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2、级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样

3、式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物起搏研究进展,静息电位,&,最大舒张电位,窦房结细胞,内向整流钾通道,(IK1,通道),IK1,通道稀少,钾电化学平衡电位,心室肌细胞,动作电位,A,心室肌细胞,B,窦房结细胞,心室肌细胞动作电位,窦房结细胞动作电位,4,期自动除极机制,IK ICa If,Ca,2+,K,+,If,内向离子流,1979,年首次被,Brown,等发现。,90,年代末编码,If,离子流的通道分子才被相继克隆,称为超极化激活的环核苷酸门控的离子通道,(HCN),。,由于,HCN,与心脏

4、起搏的产生和调节关系密切,所以被称为起搏基因,基因生物起搏常见方法,转染,HCN,基因,上调起搏电流,转染克隆的,2,受体基因,提高原有起搏细胞对肾上腺素的反应性而加快心率,2,3,1,使编码延迟整流钾电,流,I,K1,钾通道的,Kir2,基,因突变,从而减少超,极化电流,产生与,起搏细胞动作电位类,似的自发电活动,不 足,基因输送的器官靶向性低,缺乏长期稳定性,目前技术尚无法在基因表达水平精确调控,窦性节律停止后,出现的自发心室节律较慢,细胞生物起博,诱导干细胞使其分化为具有起搏和传导功能的细胞,然后移植到心脏内,重建心脏的起搏和传导功能,。,干细胞是在合适的条件或给予合适的信号,它可以分化

5、成多种功能细胞或组织器官。因具有能分化成心肌细胞的特性而成为细胞生物起搏的首选种子细胞。,根据来源不同分为胚胎干细胞和成体干细胞,胚胎干细胞(,ESC,)具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性,能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。,Andrea Barbuti,等描述了小鼠,ESC,分化的心脏起搏细胞能够表达产生和控制心脏节律的蛋白。,Kehal,等将人类,ESC,体外诱导成心肌样细胞,注入完全房室传导阻滞猪的左心室,结果左心室出现规则的自主心律。,胚胎干细胞构建生物起搏器,缺乏有效,的示踪技术,亟待解决的问题,伦理问题,较难精确地,控制分化为起,搏细胞并保持,功能长久稳定,潜在致,

6、心律失常,可,能,不足之处,致瘤性,终末,分化,的胚胎干细胞,具有免疫源性,间充质干细胞是一种多分化潜能成体干细胞,具有多系分化、高度增殖潜力,自体移植无免疫原性。,Ren,等将体外经,5-,氮杂胞苷诱导分化的自体骨髓间充质干细胞注射入病态窦房结综合征狗的窦房结区,,12,周后,实验组狗的心率由,110,次,/min,上升到,170,次,/min,,对照组狗的心率无变化,移植的骨髓间充质干细胞能分化成起搏样细胞并与窦房结区心肌细胞建立缝隙连接。,间充质干细胞构建生物起搏器,存在问题,内源性,If,起搏电流很弱,需结合转基因技术,如装载,HCN,基因可使干细,胞,起博电流增强以发挥起搏点作用,。

7、干细胞诱导分化率低,;,缺乏移植细,胞在宿主心脏中的存活数量、复制和进一步分化、起搏作用以及对宿主体内激素的反应等的监测和调控手段,也面临诸如定,向分化和形成畸,胎瘤,潜在心律,失常等问题,基因工程干细胞生物起博,基因工程干细胞生物起博即利用基因工程将目的基因,(,起搏基因,/,抑制某离子通道的基因,),导入细胞中,(,主指干细胞,),构建自身起搏细胞植入心脏发挥生物起搏作用,。,动物实验,Potapova,等将鼠,HCN,2,转染至,Mscs,检测到被转染的,MSCs,中有类,If,样电流,并成功起搏由电刺激抑制窦性心律的犬的心脏,并检测到移植细胞与周围细胞间出现缝隙连接蛋白。,Plotn

8、ikw,将转染了,H C N 2,的人骨髓间充质干细胞注入完全房室传导阻滞的狗左心室前壁,实验期间左心室心率明显加快,转染的人骨髓间充质干细胞与周围心肌组织建立缝隙连接,对儿茶酚胺敏感,未出现免疫排斥及体液反应,。,其他进展,Renischler,等研究发现神经调节蛋白,-1,是一种胚胎发育过程中能促进心室细胞肌小梁形成的生长分化因子,具有促进小鼠心脏传导系统形成的作用。同时还上调,connexin40,的表达。,Pate,等也发现内皮素,-1,和,NRG-1,促进胚胎的心肌细胞分化为心脏传导系统。因此,利用激素在体外对相关细胞进行预处理后再移植,也是构建生物起搏的方法之一。,生物起搏器优化,

9、缝隙连接蛋白,尤其是低传导性,Cx45,,对于窦房结起博具有重要的保护作用,上调其在移植部位的表达将有望改善移植细胞起搏心室的效果。,Tong ming,等上调由,Msc,诱导而成的起博细胞的,Cx45,表达,发现其起博频率增加,,If,电流密度增加,能改善其起博功能。,Fahrenbach,等发现下调高传导性的缝隙连接蛋白,Cx43,的表达也能使生物起搏进一步优化。,心内膜下注射,开胸手术移植,静脉,注射,与临床经静脉心内膜起搏相似,方法简便,但易导致室性心律失常。,其操作简单且易于推广。如果干细胞归,巢过程的机制能够阐明,则经静脉注射干,细胞是可能实现的,。,移植组织定位准确,但创伤大,,患者难以耐受。,细胞移植的途径,理想的生物起搏器,针对病因治疗,能随患者生理情况变化,能够提供稳定的起搏频率,无致瘤,致心律失常等风险,展 望,随着生物起搏试验的不断深入,生物起搏器在治疗缓慢心律失常上的可行性越来越大。,但目前诸多研究尚处于动物实验的初级阶段。目的基因表达的有效性、持久性和安全性仍需进一步证明。目前还缺乏对生物起搏器与电子起搏器在治疗方法上的有效性、耐久性、安全性等方面的比较研究。,相信随着研究的深入和技术与方法的不断完善,,在,不久的将来,生物起搏,必将成为一种新兴的治疗方法,。,谢 谢,

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