細胞與基因治療

基因與細胞治療

由于現(xiàn)有的治療心律失常的局限性，近年出現(xiàn)了以基因工程和細胞工程為基礎的心律失常治療新方案。基因治療通過對靶細胞內某基因的修復和(或)替換來增強、補充、矯正或抑制該基因異常表達,使其表達產物即相應蛋白質的數(shù)量增加或減少,蛋白質功能增強或減低,從而影響疾病過程,最終達到治療目的?？焖傩孕穆墒С５幕蛑委?/p>

治療室性心動過速的研究集中于縮短復極時間，以防止因QT間期明顯延長而導致的尖端扭轉型(TdP)室性心動過速等致死性心律失常的發(fā)生。

hERG(humanether-a-go-go-relatedgene)基因編碼延遲整合鉀通道的快速成分

IKr,hERG突變可使IKr通道外向鉀電流減少,QT間期延長,易于誘發(fā)室性心律失常。

在培養(yǎng)的兔心肌細胞(兔心肌細胞在體外培養(yǎng)幾天后通常出現(xiàn)APD延長,EAD發(fā)生率明顯增高)中轉入hERG基因,使APD明顯縮短,相對不應期明顯增加,EAD發(fā)生率下降四倍多,且能抑制電交替。所以hERG基因可用于治療與QT間期延長和復極離散度增加相關的室性心動過速。APD↓EAD發(fā)生率↓緩慢性心律失常的基因治療1.增強起搏細胞的變時功能2.生物性的起搏細胞

增強起搏細胞的變時功能編碼β2腎上腺素能受體的質粒注入約克豬的右房的起搏部位,上調腎上腺素能受體的表達。電生理的檢測顯示,心房組織的局部過表達腎上腺素能受體可以明顯增強起搏組織的變時效應，使現(xiàn)存的或病變的起搏細胞的功能得到改善和加強。心速108→127→16350%↑

生物性的起搏細胞

起搏離子流If是一種超極化激活的內向離子流,它介導竇房結的四期自動除極。超極化激活的環(huán)核苷酸門控的(Hyperpolarizationactivatedcyclicnucleotidegated,HCN)通道是心臟起搏離子流If產生的基礎。

HCN基因家族的四個成員目前發(fā)現(xiàn)在心臟中存在的有3個：HCN1、HCN2和HCN4。ECGleadsI,II,andRA,andLA(overlyinginjectionsite)electrogramsduringnormalsinusrhythminananesthetizeddogpreviouslyinjectedwithHCN2+GFP

（greenfluorescentprotein）intoLA(initial2beats).

將含有HCN2

基因的腺病毒注射入犬的左房（LA）。

4天后進行的電生理標測發(fā)現(xiàn),當刺激迷走神經誘發(fā)出竇房結停搏后,左房的注射部位出現(xiàn)了自發(fā)性的左房節(jié)律。而只注射了GFP的對照犬則無任何的自發(fā)節(jié)律。

QuJetal.Circulation2003;107:1106-1109PacemakerfunctionininvitromodelmHCN2轉染的hMSCs影響耦合的心臟細胞的興奮性。綜上，過表達HCN2基因可以增大起搏電流,使移植的心肌細胞具有起搏能力。PotapovaIetal.CirculationResearch2004;94:952-959

細胞治療置入體外誘導出的治療細胞或者將干細胞作為載體,進行基因改造?？蓮囊韵聨讉€層面進行心律失常的治療：替代心臟起搏、傳導系統(tǒng)病變或缺失的細胞；移植基因工程化改造的細胞,表達某種離子通道,和受體組織細胞耦聯(lián),改變受體組織的電生理特性；移植細胞通過局部分泌一些重組蛋白改變心臟的電生理環(huán)境。

干細胞是一種具有多分化潛能和自我復制功能的早期未分化細胞，在特定的條件下可能分化為不同的功能細胞，形成多種組織和器官。

目前主要進行的是體外干細胞培養(yǎng)移植研究，包括胚胎干細胞（embryonicstemcell，ESC）、骨髓間充質干細胞（MesenchymalStemCells,MSCs）等。

胚胎干細胞（ESC）在體外并不僅僅分化為單個心肌細胞,而是可以形成功能性的心臟合胞體(syncytium),具有穩(wěn)定的起搏和傳導能力,并且對AD和ACh的刺激有反應。但由于來源有限,移植后可能存在免疫排斥反應,且涉及到倫理學問題,故有一定局限性。.早期心肌細胞小而圓的細胞更大和更細長的細胞幾乎所有的心肌細胞，單核。Morphometricchangesinthecell'slength,width,area,andlength-to-widthratioduringinvitrocardiomyocytematuration.*P<0.05comparedwithbaselinemeasurements.

骨髓間充質干細胞（MSCs）在體內植入心肌后能向心肌細胞方向分化，表達心肌細胞多種蛋白：肌球蛋白重鏈(MHC)、間隙連接蛋白Cx43(Connexin43)、心肌鋅指轉錄因子(GATA-4)等。故MSCs能作為治療心臟疾病的一種移植細胞,替代部分受損心肌細胞。由于MSCs能通過骨髓穿刺反復收集、體外大量擴增,取材方便,擴增后自體回輸,不必應用免疫抑制劑,成為近年來最具吸引力的心肌再生種子細胞。

在心肌梗死(myocardialinfarction,MI)治療中有研究發(fā)現(xiàn)MSCs移植后能改善MI后心律失常的發(fā)生。這需要由MSCs分化的細胞具有自律性、興奮性和傳導性。

MSCs在5—aza誘導下能分化為具有自主搏動功能的心肌樣細胞，且有關心肌細胞收縮的基因表達升高。誘導分化后MSCs有一定興奮性,并與正常心肌細胞類似。誘導后MSCs向心肌細胞方向分化時發(fā)現(xiàn)CX43的表達增高，說明MSCs分化細胞有形成縫隙連接的能力，并具有一定傳導功能。故MSCs能夠作為治療功能不全性心律失常的替代細胞。MSCs經5—aza誘導UpperpanelshowsimmunofluorescenceimagesofhMSCsstainedwithDiI(red).PijnappelsDAetal.Cardiova