Tế bào cơ tim sinh ra từ tế bào gốc đa năng cảm ứng người có độ tinh khiết cao: các đặc tính sinh điện học của các tiềm năng hành động và dòng ion

American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology - Tập 301 Số 5 - Trang H2006-H2017 - 2011
Junyi Ma1, Liang Guo2, Steve Fiene3, Blake D. Anson3, James A. Thomson4, Timothy J. Kamp5, Kyle L. Kolaja2, Bradley Jay Swanson3, Craig T. January5
1Cellular Dynamics International, Madison, Wisconsin, USA
2Hoffmann-LaRoche, Nutley, New Jersey
3Cellular Dynamics International, Madison, Wisconsin; and
4Genome Center of Wisconsin
5Departments of Medicine and Physiology, University of Wisconsin;

Tóm tắt

Tế bào gốc đa năng cảm ứng từ con người (hiPSCs) có khả năng phân hóa thành các tế bào cơ tim chức năng; tuy nhiên, các đặc tính sinh điện học của tế bào cơ tim có nguồn gốc từ hiPSC vẫn chưa được đặc trưng đầy đủ. Chúng tôi đã thực hiện phân tích chi tiết các đặc tính sinh điện học của tế bào cơ tim hiPSC có độ tinh khiết cao. Các tiềm năng hành động (APs) được ghi lại từ các tế bào cơ tim tự phát đập bằng phương pháp patch perforated và có các đặc tính giống như nhĩ, nốt và thất. AP giống như thất phổ biến hơn và có tiềm năng tâm trương cực đại gần giống với các tế bào cơ tim người, thời gian AP nằm trong phạm vi của khoảng QT điện tâm đồ bình thường ở người, và AP cho thấy độ nhạy mong đợi với nhiều loại thuốc (tetrodotoxin, nifedipine và E4031). Các hiện tượng khử cực sớm (EADs) được kích thích bằng E4031 và phụ thuộc vào nhịp tim chậm, và điện áp đỉnh của EAD thay đổi tỷ lệ nghịch với tiềm năng khôi phục của EAD. Các đặc tính điều khiển của bảy dòng ion đã được nghiên cứu bao gồm natri ( INa), canxi loại L ( ICa), máy phát nhịp được kích hoạt bởi siêu phân cực ( If), kali thoáng qua ra ngoài ( Ito), kali chỉnh lưu vào trong ( IK1), và các thành phần hoạt động nhanh và chậm của dòng kali điều chỉnh muộn ( IKr và IKs, tương ứng). Độ tinh khiết cao và số lượng tế bào lớn cũng cho phép phân tích patch-clamp tự động. Chúng tôi kết luận rằng các tế bào cơ tim có nguồn gốc từ hiPSC này có các dòng ion và các đặc tính điều khiển kênh nền tảng cho APs và EADs của chúng tương tự về mặt định lượng với những gì đã được báo cáo cho tế bào cơ tim người. Những tế bào cơ tim có nguồn gốc từ hiPSC này còn có lợi thế bổ sung là chúng có thể được sử dụng trong các thử nghiệm có độ thông lượng cao, và chúng có tiềm năng ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực nghiên cứu tim mạch và ứng dụng điều trị.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1038/clpt.2011.9

10.1161/01.RES.73.2.379

10.1111/j.1476-5381.1993.tb13815.x

10.1371/journal.pone.0003474

10.1038/nature09005

10.1161/01.CIR.69.5.1013

10.1074/jbc.M211644200

10.1099/0022-1317-82-5-1013

10.1152/ajpheart.1996.270.5.H1676

10.1161/CIRCRESAHA.109.202267

10.1111/j.1582-4934.2009.00996.x

10.1085/jgp.86.3.353

10.1161/01.RES.0000080317.92718.99

10.1016/S0006-3495(89)82745-6

10.1016/S0008-6363(98)00204-1

10.1038/nature09747

10.1161/01.RES.64.5.977

10.1161/01.RES.62.3.563

10.1016/j.scr.2010.02.001

10.1007/s00395-008-0730-3

10.1161/CIRCULATIONAHA.105.550111

10.1111/j.1749-6632.1986.tb15561.x

10.1172/JCI200112131

10.1172/JCI118769

10.1161/01.CIR.92.5.1179

10.1016/0165-0270(94)00116-X

10.1111/j.1469-7793.2001.0115g.x

10.1016/j.bbrc.2008.05.076

10.1056/NEJMoa0908679

10.1161/01.CIR.0000068356.38592.68

10.1113/jphysiol.2005.086223

10.1258/ebm.2010.009345

10.1016/S0008-6363(98)00002-9

10.1016/j.vascn.2010.01.014

10.1038/sj.bjp.0701473

10.1152/ajpheart.1993.265.4.H1301

10.1085/jgp.96.1.195

10.1634/stemcells.2006-0466

10.1113/jphysiol.2004.068213

10.1016/S0006-3495(96)79711-4

10.1016/S0008-6363(99)00118-2

10.1038/sj.bjp.0703770

10.1126/science.282.5391.1145

10.1152/ajpheart.01011.2003

10.1161/01.CIR.92.12.3497

10.1016/S0008-6363(00)00306-0

Yang IC, 2000, J Pharmacol Exp Ther, 294, 955

10.1038/nature06894

10.1038/nature09855

10.1126/science.1151526

10.1016/S0006-3495(95)80271-7

10.1161/CIRCRESAHA.108.192237

10.1074/jbc.273.33.21061

10.1016/S0006-3495(98)77893-2

10.1371/journal.pone.0005407

10.1038/nbt788

Thông tin
Thông tin xuất bản

American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology

Tập 301 Số 5

H2006-H2017

Thông tin tác giả