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目的:1.探讨Rgs5缺失对心房肌电生理特性以及房性快速型心律失常发生的影响。2.探讨Rgs5缺失对乙酰胆碱诱导的房性心律失常发生的影响及其机制。3.探讨Rgs5缺失对心室肌复极相K+离子通道的影响及其机制。4.探讨Rgs5缺失对心室复极异质性的影响以及其导致室性快速型心律失常发生的机制。方法:实验动物包括C57BL/6品系的野生型(WT)小鼠,Rgs5基因敲除(Rgs5-1-)小鼠(C57BL/6小鼠背景)。均由武汉大学动物模式中心提供。所有动物饲养在温度、湿度恒定且昼夜交替(12小时)的房间。1.观察敲除Rgs5后对心房肌电生理特性及房性心律失常发生的影响。记录Rgs5-1-和WT组小鼠清醒状态下24小时动态ECG,分析P波宽度及PR间期;在Langendorff-离体状态下记录心房单相动作电位(MAP)和有效不应期(ERP)并利用程控刺激和Burst刺激诱发房性心律失常,同时计算诱发率和持续时间;利用组织电压钳记录离体心房组织跨膜动作电位(TAP),分析比较AP复极90%的宽度(APD90);分离小鼠心房肌细胞,检测复极相K+电流包括:Ito、Ikur以及IKl的密度及通道动力学性质;心脏超声测量两组小鼠心腔大小及心功能改变;PSR染色及Real-time PCR对比两组心房间质纤维化程度。2.观察敲除Rgs5后对乙酰胆碱(Ach)诱导的房性心律失常的影响。记录Rgs5-/-和WT组小鼠清醒状态下24小时动态ECG,比较腹腔注射卡巴胆碱(0.1mg/kg)后两组心率的变化;Langendorff-离体状态下检测两组1μM Ach灌注前后窦房结及房室结功能;记录心房单相动作电位(MAP)和有效不应期(ERP),比较Ach灌注前后两组心房ERP的变化;利用程控刺激和Burst刺激诱导房性心律失常的诱发,并比较两组于Ach灌注前后的心律失常诱发率;利用快速傅里叶转换(FFT)分别分析两组基线状态下以及Ach灌注后房性快速型心律失常发生的主导频率(DF);分离小鼠心房肌细胞,检测乙酰胆碱敏感性K+电流的密度;利用Real-time PCR检测Kir3.1和Kir3.4mRNA表达水平。3.观察敲除Rgs5后对心室肌K+电流的影响。记录Rgs5-1-和WT组小鼠清醒状态下24小时动态ECG,分析QRS宽度、QT间期以及QTc间期;离体状态下检测两组左室内膜、外膜以及右室心肌MAP和TAP,并比较10%-90%复极时程;离小鼠左室内膜、外膜以及右室心肌肌细胞,检测复极相K+电流包括:Ito、Ikur、Iss以及IKl的密度及通道动力学性质;分别利用Real-time PCR和Western blot技术检测Kvl.5、Kv2.1、Kv4.2、Kv4.3以及Kir2.1通道蛋白及mRNA表达水平。4.观察敲除Rgs5后对小鼠心室复极异质性的影响。记录Rgs5-/-和WT组小鼠清醒状态下24小时动态ECG,分析QT变异性和心率变异性;Langendorff-离体状态下检测两组心室肌外膜10个不同部位以及左室内外膜MAP,并分析外膜表面复极离散度和跨壁离散度;利用程控刺激和Burst刺激诱发室性心律失常,比较诱发率以及诱发窗口(WOV);利用程控刺激构建心脏不同位点APD整复性曲线,并计算最大斜率及其离散度;心脏超声测量两组小鼠心腔大小及心功能改变;PSR染色及Real-time PCR对比两组心室间质纤维化程度。结果:1.较之于WT组,Rgs5-1-组P波增宽并且心房肌MAP和ERP显著延长(P<0.05);同时,TAP记录发现Rgs5-/-APD90显著长于WT组并且在低起搏频率(1Hz和2Hz)下于Rgs5-1-组可观察到早期后除极(EAD)现象发生;房性心律失常诱发率于Rgs5-/-显著增高且持续时间延长;Rgs5-1-组Ito和IKur电流密度较WT组均发生显著衰减(P<0.05);两组间心腔结构、功能以及纤维化并无显著差异(P>0.05)。2.经腹腔注射卡巴胆碱后Rgs5-1-组小鼠出现心率减慢,RR间期较WT组显著延长(P<0.05),并且在Ach作用下其窦房结恢复时间显著大于WT组(P<0.01);在Ach作用下测得Rgs5-1-和WT组心房ERP均较基线状态下发生明显缩短(P<0.05),并且其缩短程度于Rgs5-/-组更为明显;经Ach灌注后Rgs5-1-组诱发率及持续时间均明显高(长)于WT组,并且Ach显著升高了两组的心律失常主导频率,但Rgs5-/-组在程控刺激和Burst刺激下均表现出较WT组更高的主导频率(P<0.05);记录心房肌细胞Ach敏感性K+电流(IKAch)发现该电流于Rgs5-1-组发生明显增强,其电流密度显著大于WT组(P<0.05)。3.Rgs5-1-组ECG较WT组改变明显,表现为QRS波增宽、J波低平以及QT和QTc间期延长;在125ms固定起搏下Rgs5-1-组心室MAP复极10%-90%(APD10-APD9o)时间和ERP均发生显著延长(P<0.01),并且TAP记录发现Rgs5-/-APD90显著长于WT组并且在低起搏频率(5Hz和2.5Hz)下于Rgs5-1-组可观察到早期后除极(EAD)现象发生;Rgs5-1-组心室肌细胞(左室内膜、外膜及右室)K+电流:Ipeak、Ito、IKur以及Iss相较于WT组发生显著衰减(P<0.01),并且其蛋白和mRNA表达水平也于Rgs5-1-组发生下调。4.Rgs5-1-和WT组小鼠24小时平均心率以及SDNN于两组间无显著差异(P>0.05),而Rgs5-/-QTV以及QTVI显著大于WT组;相关性分析发现24小时QTV与SDNN于Rgs5-/-组无明显相关性(r=0.01,P>0.05),而两变量于WT组相关性显著(r=0.62,P<0.01);心室外膜各位点APD和ERP均于Rgs5-1-组呈现稳定延长,并且各位点间APD和ERP离散度以及跨壁离散度(TDR)也较WT组显著增大(P<0.01);Rgs5-/-组APD整复性曲线斜率于心室外膜各位点较WT组出现明显增大(P<0.01),并且各位点之间最大斜率(Smax)离散度也于Rgs5-1-组显著升高(P<0.01);室性心律失常诱发率于Rgs5-1-显著增高且持续时间延长。结论:1.Rgs5基因缺失可通过衰减的钾电流使心房复极相延长,从而为房性快速型心律失常发生提供潜在条件。2.Rgs5的缺失可通过增大IK,Ach电流促进乙酰胆碱介导的房性快速型心律失常的发生。3.Rgs5的缺失可导致复极相K+电流发生衰减和通道蛋白的下调,从而延长心脏复极相。4.Rgs5的缺失可通过增加心脏复极的时空离散度促进室性快速型心律失常的发生,并且该现象并不依赖于心脏结构的改变。