心肌细胞功能的研究
作者：贾士东 修瑞娟
单位：贾士东(100005 北京市，中国医学科学院中国协和医科大学微循环研究所)；修瑞娟(100005 北京市，中国医学科学院中国协和医科大学微循环研究所)
关键词：
中国微循环000301
心血管系统疾病与人类关系密切，心肌缺血再灌注等类型的心肌损伤在临床上很常见。由于受血流动力学、激素、神经反射的影响，在体的心肌损伤模型不能准确地反映某些因子或因素在心肌损伤中的作用。细胞培养广泛,地应用于研究细胞增殖的调节，因此，原代培养心肌细胞可能成为一种研究心肌损伤的有用模型[1,2]。
通常认为，成熟的心肌细胞是终末分化型细胞，不具备有丝分裂能力。酶解消化的心肌细胞接种培养4～6h后，开始贴壁生长，由圆形变为梭形，细胞核小，胞浆致密，呈颗粒或网状。单个细胞呈现频率性自发搏动(60～130次/min)，培养3～5d后，单个细胞联成细胞单层，贴壁牢固。细胞呈现有节律的同步搏动[3,4]。在构成心脏的细胞中，心肌细胞占总数的1/3，还有相当数量的非肌性细胞，主要为成纤维细胞和内皮细胞[5]。
, 百拇医药
Horackova等[6]将心肌细胞与心肌周边神经元细胞共培养，观察两者的形态学及免疫化学特性。并将星状或心肌内神经元细胞与成年鼠心肌细胞共培养，用传统微电极技术记录两者的电生理特性，用录象系统记录心肌细胞的节律性搏动。在各种神经调节物质作用下，观察神经元-心肌细胞网络的电生理、收缩性和药理学特性。结果表明，实验中单独培养与混合培养的心肌细胞，两者电生理特性相似。对不同药物干涉时，受神经元细胞支配与单独培养的心肌细胞反应不同，前者的节律收缩特性因药物作用发生变化。混合培养者收缩特性更明显被河豚毒素、β-肾上腺素阻抑物及尼古丁阻抑物所削弱。而且β-促进剂异丙基肾上腺素较之单独培养更增加混合组的收缩搏动[7]。该研究为成年动物心肌细胞与分离出的神经元细胞共培养建立了研究基础。
心肌细胞和神经原细胞作为终末期分化的成年细胞，过去认为不发生细胞凋亡。但最近的研究提示通过各种损伤可诱导心肌细胞凋亡，如缺血及缺血再灌注、心肌梗塞、快速心室起搏、机械牵张和由主动脉狭窄引起的压力超载及自发性高血压大鼠等，最终导致心力衰竭。Fliss等采用原位末端标记(ISEL)和琼脂糖凝胶电泳确定在缺血和缺血再灌注大鼠心肌中有典型的凋亡形态学改变和电泳呈梯状图谱DNA。Sharov等证实慢性心衰犬存在心肌细胞凋亡的形态学特征。除动物心肌细胞发生凋亡外，在人急性心肌梗塞后的尸体解剖中也发现心肌组织中有凋亡现象。Bcl-2蛋白表达和Bax的过度表达分别在缺血和缺血再灌注后心肌细胞凋亡的保护和促进中起着重要的病理生理作用。作为心肌细胞死亡方式之一的凋亡在自然过程中主要发生在左室游离壁，随年龄增长而增多，可能介导心室功能障碍和老年性心力衰竭的发生[8]。上述研究说明心肌细胞凋亡可能是衰竭心脏心肌细胞缺失的原因之一
, 百拇医药
心梗的主要表现为心肌细胞坏死，近年研究同样表明也存在细胞凋亡。Bcl-2和Bax的加速作用在缺血和/或再灌注后以及心梗时心肌细胞的凋亡中起重要的病理生理作用。有研究表明，10例正常对照标本，心脏左室游离壁或间隔均无bcl-2阳性免疫反应；15例急性心梗中9例(60%)心肌细胞免疫组化呈阳性反应，bcl-2阳性免疫反应呈弥漫性分布在梗塞周围的存活心肌细胞中。梗塞组织内死亡细胞或左室壁非梗塞细胞亦呈阴性反应。12例陈旧性梗塞细胞呈阴性反应。危险区存活心肌细胞中Bax呈过表达，而对照标本中则很少表达。陈旧性心梗Bax多呈过表达(12例中10例，占83%)[9]。
Bcl-2蛋白和Bax蛋白出现表达时间不尽相同。Bax蛋白最短在心梗后4d，最长为10年，Bcl-2则心梗后很快出现表达(6h)。Bax是Bcl-2族的一种成分，当过表达时则加速细胞凋亡。Bcl-2可作为程序性细胞死亡的解毒剂来营救祖细胞和延长细胞寿命。Bax蛋白可存在于各种细胞，其表达较Bcl-2广泛。
, 百拇医药
促进衰竭心脏发生细胞凋亡的因素还不完全清楚，诱导细胞坏死的相同因素可引起细胞凋亡的发生。目前已知或推测存在于衰竭中心肌内的许多因素(如炎性细胞因子、一氧化碳、低氧再灌注、生长因子以及机械性牵张等)被证明能刺激包括心肌细胞在内的各种细胞发生凋亡。另外，细胞凋亡可能表现为原发性遗传异常或遗传素质。
缺血再灌注是导致心肌细胞损伤、细胞内酶释放的主要因素之一。因此，心肌细胞酶释放可作为细胞膜完整性的生化标志。心肌细胞搏动的频率和振幅反映心肌细胞本身的活性，也间接反映了心肌细胞的能量供给。对台盼蓝摄取是细胞死亡的标志[10]。
缺血再灌注期间，LDH释放增多，而且对台盼蓝的摄取率有所增高。电镜观察不仅心肌细胞膜的完整性受到破坏，而且作为遗传物质主要载体的核染色质出现变异，活跃的常染色质减少，无功能的异染色质增多。随着缺血时间延长及再灌注损伤发生，增多的异染色质核膜下聚集，凝集成团块，最后核溶解、溢出。说明心肌细胞损伤模型引起了心肌细胞形态和功能损伤。
, 百拇医药
心脏的功能复杂，与其细胞表面分布的众多离子通道有关。应用膜片钳技术可以直接记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上单一的(或多个的)离子通道分子活动，研究其“开”、“闭”动力学、离子通透性及选择性等，采用现代的计算机技术对离子通道活动的记录进行分析[11～13]。
心脏功能与钙离子通道：心肌的兴奋收缩与心肌细胞钙离子通道有着密切的关系。应用膜片钳技术已在心肌细胞上记录出L、T和B三型钙通道。(1)L型通道：心肌主要以持久开放、失活缓慢的L型通道占优势。具有电压、时间依赖性，单通道电导较大，其开放为短簇状，在整个阶跃命令中均可开放。(2)T型通道：开放时间较短、单通道电导较小，其活动形式也为簇状开放，且大多集中在阶跃命令的早期。(3)B型通道：为自发性开放通道，具有明显的电压依赖性。心肌单个钙通道开放有三种状态，分别为簇状间瞬时打开者、长时间打开而短暂关闭者、和因通道不能利用而不能开放者。
钙通道与兴奋-收缩偶联：由于Ca2+通过钙通道内流是兴奋-收缩偶联的首要条件。心肌细胞膜去极化时细胞外液Ca2+由电压依赖性钙通道进入细胞内，兴奋-收缩偶联被启动。目前认为，Ca2+的兴奋释放主要是通过T型和L型Ca2+通道。
, 百拇医药
钙超载：钙超载是导致心肌细胞坏死的主要因素。胞内钙含量的变化受多种系统的控制。
应用电刺激培养的成年鼠心肌细胞，在倒置显微镜下并进行细胞内Ca2+检测细胞长度变化动态观察，结果表明适当的电刺激培养的心肌细胞，可增强其收缩特性，提高钙离子流[14]。
Na+/Ca2+离子交换：心肌细胞内Na+/Ca2+离子交换的主要机制是胞膜介导的Ca2+，膜片钳技术可以对膜电位活细胞内外Na+和Ca2+浓度的改变所引起的Na+/Ca2+交换电流的改变进行研究。
心肌功能与钾离子通道：心肌的舒张功能与心肌细胞钾离子通道有着密切关系。心肌缺血是一种比实验性缺氧更复杂的病理状态，因为缺血时不仅缺氧，灌流也受影响。推测心肌缺血首先引起KATP通道开放，继而缺血区很快出现电和机械功能减弱。因此，KATP通道在心脏早期缺血、钾离子的流出中可能起特别重要的作用。膜片钳技术从分子水平对心脏离子通道的门控动力学机制和调控机制以及通道空间构想的研究具有更重要的意义。
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与骨骼肌细胞不同，成年哺乳动物的心肌受损后，心肌细胞不会再生。在心肌损伤后，移植胚胎期心肌组织可恢复提高心室功能。这些移植的胚胎期细胞是某些生长因子的潜在来源，并可用于以心肌细胞为基础的基因治疗。Li等[15]将培养的胚胎及新生心肌细胞转移到成年大鼠后肢，在皮下连接组织中形成有收缩特性的心肌组织。Leor等[16]制备鼠心肌梗塞区，分三组，在疤痕区分别注入培养的人胚胎心室组织块、培养的鼠胚胎心肌组织块及生理盐水。术后7～65d，处死动物，收获心脏，用于电镜及免疫组化检测。结果表明，与对照组相比，术后11～65d检测梗塞区心肌中一直有人类及鼠心肌细胞的存在，其形态学类似于培养的胚胎心肌细胞。移植的心肌细胞染色阳性。胚胎心肌细胞可被移植并存活于梗塞区心肌。将该实验为治疗性蛋白如心肌损伤区的以心肌为基础的基因治疗提供治疗策略。Schwarz等[17]研究表明，移植的心肌细胞在宿主心肌中可存活10周并建立起细胞间信号连接。移植的心肌细胞在心肌疤痕区形成心肌组织，限制疤痕扩展[18]。
, http://www.100md.com
以往的研究认为[19]，外源基因转移和表达需要靶细胞的分裂。成熟型的心肌细胞是终末分化细胞，因为不具备有丝分裂能力，曾被认为不宜作基因治疗的靶细胞。近年实验证明[20]，幼年期发育中的心肌细胞可以作为基因治疗的靶细胞。Li等[21]将β-半乳糖苷酶转染的胎鼠心肌细胞转移到成年大鼠心肌疤痕组织，对照组注射细胞培养液。移植4周后，心肌细胞形成了心肌组织(20.7±6.9m,n=14),实验组大鼠疤痕区β-半乳糖苷酶染色阳性(90.4±25m,n=14)。移植的心肌细胞形成肌原纤维节。对照组动物中心脏疤痕区无心肌组织出现。实验组较对照组在心肌细胞移植区出现较多的小动脉和小静脉。至于这些心肌靶细胞如何摄取外源基因，目前机制尚不清楚。
当前，各门医学学科正在把细胞生物学、分子生物学及膜片钳等技术结合起来，协同对心肌细胞的功能进行全面的研究，可望在不久的将来，从分子水平上对心肌细胞功能调控机制的研究会有更大的突破，从而进一步揭示心肌功能改变和治疗的机制。
, 百拇医药
参考文献
1，Van Der Lasser A, Hollaar L, Van Der Valk LJ,et al. Release of alpha hydroxybutyrate from neonatal rat heart cell cultures exposed to anoxia and reoxygenation: comparison with impairment of structure and function of damaged cardiac cells. Cardiovasc Res. 1979,13(6):345
2，Thandroyen FT, Bellotto D, Katayama A, et al. Subcellular electrolyte alterations during progressive hypoxia following reoxygenation in isolated neonatal rat ventricular myocytes. Circ Res.1992,71(1):106
, http://www.100md.com
3，Simpson P, Savion S. Differentiation of rat myocytes in single cell cultures with and without proliferating nonmyocardial cells. Cross-striations, ultrastructure, and chronotropic response to isoproterenol. Circ Res.1982,50(1):101
4，刘平刚，李云霞.乳鼠培养心肌细胞蛋白质含量对血清浓度的依赖性.湖南医科大学学报.1994，19(1)：11
5，Weber KT, Brilla CG. Pathological hypertrophy and cardiac interstitium fibrosis and reninangiotensin-aldosterone system. Circulation, 1991,83(6):1849
, http://www.100md.com
6，Horackova M, Croll RP, Hopkins DA, et al. Morphological and immunohistochemical poperties of primay long-term cultures of adult guinea-pig ventricular cardiomyocytes with peripheral cardiac neurons. Tissue Cell. 1996,28(4):411
7，Horackova M, Huang MH, Armour JA, et al. Cocultures of adult ventricular myocytes with stellate ganglia or intrinsic cardiac neurones from guinea pigs: spontaneous activity and pharmacological properties. Cardiovasc Res. 1993,76(6):1101
, http://www.100md.com
8，Cohn JN, Bristow MR, Chien KR, et al. Report of the National Heart, Lung, and Blood Institute. Special Emphasis panel on Heart Failure Research. Circulation. 1997,95(4):766
9，Misao J, Hayakawa Y, Ohno M, et al. Expression of bcl-2 protein, an inhibitor of apoptosis, and Bax, an accelerator of apoptosis, in ventricular myocytes of human hearts with myocardial infarction. Circulation. 1996,94(7):1506
10，Gottlieb RA, Burleson KO, Kloner RA, et al. Reperfusium injury induce apoptosis in rabbit cardiomyocytes. J Clin Invest. 1994,94:1621
, 百拇医药
11，Heidelberger R, Heinemann C, Neher E，et al. Calcium dependence of the rate of exocytosis in a synaptic terminal. Nature, 1994, 371 (6497):
513
12，chow Rh, Von Ruden L, Neher E. Delay in vesicle fusion revealed by electrochemical monitoring of single secretory events in adrenal chromaffin cells. Nature. 1992,356(6364):60
13，Chow RH, Klingauf J, Neher E. Time course of Ca2+ concentration triggering exocyosis in neuroendocrine cells. Proc Natl Acad Sci USA.1994,91(26):12765
, 百拇医药
14，Holt E, Lunde PK, Sejersted OM, et al. Electrical stimulation of adult cardiomyocytes in culture improves contractile properties and is associated with altered calcium handling. Basic Res Cardiol. 1997,92(5):289
15，Li RK, Mickle DA, Weisel RD, et al. In vivo survival and function of transplanted rat cardiomyocytes. Circ Res. 1996,78(2):283
16，Leor J, Patterson M, Quinones MJ, et al. Transplantation of fetal myocardial tissue into the infarcted myocardium of rat. A potential method for repair of infarcted myocardium? Circulation. 1996,94(9):Ⅱ332
, 百拇医药
17，Schwarz ER, Patterson M, Kloner RA. Cardiomyocyte transplantation-a cell replacement for repair of myocardial infarction? Z Kardiol. 1998,87(1):1
18，Li RK, Yau TM, Sakai T, et al. Cell therapy to repair broken hearts. Can J Cardiol. 1998,14(5):735
19，Wolff JA, Malone RW, Williams P, et al. Direct gene transfer into mouse muscle in vivo. Science. 1990,247:1465
20，陈万良，胡淦英，郭加强，等.外源基因在幼年大鼠心肌中的表达.中华儿科杂志.1997，9(35)：161
21，Li RK, Mickle DA, Weisel RD, et al. Natural history of fetal rat cardiomyocytes transplanted into adult rat myocardial scat tissue. Circulation. 1997,96(9):Ⅱ-179
(收稿：1999-07-14), 百拇医药
单位：贾士东(100005 北京市，中国医学科学院中国协和医科大学微循环研究所)；修瑞娟(100005 北京市，中国医学科学院中国协和医科大学微循环研究所)
关键词：
中国微循环000301
心血管系统疾病与人类关系密切，心肌缺血再灌注等类型的心肌损伤在临床上很常见。由于受血流动力学、激素、神经反射的影响，在体的心肌损伤模型不能准确地反映某些因子或因素在心肌损伤中的作用。细胞培养广泛,地应用于研究细胞增殖的调节，因此，原代培养心肌细胞可能成为一种研究心肌损伤的有用模型[1,2]。
通常认为，成熟的心肌细胞是终末分化型细胞，不具备有丝分裂能力。酶解消化的心肌细胞接种培养4～6h后，开始贴壁生长，由圆形变为梭形，细胞核小，胞浆致密，呈颗粒或网状。单个细胞呈现频率性自发搏动(60～130次/min)，培养3～5d后，单个细胞联成细胞单层，贴壁牢固。细胞呈现有节律的同步搏动[3,4]。在构成心脏的细胞中，心肌细胞占总数的1/3，还有相当数量的非肌性细胞，主要为成纤维细胞和内皮细胞[5]。
, 百拇医药
Horackova等[6]将心肌细胞与心肌周边神经元细胞共培养，观察两者的形态学及免疫化学特性。并将星状或心肌内神经元细胞与成年鼠心肌细胞共培养，用传统微电极技术记录两者的电生理特性，用录象系统记录心肌细胞的节律性搏动。在各种神经调节物质作用下，观察神经元-心肌细胞网络的电生理、收缩性和药理学特性。结果表明，实验中单独培养与混合培养的心肌细胞，两者电生理特性相似。对不同药物干涉时，受神经元细胞支配与单独培养的心肌细胞反应不同，前者的节律收缩特性因药物作用发生变化。混合培养者收缩特性更明显被河豚毒素、β-肾上腺素阻抑物及尼古丁阻抑物所削弱。而且β-促进剂异丙基肾上腺素较之单独培养更增加混合组的收缩搏动[7]。该研究为成年动物心肌细胞与分离出的神经元细胞共培养建立了研究基础。
心肌细胞和神经原细胞作为终末期分化的成年细胞，过去认为不发生细胞凋亡。但最近的研究提示通过各种损伤可诱导心肌细胞凋亡，如缺血及缺血再灌注、心肌梗塞、快速心室起搏、机械牵张和由主动脉狭窄引起的压力超载及自发性高血压大鼠等，最终导致心力衰竭。Fliss等采用原位末端标记(ISEL)和琼脂糖凝胶电泳确定在缺血和缺血再灌注大鼠心肌中有典型的凋亡形态学改变和电泳呈梯状图谱DNA。Sharov等证实慢性心衰犬存在心肌细胞凋亡的形态学特征。除动物心肌细胞发生凋亡外，在人急性心肌梗塞后的尸体解剖中也发现心肌组织中有凋亡现象。Bcl-2蛋白表达和Bax的过度表达分别在缺血和缺血再灌注后心肌细胞凋亡的保护和促进中起着重要的病理生理作用。作为心肌细胞死亡方式之一的凋亡在自然过程中主要发生在左室游离壁，随年龄增长而增多，可能介导心室功能障碍和老年性心力衰竭的发生[8]。上述研究说明心肌细胞凋亡可能是衰竭心脏心肌细胞缺失的原因之一
, 百拇医药
心梗的主要表现为心肌细胞坏死，近年研究同样表明也存在细胞凋亡。Bcl-2和Bax的加速作用在缺血和/或再灌注后以及心梗时心肌细胞的凋亡中起重要的病理生理作用。有研究表明，10例正常对照标本，心脏左室游离壁或间隔均无bcl-2阳性免疫反应；15例急性心梗中9例(60%)心肌细胞免疫组化呈阳性反应，bcl-2阳性免疫反应呈弥漫性分布在梗塞周围的存活心肌细胞中。梗塞组织内死亡细胞或左室壁非梗塞细胞亦呈阴性反应。12例陈旧性梗塞细胞呈阴性反应。危险区存活心肌细胞中Bax呈过表达，而对照标本中则很少表达。陈旧性心梗Bax多呈过表达(12例中10例，占83%)[9]。
Bcl-2蛋白和Bax蛋白出现表达时间不尽相同。Bax蛋白最短在心梗后4d，最长为10年，Bcl-2则心梗后很快出现表达(6h)。Bax是Bcl-2族的一种成分，当过表达时则加速细胞凋亡。Bcl-2可作为程序性细胞死亡的解毒剂来营救祖细胞和延长细胞寿命。Bax蛋白可存在于各种细胞，其表达较Bcl-2广泛。
, 百拇医药
促进衰竭心脏发生细胞凋亡的因素还不完全清楚，诱导细胞坏死的相同因素可引起细胞凋亡的发生。目前已知或推测存在于衰竭中心肌内的许多因素(如炎性细胞因子、一氧化碳、低氧再灌注、生长因子以及机械性牵张等)被证明能刺激包括心肌细胞在内的各种细胞发生凋亡。另外，细胞凋亡可能表现为原发性遗传异常或遗传素质。
缺血再灌注是导致心肌细胞损伤、细胞内酶释放的主要因素之一。因此，心肌细胞酶释放可作为细胞膜完整性的生化标志。心肌细胞搏动的频率和振幅反映心肌细胞本身的活性，也间接反映了心肌细胞的能量供给。对台盼蓝摄取是细胞死亡的标志[10]。
缺血再灌注期间，LDH释放增多，而且对台盼蓝的摄取率有所增高。电镜观察不仅心肌细胞膜的完整性受到破坏，而且作为遗传物质主要载体的核染色质出现变异，活跃的常染色质减少，无功能的异染色质增多。随着缺血时间延长及再灌注损伤发生，增多的异染色质核膜下聚集，凝集成团块，最后核溶解、溢出。说明心肌细胞损伤模型引起了心肌细胞形态和功能损伤。
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心脏的功能复杂，与其细胞表面分布的众多离子通道有关。应用膜片钳技术可以直接记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜上单一的(或多个的)离子通道分子活动，研究其“开”、“闭”动力学、离子通透性及选择性等，采用现代的计算机技术对离子通道活动的记录进行分析[11～13]。
心脏功能与钙离子通道：心肌的兴奋收缩与心肌细胞钙离子通道有着密切的关系。应用膜片钳技术已在心肌细胞上记录出L、T和B三型钙通道。(1)L型通道：心肌主要以持久开放、失活缓慢的L型通道占优势。具有电压、时间依赖性，单通道电导较大，其开放为短簇状，在整个阶跃命令中均可开放。(2)T型通道：开放时间较短、单通道电导较小，其活动形式也为簇状开放，且大多集中在阶跃命令的早期。(3)B型通道：为自发性开放通道，具有明显的电压依赖性。心肌单个钙通道开放有三种状态，分别为簇状间瞬时打开者、长时间打开而短暂关闭者、和因通道不能利用而不能开放者。
钙通道与兴奋-收缩偶联：由于Ca2+通过钙通道内流是兴奋-收缩偶联的首要条件。心肌细胞膜去极化时细胞外液Ca2+由电压依赖性钙通道进入细胞内，兴奋-收缩偶联被启动。目前认为，Ca2+的兴奋释放主要是通过T型和L型Ca2+通道。
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钙超载：钙超载是导致心肌细胞坏死的主要因素。胞内钙含量的变化受多种系统的控制。
应用电刺激培养的成年鼠心肌细胞，在倒置显微镜下并进行细胞内Ca2+检测细胞长度变化动态观察，结果表明适当的电刺激培养的心肌细胞，可增强其收缩特性，提高钙离子流[14]。
Na+/Ca2+离子交换：心肌细胞内Na+/Ca2+离子交换的主要机制是胞膜介导的Ca2+，膜片钳技术可以对膜电位活细胞内外Na+和Ca2+浓度的改变所引起的Na+/Ca2+交换电流的改变进行研究。
心肌功能与钾离子通道：心肌的舒张功能与心肌细胞钾离子通道有着密切关系。心肌缺血是一种比实验性缺氧更复杂的病理状态，因为缺血时不仅缺氧，灌流也受影响。推测心肌缺血首先引起KATP通道开放，继而缺血区很快出现电和机械功能减弱。因此，KATP通道在心脏早期缺血、钾离子的流出中可能起特别重要的作用。膜片钳技术从分子水平对心脏离子通道的门控动力学机制和调控机制以及通道空间构想的研究具有更重要的意义。
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与骨骼肌细胞不同，成年哺乳动物的心肌受损后，心肌细胞不会再生。在心肌损伤后，移植胚胎期心肌组织可恢复提高心室功能。这些移植的胚胎期细胞是某些生长因子的潜在来源，并可用于以心肌细胞为基础的基因治疗。Li等[15]将培养的胚胎及新生心肌细胞转移到成年大鼠后肢，在皮下连接组织中形成有收缩特性的心肌组织。Leor等[16]制备鼠心肌梗塞区，分三组，在疤痕区分别注入培养的人胚胎心室组织块、培养的鼠胚胎心肌组织块及生理盐水。术后7～65d，处死动物，收获心脏，用于电镜及免疫组化检测。结果表明，与对照组相比，术后11～65d检测梗塞区心肌中一直有人类及鼠心肌细胞的存在，其形态学类似于培养的胚胎心肌细胞。移植的心肌细胞染色阳性。胚胎心肌细胞可被移植并存活于梗塞区心肌。将该实验为治疗性蛋白如心肌损伤区的以心肌为基础的基因治疗提供治疗策略。Schwarz等[17]研究表明，移植的心肌细胞在宿主心肌中可存活10周并建立起细胞间信号连接。移植的心肌细胞在心肌疤痕区形成心肌组织，限制疤痕扩展[18]。
, http://www.100md.com
以往的研究认为[19]，外源基因转移和表达需要靶细胞的分裂。成熟型的心肌细胞是终末分化细胞，因为不具备有丝分裂能力，曾被认为不宜作基因治疗的靶细胞。近年实验证明[20]，幼年期发育中的心肌细胞可以作为基因治疗的靶细胞。Li等[21]将β-半乳糖苷酶转染的胎鼠心肌细胞转移到成年大鼠心肌疤痕组织，对照组注射细胞培养液。移植4周后，心肌细胞形成了心肌组织(20.7±6.9m,n=14),实验组大鼠疤痕区β-半乳糖苷酶染色阳性(90.4±25m,n=14)。移植的心肌细胞形成肌原纤维节。对照组动物中心脏疤痕区无心肌组织出现。实验组较对照组在心肌细胞移植区出现较多的小动脉和小静脉。至于这些心肌靶细胞如何摄取外源基因，目前机制尚不清楚。
当前，各门医学学科正在把细胞生物学、分子生物学及膜片钳等技术结合起来，协同对心肌细胞的功能进行全面的研究，可望在不久的将来，从分子水平上对心肌细胞功能调控机制的研究会有更大的突破，从而进一步揭示心肌功能改变和治疗的机制。
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参考文献
1，Van Der Lasser A, Hollaar L, Van Der Valk LJ,et al. Release of alpha hydroxybutyrate from neonatal rat heart cell cultures exposed to anoxia and reoxygenation: comparison with impairment of structure and function of damaged cardiac cells. Cardiovasc Res. 1979,13(6):345
2，Thandroyen FT, Bellotto D, Katayama A, et al. Subcellular electrolyte alterations during progressive hypoxia following reoxygenation in isolated neonatal rat ventricular myocytes. Circ Res.1992,71(1):106
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3，Simpson P, Savion S. Differentiation of rat myocytes in single cell cultures with and without proliferating nonmyocardial cells. Cross-striations, ultrastructure, and chronotropic response to isoproterenol. Circ Res.1982,50(1):101
4，刘平刚，李云霞.乳鼠培养心肌细胞蛋白质含量对血清浓度的依赖性.湖南医科大学学报.1994，19(1)：11
5，Weber KT, Brilla CG. Pathological hypertrophy and cardiac interstitium fibrosis and reninangiotensin-aldosterone system. Circulation, 1991,83(6):1849
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6，Horackova M, Croll RP, Hopkins DA, et al. Morphological and immunohistochemical poperties of primay long-term cultures of adult guinea-pig ventricular cardiomyocytes with peripheral cardiac neurons. Tissue Cell. 1996,28(4):411
7，Horackova M, Huang MH, Armour JA, et al. Cocultures of adult ventricular myocytes with stellate ganglia or intrinsic cardiac neurones from guinea pigs: spontaneous activity and pharmacological properties. Cardiovasc Res. 1993,76(6):1101
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8，Cohn JN, Bristow MR, Chien KR, et al. Report of the National Heart, Lung, and Blood Institute. Special Emphasis panel on Heart Failure Research. Circulation. 1997,95(4):766
9，Misao J, Hayakawa Y, Ohno M, et al. Expression of bcl-2 protein, an inhibitor of apoptosis, and Bax, an accelerator of apoptosis, in ventricular myocytes of human hearts with myocardial infarction. Circulation. 1996,94(7):1506
10，Gottlieb RA, Burleson KO, Kloner RA, et al. Reperfusium injury induce apoptosis in rabbit cardiomyocytes. J Clin Invest. 1994,94:1621
, 百拇医药
11，Heidelberger R, Heinemann C, Neher E，et al. Calcium dependence of the rate of exocytosis in a synaptic terminal. Nature, 1994, 371 (6497):
513
12，chow Rh, Von Ruden L, Neher E. Delay in vesicle fusion revealed by electrochemical monitoring of single secretory events in adrenal chromaffin cells. Nature. 1992,356(6364):60
13，Chow RH, Klingauf J, Neher E. Time course of Ca2+ concentration triggering exocyosis in neuroendocrine cells. Proc Natl Acad Sci USA.1994,91(26):12765
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15，Li RK, Mickle DA, Weisel RD, et al. In vivo survival and function of transplanted rat cardiomyocytes. Circ Res. 1996,78(2):283
16，Leor J, Patterson M, Quinones MJ, et al. Transplantation of fetal myocardial tissue into the infarcted myocardium of rat. A potential method for repair of infarcted myocardium? Circulation. 1996,94(9):Ⅱ332
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(收稿：1999-07-14), 百拇医药