用于培养观察的玻璃容器。
用于培养观察的玻璃容器。(Lilly_M / Wikimedia Commons;CC BY-SA 3.0)

长期快速起搏改变工程心肌的电生理

汉堡大学医学中心(University Medical Center Hamburg-Eppendorf)等团队用人诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)来源工程心肌,研究持续心动过速和药物干预。论文采用光遗传起搏模型,报告长期刺激后的功能及电生理变化。

与未长期起搏的组织相比,处理组收缩和舒张过程更快,动作电位时程与有效不应期缩短,自发搏动频率及收缩力则没有显著变化。

在后续诱发试验中,长期起搏组 17 份组织中有 11 份出现持续心动过速,参照组为 15 份中的 2 份。受测发作平均持续约 30 分钟,提供了短时间的药物比较窗口。

药物终止作用在同一模型中比较

氟卡尼终止约 69% 的受测组织发作,平均用时约 4.3 分钟;实验性化合物 JTV-519 的终止比例约为 46%,平均用时约 5.5 分钟。

hERG 通道阻断剂 E-4031 延长动作电位时程,并终止了受测的 3 次心动过速发作。伊伐布雷定和钠钙交换体抑制剂 SEA0400 则未在各自受测条件下终止发作。

不同药物的结果支持继续分析心动过速机制。作者讨论了细胞内钙调节和折返等可能性,也指出 JTV-519 的选择性有限,因此单一药物响应尚不足以确定机制。

约半小时发作限制了药物观察时间

该模型把人源心肌的动作电位与收缩变化用于药物比较,能够记录发作终止比例和时间。组织中的心动过速可自行终止,作用起效较慢的药物难以在本研究的观察窗口内评价。

作者指出,体外组织的电生理状态和缺少整体调节系统,可能使发作机制与体内不同。

来源与延伸阅读

  1. Chronic intermittent tachypacing by an optogenetic approach induces arrhythmia vulnerability in human engineered heart tissue. Cardiovascular Research. 2019. doi:10.1093/cvr/cvz245 ↗