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目的:在正常生理情况下,心肌细胞兴奋,细胞外钙离子通过L型钙通道(L-type calcium channels,LTCC)进入细胞后激活肌浆网(sarcoplasmic reticulum,SR)膜上的雷诺丁受体2(ryanodine receptor2,RyR2),使SR内钙离子大量释放,触发兴奋一收缩偶联。随着钙离子浓度升高,SR膜上钙泵激活,细胞基质中的大部分钙离子通过钙泵回收入SR。同时,细胞膜上的钠钙交换体将少部分钙离子转运到细胞外。如果上述过程出现异常会使细胞内钙稳态破坏,钙分布不平衡,细胞内钙离子浓度异常升高,即为细胞内钙超载。钙调蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin-dependent protein kinase,CaMKⅡ)是一种丝氨酸磷酸/苏氨酸蛋白激酶,存在四种亚型(α、β、γ、δ),广泛分布于人体组织中,其中δ亚型主要存在于心肌细胞,其可以磷酸化LTCC,RyR2,基质网钙离子受体2a抑制蛋白(SERCA2a-inhibitory protein phospholamban,PLN)与细胞内钙转运相关的诸多蛋白,从而调节细胞内钙离子浓度。若心肌细胞CaMKⅡ表达上调、活性增强,CaMKⅡ磷酸化多种钙转运蛋白,细胞内钙离子浓度异常,可引起心肌电重构,缩短动作电位时程和QT间期,并导致平台期稳定性受损,使心肌细胞发生后去极化,诱导心律失常。心房颤动(AtrialFibrillation,AF),简称房颤,是临床上最常见的快速性心律失常之一。目前研究表明,房颤病人心房肌细胞CaMKⅡ表达上调,且RyR2和PLN磷酸化增加。CaMKⅡ抑制剂可降低房颤患者心房肌增加的持续性电火花,显著减少房颤的发生。因此,认为CaMKⅡ可能是治疗房颤的靶点之一。丹参酮Ⅱ-A磺酸钠(DS-201)是丹参主要成分丹参酮的一种水溶性盐化物,目前已用于心血管疾病的临床治疗。有研究表明DS-201可以通过抑制LTCC使钙内流减少,但具体机制仍未阐明。本实验拟在新生大鼠心肌细胞快速起搏模型上探讨DS-201是否对CaMKⅡ产生影响,以及DS-201是否对犬房颤模型产生作用,从而为进一步探讨DS-201对房颤的治疗提供更多实验依据。 方法:(1)新生大鼠心房肌原代培养:选取新生SpragueDawley(SD)大鼠(1-3天)。无菌条件下,固定四肢,用镊子从剑突下方成V字剪开皮肤,于肋弓正中偏左开胸,从心底部夹取心脏,放入盛有PBS的P10培养皿中,将冲洗后的心脏移至新的培养皿中,在放大镜下找到左、右心耳,PBS清洗2次,收集至玻璃培养瓶中,加入胰蛋白酶,4度静置过夜,12-16h后终止胰蛋白酶的消化,用胶原酶进一步消化,收集心房肌细胞接种于P10培养皿,37℃、5% CO2差速贴壁1.5 h,收集细胞悬液均匀接种于6孔板,细胞个数约1×104/cm2,并加入Brdu(100∶1),37℃、5%CO2培养,每24 h换液一次。心肌细胞鉴定后,随机分为5组:对照组;快速起搏组:给予细胞大小为10V、频率10Hz、时长为24 h的电刺激;低浓度干预组:给予细胞电刺激的同时加入DS-201,药物终浓度为10μM;中浓度干预组:给予细胞电刺激的同时加入DS-201,药物终浓度为50μM;高浓度干预组:给予细胞电刺激的同时加入DS-201,药物终浓度为100μM。(2) Western blotting实验:利用试剂盒提取原代培养心房肌总蛋白,根据BCA蛋白浓度测定试剂盒指示,测定蛋白质浓度,通过SDS-PAGE电泳使不同分子量的蛋白分离,将蛋白转移至PVDF膜上,一抗孵育4℃过夜,二抗孵育1h后,加入显色剂后成像并分析处理所得图像。检测电刺激前后以及干预前后CaMKⅡ蛋白的表达和287号位苏氨酸(Thr287)磷酸化(PThr287-CaMKⅡ)蛋白水平。(3) RT-PCR实验:根据RNA提取试剂盒说明,提取大鼠原代培养心房肌细胞中的总RNA,检测浓度以及纯度;按照逆转录试剂盒,将mRNA逆转录为cDNA,采用SYBR GreenⅠ法实时荧光定量PCR检测快速起搏前后以及DS-201干预前后CaMKⅡ mRNA水平的差异。(4)犬房颤模型建立:房颤组为犬麻醉消毒铺巾后,记录心电图后心内起搏,以周长100 ms,2倍的阈值刺激电压为输出电压刺激心房,快速心房起搏5~30 min,房颤图形出现,持续6h,停止电刺激,记录犬1h内心电图改变。干预组为房颤模型成功建立后,DS-201静脉推注2.66mg/kg体重,持续记录心电图1h。 结果:(1)快速起搏对乳鼠CaMKⅡ的影响:快速起搏组与对照组相比总蛋白明显升高(P<0.01),磷酸化蛋白升高(P<0.01)。以对照组为参考,标准化后快速起搏组CaMKⅡ蛋白与PThr287-CaMKⅡ蛋白无统计学差异(P>0.05),电刺激组mRNA高于对照组(P<0.01)。(2) DS-201对CaMKⅡ的影响:与快速起搏组相比,低浓度干预组、中浓度干预组、高浓度干预组CaMKⅡ蛋白与基因表达量明显降低(P<0.01),中浓度干预组低于低浓度干预组(P<0.01),高浓度干预组低于中浓度干预组(P<0.01),高浓度干预组与对照组无差异(P>0.05)。与快速起搏组相比,低浓度干预组PThr287-CaMKⅡ蛋白降低(P<0.01),与对照组相比,低浓度干预组PThr287-CaMKⅡ蛋白降低(P<0.05)。(3) DS-201对犬房颤的影响:相对于犬房颤组,干预组颤持续时间缩短(P<0.01)和房颤发生次数较少(P<0.01)。 结论:(1)CaMKⅡ参与房颤的发生。(2)DS-201可以降低房颤的发生频率以及持续时间。(3)DS-201可能通过抑制CaMKⅡ基因、蛋白表达以及活性,对房颤起到治疗作用。