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背景:慢性心力衰竭患者室性心律失常的发生具有明显的昼夜节律特征,而高交感活性是慢性心衰伴发室性心律失常的重要病理生理机制。心脏再同步化治疗是慢性心衰的标准治疗,它在改善心肌重构的同时,也重整了自主神经系统活性、降低了室性心律失常的发生。目前越来越多的研究发现生物钟基因的异常表达与离子通道的昼夜表达、室性心律失常的发生节律明显相关。自主神经系统的功能紊乱与外周生物钟系统失衡之间存在着某种必然的关联,但这种关联一直没有被很好地阐述。目的:探讨高交感活性状态下心脏外周生物钟基因的表达情况及其机制。方法:1.运用异丙肾上腺素(isoproterenol,Iso)持续泵注的方法制备小鼠心肌肥厚模型,每4hr收取心脏组织,采用实时定量PCR技术检测心脏生物钟基因及钙调节相关基因的节律表达,Western blot技术检测相关蛋白的表达。2.对心脏再同步化治疗患者术前、术后半年以及另一组超反应患者随访时完成动态心电图检查,同日分别于06:00、11:00、18:00和23:00共四个时间点采集外周静脉血,测定血浆皮质醇、儿茶酚胺浓度,检测全血和单个核细胞中生物钟基因的表达,分析生物钟基因的表达与患者心率变异性指标、心功能指标的相关性。3.在细胞水平上,采用Iso持续刺激H9c2细胞24hr,观察生物钟基因的诱导情况;对NIH3T3细胞进行Iso、β1受体阻滞剂(CGP-20712A)和p2受体阻滞剂(ICI 118551)持续刺激,应用荧光素酶报告基因技术检测生物钟基因的活性。结果:1.心肌肥厚小鼠心脏生物钟基因的表达发生了明显改变,BMAL1在07:00的表达峰值明显降低;PER1、PER2和CRY1在19:00的表达量明显高于对照组。钙调节基因ASPH的表达在23:00明显下降,而RYR2基因的表达在15:00-23:00均明显增高。Bmal1和Junctin(由ASPH编码)蛋白水平的变化与其基因表达情况一致。2.临床研究纳入两组人群:新植入者12例、另一组超反应者16例。新植入组中扩张性心肌病10例,缺血性心肌病2例,均为有反应患者。超反应组中均为扩张性心肌病。新植入组患者术前、术后半年以及超反应组患者血浆皮质醇的昼夜节律均存在。心脏再同步化治疗有反应或超反应患者的心率变异性明显改善,外周血生物钟基因PER1的表达出现明显的节律性,06:00表达最高,18:00表达低下。PER1基因表达的节律幅度与心率变异性指标HF(高频值)、左室射血分数的变化明显相关。3.Iso持续刺激H9c2细胞后,生物钟基因BMAL1、PER1和PER2的表达节律与血清休克诱导的节律不同,Iso作用后BMAL1的节律明显提前,PER1和PER2基因的表达峰值明显高于对照组。在NIH3T3细胞上,Iso (200μM)明显增强了BMAL1、PER1和CRY1的荧光素酶活性;ICI 118551 (100μM)明显抑制了三个基因的活性,而CGP-20712A (100μM)对基因的活性影响不大;与Iso组相比,预处理ICI118551组充分阻滞了Iso对三个基因的激动效应;与CGP-20712A单独阻滞相比,CGP-20712A阻滞加上Iso激活后BMAL1和PER1基因的活性明显增强。结论:1.β肾上腺素能受体的慢性激活改变了心脏外周生物钟基因和钙调节相关基因的表达。2.心脏再同步化治疗重塑了慢性心衰患者外周血生物钟基因的表达,PER1基因的节律性表达可能作为超反应患者心率变异性或左室功能改善的标志。3.异丙肾上腺素可能通过激活β2肾上腺素能受体重整了外周生物钟基因的表达。