诱导多能干细胞分化的心肌细胞电生理特点

摘要

背景:诱导多能干细胞定向分化后移植治疗解决了免疫排斥及伦理问题,其向心肌细胞的定向分化为心肌细胞再生研究提供了可能。目的:观察诱导多能干细胞分化的心肌细胞电生理功能。方法:体外培养诱导多能干细胞,采用直接悬浮培养法及分化培养基诱导形成拟胚体,观察细胞生长情况,记录心肌细胞的形成时间、数目和收缩率;使用Axon Axopatch 200B单探头超低噪声膜片钳放大器及MED64多电极阵列系统检测心肌细胞的电生理特点,以及观察分化心肌细胞对异丙肾上腺素的反应性;免疫荧光检测分化心肌细胞中心肌肌钙蛋白T的表达。结果与结论:(1)诱导多能干细胞生长特点与胚胎干细胞相似,形似鸟巢,呈集落样生长;(2)在分化培养基培养下,悬浮培养5 d后诱导多能干细胞聚集而形成大小不一的拟胚体,在拟胚体贴壁生长期间,最高将近10%的菌落出现跳动的心肌细胞,第20天和第25天时的搏动率明显高于其他时间点,差异有显著性意义(P<0.05);(3)诱导多能干细胞分化的心肌细胞观察到了心室、心房和窦房结样细胞的动作电位;(4)异丙肾上腺素可以提高诱导多能干细胞分化的心肌细胞自发搏动频率;(5)细胞免疫荧光提示诱导多能干细胞分化的心肌细胞中肌钙蛋白T呈阳性表达;(6)结果表明,诱导多能干细胞分化的心肌细胞具有窦房结样、心房样和心室样的动作电位,且具有肾上腺素信号传导。