基于CaMKII-晚钠电流-触发活动研究参连复脉颗粒对心衰室性心律失常的干预机制

Ventricular arrhythmia in heart failure is a hot point of cardiovascular research. CaMKII-mediated enhanced late sodium current induced trigger activity is regarded as one of the major mechanisms, but there is no related effective medicine option in clinic until now. SLFM granule is an effective TCM therapy for ventricular arrhythmia. Our previous research has showed that SLFM granule could reduce the risk of triggered activity and ventricular arrhythmia. Codonopsis, the principal drug of SLFM granule, could lower the activity of CaMKII and reduce the risk of triggered activity in heart failure myocardial, which may related to the late sodium current. There for we make a hypothesis that SLFM granule can prevent ventricular arrhythmia in heart failure by a mechanism of lowering the activity of CaMKII, reducing late sodium current and the risk of triggered activity. Pressure overload induced heart failure mouse models will be used to test this hypothesis. After surgery, animals will be treated with SLFM granule or amiodarone as positive control. The techniques of whole-cell patch clamp system, fluorescence micro-imaging system and molecular biology will be used in this protocol, and there for to reveal the mechanism of SLFM granule in animal, cell, and molecular level. The object of this project is to provide evidence for the clinical therapy of SLFM granule in ventricular arrhythmia with heart failure, to reveal the anti-arrhythmia pharmacological effect of Chinese medicine, to provide a new therapeutic option for ventricular arrhythmia patients.

心衰室性心律失常是心血管学科面临的难点，现代研究认为心衰时CaMKII介导的晚钠电流增大导致异常触发活动是其发生的主要机制之一，但缺乏有效药物可供临床选择。参连复脉颗粒能够有效防治室性心律失常，前期研究证实能够减少异常触发活动和室性心律失常的发生，君药党参能够降低心衰心肌细胞CaMKII激活水平，减少异常触发活动，其机制可能与抑制晚钠电流有关。据此提出参连复脉颗粒可能通过调节心肌细胞CaMKII激活水平，抑制晚钠电流，减少异常触发活动，从而干预心衰室性心律失常发生机制的假说。拟复制压力负荷心衰小鼠模型，使用参连复脉颗粒进行干预，以胺碘酮为西药对照；运用全细胞膜片钳检测系统、荧光离子成像系统和分子生物学技术等，从整体、细胞、分子层面研究，为参连复脉颗粒防治心衰室性心律失常提供科学依据，为阐释中药抗心律失常药理作用提供实验证据，为室性心律失常患者提供新的治疗策略。

心衰室性心律失常是心血管学科面临的难点，现代研究认为心衰时CaMKII介导的晚钠电流增大导致异常触发活动是其发生的主要机制之一，但缺乏有效药物可供临床选择。参连复脉颗粒能够有效防治室性心律失常，前期研究证实能够减少异常触发活动和室性心律失常的发生，君药党参能够降低心衰心肌细胞CaMKII激活水平，减少异常触发活动，其机制可能与抑制晚钠电流有关。据此提出参连复脉颗粒可能通过调节心肌细胞CaMKII激活水平，抑制晚钠电流，减少异常触发活动，从而干预心衰室性心律失常发生机制的假说。拟复制压力负荷心衰小鼠模型，使用参连复脉颗粒进行干预，以胺碘酮为西药对照；运用全细胞膜片钳检测系统、荧光离子成像系统和分子生物学技术等，从整体、细胞、分子层面研究，为参连复脉颗粒防治心衰室性心律失常提供科学依据。重要研究结果：1）缩窄胸主动脉4周后，与假手术组相比，模型组小鼠射血分数与左室短轴收缩率明显下降，QT间期与校正QT间期均显著延长，心律失常发病率显著增加。与模型组相比，各给药组均不同程度出现射血分数及左室短轴收缩率改善，死亡率下降，且参连复脉颗粒中剂量组表现QT及校正QT间期缩短，早搏发生率明显下降。2）模型组内细胞钙离子浓度增加，钠离子浓度下降，ROS含量增加，SERCA/PLB比值与NCX表达明显下降，CaMKII表达增加；与模型组相比，参连复脉颗粒组与胺碘酮组在上述几个方面都有改善，且与胺碘酮组相比，参连复脉颗粒组CaMKII表达含量明显下降。3）模型组峰钠电流下降，晚钠电流及比值增加，恢复时间延长；钠通道失活曲线明显左移，失活50%时电压升高，斜率下降；失活后恢复曲线向右下方移动，起点明显升高，恢复时间常数显著增加；CaMKII基因、蛋白表达及磷酸化水平均明显增加。与模型组相比，参连复脉颗粒组在上述几个方面都有改善。研究结论：本研究证实参连复脉颗粒可改善压力负荷导致的心衰心律失常小鼠电生理重构，其机制可能是通过抑制CaMKII表达、恢复钠通道功能、抑制晚钠电流，进而调节细胞内离子浓度而达到抑制心衰心律失常的作用。参连复脉颗粒的最佳有效剂量为临床常用剂量，且在本研究中未观察到参连复脉颗粒致心律失常的副作用。