心血管系统药物筛选.ppt
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1、心血管药物活性快速筛选方法心血管药物活性快速筛选方法郭秀丽郭秀丽新药药理研究室新药药理研究室药物活性筛选药物活性筛选抗心肌缺血抗心肌缺血/再灌注损伤与缺血预适应药物筛再灌注损伤与缺血预适应药物筛选选抗心功能不全药物筛选抗心功能不全药物筛选讲授内容讲授内容抗高血压药物筛选抗高血压药物筛选影响微循环药物筛选影响微循环药物筛选抗心律失常药物筛选抗心律失常药物筛选抗动脉粥样硬化药物筛选抗动脉粥样硬化药物筛选心肌电生理实验法心肌电生理实验法心血管细胞的培养及应用心血管细胞的培养及应用第一部分第一部分 心血管细胞培养与检测心血管细胞培养与检测 原代心肌细胞:原代心肌细胞:采用乳大鼠心肌组织块多次反复低浓度
2、胰酶消化方法,采用乳大鼠心肌组织块多次反复低浓度胰酶消化方法,可得到生长迅速、活性好、纯度高的心肌细胞。可得到生长迅速、活性好、纯度高的心肌细胞。利用心肌细胞和成纤维细胞贴壁时间的不同利用心肌细胞和成纤维细胞贴壁时间的不同,采用差速采用差速贴壁贴壁1h,除去成纤维细胞,达到纯化的目的。除去成纤维细胞,达到纯化的目的。二者形态差异很大,很好鉴别二者形态差异很大,很好鉴别。方法:方法:心肌细胞培养及应用心肌细胞培养及应用心肌细胞形态:心肌细胞形态:心肌细胞培养心肌细胞培养刚接种时形状为圆形或椭圆形,大约在一天左右基本贴刚接种时形状为圆形或椭圆形,大约在一天左右基本贴壁,此时细胞伸出伪足,伪足在镜下
3、为纤维状条索,细壁,此时细胞伸出伪足,伪足在镜下为纤维状条索,细胞胞体则呈现不规则形状,如多角形,部分细胞有聚集胞胞体则呈现不规则形状,如多角形,部分细胞有聚集倾向,细胞搏动效果较好倾向,细胞搏动效果较好。心肌细胞培养在药理学研究中的应用心肌细胞培养在药理学研究中的应用(1)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。(2)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。缺血损伤模型:缺血损伤模型:模拟临床缺血性心脏病的发病机制,减少能量及氧的供给,模拟临床缺血性心脏病的发病机制,减少能量及氧的供给,可产生心肌细胞的缺血样损伤。可
4、产生心肌细胞的缺血样损伤。方法:培养的心肌细胞,用不含葡萄糖的方法:培养的心肌细胞,用不含葡萄糖的Eagle培养液充入培养液充入高纯氮气,饱和高纯氮气,饱和15min,置换掉培养瓶中的正常培养基,再向,置换掉培养瓶中的正常培养基,再向瓶内充氮瓶内充氮30s,然后塞紧瓶塞。给药组及其它各组心肌细胞培,然后塞紧瓶塞。给药组及其它各组心肌细胞培养瓶置于孵箱静置培养养瓶置于孵箱静置培养6h,造成损伤。,造成损伤。心肌细胞培养在药理学研究中的应用心肌细胞培养在药理学研究中的应用(1)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。(2)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。
5、)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。感染性损伤:感染性损伤:用多种病毒或其他微生物感染心肌细胞,模拟心肌炎,用多种病毒或其他微生物感染心肌细胞,模拟心肌炎,形成细胞病理模型。形成细胞病理模型。中毒性损伤:中毒性损伤:生物毒素如白喉毒素,链球菌溶血素,副溶血弧菌毒素生物毒素如白喉毒素,链球菌溶血素,副溶血弧菌毒素等,均可造成培养心肌细胞的中毒性损伤。化学毒物如丝裂等,均可造成培养心肌细胞的中毒性损伤。化学毒物如丝裂霉素,阿霉素,烟碱,一氧化碳,氰化钠,造成中毒性损伤霉素,阿霉素,烟碱,一氧化碳,氰化钠,造成中毒性损伤.(1)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。)观察药物对体外培养正常心肌细
6、胞的影响。(2)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。免疫性损伤:免疫性损伤:特异性或交叉反应性抗体与结合了补体的心肌细胞表面特异性或交叉反应性抗体与结合了补体的心肌细胞表面抗原之间发生反应,可引起心肌细胞的免疫性损伤。用大鼠抗原之间发生反应,可引起心肌细胞的免疫性损伤。用大鼠心肌匀浆给家兔皮下注射,每周一次,共五次,经鼠心抗原心肌匀浆给家兔皮下注射,每周一次,共五次,经鼠心抗原诱导,在兔体内形成抗鼠心抗体,制备成诱导,在兔体内形成抗鼠心抗体,制备成-球蛋白,与补球蛋白,与补体加入培养瓶,使心肌细胞发生免疫性损伤。体加入培养瓶,使心肌细胞发生免疫性损伤。
7、心力衰竭:心力衰竭:在培养在培养2-3天的心肌细胞培养瓶中加入戊巴比妥钠,可天的心肌细胞培养瓶中加入戊巴比妥钠,可诱导搏动减慢,甚至停博。用强心剂有明显治疗作用。诱导搏动减慢,甚至停博。用强心剂有明显治疗作用。心肌细胞培养在药理学研究中的应用心肌细胞培养在药理学研究中的应用(1)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。(2)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。(3)观察药物对心肌细胞搏动节律的作用。)观察药物对心肌细胞搏动节律的作用。改变培养基中的离子浓度:改变培养基中的离子浓度:例如钠、钾、钙、镁等浓度,可使心肌
8、细胞搏动加快、例如钠、钾、钙、镁等浓度,可使心肌细胞搏动加快、减慢、节律失常、纤颤等。减慢、节律失常、纤颤等。药物诱发节律失常:药物诱发节律失常:心肌细胞培养瓶中加入哇巴因、乌头碱或地高辛等,可心肌细胞培养瓶中加入哇巴因、乌头碱或地高辛等,可诱发节律失常,细胞发生颤动、扑动或扭动。诱发节律失常,细胞发生颤动、扑动或扭动。心肌细胞培养在药理学研究中的应用心肌细胞培养在药理学研究中的应用(1)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。(2)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。(3)观察药物对心肌细胞搏动节律的作用。)观察
9、药物对心肌细胞搏动节律的作用。(4)观察药物对受体的影响。)观察药物对受体的影响。利用放射配基受体结合法分离、提纯、鉴定受体,进行利用放射配基受体结合法分离、提纯、鉴定受体,进行直接研究,用以说明受体的实质及各类药物的作用机制。直接研究,用以说明受体的实质及各类药物的作用机制。亦可用拮抗效应证实药物对各类受体的作用,激动剂或亦可用拮抗效应证实药物对各类受体的作用,激动剂或拮抗剂。拮抗剂。心肌细胞培养在药理学研究中的应用心肌细胞培养在药理学研究中的应用(1)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。)观察药物对体外培养正常心肌细胞的影响。(2)观察药物对不同心肌细胞损伤模型的作用。)观察药物对不同心
10、肌细胞损伤模型的作用。(3)观察药物对心肌细胞搏动节律的作用。)观察药物对心肌细胞搏动节律的作用。(4)观察药物对受体的影响。)观察药物对受体的影响。(5)观察药物对离子通道的影响。)观察药物对离子通道的影响。利用膜片钳技术,采用单个心肌细胞观察药物对钠、钾、利用膜片钳技术,采用单个心肌细胞观察药物对钠、钾、钙等离子通道的作用研究,证实药物对离子通道的开放、关钙等离子通道的作用研究,证实药物对离子通道的开放、关闭的作用。闭的作用。心肌细胞培养在药理学研究中的应用心肌细胞培养在药理学研究中的应用 第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 平滑肌细胞是血管中膜的主要细胞成
11、分,在各种病理生理平滑肌细胞是血管中膜的主要细胞成分,在各种病理生理或体外培养条件下,可迅速增殖、迁移、合成并分泌细胞或体外培养条件下,可迅速增殖、迁移、合成并分泌细胞基质,在血管性疾病的发生、发展中起着重要的作用。基质,在血管性疾病的发生、发展中起着重要的作用。培养方法:培养方法:较多,主要有分散细胞原代培养法,组织块培养法,微血管较多,主要有分散细胞原代培养法,组织块培养法,微血管平滑肌细胞培养,平滑肌细胞蜕变培养,复合培养等平滑肌细胞培养,平滑肌细胞蜕变培养,复合培养等血管平滑肌细胞培养血管平滑肌细胞培养组织来源:组织来源:兔、大鼠、猪、牛、羊等血管,都可用。取材部位,胸主动兔、大鼠、猪
12、、牛、羊等血管,都可用。取材部位,胸主动脉、降主动脉、肺血管、脑血管、脐血管等。脉、降主动脉、肺血管、脑血管、脐血管等。第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 培养方法:培养方法:(1)分散细胞原代培养法)分散细胞原代培养法 超净台内,新鲜的动脉剥去血管表面的纤维、脂肪和多超净台内,新鲜的动脉剥去血管表面的纤维、脂肪和多余的血块。移入含酶消化液余的血块。移入含酶消化液(胶原酶、弹性酶胶原酶、弹性酶)中,中,37消消化化30min,剥去外膜及外层中膜并用,剥去外膜及外层中膜并用Hanks 液冲洗动脉条液冲洗动脉条内壁以除去内皮细胞,将动脉条移入另一含酶消化液中,内壁以
13、除去内皮细胞,将动脉条移入另一含酶消化液中,37消化消化23h,收集细胞悬液,计数,接种。,收集细胞悬液,计数,接种。2h后开始贴后开始贴壁,每壁,每23d更换培养液,更换培养液,12周出现致密细胞层,传代周出现致密细胞层,传代.血管平滑肌细胞培养血管平滑肌细胞培养第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 超净台内,清洗干净的血管置于含有培养液的平皿中,将超净台内,清洗干净的血管置于含有培养液的平皿中,将剥去外、内膜的动脉中层切成剥去外、内膜的动脉中层切成1mm3的组织小块,规则排的组织小块,规则排列于培养瓶中,倒置培养瓶,加入培养液,孵箱中培养列于培养瓶中,倒置培养
14、瓶,加入培养液,孵箱中培养5h,翻转培养瓶,使组织块浸于培养液中,静置培养。细胞,翻转培养瓶,使组织块浸于培养液中,静置培养。细胞自组织块边缘长出,自组织块边缘长出,23周可出现致密的细胞层。周可出现致密的细胞层。血管平滑肌细胞培养血管平滑肌细胞培养 培养方法:培养方法:(2)组织块培养法)组织块培养法第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 培养方法:培养方法:(3)微血管平滑肌细胞培养法)微血管平滑肌细胞培养法 超净台内,取出大脑半球,剪碎并匀浆,过超净台内,取出大脑半球,剪碎并匀浆,过200目尼龙目尼龙网,得到大脑组织块,溶于酶消化液(弹性酶,胶原酶,网,得到大
15、脑组织块,溶于酶消化液(弹性酶,胶原酶,大豆胰酶抑制剂等)大豆胰酶抑制剂等)37水浴震荡培养水浴震荡培养60min,组织悬液,组织悬液用吸管吹打,离心,细胞团块悬浮于培养基,孵箱培养用吸管吹打,离心,细胞团块悬浮于培养基,孵箱培养1218h,吸去未贴壁细胞和细胞团块,形成致密层,可传,吸去未贴壁细胞和细胞团块,形成致密层,可传代培养。代培养。血管平滑肌细胞培养血管平滑肌细胞培养第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 培养方法:培养方法:(4)平滑肌细胞蜕变培养)平滑肌细胞蜕变培养 病毒的细胞毒作用引起平滑肌蜕变造成血管损伤,是血管病毒的细胞毒作用引起平滑肌蜕变造成血
16、管损伤,是血管性疾病的重要病理机制之一。性疾病的重要病理机制之一。传代平滑肌细胞,经传代平滑肌细胞,经SV40感染感染2h,感染的细胞用,感染的细胞用Hanks F12K培养液培养一周,以培养液培养一周,以1:3的比率用同样培养液传代培的比率用同样培养液传代培养三周左右,可见不规则生长的蜕变细胞,积聚在另一个细养三周左右,可见不规则生长的蜕变细胞,积聚在另一个细胞上,收集蜕变细胞,培养在胞上,收集蜕变细胞,培养在DMEM中,建立蜕变平滑肌细中,建立蜕变平滑肌细胞培养模型。胞培养模型。血管平滑肌细胞培养血管平滑肌细胞培养第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 平滑肌细
17、胞和内皮细胞的体位复合培养,在一定程度上模拟平滑肌细胞和内皮细胞的体位复合培养,在一定程度上模拟体内血管壁的结构,有助于阐明药物对血管壁的影响。体内血管壁的结构,有助于阐明药物对血管壁的影响。利用利用PET膜,调整内皮细胞数接种于膜的一面,当形成致膜,调整内皮细胞数接种于膜的一面,当形成致密单层后,加入平滑肌细胞至膜的另一面,建立复合培养模密单层后,加入平滑肌细胞至膜的另一面,建立复合培养模型,可用于观察药物对内皮细胞和平滑肌细胞生长和分化及型,可用于观察药物对内皮细胞和平滑肌细胞生长和分化及平滑肌细胞的迁移等的影响。平滑肌细胞的迁移等的影响。血管平滑肌细胞培养血管平滑肌细胞培养培养方法:培养
18、方法:(5)复合培养)复合培养第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 形态:形态:原代和原代和5代以内的平滑肌细胞常呈针形,代以内的平滑肌细胞常呈针形,5代以上的平滑肌代以上的平滑肌细胞形状增大,呈典型的生长形式即细胞成梭形或长梭形,细胞形状增大,呈典型的生长形式即细胞成梭形或长梭形,平行生长,束状排列,亦可重叠生长达多层。平行生长,束状排列,亦可重叠生长达多层。血管平滑肌细胞培养血管平滑肌细胞培养第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 人脐静脉内皮细胞培养人脐静脉内皮细胞培养原代培养:采用酶液灌注消化法原代培养:采用酶液灌注消化法新生儿
19、脐带,用新生儿脐带,用PBS将管腔冲洗干净。一端用止血钳夹将管腔冲洗干净。一端用止血钳夹紧,一端用注射器注入胶原酶使脐静脉充盈。孵育紧,一端用注射器注入胶原酶使脐静脉充盈。孵育20min后,用小镊子按摩使内皮细胞脱落。收集消化液,后,用小镊子按摩使内皮细胞脱落。收集消化液,置于培养瓶中培养。置于培养瓶中培养。12h后更换培养液,约后更换培养液,约710d细胞细胞融合,呈铺路石样镶嵌式单层排列。融合,呈铺路石样镶嵌式单层排列。传代培养:排列成单层后,可传代传代培养:排列成单层后,可传代10代以上。代以上。血管内皮细胞培养血管内皮细胞培养第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养
20、与检测 内皮细胞的鉴定内皮细胞的鉴定形态学:铺路石样镶嵌式单层排列形态学:铺路石样镶嵌式单层排列因子因子间接免疫荧光检测:内皮细胞的特异鉴定法。间接免疫荧光检测:内皮细胞的特异鉴定法。加入第加入第因子相关抗原诊断血清,因子相关抗原诊断血清,再加入异硫氰酸荧光素再加入异硫氰酸荧光素FITC标记标记的羊抗兔的羊抗兔IgG血清,在荧光显微镜血清,在荧光显微镜下见细胞核周呈黄绿色亮荧光环,下见细胞核周呈黄绿色亮荧光环,阳性反应。阳性反应。血管内皮细胞培养血管内皮细胞培养第一部分第一部分 几类心血管细胞培养与检测几类心血管细胞培养与检测 人牛或猪主动脉内皮细胞培养人牛或猪主动脉内皮细胞培养原代培养:内膜
21、消化刮取法原代培养:内膜消化刮取法在主动脉近心端剥去外膜,纵向剪开动脉。将动脉内膜面在主动脉近心端剥去外膜,纵向剪开动脉。将动脉内膜面朝下覆盖于酶液上消化,朝下覆盖于酶液上消化,37孵育孵育15min,终止消化后用,终止消化后用塑料小勺来回轻刮内膜数次,使内皮细胞脱落。收集后离塑料小勺来回轻刮内膜数次,使内皮细胞脱落。收集后离心细胞,制成细胞悬液置于培养液中培养,一周后细胞融心细胞,制成细胞悬液置于培养液中培养,一周后细胞融合,可传代。合,可传代。传代培养:传代培养:10代以上代以上血管内皮细胞培养血管内皮细胞培养阿霉素心肌细胞损伤保护模型;阿霉素心肌细胞损伤保护模型;心肌细胞活力测定;心肌细
22、胞活力测定;作用于内皮细胞释放作用于内皮细胞释放NO的药物筛选模型;的药物筛选模型;血管内皮细胞氧化损伤保护模型;血管内皮细胞氧化损伤保护模型;血管内皮细胞血管内皮细胞ox-LDL损伤保护模型;损伤保护模型;血管平滑肌细胞迁移率测定模型;血管平滑肌细胞迁移率测定模型;Ang诱导诱导VSMC增殖的抑制活性筛选模型增殖的抑制活性筛选模型心血管细胞的药物筛选模型心血管细胞的药物筛选模型一、心肌缺血与梗死范围测量指标与方法一、心肌缺血与梗死范围测量指标与方法1.形态学方法:形态学方法:一是组织学方法;一是大体标本染色法。一是组织学方法;一是大体标本染色法。组织学切片:组织学切片:用光镜作组织学切片检测
23、心肌缺血和梗死范围,直接可靠;用光镜作组织学切片检测心肌缺血和梗死范围,直接可靠;但需要作一系列切片才能准确定量,费时费力。但需要作一系列切片才能准确定量,费时费力。大体标本染色法大体标本染色法:常用:常用染料:无色的氧化型染料硝基四氮唑蓝染料:无色的氧化型染料硝基四氮唑蓝(NBT),在心肌脱氢,在心肌脱氢酶作用下,还原成还原型的蓝色酶作用下,还原成还原型的蓝色NBT,使活体心肌染色;心,使活体心肌染色;心肌梗塞后心肌脱氢酶活性丢失,故梗死心肌不被蓝染。肌梗塞后心肌脱氢酶活性丢失,故梗死心肌不被蓝染。第二部分第二部分 抗心肌缺血抗心肌缺血/再灌注损伤药物筛选再灌注损伤药物筛选一、心肌缺血与梗死
24、范围测量指标与方法一、心肌缺血与梗死范围测量指标与方法2.酶学法:酶学法:肌酸激酶测定法肌酸激酶测定法肌酸激酶(肌酸激酶(CK)广泛存在于骨骼肌、心肌和脑组织中,)广泛存在于骨骼肌、心肌和脑组织中,这些组织受损伤时细胞内这些组织受损伤时细胞内CK因释放而减少,血清中因释放而减少,血清中CK活活性增加。测定组织及血清中性增加。测定组织及血清中CK活性变化能反映组织损伤活性变化能反映组织损伤情况,也可作为心肌梗死范围的定量指标。情况,也可作为心肌梗死范围的定量指标。测定方法:测定方法:肌酸量测定法、紫外分光测肌酸量测定法、紫外分光测NADPH方法、定磷法等方法、定磷法等第二部分第二部分 抗心肌缺血
25、抗心肌缺血/再灌注损伤药物筛选再灌注损伤药物筛选一、心肌缺血与梗死范围测量指标与方法一、心肌缺血与梗死范围测量指标与方法2.酶学法:酶学法:乳酸脱氢酶测定法乳酸脱氢酶测定法乳酸脱氢酶(乳酸脱氢酶(LDH)也是存在于心肌和脑组织中的一种酶,)也是存在于心肌和脑组织中的一种酶,这些组织细胞膜受损时细胞内这些组织细胞膜受损时细胞内LDH释放,血清中释放,血清中LDH活性活性增加。测定组织及血清中增加。测定组织及血清中LDH活性变化能反映组织损伤情活性变化能反映组织损伤情况,也可作为心肌梗死范围的定量指标。况,也可作为心肌梗死范围的定量指标。测定方法:测定方法:比色测定法,紫外分光光度计法等比色测定法
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