In vitro culture of embryonic hearts from guppy fish (Poecilia reticulata)

Forty embryonic hearts were taken out by anatomical needle from denuded embryos of the ovoviviparity guppy fish that were dechorioned by mechanic method or by trypsin digestion, and were in vitro cultured. In the cultured hearts, 80% have maintained beating in vitro for 4 weeks, and the longest record for beating was 142 d. Owing to fish embryo transparency, beating frequency and blood color changes are easily viewed from the embryonic hearts under a dissecting microscope. The current study established the in vitro culture method of embryonic hearts in guppy fish, which can be used as a model for the study of heart and cardiovascular system in vertebrates.

大蹼铃蟾皮肤分泌物中βγ-CAT对血液和心血管系统作用及机制研究

非晶状体βγ-晶状体蛋白(non-lens βγ-crystallin, α-亚基)和三叶因子(trefoil factor, β-亚基) 复合物（non-lens βγ-crystallin and trefoil factor complex, 缩写为βγ-CAT）是从大蹼铃蟾皮肤中分离、纯化的一种新型蛋白, 具有促进细胞迁移、伤口愈合功能，同时还可通过核定位、调节转录因子和炎症相关蛋白诱导细胞脱落、凋亡。βγ-CAT对心血管和血液系统的作用和机制还不清楚。本研究的目的在于深入研究这些问题，为人类重大疾病的研究提供新思路。 首先，我们利用各种整体动物模型，研究了βγ-CAT对心血管系统和血液系统的影响。结果发现βγ-CAT可对白细胞、红细胞、血小板、肝细胞、肾细胞和心血管系统产生毒理作用。βγ-CAT可导致白细胞计数、红细胞计数和血小板计数减少、低血压、心律失常、心肌细胞轻度水肿、部分肺泡淤血、炎症细胞浸润肺泡壁、肝细胞水样变性、肾小管水肿、肾小球淤血和脾脏淤血、高钾血症、血糖升高、转氨酶和乳酸脱氢酶升高。我们推测βγ-CAT造成实验动物死亡的主要原因是心功能衰竭、高钾血症和白细胞毒素效应。 其次，为研究βγ-CAT对血管的效应，我们用兔胸主动脉进行了一系列的实验。结果表明，βγ-CAT可引起兔胸主动脉环剂量依赖性收缩，半数有效浓度为（EC50）10 nM; α-肾上腺素能受体阻断剂（酚妥拉明）和5-羟色胺受体阻断剂（S006）不能抑制βγ-CAT的血管收缩效应。因此，我们认为，整体实验观察到的低血压不是由于血管舒张造成的，而是由于βγ-CAT对心肌了产生了抑制效应，并且，βγ-CAT产生的血管收缩效应是通过新的途径引起的。 最后，我们把βγ-CAT导致兔死亡的原因归结为心血管系统衰竭，因为，一方面βγ-CAT抑制心肌使每搏量减少，另一方面它可收缩动脉使心脏的后负荷增加，从而导致重要器官、组织灌注不良而死亡。但导致心功能衰竭的机制还不清楚，于是，我们进行了离体心脏灌流、内皮细胞培养、细胞因子测定、免疫组化、凋亡实验，试图阐明导致动物心力衰竭的机制。首先，我们在离体心脏灌流装置上以恒压和恒流的灌流模式来研究βγ-CAT的心肌变力效应。接下来，我们用高钾去除冠脉血管内皮细胞，以评估内皮细胞在βγ-CAT对心肌的直接效应。最后，我们用βγ-CAT刺激培养的心内皮细胞和主动脉内皮细胞，之后检测细胞因子的释放；并用免疫组化的方法定位冠脉内皮和心肌细胞细胞因子的释放和对这些细胞的凋亡效应。实验一的结果表明，βγ-CAT导致心力衰竭的部分原因是由于βγ-CAT引起的冠脉血管收缩造成；实验二的结果表明，βγ-CAT引起的心力衰竭是内皮依赖的。实验三检测到心内皮、主动脉内皮和冠脉内皮释放TNF-α（TNF-α），高浓度的βγ-CAT还可诱导冠脉内皮凋亡，但不引起心肌细胞凋亡。综上所述，我们认为，冠脉内皮在βγ-CAT引起的心力衰竭中具有较大的贡献，通过冠脉内皮释放细胞因子（如TNF-α）作用于心肌细胞，从而导致收缩能力降低，引起心力衰竭。