心肌原代细胞培养概述

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1、2014年第1期心肌原代细胞培养概述陈前锋1，2，郑雪花2（1.甘肃农业大学，甘肃兰州730070；2.中农威特生物科技股份有限公司，甘肃兰州730046）摘要：心肌细胞培养作为一种体外研究模型，可以更便捷的从细胞和分子水平对其生长、发育、生理、代谢、病理等进行研究，在许多研究领域有重要意义。笔者等对心肌细胞增殖特点、组成、分类和形态特点及原代心肌细胞培养方法进行综述。关键词：原代心肌细胞；增殖；心肌细胞形态；原代培养中图分类号：S852.21文献标志码：A文章编号：1000-6354（2013）01-00

2、22-03心肌组织细胞培养一直是生物领域研究的热点。1928年，MorosowBD[1]采用经典的组织培养方法培养成功1例自发搏动的人胚心组织。1960年，Harary和Farly[2]首次用胰蛋白酶分离出新生大鼠的单个心肌细胞，进行单层培养，并成功维持其自发性节律搏动长达40d，成为心肌细胞发展史上的一个重要里程碑。1972年，Chang等对13周的人胚心肌组织用经典的组织学方法在血浆凝块上作培养，搏动达18-88d。1973年，Halbert等对两个人胚的心肌细胞进行培养，形成同步搏动的单层细胞，并观察

3、到搏动细胞的分裂情况。1977年，Jacobson首次成功培养出成熟心肌细胞。1982年，Piper等又建立了另一种成熟心肌细胞培养模型。我国于1978年首次在北京中医研究院西苑医院开展了心肌细胞培养以及中医中药的实验性研究。1982年，李连达等[3]培养成功2例自发搏动的分离的人胎儿心肌细胞。近10年来，通过改进培养技术，维持培养心肌细胞在体特性已取得显著进展，体外培养的心肌细胞可保持结构及功能上的某些特点，并具有自发性节律搏动，国内外诸多学者致力于心肌细胞培养的研究，开展了心肌细胞的生长发育、生理、代谢

4、、病理、药理等方面的基础研究。1细胞的分裂增殖能力机体细胞被分为3种类型：①不稳定细胞（labilecell），这类细胞经常进行细胞周期性活动而分裂增殖，如皮肤细胞；②稳定细胞（stablecell），这类细胞在正常情况下处于细胞周期之外的G0期，在一定条件下进入细胞分裂周期进行分裂增殖，如肝细胞；③永久性细胞（permanentcell），这种细胞没有分裂和增殖能力，如成熟心肌细胞。在19世纪很长一段时间，由于研究者在成年动物心脏中一直未观察到有丝分裂现象，以及缺乏生理和病理条件下心肌细胞DNA复制的数据

5、，因此得出结论：成熟心肌细胞不再进行分裂周期，是一种终末分化细胞（terminallydifferen-tiatedcell），即永久性细胞。1997年，克隆羊Dolly的诞生首次揭示哺乳动物成熟体细胞的细胞核具有发育全能性，在适当条件下可以恢复发育状态，甚至可以发育成为完整的个体。正是在这一理论和大量研究成果的启发下，人们开始重新看待心肌细胞的分裂增殖能力。首先是Kajstura等[4]于1998年利用共聚焦显微镜研究心肌组织时，首次发现了正常的心肌细胞具有有丝分裂能力。在正常对照的心脏中，每100万个细

6、胞中有14个细胞处于有丝分裂期，在缺血心脏病患者的心脏中，处于有丝分裂细胞数量增加10倍左右。同在1998年，Anversa和Kajstura也通过共聚焦显微镜发现心肌组织中有处于有丝分裂期的细胞，并进行了相关试验，提出成年哺乳动物心室细胞不是终末分化细胞的论点。随着研究的深入和研究方法的进步，人们利用分子生物学技术对心肌细胞分裂增殖能力进行进一步研究发现，细胞的分裂增殖能力与位于细胞染色体端部的端粒长度和端粒酶有关[4]。端粒在进化上高综述专论收稿日期：2013-11-19基金项目：自选项目作者简介：陈前

7、锋（1980-），男，在读硕士，研究方向：预防兽医学，E-mail:231196651@qq.com22JTCVM2014年第1期度保守，在细胞分裂时起倒计时的作用。正常体细胞的端粒随细胞分裂而变短，细胞也随之衰老。端粒酶的作用是在端粒DNA复制时，能够保持端粒的长度，其活性反映了细胞的增殖能力。Kajstura等通过对胚胎、新生、出生后不同时间段的Fischer344大鼠心肌细胞核的端粒长度测定，发现在占整个细胞群体16%的细胞亚群中，端粒的长度随大鼠的年龄增加而变短。这就说明，从出生到衰老，心脏中有相当

8、数量的心肌细胞在进行分裂，并且随年龄的增加心肌细胞的分裂增殖能力下降。Leri等通过测定从胚胎到出生后不同年龄段的大鼠心肌细胞端粒酶活性，发现从幼年到成年大鼠心室肌中均可检测到端粒酶活性。这些均为心肌细胞具有分裂增殖能力提供了有力的证据。2细胞的组成、形态及其特点心肌细胞培养(car-diomyocytesculture)已成为心血管研究的基本方法和手段之一，在医学上有着广阔的应用前景。在构成心脏的细胞中，心肌细