一种离体心房肌细胞压应力超负荷模型的建立方法

来源 :生物医学工程与临床 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nixiangtama
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目的 心房颤动(简称房颤)常见而高危,其发病机制未完全阐明.心房力学环境改变常见于易发房颤的多种基础疾病,其中压应力是心房应力的重要构成.建立心房肌细胞压应力超负荷模型,为研究心房机械-电反馈过程和房颤力学机制奠定方法学基础.方法 选择出生0~3d的SPF级SD大鼠乳鼠30只,体质量5~10 g,雌雄不限.设计压应力刺激装置;提取、消化、分离、纯化SD大鼠乳鼠心房肌细胞并体外培养;在培养环境中通过375 r/min(低压应力组,n=4)和735 r/min(高压应力组,n=4)的恒速离心对心房肌细胞施加不同强度的持续压应力刺激48 h,对照组细胞不施加压应力刺激(n=4);通过细胞骨架染色计算细胞面积,3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧甲酯基)-2-(4-磺苯基)-2H-四唑(金翁)(内盐)(MTS)法检测细胞活性,分析由压应力超负荷导致的细胞形态和活性变化.结果 成功分离、培养SD大鼠乳鼠心房肌细胞并通过鉴定;接种48 h后细胞贴壁良好,密度70%~80%,呈长梭形、三角形或不规则多边形,可见细胞搏动,心肌细胞纯度达90%~95%.设计的压应力装置在确保湿度、氧和二氧化碳浓度的培养箱环境中对细胞施加压应力刺激.MTS法检测到低压应力组细胞活性高于对照组和高压应力组(OD值0.57±0.03vs0.50±0.02、0.50±0.01.P<0.05).高压应力组细胞活性与对照组差异无统计学意义(OD值0.50±0.01vs0.50±0.02.P=0.69).细胞骨架染色以对照组细胞平均面积为基准,对照组、低压应力组、高压应力组细胞的相对面积依次增大(1.00±0.23 vs 1.20±0.16vs 1.59±0.20.P<0.05).离心仓与培养箱的温度差随离心过程逐渐升高,并于6 h后趋于恒定,与培养箱最高温差≤2℃,通过实时调控培养箱温度,可稳定维持离心仓温度于37.0℃~37.5℃.结论 实验构建的离体心房肌细胞压应力超负荷模型具有良好的安全性、实验效率和可重复性,通过离心向培养环境中的离体心房肌细胞施加定量、定时压应力刺激后,心房肌细胞可存活,细胞形态和活性随压应力强度变化.该模型可为进一步探索压应力相关的心房机械-电反馈机制提供方法学基础.
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