缝隙连接蛋白α7促进骨髓间充质干细胞转化为心脏起搏样细胞的实验研究

目的探讨缝隙连接蛋白α7(GJA7)基因转染大鼠骨髓间充质干细胞(rat mesenchymal stem cells,rMSCs),经与乳鼠心肌细胞(neonatal rat ventricular myocytes,NRVMs)共培养,诱导心脏起搏样细胞相关基因表达的变化。方法构建携带GJA7基因的慢病毒载体,转染rMSCs,经嘌呤霉素加压筛选纯化后,与NRVMs共培养。分为RFP(red fluorescent protein,红色荧光蛋白)-rMSCs组(A组)、GJA7-RFP-rMSCs组(B组)、RFP-rMSCs+NRVMs组(C组)、GJA7-RFP-rMSCs+NRVMs组(D组)4组。荧光定量PCR法检测心脏起搏细胞相关基因(HCN4、GJA7、Tbx3、Tbx18)及工作心肌细胞相关基因(Cx43、Nkx2.5)的表达。全细胞膜片钳检测各组细胞起搏电流(I_f)。结果携带GJA7基因的慢病毒载体成功转染rMSCs,经嘌呤霉素加压筛选,转染效率高达95%以上。RT-qPCR结果显示,D组HCN4、GJA7、Tbx3、Tbx18表达较其他各组明显增高(P<0.05);C组Nkx2.5、Cx43则较其他组表达明显升高(P<0.05)。全细胞膜片钳检测结果显示,仅D组记录到超极化激活的内向电流,该电流具有明显时间电压依赖性,且可被Cscl(4 mmol/L)阻断,符合I_f电流特性。结论经GJA7基因修饰并通过与心肌细胞共培养,使rMSCs在体外诱导出具有I_f电流的心脏起搏样细胞。