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目的:心房颤动(Atrial fibrillation,AF)简称房颤,是循环系统中最常见的房性心律失常。心房电重构(Atrial electrical remodeling,AER)既是房颤的触发因素,同时又参与房颤的持续及维持。电重构的基础是心肌细胞膜上各种离子通道功能的改变。2型小电导钙激活钾通道(type2 small conductance calcium activated potassiumchannel,SK2)是对细胞内钙敏感的一类钾离子通道,在心房肌组织中高表达。目前对于SK2和房颤关系的研究多限于慢性持续性房颤,对房颤发生和发展的早期阶段研究较少。本实验通过快速起搏家兔右心房制作快速心房起搏(rapid atrial pacing,RAP)模型,了解快速心房起搏不时间点对家兔的心率、房颤的发生率、房颤的持续时间及心肌组织SK2通道基因mRNA表达变化的,探讨快速心房起搏不同时相心房电生理变化及SK2通道与快速房颤早期电重构的密切关系。 方法:(一)建立家兔RAP模型选取健康成年家兔28只,经耳缘静脉注射戊巴比妥钠麻醉后,仰卧固定于手术台,先记录体表心电图(electrocardiography,ECG),颈部正中切口行气管插管,连接小型动物呼吸机,然后行开胸术,右心耳外膜缝合固定双极电极,另一电极缝合于胸壁,利用BL-420S生物机能实验系统,以起搏阈值的2倍为输出电压,波宽2 ms,频率800次/分,进行调搏刺激。按照刺激的时间不同分为5组,分别是:0h组,3h组,6h组,12h组,24 h组。每只刺激1h后停止刺激,记录体表ECG,统计每组的平均心率;统计每组AF的诱发次数、诱发率及持续时间。统计结束后,处死家兔,快速取出心脏,分离出左、右心房和左、右心室,然后将组织迅速转移至液氮中进行下一步实验(或迅速存放于-80℃低温冰箱冰冻保存备用)。(二)实时荧光定量PCR:用Trizol试剂盒提取心房肌及心室肌组织总RNA,紫外分光光度计测定RNA的OD260/OD280,分别计算各心房及心室总RNA的浓度与纯度,用1.5%琼脂糖凝胶电泳检测RNA分子的完整性。将提取的总RNA逆转录成cDNA,小部分cDNA扩增,得到SK2基因和Hprit基因的DNA片段。以Hprit为内参照基因,采用SYBR GreenⅠ法实时荧光定量PCR技术检测起搏不同时相家兔心房及心室SK2通道基因mRNA的变化。 结果:1、家兔心电图分析:28只家兔23只完成实验,起搏结束后0h组,3h组,6h组,12h组,24 h组的平均心率分别为:234.80±8.98、254.57±9.93、256.13±8.43、259.20±3.34、268.33±6.65(次/分),与0h组比较3h组心率无明显差异(n0h=5,n3h=5,P>0.05);6h组、12h组、12h组心率增加,(n0h=5,n6h=5,n12h=5,n24h=3,P<0.05),差异有统计学意义。实验中共有6只诱发出非持续性房颤,起搏6h组及24 h组各有1只家兔发生非持续性房颤,起搏12h组有4只发生非持续性房颤,0h组、3h组均未出现非持续性房颤。诱发出房颤的6h组、12h组及24 h组房颤平均持续时间及诱发率分别为:4.08±0.12 s、5.43±0.63s、6.69±0.58 s;5%、28%、33%。与6h组比较12h组和24 h组诱发的房颤平均持续时间增加,(n6h=1,n12h=4,n24h=1,P<0.05),差异有统计学意义。2、家兔心肌组织SK2通道mRNA水平的变化采用2-ΔΔCt法分析各组家兔心肌组织SK2通道mRNA水平的相对表达量(mRNA2-ΔΔCt),实时法荧光定量PCR结果显示:(1)实验组家兔总心房、总心室SK2基因相对表达量分别为:2.52±1.03、2.07±0.94,心房心室比较,差异有统计学意义(n=23,P<0.05),说明全实验组家兔心房中SK2基因表达高于心室。(2)家兔对照组(0h组)心房及心室SK2基因相对表达量分别为:1.22±0.27、0.96±0.17,差异有统计学意义(n=5,P<0.05),说明对照组家兔心房中SK2通道基因表达高于心室。(3)实验组家兔总右心房、总左心房分别为:2.52±1.03、1.5±0.50,右心房有高于左心房表达的趋势,差异无统计学意义(P>0.05)。(4)对照组(0h组)右心房、左心房SK2通道基因相对表达量分别为:1.03±0.34、1.31±0.28,右心房表达有低于左心房趋势,差异无统计学意义(P>0.05)。(5)实验组家兔总右心室、总左心室SK2通道基因相对表达量分别为:2.09±0.99、2.06±0.88,左、右心室比较无统计学差异(P>0.05)。(6)对照组(0h组)右心室、左心室组织SK2通道基因相对表达量分别为:0.96±0.12、1.05±0.42,左、右心室比较无统计学差异(P>0.05)。(7)右心房(RA) SK2通道基因相对表达量(mRNA2-ΔΔCt):0 h组、3h组、6h组、12h组、24 h组分别为:1.03±0.34、2.64±0.39、3.06±0.34、3.59±0.57、3.90±0.28,与对照(0 h)组比较3h组、6h组、12h组、24 h组表达上调,(P<0.01),差异有统计学意义。与3h组比较24h组表达上调,(P<0.01)差异有意义。(8)左心房(LA) SK2通道基因相对表达量:0h组、3h组、6h组、12h组、24 h组分别为:1.31±0.28、2.12±0.50、2.19±0.36、2.30±0.16、3.62±0.51,与0h组比较3h组无差异,6h组表达上调,(P<0.05),差异有统计学意义;12h组、24 h组表达上调,(P<0.01),差异有统计学意义。与6h组比较24h组表达上调,(P<0.05)差异有意义。(9)右心室(RV) SK2通道基因相对表达量:0h组、3h组、6h组、12h组、24 h组分别为:0.96±0.12、1.38±0.46、1.73±0.42、2.54±0.79、3.27±0.24,与0h组比较3h组无差异;6h组、12h组表达上调,(P<0.05),差异有统计学意义;24 h组表达上调,(P<0.01),差异有统计学意义。与3h组、6h组比较24h组表达上调为,(P<0.01)差异显著。(10)左心室(LV)SK2通道基因相对表达量:0h组、3h组、6h组、12h组、24 h组分别为:1.05±0.42、1.55±0.49、2.40±0.31、1.76±0.47、3.42±0.18,与0h组比较3h、6h、12h组有表达上调趋势,无统计学差异;其中24 h组与0h、6h比较上调,(P<0.05),差异有统计学意义。 结论:(1)快速起搏所致家兔心率、房颤持续时间及房颤诱发率随着起搏时间增加而增加。(2)家兔的心房中SK2通道基因mRNA显著高于心室的表达。(3)左、右心房SK2通道基因mRNA在快速起搏不同时相点表达上调是参与房颤电重构发生和发展的重要机制之一。(4)右心室SK2基因mRNA在起搏不同时间点SK2基因mRNA的表达发生上调,提示右心室SK2通道表达上调也可能参与房颤发生和维持。