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目的:心肌细胞是终末分化细胞,受损后不能再生。胚胎干细胞源的心肌细胞(embryonic stem cells-derived cardiomyocytes, ESC-CMs)是修复受损心肌最有前景的细胞源之一,具有合适的结构和功能是移植后ESC-CMs与宿主细胞发生功能整合的前提。然而,ESC-CMs却表现出不成熟的结构和肌浆网功能特征,这会影响其对心功能的修复效果。本研究的目的主要是探讨中药单体葛根素对小鼠ESC-CMs(murine ESC-CMs,mESC-CMs)超微结构发育和钙操纵功能发育的影响。 方法:将D3系小鼠胚胎干细胞(murine embryonic stem cells, mESCs)作为研究心肌细胞发育的离体模型。采用经典的悬滴-悬浮-贴壁三步法诱导mESCs向心肌细胞分化,并在分化过程中持续使用葛根素(puerarin,100μmol/L)处理。分别收集分化第10、16、20天的跳动胚体进行后续实验。应用扫描电镜观察mESC-CMs的超微结构;共聚焦钙成像记录细胞内钙瞬变;全细胞膜片钳记录L型钙电流;RT-PCR和 real-time PCR测定钙操纵相关蛋白的mRNA和microRNAs的表达情况。 结果:(1)葛根素促进 mESC-CMs肌原纤维的发育;(2)葛根素增加mESC-CMs自发性内钙瞬变的幅度,加快钙离子回收速率;(3)葛根素显著增加mESC-CMs肌浆网内钙的储存;(4)葛根素显著上调钙操纵核心蛋白肌浆网钙泵2a、贮钙素和三联素的基因表达;(5)葛根素明显上调与心肌发育相关的miR-1和miR-499的表达。 结论:葛根素能促进mESC-CMs超微结构和肌浆网钙操纵功能的发育成熟。