患者 iPSC 心肌细胞的 CASQ2 基因递送验证
用患者心肌细胞的应激电活动与钙成像，比较正常 CASQ2 递送和空载体的效果。
用途与模型
- 研究用途
- 评估基因补充对具体 CASQ2 变异所致心律失常表型的影响。
- 模型与细胞来源
- 一位 CASQ2 纯合变异患者、其未患病杂合携带者父亲及一名无亲缘健康供者的诱导多能干细胞（iPSC）来源心肌细胞；每名供者 2 个克隆。
- 方法版本
- 2016 年 CASQ2 G112+5X 家族模型及 AAV9 递送版本
- 实验形式
- 单细胞膜片钳或微电极动作电位记录，结合双光子钙成像。
材料与平台
- 基因递送
- AAV9-hCASQ2-RFP；开始自发搏动后 2 轮感染，每轮感染复数 2×10⁵，分别 6 小时和过夜；AAV9-RFP 空载体参照。
- 功能刺激
- 1 μM 异丙肾上腺素灌流 2–3 分钟后记录；电生理及钙成像在 37°C 下进行。
- 钙成像
- Fluo-4 AM 5 μM 加载 20 分钟；双光子线扫描分析钙瞬变与钙火花。
测量指标与分析
- 延迟后除极及触发活动发生比例
- 动作电位参数
- 钙瞬变幅度
- 钙火花密度和持续时间
- CASQ2 基因与蛋白表达
动作电位复极后幅度至少为前一个动作电位 5% 的低幅去极化计为延迟后除极；由其引发的动作电位计为触发活动。Fluo-4 信号归一化计算钙瞬变幅度，SparkMaster 分析局部钙释放。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 患者细胞比较 CASQ2 递送、空载体和未处理；同时使用家族杂合携带者与无亲缘健康细胞参照。
- 测试范围
- 3 名供者，每名 2 个细胞克隆。电生理事件统计：患者未处理 22 个细胞、CASQ2 递送 9 个、空载体 8 个、无亲缘健康 13 个、父亲参照 22 个。钙火花每组至少 25 个细胞。
- 参照体系
- 未处理患者心肌细胞、AAV9-RFP 空载体、杂合携带者和健康心肌细胞。
- 研究结果
- 刺激后心律失常事件在患者未处理组为 17/22，CASQ2 组为 2/9，空载体组为 7/8。CASQ2 递送还改善钙瞬变幅度、钙火花密度和持续时间。
适用条件与研究局限
- 患病模型来自一位患者及一种 CASQ2 变异。
- iPSC 心肌细胞的发育状态和不同细胞系差异会影响钙活动；钙火花幅度、宽度未显示相同的显著变化。