纠正心脏传导障碍的方法和组合物技术

本发明专利技术提供了在心肌细胞和重组细胞之间建立电偶联的方法，所述重组细胞被遗传设计为表达一种连接蛋白，例如连接蛋白４３（Ｃｘ４３）。本发明专利技术以一项发现为基础，即对于骨骼肌细胞的遗传修饰而表达一种重组连接蛋白会使得遗传修饰的细胞通过缝隙连接和心肌细胞建立电交流。所述重组表达连接蛋白的细胞可用来修补心脏组织，并通过将其移植入心脏组织来治疗心脏疾病。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及心脏传导障碍的治疗领域，更特定的涉及促进心脏组织恢复或修补的重组细胞移植。
技术介绍
在西半球心律失常是一个导致发病的主要原因。发生致命室性心律失常的风险和心肌损伤的程度相关，并被认为是大约50％心血管死亡的主要原因(Myerburg RJ，Kessler KM，Castellanos A.，Circulation Jan，(85)IsupplI2-10，1992)。心动过缓和心传导阻滞，可由于正常的衰老过程而发生，它们会进一步增加和心律失常相关的致病率，并在美国每年导致永久性的植入超过160,000个起搏器。传统的医学治疗方法主要是治标，并且通常不能阻止和预防发病率以及和心律失常相关的死亡率。缺血性室性心动过速的射频导管消融被认为是辅助治疗而不是治愈性的。除颤器和起搏器的植入，虽然通常是有效的，但也有问题，包括(1)机械装置的植入并每4-7年需要更换一次，(2)植入装置导致的手术和机械并发症，(3)植入机械装置引起的负面身体和心理作用(4)普遍需要同时应用抗心律失常治疗和/或射频调节/消融。在一些实例中，尤其在传导障碍是由于缺血引起的实例中，可仅应用更激进的选择，例如手术。然而，即使是手术技术也会达不到恢复病人心脏功能的治疗目标。例如，冠状动脉分流术经常不足以恢复在梗死区域有少量存活肌细胞病人的心脏功能。因此，就需要发展其他的方法来治疗心肌功能障碍，从而克服现行治疗方法的负面影响。和尝试刺激心脏生理过程的传统治疗方法的用药相比，应用组织工程技术纠正传导障碍将增加自然的生理过程。组织工程技术对于这样的传统治疗来说是有吸引力的选择。组织工程技术通常包括将能够模仿特定心脏功能的细胞移植入心脏组织，从而对心肌修补起作用(Soonpaa，M.，Koh GY，Klug MG，Field LJ，Science，1994.264p98-101；OrlicD，Kajstura J，Chimenti，S，Jakonluk I，Anderson SM，Li，B，Pickel J，Mc-Kay，R，Nadal-Ginard，B，Bodine，D，Leri A，Anversa P，Nature(2001)410701-705ChiuRC-J，Zibaitis A，Kao RL，Amm Thorac Surg(1995)6012-18)。组织工程技术包括，例如将骨骼成肌细胞移植实现心肌修补已经获得了更大的关注，因为证明了骨骼成肌细胞能在正常和受损的心肌中存活并形成有收缩性的肌原纤维(Weisel RD等，J.Thoracic Cardiovascular Surgery 2001，121835-836；Murry，C.，Wiseman RW，Schwartz SM，Hauschka S.，J Clin Invest(1996)982512-2523)。骨骼成肌细胞和干细胞的移植和组织工程技术为带有有限可利用肌细胞的病人提供了恢复功能的希望。然而，到此为止心肌修补的重点聚集在了保持心肌收缩能力之上，而很少注意组织工程技术对于心脏传导的作用。对于应用骨骼成肌细胞移植实现心肌修补所关注的是骨骼成肌细胞会不会繁殖电活性而成为心肌细胞。心肌细胞通过闰盘电机械连接，包括粘附和缝隙连接。N-钙粘素是主要的粘附连接蛋白，然而连接蛋白43(Cx43)是心室肌中主要的缝隙连接蛋白质(Verheule S等，Circ.Res.1997，80673-81)。由于心肌细胞和骨骼肌细胞有不同的细胞电生理特性，心肌细胞和骨骼细胞之间的紧密连接需要同步的电交流(Lee等，Annals ofBiomedical Engineering 28-1S54，2000)。在成肌细胞复制时，骨骼成肌细胞表达N-钙粘素和连接蛋白43，接着在分化和肌管形成后下调这两种蛋白的表达。在骨骼肌形成的早期就发现了功能性的缝隙连接，缝隙连接的细胞内交流已经被认为在成肌细胞融合和分化中起了重要的作用(MacCalman，C.D.等，Dev.Dyn.1992，195127-132)。虽然许多研究已经表明骨骼成肌细胞在心脏移植后存活并形成肌管，这些研究没有显示骨骼肌纤维是否通过周围的心肌细胞形成功能性连接，而使宿主和移植细胞间存在电传递。大多数这些研究已经表明在移植进入宿主心肌的骨骼肌细胞分化(肌管形成)后，在其中不能发现连接蛋白43(Cx43)和N-钙粘素，这是因为在移植细胞和心肌细胞之间缺乏电机械连接(Murry CE等，J.Clin，Invest.1996，982512-2217；Robinson等，Cell Trans-plantation 1996，5(1)77-91；MacCalman，C.D.等，Dev.Dyn.1992，195127-132；KnudsenKA等，Exp.Cell Res.1990，188175-184；Balogh，S.等，Dev.Biol.1993，155351-360；Dahl，E.等，Anat.Embryol.1995，191267-278)。先前尝试将骨骼肌细胞移植进入心肌缺乏和心肌细胞的电连接，这对于心肌的协同活动是必需的。当骨骼成肌细胞和心肌细胞或肌管和心肌细胞在活体外共培养时，发现这些细胞是电机械连接的(Reinecke，H.等，J.Cell Biology，2000，149(3)，731-740)。Reinecke，H.等报导心肌细胞能够在活体外和一些骨骼肌管形成电机械连接，并通过缝隙连接诱导它们同步收缩。在这项活体外研究中，在心肌细胞和骨骼肌管之间的接触部位同时发现了N-钙粘素和连接蛋白43，但这些蛋白质在形成缝隙连接中的作用或重要性，或所包含的机制仍未知。虽然这些研究举例说明了连接蛋白43的表达和与心肌功能性缝隙连接在活体外的关系，没有事实证明有少量Cx43表达的成年骨骼肌细胞能够在心脏组织中形成功能性缝隙连接。因此，在所述领域中需要提供方法和组合物诱导和增加心肌细胞和移植细胞之间的电连接，例如成年骨骼肌细胞，从而实现心脏修补。专利技术概述本专利技术提供了在心肌细胞和重组细胞之间建立电连接的方法，所述重组细胞被遗传设计为表达一种连接蛋白，例如连接蛋白43(Cx43)。本专利技术以一项发现为基础，即对于骨骼肌细胞的遗传修饰而表达一种重组连接蛋白会使得遗传修饰的细胞通过缝隙连接和心肌细胞建立电交流。所述重组表达连接蛋白的细胞可用来修补心脏组织，并通过将其移植入心脏组织来治疗心脏疾病。一方面，本专利技术描述了一种在重组哺乳动物细胞和心肌细胞之间建立电连接的方法，所述方法包括使心肌细胞和经遗传修饰产生连接蛋白的重组哺乳动物细胞接触，其中以一种足以在心肌细胞和重组细胞之间提供产生电连接的方式使得细胞接触。在特殊的实施方案中，所述重组细胞是骨骼肌细胞、干细胞、成纤维细胞和心肌细胞。在一种有意义的实施方案中，所述重组细胞是骨骼肌细胞、特别是成年骨骼肌细胞或成纤维细胞。在特别有意义的实施方案中，所述连接蛋白是连接蛋白43。在其他实施方案中，接触包括将所述重组细胞移植入受试者的心肌组织。在其他特别的实施方案中，在所述重组细胞和心肌细胞之间建立了电连接，所述重组细胞和所述心肌细胞有相似的传导性。另一方面，本专利技术描述了一种在重组骨骼肌细胞和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在重组哺乳动物细胞和心肌细胞之间建立电连接的方法，其特征在于，所述方法包括：使心肌细胞和经遗传修饰产生连接蛋白的重组哺乳动物细胞接触，其中所述接触为足以在心肌细胞和重组细胞之间制造产生电连接的方式；其中在重组细胞和心肌细 胞之间建立了电连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJ李，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：US[美国]