增大,电流增大191.35 %。与模型组比较,DHI 3、9、27 μL·mL^-1组相对放电频率显著降低(P<0.05、0.001)、相对APD₉₀显著升高(P<0.05、0.01),3 μL·mL^-1组相对APD₅₀显著升高(P<0.001);DHI组钠电流、hERG钾电流的减小及钙电流的增大均有一定缓解。结论 DHI可能可以通过影响钠、钾、钙通道来缓解乌头碱导致的心律失常现象。

Effect of Danhong Injection on electrophysiology of human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes using patch clamp technique