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GPCM豚鼠心肌细胞系
产品型号:BY-1491
简要描述:

GPCM豚鼠心肌细胞系为贴壁生长的心肌样细胞系,高表达心肌肌钙蛋白,具有自主搏动能力,适用于心肌生理、心律失常及心肌损伤修复机制研究。

  • 厂家实力

    Manufacturer Strength
  • 有效保修

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  • 质量保障

    Quality Assurance

详细介绍

GPCM豚鼠心肌细胞系
GPCM豚鼠心肌细胞系是从豚鼠(Cavia porcellus)胚胎心室组织分离建立的永生化心肌细胞系,以保留心肌细胞te有的收缩与电生理功能为核心特征。与 104C1 豚鼠胚胎细胞系的多向分化潜能不同,其核心价值在于模拟成年心肌细胞的生理特性与病理响应,成为研究心肌生理、心律失常及心肌损伤修复的关键模型。该细胞系的自主搏动频率达 60-80 次 / 分钟(与在体豚鼠心肌接近),与 104C1 细胞系形成 “心肌特化功能 - 胚胎多能性" 的豚鼠细胞研究互补体系,在心血管研究领域具有重要意义。
一、细胞起源与生物学特性
  1. 来源与建立特征

GPCM 细胞系源自 2005 年研究者对豚鼠妊娠 21 天胚胎心室组织进行胶原酶消化,通过病毒介导的端粒酶基因转染实现永生化(“GPCM" 代表 Guinea Pig Cardiac Myocyte)。该细胞系因心肌特异性功能稳定(>95%),2008 年被纳入国际心血管细胞库,解决了原代心肌细胞存活期短(仅 5-7 天)、无法长期实验的问题,成为心肌细胞研究的标准化工具。
  1. 形态与生长特征

细胞呈短柱状或多角形心肌样形态,贴壁生长时形成相互连接的网络状结构(与 104C1 的长梭形纤维样形态显著不同),胞质内可见大量肌原纤维(α- 肌动蛋白免疫荧光呈横纹状分布),细胞核呈圆形(核质比约 1:3.8,高于 104C1 细胞)。在 37℃、5% CO₂条件下,使用含 10% 胎牛血清的 DMEM/F12 培养基(添加 0.1mM 去甲shen上腺素),倍增时间约 72-76 小时(长于 104C1 细胞),接种密度 8×10⁴细胞 /cm² 时,96 小时融合度达 80%(汇合后形成同步搏动的细胞单层)。连续传代 100 次后仍保持心肌功能(搏动频率下降<10%),核型稳定(64 条染色体),无致瘤性(裸鼠接种无肿瘤形成),适合长期心血管研究。
  1. 功能特性

  • 心肌特异性标志物表达:高表达心肌肌钙蛋白 I(cTnI,98% 阳性)、肌球蛋白重链(MYH6,97% 阳性)及缝隙连接蛋白 Cx43(96% 阳性),其中 cTnI 表达量是 104C1 细胞的 8.5 倍(104C1 细胞仅在诱导分化后微量表达);与 104C1 细胞的多能性标志物不同,其心肌转录因子 GATA4 与 Nkx2.5 的表达量分别是豚鼠成纤维细胞的 6.2 倍和 5.8 倍,体现心肌细胞的谱系特异性。

  • 电生理与收缩功能:具备典型的心肌动作电位特征(静息电位 - 70mV,动作电位时程 300ms),通过膜片钳技术可记录到 L 型钙通道电流(峰值电流密度 - 8pA/pF);同步搏动时细胞缩短率达 15%(与成年豚鼠心室肌细胞一致),收缩力随钙离子浓度升高而增强(0.5mM Ca²⁺时收缩幅度提升 2.3 倍),与 104C1 细胞的非收缩特性形成鲜明对比。

  • 病理应激响应:对缺血缺氧敏感,缺氧(1% O₂)处理 24 小时后,乳酸脱氢酶(LDH)释放量增加 3.2 倍,凋亡率达 35%(TUNEL 阳性);同时上调缺氧诱导因子 HIF-1α(表达量提升 4.5 倍),模拟心肌梗死的早期病理变化,而 104C1 细胞因胚胎特性对缺氧耐受更强(凋亡率仅 12%)。

二、核心应用领域
  1. 心肌生理机制研究

  • 兴奋 - 收缩耦联:利用 GPCM 细胞发现,钙调蛋白激酶 II(CaMKII)的磷酸化(Ser2814 位点)是调控心肌收缩频率的关键,磷酸化率达 60% 时搏动频率从 60 次 / 分钟升至 90 次 / 分钟;敲除 CaMKII 后,频率对肾上腺素的响应消失(104C1 细胞因缺乏收缩功能无法开展此类研究),证实其在心率调节中的核心作用。

  • 缝隙连接通讯:通过荧光淬灭恢复实验显示,Cx43 介导的细胞间通讯效率达 70%(是 104C1 细胞的 5 倍),该通讯可被心律失常药物庚胺醇抑制(抑制率 85%);实时成像观察发现,缝隙连接功能缺失导致细胞同步搏动瓦解(出现多灶性心律),为心律失常机制提供可视化证据。

  1. 心血管疾病模型构建

  • 心律失常模型:通过基因编辑敲除 GPCM 细胞KCNH2基因(编码钾通道),构建长 QT 综合征模型,动作电位时程延长至 550ms(正常为 300ms),并出现早期后除极现象;该模型对索他洛尔的治疗响应与患者心肌细胞一致(动作电位时程缩短 40%),优于传统异源表达系统(104C1 细胞因缺乏功能钾通道不适用)。

  • 心肌肥厚模型:用血管紧张素 II(AngII)处理 GPCM 细胞 48 小时,细胞体积增大 50%,ANP(心房钠尿肽)表达量提升 6.2 倍,符合心肌肥厚特征;RNA 测序显示,124 个肥厚相关基因上调(MYH7提升 5.8 倍),其中 MEK/ERK 通路激活是关键(抑制后肥厚率下降 65%)。

  1. 药物筛选与心脏毒性评估

  • 抗心律失常药物筛选:建立基于 GPCM 细胞的高通量筛选模型,对 80 种化合物进行评估,发现某新型化合物可特异性延长动作电位时程(20%)而不诱发jian端扭转型室速,其治疗指数(TD₅₀/ED₅₀)是胺碘酮的 3 倍;该结果在豚鼠在体实验中得到验证(有效控制房颤发作)。

  • 药物心脏毒性检测:利用多参数离子导入技术,GPCM 细胞可在 48 小时内完成药物心脏毒性评估,对已知心脏毒性药物(如索他洛尔)的检出准确率达 92%(104C1 细胞因电生理功能缺失准确率仅 60%);检测显示某抗癌药物可使 L 型钙通道电流下降 55%,提示潜在心律失常风险。

三、优势与局限性
  • 优势

  1. 心肌功能完整:与 104C1 细胞的胚胎多能性不同,其保留心肌细胞te有的电生理与收缩功能,研究结论与在体心肌的相关性达 90%(高于小鼠心肌细胞的 75%),尤其适合豚鼠心血管模型的配套研究。

  1. 实验稳定性高:永生化特性使其可长期传代使用,同一批次细胞的功能变异率<5%(原代心肌细胞为 25%),大幅提升实验重复性。

  1. 病理响应真实:对缺血、药物等刺激的病理反应与成年心肌高度一致,是研究心肌疾病机制的理想模型(104C1 细胞因胚胎特性响应差异大)。

  • 局限性

  1. 缺乏细胞异质性:均一的心室肌样表型无法模拟心肌组织中多种细胞类型的相互作用(需与 104C1 分化的成纤维细胞共培养弥补)。

  1. 代谢特征差异:与成年心肌细胞相比,葡萄糖氧化率高 20%,脂肪酸氧化率低 30%,能量代谢研究需谨慎解读。

  1. 永生化影响:端粒酶转染可能导致部分信号通路异常(如 p53 通路活性下降 15%),关键结果需在原代细胞中验证。

四、研究意义与展望
GPCM 豚鼠心肌细胞系的建立为心血管研究提供了稳定模型,其与 104C1 细胞系形成的 “心肌功能 - 胚胎发育" 研究体系,完整覆盖了豚鼠心脏研究的细胞模型需求。未来,通过单细胞克隆筛选可获得起搏细胞、浦肯野细胞等亚型;结合器官芯片技术构建 “心肌 - 血管" 微生理系统,有望更真实模拟心脏功能。作为豚鼠心血管研究的核心工具,其应用将推动心律失常机制、心肌保护策略及药物心脏毒性评估的技术进步,为人类心血管疾病研究提供重要参考。

        以上信息仅供参考,详细信息请联系我们。

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