Epac/Rap1/NFAT信号通路在β2-AR调控慢性心衰室性心律失常发生中的作用

Ventricular arrhythmias(VA) and sudden cardiac death(SCD) are common in chronic heart failure(CHF) patients. It has shown that the prevention of non-selective β-AR blocker carvedilol on ventricular arrhythmias in chronic heart failure was greater than the selective β1-AR blocker metoprolol. Previous studies demonstrated cAMP signaling pathways involved in the modulation of β2-AR chronic on VA in heart failure, Epac, Rap1, NFAT signaling pathway factor plays an important role in the occurrence of arrhythmias. It is unclear whether non-selective β-AR blockers reduce the incidence of VA in chronic heart failure throughβ2-AR,and by Epac/Rap1/NFAT signaling pathway modulating Ikr current. Through the heart failure model of guinea pig and carvedilol treatment, we will investigate the impacts on β-AR signal pathway and VA occurrence in CHF. After inhibiting Epac, Rap1, NFAT, we intend to record the VA and the change of Ikr in myocytes exposed to β2-AR agonist. This study will explore the role and mechnism of β2-AR in the arrhythmogenesis in CHF and find novel therapetic target to prevent ventricular arrhythmias.

慢性心衰(CHF)易发生室性心律失常（VA）和心脏性猝死（SCD），非选择性β-AR阻滞剂卡维地洛对慢性心衰的室性心律失常的预防明显大于选择性β1-AR阻滞剂美托洛尔，课题组前期研究证实cAMP信号通路参与β2-AR对慢性心衰VA发生的调控，而cAMP下游因子Epac、Rap1、NFAT在心律失常的发生中具有重要作用，因此非选择性β-AR阻滞剂是否抑制β2-AR减少慢性心衰VA的发生，通过Epac/Rap1/NFAT信号通路调控Ikr电流发挥效应目前尚不清楚。本研究旨在应用豚鼠CHF模型，通过非选择性β-AR阻滞剂卡维地洛治疗，观察对β-AR信号通路和VA的影响，采用Epac/Rap1/NFAT抑制剂预处理，β2-AR激动后观察VA以及Ikr电流的改变。探讨β2-AR对慢性心衰VA发生的预防作用及分子机制，为寻找CHF心律失常新的治疗靶点提供依据。

目的.本研究旨在探讨Epac蛋白在心室复极化和慢性心衰室性心律失常发生中的作用及分子调控机制，为寻找慢性心衰室性心律失常和心脏性猝死的治疗方式与干预靶点提供理论依据。.方法.通过主动脉缩窄手术制备豚鼠慢性心衰动物模型，体表心电图观察慢性心衰豚鼠的QTc间期、离体灌流程序性电刺激检测心室有效不应期、全细胞膜片钳记录心室肌细胞动作电位和IKr电流，RT-qPCR和Western Blot检测心衰豚鼠左室组织的Epac1表达水平；应用植入性渗透泵构建慢性Epac激活的在体模型，体表心电图观察QTc间期、离体灌流程序性电刺诱发室性心律失常、全细胞膜片钳记录动作电位和IKr电流，在细胞水平选择性抑制Epac1和/或Epac2，观察IKr电流变化情况；在急性分离的慢性心衰豚鼠左室心肌细胞中应用有效的Epac亚型抑制剂，全细胞膜片钳观察IKr电流变化情况。.结果.1. 采用主动脉缩窄术能成功制备豚鼠慢性心衰模型；.2. 慢性心衰时，豚鼠心室肌细胞APD延长，IKr尾电流下降；.3. 慢性心衰时，豚鼠心室肌有效不应期延长；.4. 慢性心衰时，豚鼠心室组织Epac1表达增加。.5. 慢性Epac激活时，豚鼠心率增快、QTc间期延长；.6. 慢性Epac激活时，豚鼠心室肌细胞APD延长，IKr尾电流下降；IKr电流的下降可以被Epac1抑制剂CE3F4和Epac1/2抑制剂ESI 09减弱，但不受Epac2抑制剂ESI 05的影响；.7. 急性Epac激活时，IKr尾电流无明显变化；.8. 慢性Epac激活时，豚鼠心脏室性心律失常发生易感性增加；.9. 选择性Epac1抑制剂CE3F4可以有效缓解慢性心衰豚鼠心室肌细胞IKr电流的下降。.结论.1. 采用主动脉缩窄术能成功制备豚鼠慢性心衰模型；慢性心衰时，豚鼠QTc间期延长、心室肌细胞APD延长，IKr电流下降、有效不应期延长；慢性心衰时，豚鼠心室组织Epac1表达显著增加;.2. 慢性Epac激活时，豚鼠心脏QTc间期延长、APD延长、IKr电流下降、室性心律失常易感性增加；IKr电流的下降可以被Epac1抑制剂CE3F4和Epac1/2抑制剂ESI 09减弱，而不受Epac2抑制剂ESI 05的影响；.3. 选择性Epac1抑制剂CE3F4可以减少慢性心衰时IKr电流的下降。