CN102021221A - 治疗心律失常疾病的药物筛选模型 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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％(v/v)。
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227.1mM-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11.1mM，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。
附图说明
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(№ 11)，19.8mM(№ 12)，153mM(№ 13)组，电泳率呈现下降走势；跨膜电位0(№ 14)和右旋糖苷40(№ 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％(v/v)。
表1、病理模型的悬浮介质条件
№   NaClmM   CaCl2mM   KClmM   GlucosemM   EK ▲mV   HPMCmM   ViscositiesmPa.s   HEPESmM pH
  1   88.8   1.8   3   108.1   -96.8   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  2   88.8   1.8   4   108.1   -89.6   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  3   88.8   1.8   5   108.1   -83.9   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  4   88.8   1.8   6   108.1   -79.3   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  5   88.8   1.8   7   108.1   -75.5   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  6   88.8   1.8   8   108.1   -72.1   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  7   88.8   1.8   9   108.1   -69.1   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  8   88.8   1.8   10   108.1   -66.5   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  9   88.8   1.8   11   108.1   -64.1   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  10   88.8   1.8   12   108.1   -61.9   0.54   3.8   20   5.0～7.35
  11   44.4   0.91   3   180.1   -96.8   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  12   44.4   0.91   4   180.1   -89.6   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  13   44.4   0.91   5   180.1   -83.9   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  14   44.4   0.91   6   180.1   -79.3   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  15   44.4   0.91   7   180.1   -75.5   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  16   44.4   0.91   8   180.1   -72.1   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  17   44.4   0.91   9   180.1   -69.1   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  18   44.4   0.91   10   180.1   -66.5   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  19   44.4   0.91   11   180.1   -64.1   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  20   44.4   0.91   12   180.1   -61.9   0.52   3.8   20   5.0～7.35
  21   22.2   0.45   3   214.5   -96.8   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  22   22.2   0.45   4   214.5   -89.6   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  23   22.2   0.45   5   214.5   -83.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  24   22.2   0.45   6   214.5   -79.3   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  25   22.2   0.45   7   214.5   -75.5   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  26   22.2   0.45   8   214.5   -72.1   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  27   22.2   0.45   9   214.5   -69.1   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  28   22.2   0.45   10   214.5   -66.5   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  29   22.2   0.45   11   214.5   -64.1   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  30   22.2   0.45   12   214.5   -61.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  31   14.8   0.3   3   227.1   -96.8   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  32   14.8   0.3   4   227.1   -89.6   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  33   14.8   0.3   5   227.1   -83.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  34   14.8   0.3   6   227.1   -79.3   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  35   14.8   0.3   7   227.1   -75.5   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  36   14.8   0.3   8   227.1   -72.1   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  37   14.8   0.3   9   227.1   -69.1   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  38   14.8   0.3   10   227.1   -66.5   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  39   14.8   0.3   11   227.1   -64.1   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  40   14.8   0.3   12   227.1   -61.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  41   11.1   0.23   3   233.4   -96.8   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  42   11.1   0.23   4   233.4   -89.6   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  43   11.1   0.23   5   233.4   -83.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
Figure GSA00000017433500061
▲理论值.
2、表征
不同的个体和不同的心室肌细胞(心肌细胞均亦如此)表面电荷/质量比值或核心层组分比例是有不同的，当然，细胞在制备过程中，可能也会受到酶作用的时间差别或机械损伤等的影响。因此，伴随悬浮介质条件变化，不同细胞的淌度(双电层)起伏样变化曲线不是完全重叠的，测量值亦表现出较大的标准差(图2，5-7)，相同悬浮介质条件下，心室肌细胞的表现可有不同。但是心室肌细胞悬浮于表1所述的各种悬浮介质中，均可见，在未施加外电场的条件下，持续地有节律地收缩(自律性增高)，收缩的幅度和/或强度以及表现收缩的细胞数目比例可有不同。
上述模型对应的疾病为心律失常中的房性、室性、交界性期前收缩和房性、室性、交界性异位心律。
(二)药物筛选模型的制备
1、心室肌细胞：可通过商业渠道获得，亦可采用周氏介绍的标准化酶分离技术(Zhou，Y.Y.，Wang，S.Q.，Zhu，W.Z.，Chruscinski，A.，et al.Culture and adenoviralinfection of adult mouse cardiac myocytes：methods for cellular genetic physiology.Am JPhysiol Heart Circ Physiol.2000，279，H429-36.)，分离获得Sprague-Dawley大鼠(年龄2-3月，重225-300克)的心室肌细胞，分离后6小时之内的心室肌细胞用于制备(一)中所述模型，该心室肌细胞具有如下特征：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，在外加电场的情况下，该心室肌细胞不收缩。(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)。
2、悬浮介质的配制：根据表1中所示各成分的量，按照常规方法配制。
3、将心室肌细胞置于悬浮介质中，即得到药物筛选模型。
实验证明，心房肌细胞和交界区细胞与心室肌细胞相同，悬浮于表1的介质中，均可制成相同效果的药物筛选模型。
二、药物筛选模型在筛药中的应用
(一)用模型I进行筛选
1、药物筛选模型I的组成：
(1)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11.1mM，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。
(2)心室肌细胞：如实验一中所述的心室肌细胞。
(3)心室肌细胞在悬浮介质中的体积比为0.1％(v/v)。
2、表征：1)在未施加外电场的条件下，心室肌细胞表现不同于正常，呈持续地有节律地收缩；2)在施加7V/cm的外加电场的条件下，细胞的电泳率为1.21μm·s-1/V·cm-1。
3、筛选过程：
(1)向模型I中加入普罗帕酮(普罗帕酮在模型I中的终浓度为1.0μg/ml)，作用3分钟，在施加7V/cm的外加电场的条件下，测得其电泳率为0.91μm·s-1/V·cm-1，并观察到伴随细胞淌度的降低；在未施加外电场的条件下，心室肌细胞停止收缩恢复正常静息状态。
普罗帕酮属于Ic类(即直接作用于细胞膜)的抗心律失常药，可延长传导动作电位的持续时间，提高心肌细胞阈电位明显减少心肌的自发兴奋性，用于治疗房性期前收缩、室性期前收缩、房性心动过速或室性心动过速。应用筛选结果显示，用模型I进行筛选，结果吻合于普罗帕酮的药理作用。
(2)向模型I中加入胺碘酮(胺碘酮在模型I中的终浓度为2.0μg/ml)，作用3分钟，在施加7V/cm的外加电场的条件下，测得其电泳率为0.61μm·s-1/V·cm-1，并观察到伴随细胞淌度的降低；在未施加外电场的条件下，心肌细胞亦停止收缩恢复正常静息状态。
胺碘酮属III类抗心律失常药，延长各部分心肌组织的动作电位时程及有效不应期，减慢传导，消除折返激动。用于治疗房性期前收缩、室性期前收缩、房性心动过速、心房颤动或室性心动过速等。应用筛选结果同样显示，用模型I进行筛选，结果吻合于胺碘酮的药理作用。同时胺碘酮的药物作用机理是通过与Na+、K+、Ca2+多通道蛋白及β受体等蛋白(膜蛋白)结合，达到治疗异位期前收缩和异位心律的目的。而药物与膜的多蛋白结合，减弱了心肌细胞表面电荷层的带电量，改变了表面双电层的形态。因此，此机理吻合本发明筛药手段的理念。
上述药物筛选模型在筛药中的应用佐证了本发明模型可以用于筛选治疗心律失常的药物。
(二)用模型II进行筛选
1、药物筛选模型II的组成：
药物筛选模型II由如下模型(1)、模型(2)和模型(3)三种模型组成：
(1)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11.1mM，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。
心室肌细胞：如实验一中所述；
心室肌细胞在悬浮介质中的体积比为0.1％(v/v)。
(2)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。
心室肌细胞：如实验一中所述；
心室肌细胞在悬浮介质中的体积比为0.1％(v/v)。
(3)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。
心室肌细胞：如实验一中所述；
心室肌细胞在悬浮介质中的体积比为0.1％(v/v)。
2、表征：1)、在模型(1)、模型(2)和模型(3)中，当在未施加电场的条件下，心室肌细胞表现不同于正常，均呈持续地有节律地收缩；2)、在施加7V/cm的外加电场的条件下，测得的电泳率分别为1.21μm·s-1/V·cm-1模型(1)；0.66μm·s-1/V·cm-1模型(2)；0.99μm·s-1/V·cm-1模型(3)。
3、筛选：
向模型(1)、模型(2)和模型(3)中，分别加入胺碘酮(胺碘酮在模型中的终浓度均为2.0μg/ml)，作用3分钟，在施加7V/cm的外加电场的条件下，测得细胞在模型(1)、模型(2)和模型(3)中的电泳率分别为0.61μm·s-1/V·cm-1、0.51μm·s-1/V·cm-1、0.67μm·s-1/V·cm-1，并观察到伴随细胞淌度不同程度的降低；在未施加外电场的条件下，心肌细胞均停止收缩恢复正常静息状态。
心肌细胞在(1)、(2)、(3)上述三个模型中，均可因胺碘酮的作用，由收缩转为不收缩，吻合于胺碘酮的药理作用，说明应用药物筛选模型，筛选药物是可靠的。从筛选药物的角度上看，悬浮介质表1中，多个点证实胺碘酮具有降低心肌细胞自律性的作用，说明胺碘酮确有抗心律失常的作用，待筛选药物降低心肌细胞自律性的作用是可靠的(临床已证实)。同时施加外电场，细胞电泳率有变化，均表现不同程度的下降。上述I、II药物筛选模型在筛药中的应用结果证明，本发明模型可以用于筛选治疗心律失常的药物。
三、本发明模型筛药手段的依据和佐证
1、脱去表面唾液酸：用表1中NaCl 11.1mM，KCl 4mM，CaCl2 0.23mM，葡萄糖233.4mM，羟丙基甲基纤维素0.5mM，粘度系数3.8mPa.s，羟乙基哌秦乙硫磺酸20mM，pH5.0的介质条件与心室肌细胞制备成自律性增高的模型(即静息状态下，细胞呈持续地有节律地收缩)，施加外电场7V/cm，测得其电泳率为1.21μm·s-1/V·cm-1。而应用唾液酸苷酶，脱去心室肌细胞表面部分的复合糖后，改变了细胞表面电荷层的带电量，使得表面双电层的形态发生变化，此时再将心室肌细胞置于上述同样条件的悬浮介质中，观察到在未施加外电场的条件下，心肌细胞均停止收缩恢复正常的静息状态，同时测得电泳率有所下降(0.83μm·s-1/V·cm-1)。
脱唾液酸的方法：将心肌细胞悬浮于含有0.25U/ml唾液酸苷酶(SigmaChemical Co.，St.Louis)的台氏液中(细胞体积比0.5％)，pH 6.0，温度恒定在37℃，持续摇动90分钟，而后再用台氏液冲洗，得到脱去唾液酸后的心肌细胞。
四、筛选模型的机理
心肌细胞在特定的悬浮介质体系，其结构有实施例2中所述的特性，并知道在特定悬浮介质体系的不同条件点，心肌细胞离子通道可以开启，具有自律性；或离子通道必须借助外加电场来开启的正常状态。可以通过调整特定的悬浮介质体系的条件，制作出不同的病理模型，又可以通过调整特定的悬浮介质条件，使病理模型成为正常模型。由于病理模型与正常模型的区别主要在于变异双电层的形态，变异双电层的形态又是由核心层和特定的悬浮介质体系决定的。那么，限定人体生理环境，通过可操作的方法，调整细胞核心层的带电量或调整特定的悬浮介质体系的条件，就可以使得病理模型成为正常模型，达到治疗疾病的目的。比如心律失常中的舒张晚期早搏和异位心律，这类心律失常的产生是由于某些细胞的变异双电层结构形态发生了变化，吸附层变薄，出现自律性，那么就可以通过增厚吸附层，消除自律性达到治疗的目的。
实施例2、筛选模型的机理论证
一、心肌细胞的已知性质：
(一)心肌细胞同红细胞等其他细胞一样，表面显示负电性，负电荷的来源根据已知研究结果，认为不仅限于表面复合糖，还有质膜磷脂的参与。由于心肌细胞表面带有负电荷，应该同红细胞等其他细胞一样具有胶体质点的特征，即：在心肌细胞周围吸附着相等电量的阳离子，组成表面双电层。吸附的阳离子在分布上受到静电吸引力和范德华力的作用，形成了两层，即靠近细胞表面的吸附层；和靠近悬浮介质面的扩散层。吸附层牢固地吸附于细胞表面；而扩散层松散的围绕在吸附层周围，如此形成了整体对外的中性稳定结构。然而，由于扩散层的离子与表面电荷结合的松散，当遇到外电场时，双电层会发生分离，即扩散层的阳离子会向外电场的阴极移动，使得细胞表面的中性平衡破坏，细胞表面带负电，产生电位差，称之电动电位或Zeta电位，细胞偕同吸附层向外电场的阳极移动，形成细胞电动现象。其中Zeta电位决定细胞在电场中的运动或电泳行为，Zeta电位的大小与双电层中扩散层的大小直接相关[13]。
(二)细胞表面带有静电荷，源于细胞表面组分中含有可离子化基团，而带电的极性(正或负)决定于该组分的等电点，一般悬浮介质的pH大于其等电点时，带负电，pH小于其等电点时，带正电。因此悬浮介质中的pH影响细胞组分的带电量及极性[14]。
(三)普通胶体质点的电动现象具有，其电泳率的大小同质点表面带电量成正比；与悬浮介质中的离子强度成反比的特点。
二、本发明的细胞模型的结构及特征
电泳率(EPM又称淌度)：在单位电场强度下，细胞在一定温度和一定介质中移动的速率。
离子强度(ionic strength)：等于溶液中每种离子(i)的质量摩尔浓度(mi)乘以该离子的价数(zi)的平方所得诸项之和得一半，通常以I表示。它表达了溶液中离子的电性强弱的程度。
(一)方法
1、正常心肌细胞的制备：采用周氏介绍的标准化酶分离技术(Zhou，Y.Y.，Wang，S.Q.，Zhu，W.Z.，Chruscinski，A.，et al.Culture and adenoviral infection of adult mousecardiac myocytes：methods for cellular genetic physiology.Am J Physiol Heart Circ Physiol.2000，279，H429-36.)，分离Sprague-Dawley大鼠(年龄2-3月，重225-300克)的心室肌细胞。分离好的细胞置于台氏液中，台氏液组成为：NaCl 137mM，KCl5.4mM，MgCl2 1.2mM，NaH2PO4 1.0mM，CaCl2 1.0mM，葡萄糖20mM，HEPES 20mM(pH7.4)。分离得到的细胞的形态如图1所示。
2、脱去心肌细胞表面唾液酸：
将心肌细胞悬浮于含有0.25U/ml唾液酸苷酶(Sigma Chemical Co.，St.Louis)的台氏液中(细胞比积0.5％)，pH 6.0，温度恒定在37℃，持续摇动90分钟，而后再用台氏液冲洗，得到脱去唾液酸后的心肌细胞[16]。
3、制备细胞悬浮液
(1)悬浮介质I：按离子强度梯度制备悬浮液，以NaCl 145mM，CaCl2 2.97mM的离子强度作为母溶液，分别取其浓度60％、30％、15％、10％、7.5％、5％、2.5％，以葡萄糖溶液补足全量，使得其渗透压在生理范围。依据静息状态下，心肌细胞外K+大于3mM/L时，跨膜电位几乎等于K+的平衡电位(EK)，再分别在悬浮液中加入不同量的K+，以获得不同的跨膜电位，采用Nernst方程式：
E K = - RT F ln ( c Kin c Kout )
R是气体常数，T是绝对温度，F是法拉第常数，cKin和cKout是细胞内和细胞外K+浓度。获得跨膜电位的理论值[17，18]。同时再准备跨膜电位为0及无离子的右旋糖苷40(Dextran 40)溶液(不能测得跨膜电位)，购自石家庄四药有限公司，国药准字H13022484。分别均取不同的pH值。在悬浮液中加入适量的羟丙基甲基纤维素(HPMC，购自浙江上虞市海申化工有限公司)，使得细胞充分的悬浮，24℃粘度系数(Viscosities)为3.8mPa·s。具体如表1所示：
表1、悬浮介质I
№   Ionic strengthmM   GlucosemM   DextranmM   EK d)mV   HPMCmM   ViscositiesmPa.s   HEPESmM pH
  1   154～163a)   5   -96.8～-61.9   0.57   3.8   20   2.5～7.35
  2   93.6～102.6a)   108.1   -96.8～-61.9   0.54   3.8   20   2.5～7.35
  3   48.3～57.3a)   180.1   -96.8～-61.9   0.52   3.8   20   2.5～7.35
  4   25.7～34.7a)   214.5   -96.8～-61.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  5   18.1～27.1a)   227.1   -96.8～-61.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  6   14.3～23.3a)   233.4   -96.8～-61.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  7   10.6～19.6a)   239.7   -96.8～-61.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  8   6.8～15.8a)   246   -96.8～-61.9   0.5   3.8   20   5.0～7.35
  9   151b)   8   0   0.57   3.8   20   5.0～7.35
  10   252   1.5   0.2   3.8   20   5.0
  11   12.6c)   239.7   -83.9   0.5   3.8   20   5.0
  12   20.1c)   227.1   -83.9   0.5   3.8   20   5.0
  13   156c)   5   -83.9   0.57   3.8   20   5.0
  14   151b)   8   0   0.57   3.8   20   5.0
a)总数-3～12mM KCl＝96％NaCl+4％CaCl2.
b)140mMKCl+5mM NaCl+3mM CaCl3.
c)总数-5mM KCl＝96％NaCl+4％CaCl2.
d)理论值.
(2)悬浮介质II：以156mM作为恒定离子强度，其中CaCl2 3mM，NaCl分别10-145mM，KCl分别取140-5mM，将K+强度5mM设置为组间跨度。从而在相同离子强度条件下，获得不同的跨膜电位值，另外加入葡萄糖5mM，HEPES 20mM，HPMC0.5mM，24℃粘度系数为3.8mPa·s，pH 5.0-7.35。具体如表2所示：
表2、悬浮介质II
Figure GSA00000017433500131
  1   145   5   3   5   20   0.57   -83.9   3.8   5.0-7.35
  2   140   10   3   5   20   0.57   -66.5   3.8   5.0-7.35
  3   135   15   3   5   20   0.57   -56.3   3.8   5.0-7.35
  4   130   20   3   5   20   0.57   -49   3.8   5.0-7.35
  5   125   25   3   5   20   0.57   -43.4   3.8   5.0-7.35
  6   120   30   3   5   20   0.57   -38.8   3.8   5.0-7.35
  7   115   35   3   5   20   0.57   -34.9   3.8   5.0-7.35
  8   110   40   3   5   20   0.57   -31.6   3.8   5.0-7.35
  9   105   45   3   5   20   0.57   -28.6   3.8   5.0-7.35
  10   100   50   3   5   20   0.57   -25.9   3.8   5.0-7.35
  11   95   55   3   5   20   0.57   -23.5   3.8   5.0-7.35
  12   90   60   3   5   20   0.57   -21.3   3.8   5.0-7.35
  13   85   65   3   5   20   0.57   -19.3   3.8   5.0-7.35
  14   80   70   3   5   20   0.57   -17.5   3.8   5.0-7.35
  15   75   75   3   5   20   0.57   -15.7   3.8   5.0-7.35
  16   70   80   3   5   20   0.57   -14.1   3.8   5.0-7.35
  17   65   85   3   5   20   0.57   -12.6   3.8   5.0-7.35
  18   60   90   3   5   20   0.57   -11.1   3.8   5.0-7.35
  19   55   95   3   5   20   0.57   -9.8   3.8   5.0-7.35
  20   50   100   3   5   20   0.57   -8.5   3.8   5.0-7.35
  21   45   105   3   5   20   0.57   -7.3   3.8   5.0-7.35
  22   40   110   3   5   20   0.57   -6.1   3.8   5.0-7.35
  23   35   115   3   5   20   0.57   -5   3.8   5.0-7.35
  24   30   120   3   5   20   0.57   -3.9   3.8   5.0-7.35
  25   25   125   3   5   20   0.57   -2.9   3.8   5.0-7.35
  26   20   130   3   5   20   0.57   -1.9   3.8   5.0-7.35
  27   15   135   3   5   20   0.57   -0.9   3.8   5.0-7.35
  28   10   140   3   5   20   0.57   0   3.8   5.0-7.35
▲理论值.
4、检测细胞电泳率
取备用的心肌细胞，用悬浮溶液冲洗三次，再加入相同的悬浮溶液，使细胞充分悬浮(温度24℃，细胞压积0.1％)。选择形态状态好的细胞作为实验对象，测定细胞的电泳速度，每次2-3分钟内完成；重复以上步骤，每个溶液平行测定12次，取其平均值±标准差(mean±SD)。实验在细胞分离后8小时内完成。脱唾液酸前的细胞，以表1中1-10号溶液和表2中溶液作为实验悬浮介质；脱唾液酸后的细胞，以表1中10-14号溶液作为实验悬浮介质。
采用显微细胞电泳仪(北京六一仪器厂)，电场强度根据离子浓度的高低选用2-7V/cm，直接测定电泳速度，并根据EPM(μm·s-1/V·cm-1)＝V/E计算电泳率。
(二)结果及结论
心肌细胞置于不同条件的介质中，在外电场的作用下，呈现不同的表现.在有些悬浮液中，细胞泳动的同时伴收缩；而在有些悬浮液中细胞泳动不伴收缩。收缩对细胞泳动速度的影响较小(收缩细胞主要出现于高离子强度高电泳率组)，不影响实验结果的分析判断。悬浮介质条件不同，电场中心肌细胞表面均显现负性。但在相同悬浮介质中，细胞电泳速度有明显差异，说明心肌细胞电荷/质量比值或核心层组分比例并不均一。当然，细胞在制备过程中，可能也会受到酶作用的时间差别或机械损伤等的影响。重复实验时，可有小偏差，但电泳率的变化特征不变。
1、实验结果
(1)在相对恒定细胞表面吸附离子的种类和比例条件下，细胞电泳率显示伴随离子强度的升高，起伏上升的走势，(图2A)(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)。)(附图说明描述实验方法与文中描述直观结合)高离子强度显示相对高电泳率。在9.7-33.2mM之间，多个点出现部分细胞电泳率为0。并与pH值有明显的关系，多数出现在pH 5.0和6.0，个别出现在pH 7.35。但未观察到细胞泳动方向的改变。
(2)细胞电泳率总体随pH值的改变，显示起伏样变化。pH5.0为最小值，pH5.0-7.35呈小的起伏上升。pH2.5-5.0呈起伏骤然下降，pH2.5-4.0出现奇异的高值(图2C)。当离子强度低于6.7mM、pH低于5.0，或离子强度低于151mM、pH低于2.5时细胞趋于死亡；而悬浮于右旋糖苷溶液中pH≥5.0时，细胞死亡较少。
(3)细胞电泳率也随着跨膜电位或K+强度(3-12mM)的不同，显示不规则起伏上升的走势(图2B)。K+强度小的变化，即可使细胞电泳率出现明显的起伏变化。
(4)相同的跨膜电位、不同的离子强度，因pH变化形成的电泳率变化曲线，形态基本相同(图3)；而相同的离子强度不同的跨膜电位，因pH变化形成的电泳率变化曲线，形态不完全相同，相互间有交叉，亦可有部分的重叠(图4)。
(5)恒定离子强度，K+强度5-140mM，电泳率依然呈不规则的起伏变化。而改变K+强度条件下的淌度变化，虽不能完全真实反映电活动过程中的细胞淌度变化(其中有渗透离子的内流)，但可以借鉴其变化特征。
(6)调整悬浮介质中K+强度(K+＝140mM)，使得细胞跨膜电位为0，此时细胞电泳率随pH的变化，依然呈现出起伏样变化。均值变化范围3.09-6.00，pH6.5最高，pH6.0最低。与5mM K+强度(跨膜电位约-83.9mV)，153mM离子强度时相比，电泳率普遍升高，但pH7.35时除外(图5)。
(7)心肌细胞表面唾液酸被处理后，其电泳率在不同离子强度的悬浮介质中显示下降，只是幅度不同，但在0跨膜电位和右旋糖苷的悬浮介质中反而上升，其中跨膜电位为0组达到唾液酸处理前，离子强度151-160mM，pH 6.0-7.35，K+强度3-12mM条件下的最高值(图6)。
总结而言，心肌细胞淌度的变化呈现起伏样，在0-8.67的范围内反复波动。与一般的质点和普通细胞有明显的差异。
2、心肌细胞模型的结构
通过宽泛悬浮介质条件下的细胞电泳实验，归纳心肌细胞电泳率的变化规律，推导心肌细胞的核心层的组成。调整悬浮介质的离子强度，电泳率呈起伏上升的走势，显示高离子强度高电泳率(图2A)；调整悬浮介质的pH，电泳率依然呈起伏的走势，并在pH2.5-4.0出现奇异的高值(图2B)，表明心肌细胞电泳率的变化不同于普通胶体质点。调整悬浮介质的K+强度，改变细胞跨膜电位(图2C)，电泳率显示明显的起伏变化，表明跨膜电位参与形成了心肌细胞模型的核心层(表面电荷层)。
而将悬浮介质的K+强度调整为140mM，使得跨膜电位为0时，电泳率伴随pH的升高依然显示明显的起伏变化，且与跨膜电位-83.9mV时相比，除pH7.35组外，其余均升高。说明①电泳率呈起伏样变化并非跨膜电位参与形成表面电荷层所致；②心肌细胞电泳率的大小同其表面带电量不成正比，电泳率的大小不能反映心肌细胞表面带电量的多少；③伴随表面带电量的升高，吸附层不断增大，扩散层循环变化逐渐缩小，而当表面带电量降低时(达到一定程度)，可见电泳率循环变化逐渐升高。
选择悬浮介质pH5.0，低于质膜磷脂的等电点(pI＝6.5±)[19]，脱去心肌细胞表面的唾液酸后，观察不同离子强度组、跨膜电位为0组和无离子右旋糖苷组的电泳率变化及与脱唾液酸前比较，结果显示，同时排除质膜磷脂、唾液酸的作用时，不同离子强度各组电泳率出现不同程度的下降；而同时排除质膜磷脂、唾液酸及跨膜电位的作用时，电泳率出现奇特的上升，且仍表现为高离子强度高电泳率的特征。表明心肌细胞模型的核心层除质膜磷脂、唾液酸、跨膜电位外，还有另一组分质膜蛋白的参与，由于膜蛋白的种类繁多，数量不等，等电点多样，有些膜蛋白极性相反，因此对于细胞模型核心层的贡献是非常复杂，且电泳率特征也不同于普通的胶体质点。
3、电泳率特征形成的原因
心肌细胞的电动特征不同普通的胶体质点，是由心肌细胞表面双电层结构决定的。其中核心层是由跨膜电位、细胞膜中的蛋白和磷脂、及细胞表面的唾液酸共同作用形成的。唾液酸位于细胞外表面与质膜蛋白、磷脂及跨膜电位相距约50nm，其间负电荷分布稀疏。心肌细胞如此特殊的结构特征和其特殊的功能及电活动，使得跨膜移动的阳离子在电活动过程中驻足于核心层中，造成了离子层在电荷层渗透的变异双电层结构。由于吸附阳离子完全渗透入表面电荷层，包裹阳离子(正电荷)的负电荷层共同分享了阳离子的带电量，使得自身的带电量呈部分衰减，从而当作用于表面吸附离子时，形成了低离子强度低淌度；高离子强度高淌度；以及在核心层(表面电荷层)带电量增大的过程中，表现为吸附层的离子数量不断的增多(非等量的)、厚度不规律的反复变化，扩散层起伏循环变化于0-8.67μm·s-1/V·cm-1，多次出现电泳率为0，而无淌度反向的特征。
4、心肌细胞模型在电活动中的作用
(1)、表面变异双电层结构与离子通道的开启
心肌细胞的电动现象与心脏电活动的联系：将心肌细胞置于不同离子强度、不同pH、不同K+强度(跨膜电位)的宽泛实验介质条件中(表1，2)，施加外电场与否时，显示六种表现。即：未施加外电场时，a.细胞死亡；b.不收缩；c.连续收缩；施加外电场后，d.细胞死亡；e.不收缩；f.连续收缩(当更换悬浮介质时，需要静止1分钟以上，细胞表面离子运动才可完全稳定。选择30秒后观察，便于更全面地观察细胞的不同表现)。
心肌细胞各种表现的悬浮介质条件的特征：细胞死亡的悬浮介质条件是低离子强度。细胞在未施加外电场时持续收缩主要在K+强度125-140mM/L(跨膜电位接近和等于零)的悬浮介质中。施加外电场细胞不收缩主要在pH5.0，5.5，6.5，K+强度3-12mM/L和pH6.5-7.0，K+强度60-110mM/L的悬浮介质中，其中K+强度3-12mM/L，离子强度较低时伴低淌度。而细胞在外电场中，可以收缩的较佳的介质条件是pH7.35和K+强度3-12mM/L。此外，其他的悬浮介质条件，心肌细胞具有自律性，施加外电场后不收缩，施加外电场后连续收缩的三种表现，在K+强度3-130mM/L区间，交替出现，无严格的规律，不同pH条件，相同离子强度、跨膜电位条件下，细胞表现可有不同，但三种表现交替出现的特征基本存在(图8，9)。
由于渗透到核心层的吸附阳离子的电量是被其分享的，心肌细胞表面吸附离子依然分别归属于其表面带负电的各组分(及残缺电势的电荷)。表面双电层在外电场中发生分离，破坏了哪些表面负电荷组分的完整结构，同表面综合核心层的结构特点，变异双电层中吸附层的大小(厚度和离子数量)应该有直接的关系。心肌细胞在持续的外电场中显示的表现，主要是能否存活和是否收缩(连续)。表明外电场分离双电层可以破坏某些以吸附阳离子为生存条件的组分及通道蛋白的完整结构。
在低离子强度的悬浮介质中，心肌细胞表面吸附离子的数量相对较少，变异双电层较薄，难以存活，表明一定数量的吸附阳离子是心肌细胞存活的条件，阳离子是心肌细胞表面综合负电荷的某些组分必备的元素。
分离双电层(或否)能否使通道蛋白和与之匹配的吸附离子震荡分离，破坏通道蛋白的完整结构，是离子通道开启的关键。因此变异双电层的形态，吸附层的大小(厚度和离子数量)，即与通道蛋白结合的吸附离子在双电层中的位置，应该从中起着主要的作用。心肌细胞在不同吸附介质中收缩与否的表现，恰恰予以证明。低离子强度，双电层较薄(吸附层、扩散层均较薄)；或跨膜电位趋于零，双电层相对较薄并以吸附层薄为主时，造成与通道蛋白结合的吸附离子位于双电层的外表面(或紧贴外表面)，极易发生震荡和移动，失去结合的稳定状态，细胞便会产生自律性(图7B)。低离子强度(或否)，吸附层足够厚，扩散层较薄(或否)，与通道蛋白结合的吸附离子位于吸附层的内部，如此，即使施加外电场，细胞也不会收缩(图7C)。当然，如若与通道蛋白结合的吸附离子位于扩散层的内部，持续施加外电场时，细胞便可连续收缩(图7D)。在K+强度升高的过程中，双电层大小及其中的吸附层与扩散层大小呈起伏样变化，心肌细胞的三种表现亦呈间隔或交替出现的状况。而细胞表面核心层各组分负电荷数量上的固有匹配组合，使得与通道蛋白结合的吸附离子位于双电层的不同位置，是生理上不同职能心肌细胞的履职基础。
(2)、表面变异双电层结构与心脏电活动在细胞间传导的动力
心肌细胞核心层带有综合负电荷-e(含跨膜电位-e跨)，使得其表面吸附着阳离子+n(含+n跨)，包括：吸附层阳离子+n吸和扩散层阳离子+n扩，假设：-e＞表面+n(电势)，-e跨＞+n跨(电势)。
具有自律性细胞的离子通道开启后的电活动过程：离子通道开启，受化学势的驱使，双电层中位于离子通道口的阳离子内流，中和跨膜电位[27-30]，细胞表面综合负电荷(场)减少(弱)，表面双电层变小。此过程连续进行直至细胞电活动的去极化结束，双电层进行性变小。在双电层进行性变小的过程中，其吸附阳离子形成两个流向，一个向细胞内(连续的过程应该主要为吸附层离子)，另一个向远离细胞的方向，内流的吸附阳离子(+n(吸+扩)→内)中和跨膜电位(-e跨)，而-e跨＝+n跨(吸+扩)(n跨(吸+扩)＝n跨吸+n跨扩)，又由于内流的阳离子主要为吸附层离子，因此，n吸→内＞n跨吸，双电层出现阳离子空缺，细胞表面带负电-e跨扩-。
细胞外施加电场开启离子通道及电活动的过程：在外电场的作用下，双电层分离，离子通道开启，之后在化学势的作用下，吸附层的阳离子内流进入细胞内，中和跨膜电位，细胞表面综合负电位下降，表面双电层变小。此过程连续进行直至细胞电活动的去极化结束，在双电层进行性变小的过程中，其吸附层的阳离子同样形成两个流向，一个向细胞内，另一个向远离细胞的方向。内流的阳离子+n吸→内中和跨膜电位-e跨(电势＝+n吸→内)，而-e跨＝(+n跨吸)+(+n跨扩)，所以，+n吸→内＞＞+n跨 吸，如此吸附层出现阳离子空缺，细胞表面带负电-e跨扩(-e跨扩＞-e跨扩-)。而负电-e跨扩的产生是在双电层分离的前提下，不考虑分离双电层对跨膜电位的影响。细胞去极化结束，表面所带负电为-e跨扩的累加+结束的(+n扩)。
正是因为心肌细胞在电活动过程中表面会产生负电，从而调动了相邻细胞的电响应。心肌细胞表面特殊的双电层结构和密集的吸附离子分布，决定了因离子内流产生的细胞自律行为的电传导，细胞表面要远快于细胞内，因此，我们认为正常生理状态下，心脏非自律性细胞的离子通道应该是通过外电场开启的，即借助相邻细胞的外电场→电活动→自身表面产生负电→影响相邻的细胞，这样一个电活动的传导过程。而心肌细胞的形态及表面综合负电荷组分的不同匹配组合，是生理上整个心脏传导模式的基础。
(三)本发明心肌细胞模型的特征
本发明的心肌细胞模型是通过常规方法分离出来的心肌细胞，悬浮于特定的介质环境体系中获得的。特定的悬浮介质体系，从心肌细胞结构功能特殊出发，选定条件宽泛、特殊的介质环境，不仅能变化离子强度、pH，还能变化K+强度影响跨膜电位(核心层组分)，直接干预心肌细胞表面带电量(不受等电点的影响)，心肌细胞悬浮于如此特定的介质体系中，其表面形成有别于普通胶体质点的变异双电层。变异双电层的吸附层和扩散层伴随特定的悬浮介质条件体系变化，表现出特殊异样的变化，形成多种多样的双电层形态。而变异双电层形态与离子通道的开启直接相关；核心层各组分间的组合比例决定在电活动中，心肌细胞表面产生带电的大小，即电活动在细胞间的传导速度。

Claims (10)

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227.1mM-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11.1mM，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。
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