楊海燕,佘 強,張玉方
(1.重慶市第三人民醫(yī)院老年心血管科,重慶400014;2.重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院心血管內(nèi)科,重慶400016;3.重慶市江北區(qū)第一人民醫(yī)院藥劑科,重慶400020)
急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)后心肌細胞膜離子通道的異?;顒?,形成電重構(gòu),可能是導致AMI后出現(xiàn)心律失常的原因。抗心律失常藥物的應(yīng)用減少了心律失常的發(fā)生,但同時又有致心律失常的潛在風險,這就需要新的更安全的抗心律失常藥物。他汀類藥物目前研究較多,它具有抗心律失常作用[1],尚未見報道其有致心律失常的作用,但其抗心律失常的機制尚不明確。瞬時外向鉀電流(transient outward potassium current,Ito)在心肌動作電位的快速復極I期中起重要作用,目前認為大鼠Ito主要由Kv1.4、Kv4.2及Kv4.3編碼;研究發(fā)現(xiàn),在大鼠AMI后,心室肌細胞Ito電流密度下降[2],但尚無各時間點對比的報道。本研究觀察大鼠AMI模型不同時間點Ito各基因表達的變化,及普伐他汀對AMI后Ito表達的影響,為AMI后心律失常的藥物治療提供新的研究方向。
1.1.1 大鼠AMI模型的建立:SPF級雄性SD大鼠,體質(zhì)量200~250 g,由重慶醫(yī)科大學動物實驗中心[SCXK(渝)2007-0001]提供,采用常規(guī)方法建立大鼠AMI模型[3],假手術(shù)大鼠為前降支只穿線不打結(jié)。取成功手術(shù)大鼠20只,隨機分為4組,每組5只。其中4組分別為手術(shù)后24 h組、手術(shù)后1周組、手術(shù)后4周組、手術(shù)后4周加普伐他汀治療組(20 mg/kg每天灌胃1次,藥物購自上海三共制藥有限公司)及假手術(shù)組。后者15只,在前述3個時間點取心臟標本,每組5只。除普伐他汀組外其余各組均以等量0.9%氯化鈉注射液灌胃。
1.1.2 采集心臟標本:在10%水合氯醛(0.3 mL/100 g)麻醉下迅速處死大鼠,取右室游離壁,在0.9%氯化鈉及0.1%DEPC水中清洗,置于液氮中保存。
1.2.1 引物設(shè)計:使用Primer Premier 5.0軟件設(shè)計特異性引物。kv1.4上游引物5'-GAATGACACCT CGGCACCC-3',下游引物 5'-AAACTCAAAGGAAAA CCACACG-3',長度106 bp;kv4.2上游引物5'-CTT CTGCTTGGATACCGCC-3',下游引物5'-AGCCCAAT GTAATAGGGTAGGAT-3',長度144 bp;Kv4.3 上游引物 5'-TGCCTGGGAGCAAGGAACT-3',下游引物5'-CACTGCGGATGAAGCGGTA-3', 長 度 144 bp。β-actin上游引物 5'-CCCATCTATGAGGGTTACGC-3',下游引物 5'-TTTAATGTCACGCACGATTTC-3',長度150 bp。
1.2.2 Kv1.4、Kv4.2及Kv4.3 mRNA相對表達量的檢測:取右室心肌組織50~100 mg,采用Trizol試劑提取總RNA,取5 μL RNA模板行反轉(zhuǎn)錄成cDNA(反應(yīng)條件:25℃ 10 min,40℃ 60 min,70℃ 10 min)。擴增目的基因和管家基因(反應(yīng)參數(shù):93℃ 2 min,93 ℃ 5 s,60 ℃ 20 s,72 ℃ 20 s,40 cycles),其產(chǎn)物進行梯度稀釋用于標準曲線繪制,按照ShineSYBR Real time qPCR Mastermix試劑盒(上海閃晶生物公司)說明書進行熒光定量擴增目的基因和管家基因,擴增條件為94 ℃ 4 min,94 ℃ 15 s,60 ℃ 25 s,72 ℃ 25 s,40個循環(huán)。根據(jù)Ct值讀出起始模板量后計算出目的基因的相對拷貝數(shù)。
取右室心肌組織約100 mg,按100 mg/mL加入RIPA全蛋白提取液(上海申能博彩公司),加入10 μL PMSF,冰上勻漿30 min,4 ℃ 12 000 r/min離心30 min,取上清液20 μL BCA測定蛋白濃度。其余上清液加入等量2×上樣緩沖液,于70℃加熱10 min,以10%SDS-PAGE凝膠電泳分離蛋白,電轉(zhuǎn)移蛋白至PVDF膜上,5%脫脂奶粉封閉,室溫孵育2 h,加入一抗(兔抗大鼠 Kv1.4、Kv4.3和 Kv4.2,0.8 mg/mL),37℃、60 r/min搖動90 min,棄去一抗,用Tris-HCl緩沖鹽溶液洗滌3次,加入二抗(辣根過氧化物酶標記的羊抗兔抗體,1∶1 000)37℃孵育1 h,棄去二抗,再用Tris-HCl緩沖鹽溶液洗滌3次。增強化學發(fā)光(ECL)顯影,置于凝膠圖像分析系統(tǒng)分析條帶吸光度值。
假手術(shù)組各時間點右室心肌Kv1.4、Kv4.2及Kv4.3 mRNA及蛋白質(zhì)表達無明顯差異。AMI后24 h,Kv1.4 mRNA表達開始增高,1周組、4周組與24 h組比較無明顯差異;Kv4.2 mRNA表達在AMI后24 h開始降低,4周組更低,1周組較24 h組比較無明顯差異;Kv4.3 mRNA表達在AMI后各時間點均降低,24 h組最低,1周組與4周組比較無明顯差異,具體數(shù)據(jù)見表1。
表1 各組mRNA表達水平Table 1 mRNA expression of each group(n=5)
Kv1.4蛋白質(zhì)表達在AMI后24 h開始增高,1周組、4周組與24 h組比較無明顯差異,普伐他汀組與4周組比較表達降低;而Kv4.2及Kv4.3蛋白質(zhì)在AMI后24 h開始降低,具體數(shù)據(jù)見表2,圖1。
表2 各組蛋白質(zhì)表達水平Table 2 Protein expression of each group(n=5)
普伐他汀組Kv1.4 mRNA及蛋白質(zhì)表達水平較4周組降低,而Kv4.2、Kv4.3 mRNA及蛋白質(zhì)表達水平較4周組增高,具體數(shù)據(jù)見表1,表2及圖1。
圖1 各組Kv1.4、Kv4.2、Kv4.3蛋白質(zhì)表達Fig 1 Protein expression changes of Kv1.4,Kv4.2,Kv4.3
Ito是控制心室肌細胞動作電位時程的主要電流[4]。Ito有兩種成分:慢成分(Kv1.4基因編碼)及快成分(Kv4.2、Kv4.3基因編碼)兩種。Ito在心臟中的分布具有明顯的組織特異性,心尖部大于基底部,心外膜大于心內(nèi)膜,研究發(fā)現(xiàn)藥物對Ito影響程度也和組織分布有關(guān)[5-6]。本研究選用大鼠右室心肌,其原因是在左室AMI后,右室代償功能起著重要作用,也同樣存在基因表達的變化,右室相對遠離梗死區(qū)域,可以避免取材時組織缺血本身對Ito表達的影響,而且右室游離壁壁薄,量相對較少,檢測時使用了全部右室標本,避免了Ito組織特異性分布對結(jié)果的影響。
AMI后心肌細胞的丟失引起心室重構(gòu),Ito電流下降,心肌細胞復極不均一,導致心律失常的發(fā)生[7]。研究發(fā)現(xiàn)犬及大鼠 AMI后 Ito電流密度下降,Kv1.4表達增高,而 Kv4.2及 Kv4.3表達降低[8-9],但未見 AMI后各時間點變化趨勢的報道。本文報道了大鼠AMI后 Kv1.4、Kv4.2及Kv4.3表達的變化趨勢,為AMI后Ito研究的時間點選取提供依據(jù)。血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)水平及AngⅡ1型受體、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)、血漿游離脂肪酸的變化可以影響Ito的表達[10-11],目前認為 AMI后 Ito表達變化的機制可能與AMI后循環(huán)及心肌局部AngⅡ增高及TNF表達增加所致。
他汀類藥物能抑制心肌梗死后心肌局部AngⅡ產(chǎn)生,使AngⅡ1型受體活性下調(diào),抑制TNF的表達及抗心律失常等作用,抗心律失常的機制尚不明確。有報道阿托伐他汀可阻止Ito在單純?nèi)毖獣r持續(xù)減小的趨勢[12]。本研究發(fā)現(xiàn),普伐他汀能抑制 AMI后Kv1.4表達增高及Kv4.2、Kv4.3表達降低,其機制可能是他汀類藥物抑制心肌局部AngⅡ產(chǎn)生、下調(diào)AngⅡ1型受體活性、抑制TNF的表達使Kv4.3及Kv4.2 mRNA表達增加,從而反轉(zhuǎn)AMI后心肌細胞Ito的減少,減少AMI后復極不均一性,發(fā)揮AMI后抗心律失常的作用,但本實驗未同時進行心肌局部AngⅡ、AngⅡ1型受體活性及TNF的表達的檢測,其機制尚需進一步證實。
[1]Vedre A,Gurm H,F(xiàn)roehlich J,et al.Impact of prior statin therapy on arrhythmic events in patients with acute coronary syndromes(from the Global Registry of Acute Coronary Events[GRACE])[J].Am J Cardiol,2009,104:1613 -1617.
[2]Wen D,Penelope A,Boyden.Diverse phenotypes of outward currents in cells that have survived in the 5-day-infarcted heart[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2005,289:667-673.
[3]劉開宇,田海,孫露,等.標準化大鼠心肌梗死模型的制作[J].哈爾濱醫(yī)科大學學報,2007,41:531-534.
[4]Scholz E,Welke F,Joss N,et al.Central role of PKCα in isoenzyme-selective regulation of cardiac transient outward current Ito and Kv4.3 channels[J].J Mol Cell Cardiol,2011,51:722 -729.
[5]Calloe K,Nof E,Jespersen T,et al.Comparison of the effects of a transient outward potassium channel activator on currents recorded from atrial and ventricular cardiomyocytes[J].J Cardiovasc Electrophysiol,2011,22:1057 -1066.
[6]Su F,Shi M,Yan Z,et al.Simvastatin modulates remodeling of Kv4.3 expression in rat hypertrophied cardiomyocytes[J].Int J Biol Sci,2012,8:236 - 248.
[7]Zhang L,Xu C,Hong Y,et al.Propranolol regulates cardiac transient outward potassium channel in rat myocardium via cAMP/PKA after short-term but not after long-term ischemia[J].NaunynScmied Arch Pharmacol,2010,382:63-71.
[8]Wen Dun,Penelope A.Boyden.Diverse phenotypes of outward currents in cells that have survived in the 5-day-infarcted heart[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2005,289:667-673.
[9]Wickenden,Alan D,Roger Kaprielian,et al.The thyroid hormone analog DITPA restores Ito in rats after myocardial infarction[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2000,278:1105-1116.
[10]Ozgen N,Lu Z,Boink GJ,et al.Microtubules and angiotensinⅡreceptors contribute to modulation of repolarization induced by ventricular pacing[J].Heart Rhythm,2012,11:1865 -1872.
[11]向玉鸞,何莉,余強.鹽酸曲美他嗪對大鼠缺血心室肌Ito通道儀亞單位表達影響的研究[J].重慶醫(yī)科大學學報,2010,35:1779 -1781.
[12]趙青,李洪仕,萬征,等.阿托伐他汀對大鼠模擬缺血左室瞬時外向鉀電流的作用[J].中國心臟起搏與心電生理雜志,2011,25:426-430.