专利名称：治疗心律失常疾病的药物筛选模型的制作方法
治疗心律失常疾病的药物筛选模型
技术领 域本发明涉及一种治疗心律失常疾病的药物筛选模型。
背景技术：
心律失常疾病是指由于心脏激动产生或传导异常而引起的心脏节律改变的疾 病。心律失常的种类很多，大体上可以分为窦房结产生激动异常、异位激动、异位心律 及传导障碍。心律失常在心血管疾病中，无论是发病率还是致死率均位居前列。人们一 直在努力地钻研探索，试图寻找到一种能够控制心律失常的药物，为人类带来福音。然 而，由于我们没有真正认识心律失常产生的原因，目前临床上应用的抗心律失常药物的 疗效并非很好，副作用和毒性反应都很大，多数抗心律失常药物存在着导致恶性心律失 常的可能。心律失常的治疗成为临床待攻克的一大课题。心肌细胞心肌细胞是心肌组织最基本的单位。依据不同的标准可以对心肌细 胞做出不同的分类。从研究心律失常入手，按照心脏发生期前收缩和异常心律的部位， 心肌细胞可分为窦房结细胞(P细胞)、心房肌细胞、心室肌细胞(包括肌细胞和浦肯野 纤维)、交界区细胞等。而不同心肌细胞其结构特征和生物学特性是有区别的。
发明内容
本发明目的是提供一种筛选用于治疗心律失常相关疾病药物的药物筛选模型。本发明所提供的筛选用于治疗心律失常相关疾病药物的药物筛选模型，由离体 的心肌细胞和悬浮介质组成；所述悬浮介质由NaCl、CaCl2> KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟 乙基哌秦乙硫磺酸(HEPES)和水组成；NaCl在悬浮介质中的浓度是3.7mM_88.8mM， CaCl2在悬浮介质中的浓度是0.08mM_1.8mM，KCl在悬浮介质中的浓度是3mM_12mM， 葡萄糖在悬浮介质中的浓度是108.1mM-246mM，羟丙基甲基纤维素在悬浮介质中的浓度 是0.5mM_0.54mM，羟乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓度是20mM。所述悬浮介质的pH值为5.0-7.35。所述悬浮介质的粘度系数(Viscosities)为3.8mPa.s。所述离体心肌细胞是具有如下特征的离体心肌细胞将所述离体心肌细胞悬浮 于如下组织液类似溶液中，在未施加外界刺激的情况下，所述离体心肌细胞不收缩。所述组织液类似溶液的组成为NaCl、KCl和CaCl2,其中NaCl在组织液类似溶 液中的浓度为143mM_146mM，KCl在组织液类似溶液中的浓度为3.5mM_5mM，CaCl2 在组织液类似溶液中的浓度为2mM_3mM。所述组织液类似溶液指与体内组织液的离子组成和强度相仿。所述离体心肌细胞为分离后6小时之内的心肌细胞。所述离体心肌细胞在悬浮介质中的体积比为0.1% (ν/ν)。所述悬浮介质由NaCl、CaCl2> KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦乙硫磺酸和水组成；NaCl在悬浮介质中的浓度是7.5mM_14.8mM，CaCl2在悬浮介质中 的浓度是0.15mM_0.3mM，KCl在悬浮介质中的浓度是4mM_5mM，葡萄糖在悬浮介质中 的浓度是227.lmM_239.7mM，羟丙基甲基纤维素在悬浮介质中的浓度是0.5mM，羟乙基 哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓度是20mM。
所述悬浮介质由NaCl、CaCl2> KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦 乙硫磺酸和水组成；NaCl在悬浮介质中的浓度是11.ImM，CaCl2在悬浮介质中的浓度是 0.23mM，KCl在悬浮介质中的浓度是4mM，葡萄糖在悬浮介质中的浓度是233.4mM，羟 丙基甲基纤维素在悬浮介质中的浓度是0.5mM，羟乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓 度是20mM ；该悬浮介质的pH值是5.0 ；该悬浮介质的粘度系数是3.8mPa.s。所述悬浮介质由NaCl、CaCl2> KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦 乙硫磺酸和水组成；NaCl在悬浮介质中的浓度是7.5mM，CaCl2在悬浮介质中的浓度是 0.15mM，KCl在悬浮介质中的浓度是4mM，葡萄糖在悬浮介质中的浓度是239.7mM，羟 丙基甲基纤维素在悬浮介质中的浓度是0.5mM，羟乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓 度是20mM ；该悬浮介质的pH值是6.0 ；该悬浮介质的粘度系数是3.8mPa.s。所述悬浮介质由NaCl、CaCl2> KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦 乙硫磺酸和水组成；NaCl在悬浮介质中的浓度是14.8mM，CaCl2在悬浮介质中的浓度是 0.3mM, KCl在悬浮介质中的浓度是5mM，葡萄糖在悬浮介质中的浓度是227.1mM，羟 丙基甲基纤维素在悬浮介质中的浓度是0.5mM，羟乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓 度是20mM ；该悬浮介质的pH值是7.0 ；该悬浮介质的粘度系数是3.8mPa.s。所述心律失常相关疾病为房性期前收缩、交界性期前收缩、室性期前收缩、房 性逸博、交界性逸博、室性逸博、房性逸博心律、室性逸博心律、交界性逸博心律、房 性心动过速、交界性心动过速、室性心动过速、心房扑动、心房颤动、心室扑动和/或 心室颤动。本发明的心肌细胞为心房肌细胞、心室肌细胞和交界区细胞。用本发明的药物筛选模型，是通过心肌细胞在特定悬浮介质中有独特的“表现 规律”，可以随意构建病理模型，进而根据“表现规律”有的放矢的改建病理模型使之 恢复正常，达到筛选药物的目的。此模型筛药理念新颖，药物作用靶标明确，技术路线 可行，真正做到有的放矢。实验证明，本发明药物筛选模型可将普罗帕酮和胺碘酮(均 为治疗心律失常疾病的常规药物)筛选出。因此，本发明药物筛选模型在筛选治疗心脏 相关疾病的药物领域中将有广阔的应用前景。
图1为低倍镜下分离的心肌细胞的形态。图2为电泳率伴随悬浮介质中的条件改变而变化的情况。A:悬浮液中 K+5mM，pH7.35,离子强度改变时，电泳率呈起伏升高的走势(P < 0.01)。B 悬浮液 中离子强度153mM，K+5mM，pH改变(2.5-7.35)，电泳率呈明显的起伏走势，pH5.0 最低，pH2.5-4.0出现奇异的高值。(P < 0.01)。C 悬浮液中离子强度151_160mM， pH7.35, K+强度3-12mM时，电泳率呈起伏升高的走势(P < 0.01)。图3为悬浮液中K+5mM，pH 5.0-7.35，伴随离子强度的变化(8.7_153mM)，电泳率均呈起伏上升的走势，曲线间有交叉和部分重叠。图4为悬浮液中离子强度151_160mM，pH 5.0-7.35,伴随膜电位的变化(K+3-12mM),电泳率均呈不规则的起伏略升高的走势，曲线间有交叉和部分重叠。图5为悬浮介质中离子强度恒定在156mM，pH 7.35,伴随K+的变化 (K+5-140mM)，电泳率呈不规则的起伏变化。图6为悬浮介质中K+140mM (跨膜电位为0)时，伴随pH的梯度变化，电泳率
呈现起伏变化。图7为心肌细胞表面唾液酸被处理后各组电泳率的变化。当pH5.0，唾液酸处 理后，离子强度12.4mM(N2 11)，19.8mM( Ns 12)，153mM( Ns 13)组，电泳率呈现下 降走势；跨膜电位0 ( No 14)和右旋糖苷40 ( No 10)组，电泳率呈现上升走势(* : P值 <0.01)。且仍显示高离子强度，高电泳率。图8为反离子进入表面电荷层(与否)表面吸附离子的分布和心肌细胞不同表现 状态其表面双电层示意图。图9不同离子强度(不含K+)，不同K+强度(跨膜电位)，不同pH的悬浮介质 条件中，心肌细胞呈现的状态。1 :不收缩；2 施加外电场后收缩；3 未施加外电场 收缩；4:多数细胞死亡。图10不同K+强度(跨膜电位)，不同pH的悬浮介质条件中，心肌细胞呈现的 状态。1 不收缩；2 施加外电场后收缩；3 未施加外电场收缩。
具体实施例方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1、心律失常疾病相关药物的筛选模型及其应用一、心律失常疾病相关药物的筛选模型(一 )组成及表征1、组成(1)药物筛选模型由心室肌细胞和悬浮介质组成，心室肌细胞悬浮于悬浮介质 中。(2)其中，心室肌细胞满足如下条件1)分离后6小时之内的心室肌细胞； 2)该心室肌细胞悬浮在相仿于组织液离子强度及组成的介质中，在未施加外界刺激 (如外加电场)的情况下，不收缩。(相仿于组织液离子强度及组成的介质为NaCl 143-146mM, KCl 3.5_5mM，CaCl2 2_3mM，其余为水)。(3)其中，悬浮介质的组成及浓度如表1所示。表1中为70种不同离子强度对 应5.0-7.35pH值的悬浮介质。每种介质对应的pH值分别为5.0-7.35 ；(4)心室肌细胞在悬浮介质中的体积为0.1 % (ν/ν)。表1、病理模型的悬浮介质条件
权利要求
1.一种筛选用于治疗心律失常相关疾病药物的药物筛选模型，由离体的心肌细胞和 悬浮介质组成；所述悬浮介质由NaCl、CaCl2> KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦乙硫 磺酸和水组成；NaCl在悬浮介质中的浓度是3.7mM_88.8mM，CaCl2在悬浮介质中的浓 度是0.08mM_1.8mM，KCl在悬浮介质中的浓度是3mM_12mM，葡萄糖在悬浮介质中的 浓度是108.1mM_246mM，羟丙基甲基纤维素在悬浮介质中的浓度是0.5mM_0.54mM，羟 乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓度是20mM。
2.根据权利要求1所述的药物筛选模型，其特征在于所述悬浮介质的pH值为 5.0-7.35。
3.根据权利要求1或2所述的药物筛选模型，其特征在于所述悬浮介质的粘度系数 为 3.8mPa.s。
4.根据权利要求1、2或3所述的药物筛选模型，其特征在于所述离体的心肌细 胞是具有如下特征的离体心肌细胞将所述离体的心肌细胞悬浮于如下组织液类似溶液 中，在未施加外界刺激的情况下，所述离体的心肌细胞不收缩；所述组织液类似溶液由NaCl、KCL CaCl2和水组成，NaCl在组织液类似溶液中的 浓度为143mM_146mM，KCl在组织液类似溶液中的浓度为3.5mM_5mM，CaCl2在组织 液类似溶液中的浓度为2mM_3mM。
5.根据权利要求1-4中任一所述的药物筛选模型，其特征在于所述离体的心肌细 胞在悬浮介质中的体积比为0.1% ；所述外界刺激为外加电场。
6.根据权利要求1-5中任一所述的药物筛选模型，其特征在于所述悬浮介质 由NaCl、CaCl2、KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦乙硫磺酸和水组 成；NaCl在悬浮介质中的浓度是7.5mM_14.8mM，CaCl2在悬浮介质中的浓度是 0.15mM-0.3mM, KCl在悬浮介质中的浓度是4mM_5mM，葡萄糖在悬浮介质中的浓度是 227.lmM_239.7mM，羟丙基甲基纤维素在悬浮介质中的浓度是0.5mM，羟乙基哌秦乙硫 磺酸在悬浮介质中的浓度是20mM。
7.根据权利要求6所述的药物筛选模型，其特征在于所述悬浮介质由NaCl、 CaCl2、KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦乙硫磺酸和水组成；NaCl在悬浮 介质中的浓度是11.ImM，CaCl2在悬浮介质中的浓度是0.23mM，KCl在悬浮介质中的浓 度是4mM，葡萄糖在悬浮介质中的浓度是233.4mM，羟丙基甲基纤维素在悬浮介质中的 浓度是0.5mM，羟乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓度是20mM;该悬浮介质的pH值 是5.0 ；该悬浮介质的粘度系数是3.8mPa.s。
8.根据权利要求6所述的药物筛选模型，其特征在于所述悬浮介质由NaCl、 CaCl2、KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦乙硫磺酸和水组成；NaCl在悬浮 介质中的浓度是7.5mM，CaCl2在悬浮介质中的浓度是0.15mM，KCl在悬浮介质中的浓 度是4mM，葡萄糖在悬浮介质中的浓度是239.7mM，羟丙基甲基纤维素在悬浮介质中的 浓度是0.5mM，羟乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓度是20mM;该悬浮介质的pH值 是6.0;该悬浮介质的粘度系数是3.8mPa.s。
9.根据权利要求6所述的药物筛选模型，其特征在于所述悬浮介质由NaCl、 CaCl2、KCL葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦乙硫磺酸和水组成；NaCl在悬浮2介质中的浓度是14.8mM，CaCl2在悬浮介质中的浓度是0.3mM，KCl在悬浮介质中的浓 度是5mM，葡萄糖在悬浮介质中的浓度是227.1mM，羟丙基甲基纤维素在悬浮介质中的 浓度是0.5mM，羟乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓度是20mM;该悬浮介质的pH值 是7.0 ；该悬浮介质的粘度系数是3.8mPa.s。
10.根据权利要求1-9中任一所述的药物筛选模型，其特征在于所述离体的心肌细 胞为心房肌细胞、心室肌细胞或交界区细胞；所述心律失常相关疾病为房性期前收缩、交界性期前收缩、室性期前收缩、房性 逸博、交界性逸博、室性逸博、房性心动过速、交界性心动过速、室性心动过速、房性 逸博心律、交界性逸博心律、室性逸博心律、心房扑动、心房颤动、心室扑动或心室颤 动。
全文摘要
本发明公开了一种治疗心律失常疾病的药物筛选模型。该药物筛选模型，包括离体的心肌细胞和悬浮介质；所述悬浮介质由NaCl、CaCl2、KCl、葡萄糖、羟丙基甲基纤维素、羟乙基哌秦乙硫磺酸和水组成；NaCl在悬浮介质中的浓度是3.7mM-88.8mM，CaCl2在悬浮介质中的浓度是0.08mM-1.8mM，KCl在悬浮介质中的浓度是3mM-12mM，葡萄糖在悬浮介质中的浓度是108.1mM-246mM，羟丙基甲基纤维素在悬浮介质中的浓度是0.5mM-0.54mM，羟乙基哌秦乙硫磺酸在悬浮介质中的浓度是20mM。实验证明，本发明药物筛选模型可将普罗帕酮和胺碘酮(均为治疗心律失常疾病的常规药物)筛选出。因此，本发明药物筛选模型在筛选治疗心脏相关疾病的药物领域中将有广阔的应用前景。
文档编号C12N5/077GK102021221SQ20101011182
公开日2011年4月20日 申请日期2010年2月5日 优先权日2009年9月23日
发明者周英 申请人:中国人民解放军第三○九医院