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心肌细胞功能及心脏毒性检测

        由心脏疾病或药物心脏毒性引起的心脏功能损伤威胁着人类的健康和安全。深入揭示重大心脏疾病发生机制,并在此基础上探讨新的有效防治措施,以及在新药开放过程中,揭示部分药物心脏毒性是心脏研究工作者面临的重大挑战。

        杭州高通量新药筛选中心采用电子阻抗原理和检测细胞生物电信号技术,采用实时心肌细胞分析系统,观察心肌细胞兴奋收缩偶联反应,并实时长时程检测记录心肌细胞搏动电信号。当化合物作用心肌细胞导致相关通道开放程度改变或影响细胞形态,收缩兴奋传导等特性变化时,可以通过实时心肌细胞分析系统进行实时监测。据此,进行相关高通量药物筛选和药物毒性研究。

使用实时心肌细胞分析系统评估待检化合物的优点
• 实验全程实现心肌细胞质量控制,可帮助确定最佳化合物处理时间点
• 实验全程及细胞处理均在96孔细胞培养板中进行,实现高通量药物筛选
• 可计算化合物对心肌细胞作用或毒性起效时间作用效果,和实时IC50数值, 评估化合物作用的量效及时效关系
• 配有丰富的软件分析系统,提供诸如心率,搏动度,搏动峰值,心率变异率等多项统计参数,以分析搏动节律变化,提示药物作用靶点或心脏毒性,为项目决策提供依据

实例



图A,使用心肌细胞实时分析系统研究E4031对于原代培养新生大鼠心肌细胞跳动作用。


应用范围
• 观察干细胞诱导心肌细胞搏动节律随时间变化
• 确定化合物对心肌细胞搏动节律的影响
• 确定化合物在心肌细胞上产生的毒性反应
• 观察随化合物浓度变化的心肌细胞毒性效果

可供选择的心肌细胞类型

细胞类型
收缩性
应用
iPS 心肌细胞 (干细胞诱导心肌细胞)
心脏药物筛选,药物心脏毒性检测,药物心脏作用靶点筛选,心脏生物学基础研究。
Cor At (转基因小鼠胚胎干细胞源性心肌细胞)
原代培养心肌细胞 (离体原代培养心肌细胞)


实验参数

细胞类型
可提供3种不同来源的心肌细胞
药物浓度梯度
5-8
加药的重复孔数
2-4
阳性对照(孔的数量)
2
阴性对照(孔的数量)
2
实验温度
生理温度,37度
实验的时间设置
108 小时以上
化合物对心肌细胞作用的IC50
至少在5 个不同的时间点
实验步骤和报告
提供电子报告(PDF格式)

 
参考文献

• Law JK, Yeung CK, Hofmann B, Ingebrandt S, Rudd JA, Offenh?usser A, Chan M. Physiol Meas.  The use of microelectrode array (MEA) to study the protective effects of potassium channel openers on metabolically compromised HL-1 cardiomyocytes. 2009 Feb; 30(2):155-67.
• Natarajan A, Molnar P, Sieverdes K, Jamshidi A, Hickman JJ.Toxicol In Vitro.  Microelectrode array recordings of cardiac action potentials as a high throughput method to evaluate pesticide toxicity. 2006 Apr; 20(3):375-81.
• Izhak Kehat, Leonid Khimovich, Oren Caspi, etc.  Electromechanical integration of cardiomyocytes derived from human embryonic stem cells.  Nature Biotechnology 2004(22):1282 - 1289