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目的:遗传性短QT综合征（Short QT syndrome,SQTS）是一种罕见的遗传性心脏疾病,其特征是心电图QT间期缩短,可能会导致心源性猝死。SQTS的患病率为0.02%～0.1%,以男性为主,患者大多数心脏事件（＞80%）发生在安静或睡眠状态。目前已发现6种SQTS亚型,其中SQTS1、SQTS2和SQTS3与钾通道功能增强有关,而SQTS4-6则与钙通道功能丧失有关。到目前为止,除了奎尼丁之外,没有任何药物被证明对SQTS1型（Short QT syndrome type 1,SQTS1）患者有临床治疗效果,常用的治疗手段是对有SCD家族史且QT间期较短的患者植入ICD（Implantable cardioverter defibrillator,ICD）。由于奎尼丁有较大的副作用,在多个国家限制性或禁止使用,而ICD也并不适用于所有的SQT1患者,因而寻找新的有效的治疗药物具有重要的意义。Vernakalant是一种新型抗心律失常药物,可混合性阻断钠通道和钾通道,目前主要用于治疗心房颤动。已有研究报道vernakalant可以延长获得性SQT兔的APD和QT间期,但其对遗传性SQTS患者的作用还未见报道。人诱导多潜能干细胞分化的心肌细胞（human induced pluripotent stem cells differentiated cardiomyocytes,hi PSC-CMs）来源于人类,且表达心肌细胞所有的离子通道类型并能在体外大量获取,目前已应用在心脏疾病模型构建、药物发现与验证、药物疗效及安全性测试、生物治疗等多个方面,是理想的研究心脏疾病的细胞模型。在前期研究中,本实验小组已成功构建了1型短QT综合征患者的hi PSC-CMs模型,并开展了分子和电生理特性研究,证实这一模型可复制1型短QT综合征的病理特性,可用于后续的病理机制和药物疗效研究。本研究将利用SQTS1型患者的诱导多能干细胞分化的心肌细胞（hi PSC-CMs）,探索vernakalant对SQTS1型患者的潜在治疗效果。方法:（1）获得SQTS1型患者来源的hi PSCs（SQTS1-hi PSC-CMs）,以及正常人来源的hi PSCs。（2）采用免疫荧光技术对hi PSCs干性进行鉴定与检测,检测特异性干细胞标志物的表达情况。（3）将hi PSCs定向诱导分化为心肌细胞,以出现搏动团块为标志认为分化成功。（4）采用免疫荧光技术对hi PSCs定向诱导分化的心肌细胞进行鉴定与检测,检测心肌细胞特异性标志物的表达情况。（5）使用膜片钳技术记录不同浓度的vernakalant对动作电位参数的影响,以确定后续实验所需最适浓度。（6）利用钙瞬变记术,分析vernakalant对心律失常发生率的影响。（7）利用膜片钳技术分析vernakalant对SQTS1-hi PSC-CMs参与动作电位的主要离子通道电流的影响。（8）作为SQTS1的正常对照,利用膜片钳技术分析vernakalant对正常人来源的hi PSC-CMs的动作电位以及离子通道电流的作用。结果:（1）人诱导多潜能干细胞（hi PSCs）鉴定:免疫荧光结果显示hi PSCs表达特异性干细胞标记物TRA-1-60、SSEA4、OCT4和NANOG,提示其具有多向分化潜能;（2）hi PSC-CMs在分化第8-10天出现搏动细胞团块,免疫荧光结果显示分化得到的心肌细胞表达心肌骨架蛋白α-actinin以及心肌特异肌钙蛋白c Tn T,提示分化获得的细胞为心肌细胞;（3）分别加入3μM、10μM和30μM的vernakalant,在10μM和30μM的浓度下vernakalant显著延长了SQTS1-hi PSC-CMs的动作电位时程（Action potential duration,APD）,包括APD50和APD90,并可抑制最大上升速率,和前期报道的对钠通道的阻断作用一致,结果具有浓度依赖性,选取10μM用于后续实验;（4）在10μM和30μM两个浓度,vernakalant在0.5 Hz、1 Hz和3 Hz三个频率都延长了APD,没有明显的频率依赖性;（5）钙瞬变结果显示,在自主搏动的SQTS1-hi PSC-CMs中,vernakalant减少了由卡巴可和肾上腺素共同作用诱发的心律失常的发生率;（6）Vernakalant未能抑制HERG通道电流,但减少了外向的小电导钙激活钾通道电流(ISK);（7）Vernakalant增强了Na/Ca交换体电流(INCX)和晚钠电流(late INa),与它的APD延长作用一致;（8）Vernakalant可延长正常人来源的hi PSC-CMs的APD50和APD90,并可抑制最大上升速率;（9）Vernakalant可增强正常人来源的hi PSC-CMs的晚钠电流(late INa)以及Na/Ca交换体电流(INCX),抑制快速激活延迟整流钾通道电流(IKr)、瞬时外向钾电流(Ito)、L型钙电流(ICa-L)以及小电导钙激活钾通道电流(ISK)。结论:（1）SQTS1患者和健康人来源的hi PSCs表达干细胞特异性标志物,诱导分化的心肌细胞表达心肌细胞特异性标志物,可用于后续研究。（2）Vernakalant延长了SQTS1-hi PSC-CMs的APD,降低了由卡巴可加肾上腺素共同作用诱发的心律失常的发生率。（3）Vernakalant延长SQTS1-hi PSC-CMs的APD是通过增强INCX和late INa,降低ISK实现的。（4）作为对照,在正常人来源的hi PSC-CMs,vernakalant也可延长APD,增强late INa和INCX,减小IKr、Ito、ICa-L以及Isk。Vernakalant对SQTS1患者有一定的疗效,有可能成为治疗SQTS1的候选药物。