干细胞治疗心律失常应用、问题与展望演示文稿.ppt

中国医学科学院 阜外心血管病医院 任晓庆 ;干细胞研究被《科学》杂志评为世界十大科技成果之一 现在每年大约有4000余篇关于干细胞研究的论文在国际杂志上发表;干细胞在心律失常的应用;构建生物起搏器;2001年，心脏起搏器与因特网分获美国国立工程院最高奖 ;---Dr. S. Furman (1960, NY);一、电子起搏器的不足;生物起搏器应具备特点;构建生物起搏器的方法;3.增加舒张期内向电流;意义;降低细胞膜静息电位（复极电流）;Ik1内向整流电流;Ik1内向整流电流;本实验结论;3;;动物实验①;动物实验②;细胞移植;Ruhparwar 将胎犬心房肌细胞（包含窦房结）移植到成年犬的左心室游离壁 移植细胞成为受体心脏新的起搏点 供体细胞和受体细胞之问建立间隙连接 起搏点对异丙肾上腺素起反应;采用酶消化法分离新生约克夏猪右心房组织(包括窦房结) 制备成5×l0 个／mL心肌细胞悬液 开胸直视下将l mL悬液注入幼年猪左心室游离壁 移植细胞均成活，并与周围心肌发生电、化学连接，主导心室节律 对异丙肾上腺素发生反应;男性人胚胎心房肌细胞(窦房结细胞)移植到雌性猪左室壁 细胞移植后动物心室率较未进行细胞移植的快 电生理表明心室节律起自细胞移植区： PCR检测证实细胞移植区出现SRY基因 在移植细胞与宿主细胞之间出现了连接蛋白43;异体细胞移植存在的问题;5.将胚胎干细胞调控为起搏细胞;Satin等研究人ESC分化的心肌细胞，其药理敏感性和离子通道特性，发现该细胞具有自发的起搏兴奋特性，可作为心脏起搏细胞;Kehat用人ESC在体外培养出心肌细胞移植物，与体外培养的大鼠心肌细胞之间建立了电-机械联系 用猪建立了一个完全型房室传导阻滞模型 将培养的心肌细胞移植入受体心脏，可观察到受体和供体的电一机械融合 移植细胞能成功使心室节律性起搏;Xue等 将人胚胎干细胞修饰为起搏细胞 在体外使静止的心室肌细胞产生节律性的电一收缩活动 B肾上腺素、利多卡因等药物能调控其跳动速度 将这些细胞注射到豚鼠左室前壁，即能驱动心室搏动，形成起搏点;优势;问题;限制;6;骨髓间叶干细胞移植构建生物起搏器;优点;实验理论基础;首先培养骨髓间叶干细胞;病窦模型制作手术室及射频仪与多导心电记录仪;将诱导干细胞移植于窦房结区;骨髓干细胞移植后动物窦房结功能改善，心率由110bpm增加到170bpm;对照组犬窦房结功能未见改善，心率未恢复至170bpm,注射阿托品未见心率增加;对照组血管密度低，未见BrdU标记细胞;BrdU染色阳性的新生细胞Troponin I 阳性;移植骨髓细胞其Cx 43染色阳性，表明骨髓分化细胞建立了缝隙连接 ;结论;7、转染起搏电流基因HCN 干细胞移植构建生物起搏器;实验 1－起搏电流;实验 2－体外模型;在装载HCN2干细胞周围的心肌细胞，其自发搏动节率明显快于对照组的节率;将装载起搏基因的间叶干细胞直接点状注射到犬左室心外膜 注射装载HCN2+GFP干细胞的犬有自发心室节律，频率大约60bpm，起搏点位于注射部位 在注射点可检测到装载荧光标志GFP的成人间叶干细胞 证实移植干细胞之间、干细胞与宿主心肌细胞之间形成了缝隙连接;构建房室传导通路-解决房室阻滞;;?射频消融制备三度房室阻滞模型;?将诱导干细胞移植于房室结区;?干细胞移植可改善房室传导;实验二 组织工程技术重建房室传导功能 Choi YH, et al. Cardiac conduction through engineered tissue. Am J Pathol. 2006 ;169(1):72-85;组织工程技术重建房室传导功能;组织工程技术重建房室传导功能;结论;第四部分;1、异体细胞移植存??的问题;2、胚胎干细胞移植存在的问题;3、骨髓干细胞移植存在的问题;4、骨骼肌成肌细胞移植存在的问题;5、干细胞移植致心律失常性;致心律失常可能机制;展望