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背景G蛋白信号转导途径在影响心脏自主节律性电活动和心律失常的发生、发展中发挥着至关重要的作用。G蛋白调节因子-5 (regulators of G-protein signaling 5, RGS5)是G蛋白重要负性调节因子。已有研究发现RGS5对于调节血压和血管再生具有相当重要的作用：RGS5基因敲除后可通过作用于一氧化氮(NO)信号途径,导致收缩压和舒张压的降低；RGS5还负向调节血管外膜细胞的成熟,RGS5基因缺失可促进血管外膜细胞成熟、血管正常化,从而减少缺氧和血管渗漏。RGS5发挥功能主要是因为其与G蛋白中的Gaq和Gαi,影响血管紧张素受体Ⅱ、α肾上腺素能受体、内皮素受体(ET-1)和毒草碱受体M2的下游的信号转导过程,从而对其信号向下传递发挥其抑制作用。因此,我们推测RGS5能够参与对心脏电生理的调控作用。我们的研究就是应用RGS5基因敲除小鼠,研究其对小鼠心脏自主节律的调控作用和心肌梗死后RGS5对心脏电生理改变的影响及其机制,期待寻找调控多个下游电学基质的上游靶点可能达到一箭多雕的治疗效果,为目前寻找有效治疗心律失常方法提供新思路。第一部分：G蛋白调节因子-5对小鼠心率及心率变异性影响目的 应用RGS5基因敲除小鼠探讨RGS5对小鼠心率和心率变异性的影响。方法 选择8～12周体重在25-28g的C57BL/6品系雄性野生型小鼠(WT组)和以C57BL/6为背景的RGS5基因敲除(RGS5-/-组)小鼠为实验对象,进行观察和研究。将小鼠腹腔麻醉将植入子(TA-F20)放入腹部皮下囊袋,按标准Ⅱ导联将植入子电极固定于小鼠胸壁肌肉。所有小鼠在恒温(22-24℃)、恒湿(55±5%)、12小时明暗交替的环境中饲养。采用Dataquest A.R.T 4.2系统程序进行信号采集。应用LabChart分析系统分析小鼠的心率及心率变异性各项指标,观察其自发心律失常发生情况。结果 1.连续的心电图记录结果指出RGS5-/-小鼠的心率比野生型小鼠快,但其差异不具有统计学意义。野生型小鼠和RGS5-/-小鼠均出现夜间心率较高。RGS5-/-小鼠和野生型小鼠心率的峰值均出现在夜间11：00到临晨2：00。观察记录的全程中两组小鼠均未发现严重持续性心律失常。2.时域分析结果表明,RGS5-/-小鼠与野生型小鼠全程平均RR间期无明显差异。与野生型小鼠相比,RGS5-/-小鼠SDNN较高,RGS5-/-小鼠RMSSD显著降低,而反应副交感神经活性的pNN6明显升高。3.频域分析结果显示RGS5-/-小鼠低频功率明显降低。RGS5-/-小鼠nHF明显高于野生型小鼠,该指标主要反应了副交感神经的活性；而受交感和副交感神经影响的nLF则低于野生型小鼠。与野生型小鼠相比较,RGS5-/-小鼠的LF/HF明显降低。结论 RGS5基因敲除小鼠反应副交感神经活性的p NN6和nHF均明显增高,即其副交感神经活性明显增高,LF/HF比值下降显示了RGS5缺失小鼠的心脏交感副交感神经功能紊乱。第二部分：G蛋白调节因子-5基因敲除对小鼠心肌梗死后心脏电生理的影响及其机制目的 心肌梗死(myocardial infarction, MI)能激活神经体液调节机制,引起心脏结构和功能的改变。本研究主要探讨RGS5基因敲除小鼠心肌梗死后心脏电生理改变以及心律失常发生情况。方法 选择8-12周龄、体重为25-28g的C57BL/6品系雄性野生型小鼠(WT组)和以C57BL/6为背景的RGS5基因敲除小鼠(RGS5-/-组)为实验对象。具体实验分组如下： 对照组包括野生型C57BL/6小鼠(WT组),RGS5基因敲除小鼠(RGS5-/-组)；心肌梗死组野生型C57BL/6小鼠(WT心肌梗死组),心肌梗死组RGS5基因敲除小鼠(RGS5-/-心肌梗死组)。1.运用DSI在体遥测心电记录系统记录小鼠长时期的心脏电活动情况,分析得到ECG各项指标的改变情况,并且观察心肌梗死后小鼠自发室性心律失常的种类及其持续的时间。2.离体灌流心脏电生理研究：运用Langendorff离体心脏灌流系统、单相动作电位记录技术和程控刺激技术,记录小鼠离体心脏的左心室部游离壁的单相动作电位时程(MAPD)、心室有效不应期(VERP)、分别用程控刺激和Burst刺激诱发的室性快速型心律失常。结果应用RGS5基因敲除小鼠建立心肌梗死模型,从在体和离体水平探讨RGS5对小鼠心脏电生理的影响及其在心肌梗死模型下心脏电生理的改变和心律失常发生：1.超声和血流动力学检查结果表明,RGS5基因敲除对小鼠心脏结果和功能均无明显影响。RGS5-/-组的小鼠心电图QT间期明显延长,但心率无明显改变,RGS5-/-组小鼠心脏的单相动作电位时程均有显著的延长,VERP无明显差异。RGS5-/-组小鼠的快速型室性心律失常诱发率明显增高,但小鼠在体自发心律失常事件发生无明显增加。2.小鼠心肌梗死4周后,心功能明显降低,但两组4周后存活率无明显差异。与WT心肌梗死组相比,RGS5-/-心肌梗死组APD90显著延长,有效不应期无明显改变。但RGS5-/-心肌梗死组快速型室性心律失常发生率降低。程控刺激(PES)以及Burst刺激下,WT心肌梗死组室性快速心律失常诱发持续时间更长。结论RGS5缺失小鼠心电图QT间期显著延长、动作电位延长,心室复极明显延长,从而增加了快速型室性心律失常不但发生的频率增多且持续的时间也有明显的延长。RGS5缺失在一定程度上抑制了心肌梗死后离体心脏室性心律失常的发生。