心外膜靶向治疗的体外模型研究

项目背景

成人心脏在受伤后(如心脏病发作)的恢复受到器官内再生细胞数量少的限制。最近，有研究表明，心外膜(心脏的外层)的细胞能够“回家”受伤的心脏组织，并有助于其修复。用于研究这一现象的模型主要是大鼠和小鼠等小动物心肌梗死(心脏病发作)的外科模型。然而，小动物模型在心脏组织对损伤的恢复能力和敏感性方面存在很大差异，这导致了从这些模型向人类转化的问题。在体外可以使用干细胞来源的心外膜细胞系或原代心外膜细胞进行研究，但这些缺乏心外膜细胞系的复杂性在活的有机体内一个生态位中存在多个细胞群的模型。

我们为什么要资助它

这项计划资助旨在建立一个体外猪心脏切片模型作为一种替代技术来研究心外膜细胞增殖、迁移和分化对心脏病的反应和潜在的治疗方法。将使用猪的心脏组织，因为与小动物模型相比，猪的心脏组织在生理和再生潜力方面都更接近于人类组织。

根据1986年《动物(科学程序)法》的定义，心肌梗死的诱发是一种严重的程序，因为它所造成的痛苦程度很高。一项调查心外膜细胞的初步研究需要40只大鼠进行这一过程。Campagnolo博士根据她的经验估计，一个实验室平均每年可以进行五到六项研究，每项研究可能需要多达100只动物。通过联系其他专注于心外膜研究的实验室，Campagnolo博士估计英国每年大约需要5000只动物进行心外膜研究，包括育种、胚胎学研究和心肌梗死模型。的体外心脏切片模型有可能取代20%的这些研究，从而使英国每年心外膜研究所需的动物数量减少1000只。心外膜-心脏切片是从猪的心室组织制备的，由心外膜和下面的收缩心肌组成。这种组织是在其他实验过程中从动物身上提取的副产品。

研究方法

首先，优化可重复获得健康切片的培养技术。培养技术将通过分析细胞活力以及切片的原始结构和细胞组成的维持来评估。的影响体外培养对心外膜细胞增殖和凋亡的影响也将被检测。为了通过切片培养跟踪心外膜细胞，研究其对外界线索的反应行为，将使用一种新型纳米级转染工具进行靶向基因转移。该工具可以将一系列分子，如DNA质粒，以精确的空间定义送入细胞的细胞质中。最初，GFP表达质粒将用于概念验证，但这一应用也可用于评估基因治疗方法。标记的心外膜细胞的增殖、标记物表达、运动和分化命运将在三维组织中可视化，并在可能的情况下使用数学建模进行量化。最后，为了增加模型的可及性，将对来自屠宰场的组织进行适用性评估。