骆红艳, 唐 明*, 胡新武, 宋明柯, 梁华敏, 杜以梅, 张 毅
华中科技大学同济医学院生理系, 武汉 430030
摘 要: 本文旨在探索小鼠胚胎心肌细胞的分离方法并观察其电生理特性。应用胶原酶B 消化法获得不同时期单个小鼠胚胎心肌细胞; 利用全细胞膜片钳技术, 记录胚胎心肌细胞的超极化激活的非选择性内向阳离子电流(If)和L- 钙电流( ICa-L ), 并用电流钳记录其自发性动作电位。胚胎心肌细胞通过相差显微镜依据其形态和自发性收缩进行鉴定。本法分离所获得的胚胎心肌细胞容易进行全细胞膜片钳记录, 可用于记录If、ICa-L 电流和自发性动作电位, 已证实胚胎心肌细胞If 和ICa-L 的电生理特性与成年起搏细胞或心肌细胞相似。本实验建立的分离方法简单、稳定、有效、可靠, 最早可获得8.5 d 的胚胎心肌细胞。胚胎心肌细胞的电生理记录为探索胚胎心肌细胞的电生理特性提供了一个可用的模型, 并可能为某些心脏疾病产生的机制提供实验依据。
关键词: 胚胎; 心肌细胞; 小鼠; 分离
Isolation and electrophysiological characteristics of embryonic cardiomyocytes in mice
Abstract: To explore the electrophysiological characteristics of embryonic cardiomyocytes, single embryonic cardiomyocytes were obtained from mice at different periods by a collegenase B digestion approach, whole cell patch clamp recording technique was used to record If and ICa-L, and spontaneous action potential was also recorded. The morphological and spontaneous contractile properties of the isolated cells appeared to be typical embryonic cardiomyocytes when the cells were assessed by phase-contrast microscope. Whole cell recording of isolated cells is easily performed by the whole cell patch clamp technique. Elelctrophysiolgical properties of If and Ica-L from embryonic cardiomyocytes have been proved to be similar to those from adult pacemaker cells or cardiomyocytes. The established method of isolation is simple, stable, effective and reliable. It allows to obtain as early as 8.5-day embryonic myocytes. The electrophysiological recording of embryonic cardiomyocytes will provide a useful model for exploring the electrophysiological characteristics of embryonic cardiomyocytes and the possible mechanism underlying some heart diseases.
Key words: embryo; cardiomyocyte; mice; isolation
近年来的研究发现, 肥大及衰竭心脏的基因表达和信号转导模式与胚胎心脏的情形极为相似[1, 2], 或者说是其幼稚状态的反演。If主要分布在自律性心肌细胞上, 但是已有研究发现, 幼稚心脏(处于胚胎期和新生期)的心室肌细胞上也有If通道的表达, 这些结论来自对鸡胚和新生大鼠心室肌细胞的研究报告[3,4]。心肌肥大会使胚胎时期出现过的基因重新表达[5], 所以在胚胎心脏上曾经存在的电流可能会在病理情况下重新表现, 从而导致某些心脏病的发生, 事实上, 在自发性高血压大鼠和人体衰竭心脏的心室肌细胞上都记录到了If [1, 2]。肥大和衰竭心脏的心室肌细胞重新表达 If, 可能与心律失常的发生有关。故研究胚胎心肌细胞有利于研究心脏的病理生理学现象, 阐明某些心脏病的病理生理机制, 对于临床心脏病的防治有重要的参考价值。过去研究胚胎心肌细胞的离子通道特性多应用鸡胚胎心肌细胞[3], 而分离最早期的小鼠胚胎心肌细胞一般为10.5 d[6], 11.5 d[7], 原因主要是早期胚胎心脏细小, 我室对其分离方法进行了改良, 采用胶原酶B消化的方法可获得8.5 d的胚胎心肌细胞, 对研究极早期的胚胎心肌细胞的电生理特点有重要意义。
