心血管研究，这些心肌细胞体外模型供你选择

<细胞选择>

H9c2，大鼠 DB1X 心肌成肌细胞系，又名H9c2 (2-1)。H9c2 (2-1)是由B.Kimes和B.Brandt从胚胎BD1X大鼠心脏组织中获得的原始克隆细胞系的亚克隆，很容易繁殖、运输，具有骨骼肌的许多特性，其肌激酶、肌酸磷酸激酶和肌球蛋白表达阳性。如果培养基中的血清浓度下降到1%，H9C2(2-1)细胞融合会发生得很快，该细胞系是检测细胞发育的有效模型系统。但H9C2细胞不会搏动，H9C2心肌细胞来源于胚胎期心脏，线粒体含量低，脂肪酸氧化能力低^[3-4]。

HL-1，即小鼠心房肌细胞系，是1997年从Jackson实验室的一只成年雌性近交系C57BLy6J小鼠中切除的皮下肿瘤中建立的，HL-1能够连续传代和自发收缩，同时保持分化的特异性心肌表型，包括形态学、生物化学和电生理特性。但缺点是HL-1细胞在某种程度上代表了胚胎和成年心肌细胞之间的杂交，而不是心肌细胞成熟的中间阶^[7]。

图片来源：http://www.keycell.cn/index.php?c=show&id=137

AC16属于增殖细胞系，来源于成人心室组织的原代细胞与SV40转化的尿苷营养缺陷型人成纤维细胞的融合，不含线粒体DNA。所得细胞稳定，已传代超过120代，并且根据培养条件，可以从增殖状态切换到分化状态。具有心脏产生收缩性和心脏特异性蛋白质的转录组，但缺乏一些收缩性组件，如肌节和T小管，并且不具备自发性搏动^[5-6]。

图片来源：https://www.merckmillipore.com/CN/zh/product/AC16-Human-Cardiomyocyte-Cell-Line,MM_NF-SCC109

RL-14，即人胎心室心肌细胞系，是一种胎心组织来源的非增殖原代培养物中建立起来的市售细胞系，已用于药物代谢、共培养、心脏肥大研究，但缺乏自发性搏动这一特征，可作为研究新陈代谢的永生化人类细胞系^[8]。

图片来源：Y. Montoya, I. C. Ortiz, L. M. Hoyos and J. Bustamante, "Intervention in an in-vitro model of human cardiomyocytes with aluminum, titanium and silver doped multi-walled carbon nanotubes: Cell viability analysis," 2016 Global Medical Engineering Physics Exchanges/Pan American Health Care Exchanges (GMEPE/PAHCE), Madrid, Spain, 2016, pp. 1-4

人类胚胎干细胞（hESCs）同hiPSCs一样，有可能分化成各种细胞类型，包括心肌细胞。分化后自发性收缩，可用于研究胰岛素耐受、模拟心脏疾病以及研究参与心脏发育和功能的细胞过程，但缺点是不具备成熟心肌细胞的代谢表型（除非在培养基中诱导12-15周），没有成熟人类心肌细胞对疾病或应激条件反应，且具有细胞异质性^[1-2]。

图片来源：https://www.4dcell.com/cell-culture-application-notes/mimic-the-cardiac-muscle-contraction-using-micropatterns/

该细胞是正常人和心血管病人的iPS细胞通过高效心肌定向分化技术生产出的即用型高纯度“人源性”心肌细胞，保留患者特定基因、自发性搏动、对电刺激有反应，广泛用于药物发现和再生治疗研究。但无法完全概括心脏的复合物体内环境，无法准确反映心脏中发现的心肌细胞亚型的多样性^[1]，诱导分化30天的hiPSC-CMs相当于人胚胎孕6-8周心肌细胞的成熟度^[12]。根据培养条件和持续时间，可能具有一系列代谢表型，而且将iPSC分化为心肌细胞的过程涉及多个步骤，需要数周时间^[1-2]。

图片来源：Khan, Mahmood et al. “Evaluation of Changes in Morphology and Function of Human Induced Pluripotent Stem Cell Derived Cardiomyocytes (HiPSC-CMs) Cultured on an Aligned-Nanofiber Cardiac Patch.” PloS one vol. 10,5 e0126338. 19 May. 2015.

该细胞通常取自于新生小鼠/大鼠的心肌组织，优势在于培养2-3天内， 具备自发性搏动，对电刺激有反应，比成人心肌细胞更容易获取，但不能增殖，并且线粒体功能不成熟，具有较低的脂肪酸氧化能力。该细胞已被广泛用于研究心肌细胞的发育、分化和疾病^[1]。

图片来源：Ravi, Venkatraman et al. “Isolation and Culture of Neonatal Murine Primary Cardiomyocytes.” Current protocols vol. 1,7 (2021): e196.

该细胞通常取自于小鼠/大鼠的心室或心房心肌，与新生啮齿动物心肌细胞相比，更类似于成人心肌细胞，同样对电刺激有反应，有助于研究某些代谢过程，通常不具备自发性搏动，缺少收缩引起的ATP代谢，并且杆状细胞培养存活率低 。相比于新生啮齿动物心肌细胞不容易分离^[2]。

图片来源：

①https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022282822001055

②Judd, Justin et al. “Isolation, Culture and Transduction of Adult Mouse Cardiomyocytes.” Journal of visualized experiments : JoVE ,114 54012. 28 Aug. 2016.

小儿原代心肌细胞来源于0~9岁小儿心肌组织，具有常见先心病病理特征的原代心肌细胞，缺点是人类小儿原代心肌细胞模型异常珍贵，分离培养难度极大，到目前为止，并没有文献报道成功分离小儿原代心肌细胞。

成人原代心肌细胞，从人类成年心脏组织中分离出来，它们是高度专业化的高氧含量细胞，容纳大量线粒体。成人原代心肌细胞提供了一个完全成熟的系统，保留患者保留了单个供体的心肌细胞的表观遗传、结构和功能特性，具有心脏细胞天然生理成分，可以很好的避免用人工工程细胞进行研究的潜在缺陷，被认为是理想的心脏毒性评估细胞模型^[9]。

在临床相关心脏毒性方面检测方面，由于其巨大的体积和独特的线粒体排列，成人原代心肌细胞是以高通量方式鉴定线粒体心脏毒性的可靠细胞^[13]，为测量收缩力、细胞钙动力学、膜电位波动和线粒体功能提供了更敏感的细胞模型^[10-11]。作为终末分化的细胞模型，其缺点与成年啮齿类动物心肌细胞类似，在体外培养无法增殖，培养时间有限。