mHCN4基因修饰小鼠骨髓间充质干细胞重建功能性的起搏离子流通道

论文摘要

背景:病态窦房结综合征临床常见,对人类健康危害极大,其发病机理尚不十分明确,也无有效的预防与根治措施。当前本病的治疗主要靠安置人工电子心脏起搏器。从心脏的生理功能和人体适应性的角度,理想的起搏器应该是“生物起搏器”。现有的生物起搏方法主要包括基因生物起搏及细胞生物起搏。前者主要集中在3个基因治疗策略上:①上调心肌细胞膜上的β受体表达;②构建心肌细胞Kir211通道突变体;③上调心肌细胞起搏电流的α(HCN2)和β(MiRP1)亚单位基因。但目前这些研究尚未取得突破性进展,且上述生物起搏靶基因也不是窦房结细胞自动去极化的特异性调控基因。大量研究表明,窦房结起搏细胞舒张期自动除极化过程虽有多种跨膜离子流参与,但起主要作用的是起搏离子流(I_f)。I_f通道家族共有4个成员,即HCN1～HCN4,其中HCN4是调控I_f电流及维持窦房结起搏细胞电生理功能的特异性基因,是一种理想的生物起搏靶基因。细胞生物起搏治疗主要采用胚胎干细胞及成体干细胞。但由于干细胞定向诱导分化技术尚不成熟,且分离及纯化起搏细胞亦有相当难度,单纯的细胞生物起搏研究进展缓慢。MSCs属成体干细胞,其与胚胎干细胞相比优势明显。但人们对MSCs关注不仅仅在于其具有的多向分化潜能,还表现在MSCs对外源基因的高转染效率和高效稳定表达。不少学者利用MSCs的上述特性将其作为基因转染的细胞平台,导入目的片断基因,把细胞工程和基因治疗进行有机结合。如将mHCN2转染到成体人间充质干细胞( hMSCs),发现hMSCs能产生高水平的类似I_f的电流;将转染了mHCN2起搏基因的hMSCs进行在体移植,可明显提高心室的“自律性”。因此,基因治疗和细胞治疗相结合将是改善生物“起搏器”功能的一种理想方法。MSCs也成为病窦综合症基因治疗中比较理想的运载细胞。研究目的:我们设想以mHCN4为生物起搏的靶基因,应用小鼠骨髓间充质干细胞(mMSCs)作为细胞生物起搏的平台,通过逆转录病毒载体转染以获取稳定高表达mHCN4基因的mMSCs,并对转染细胞的起搏离子流通道动力学特性及其药物干预情况进行检测,以获得表达类生理性起搏离子流通道的mMSCs,为建立新型有效的细胞生物起搏技术奠定实验基础。

论文目录

• 主要英文缩写词表
• 英文摘要
• 中文摘要
• 论文正文 mHCN4 基因修饰小鼠骨髓间充质干细胞重建功能性的起搏离子流通道
• 前言
• 第一部分 小鼠骨髓间充质干细胞的分离与纯化培养
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 第二部分 mHCN4 逆转录病毒载体的构建与转染
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 第三部分 重组mHCN4 通道的动力学测定与药物干预
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 全文结论
• 致谢
• 参考文献
• 文献综述一 心脏生物起搏的研究进展
• 参考文献
• 文献综述二 超极化激活的环核苷酸门控通道研究进展
• 参考文献
• 研究生期间发表或交流的论文