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目的:探讨转基因钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)抑制(AC3-I)小鼠与转基因Ik1抑制(Kir2.1-AAA)小鼠杂交后,能否消除因抑制CaMKⅡ带来的Ik1上调的不利变化,能否发挥特异性抑制CaMKⅡ和Ik1的相加作用。 方法:1.将AC3-I转基因小鼠分别与Kir2.1-AAA转基因小鼠和野生型小鼠进行杂交。提取子代鼠鼠尾基因组DNA,PCR检测筛选转基因阳性鼠。根据PCR结果分为:野生型小鼠(WT),AC3-I转基因小鼠,Kir2.1-AAA转基因小鼠,特异性联合AC3-I、Kir2.1-AAA转基因小鼠。共4组,每组6只,体重22g~30g。 2.采用酶解法分离获得单个左心室心肌细胞,应用膜片钳全细胞记录技术记录心肌细胞的内向整流性钾电流(Ik1)、瞬时外向钾电流(Ito),测定膜电容和每一钳制电压下的电流幅值并计算每一钳制电压下的电流密度(pA/pF),将每一钳制电压下的最大电流密度绘制成电流密度-电压(I-V)曲线。 3.对各组小鼠进行心脏超声测定,测量心率(HR)、左室舒张末期内径(LVEDD)、左室收缩末期内径(LVESD)、射血分数(EF)、左室短轴缩短率(LVFS)、左心室舒张期/收缩期前壁厚度(LVAWD/S)、左心室舒张期/收缩期后壁厚度(LVPWD/S)。 4.分别记录基础状态及注射异丙肾上腺素(ISO)后各组小鼠体表心电图,测量PR间期、QRS间期和QT间期,并监测心律失常发生情况。 结果:1.各组小鼠左室心肌细胞Ik1电流记录:AC3-I组小鼠左室心肌细胞Ik1内向电流幅度和密度均高于其他三组,WT组高于Kir2.1-AAA组及AC3-I+Kir2.1-AAA组,Kir2.1-AAA组同AC3-I+Kir2.1-AAA组差异不大。在-100mV、-60mV刺激电压水平,AC3-I组小鼠心室肌细胞的Ik1电流密度均高于其他三组(P<0.01),WT组次之,Kir2.1-AAA组最小,Kir2.1-AAA组及AC3-I+Kir2.1-AAA组低于WT组(P<0.01),明显低于AC3-I组(P<0.01),Kir2.1-AAA组同AC3-I+Kir2.1-AAA组无明显差异(P>0.05)。 2.各组小鼠左室心肌细胞Ito电流记录:AC3-I组小鼠左室Ito电流幅度和密度均高于其他三组,而WT组、Kir2.1-AAA组及AC3-I+Kir2.1-AAA组三组之间无明显差异。各组小鼠左室心肌细胞最大Ito密度(+50mV时),AC3-I组的Ito电流密度高于其他三组(P<0.01),而WT组、Kir2.1-AAA组及AC3-I+Kir2.1-AAA组三组之间无明显差异(P>0.05)。 3.M模式及二维超声心动图测量四组HR、LVEDD、LVESD、EF、LVFS、LVAWD/S、LVPWD/S,四组间各指标比较均未见明显差异(P>0.05)。 4.各组体表心电图监测:①心率、PR间期无明显差异。②QRS间期:AC3-I组短于WT组(P>0.05),短于Kir2.1-AAA组及AC3-I+Kir2.1-AAA组(P<0.05)。Kir2.1-AAA组及AC3-I+Kir2.1-AAA组同WT组相比稍长,两两比较差异无统计学意义(P>0.05)。③QT间期:与其他三组相比,AC3-I组最短(P<0.01),Kir2.1-AAA组及AC3-I+Kir2.1-AAA组较WT组的QT间期长,但差异无统计学意义。④心律失常监测:基础状态下,AC3-I组1只小鼠偶发室性早搏。注射ISO后,AC3-I组1只小鼠出现频发室性心律失常。其他组小鼠均未监测到心律失常。 结论:转基因抑制心脏CaMKⅡ可导致Ik1、Ito上调,导致QT间期缩短。联合转基因抑制小鼠CaMKⅡ、Ik1,可消除因抑制CaMKⅡ带来的Ik1上调,对QRS间期及QT间期的影响不大,在基础状态下不影响心脏的正常发育和功能,与单纯抑制CaMKⅡ相比心律失常的发生率降低。表明联合CaMKⅡ、Ik1抑制可消除抑制CaMKⅡ所带来的心脏电重构的不利变化。为研究联合转基因CaMKⅡ、Ik1抑制小鼠在心肌梗死、心肌肥大等病理情况下能否更有效的拮抗心肌不利重构打下良好的研究基础。