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心肌微环境诱导骨髓间充质干细胞

录入:linle    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2011-8-31

  大量实验证实 ,骨髓间充质干细胞 ( bone mes2 enchymal stem cells, BMSCs)可以横向分化为心肌细胞 ,当其被移植到心肌梗死部位后 ,可替代坏死或凋亡的宿主心肌细胞 ,改善心脏功能 ,延缓心肌梗死后的心室重构 ,因而成为目前心血管领域的研究热点。离子通道是心肌细胞最重要的电生理特性之一 ,但是在 BMSCs向心肌细胞分化过程中离子通道是否变化尚不清楚。因此 ,本实验运用全细胞膜片钳技术观察 BMSCs向心肌分化过程中细胞膜上离子通道电流的表达情况。

  骨髓干细胞是一种具有多向分化潜能的干细胞 ,体内、 体外研究都证实骨髓干细胞能分化形成心肌细胞,可替代心肌梗死时坏死或调亡的心肌细胞 ,促进梗死后心脏血管重建 ,提高心脏收缩舒张功能 ,因此 BMSCs移植被认为是修复受损心脏、 逆转心肌重构的有效方法 ,已成为心血管领域的研究热点。

  既往研究显示 BMSCs被诱导向心肌分化后 ,部分 BMSCs出现心肌样细胞形态学特征改变 ,细胞体积变大 ,胞浆内可见细小颗粒及细丝样结构。离子通道是心肌细胞最重要的电生理特性之一 ,但是在 BMSCs向心肌细胞分化过程中离子通道如何变化仍不清楚。本实验通过建立 NRVMs与 BMSCs共培养模型 ,在体外模拟心肌组织微环境以诱导 BM2 SCs向心肌细胞分化 ,并运用全细胞膜片钳技术研究了 BMSCs分化后细胞膜上离子通道的表达情况, 为临床上干细胞移植的安全性和有效性提供参考依据。实验结果显示 BMSCs与 NRVMs共培养 1周后 , BMSCs细胞膜电流发生明显变化 ,可记录到内向整流钾通道电流、 瞬时外向钾通道电流和持续性外向钾通道电流。与 BMSCs细胞膜通道电流相比 ,共培养后 BMSCs细胞膜内向整流钾通道电流、 瞬时外向钾通道电流和持续性外向钾通道电流都明显增加 ,且在共培养的 BMSCs上未记录到钙激活钾通道电流 (KCa ) ,这些都与成熟心肌细胞相似。但在共培养的 BMSCs上仍未记录到钠电流 ( I Na )和钙电流 ( I Ca ) ,这与未分化的 BMSCs相似 ,但与心肌细胞仍有一定差别 ,暗示 BMSCs在向心肌分化过程中虽然离子通道发生变化但还不能完全显现出心肌细胞的离子通道表型。

  本实验通过检测与 NRVMs共培养的 BMSCs上离子通道的表达情况 ,揭示了 BMSCs心肌化过程中电生理特性发生明显的变化 ,但是具体机制并未阐明 ,推测与心肌细胞分泌的多种细胞因子有关 ,需要进一步深入研究。





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