探索选择性敲低交感神经突触结合蛋白I （synaptotagmin I）是否可预防心梗后心律失常

Cardiac sympathetic nerve overactivity and remodeling during acute, healing and healed myocardial infarction (MI) play a key triggering role in the occurrence of ischemic arrhythmias and sudden cardiac death (SCD). Suppressing sympathetic output and its effects has important value in the prevention and treatment for ishchemic arrhythmias and SCD, and the corresponding means include “presynaptic” strategies (i.e., reducing sympathetic neurotransmitter release and increasing norepinephrine reuptake) and "postsynaptic" strategies (such as antagonizing adrenoceptors or other receptors of sympathetic co-transmitters). This project aimed to specifically knockdown synaptotagmin I (SYT1）in rat sympathetic nerves, a protein involved in the exocytosis of synaptic vesicles, to decrease sympathetic neurotransmitter release and thus to abolish the trigger of arrhythmias, and further to observe if this strategy could reduce the occurrence of post-MI lethal arrhythmias and SCD.

急性心梗时交感神经过度活动以及陈旧性心梗时心脏交感神经再生、重塑及异常活动在缺血性心律失常和心源性猝死发生中起关键性触发作用。降低交感神经的传出活动及其效应对防治心源性猝死有重要价值，相应手段包括“突触前”策略（包括抑制交感神经递质释放和促进递质去甲肾上腺素（NE）回摄取）和“突触后”策略（拮抗肾上腺素受体或其它交感神经伴随递质受体）。本项目拟探讨一种突触前措施，即选择性敲低（knockdown）交感神经中与递质囊泡胞吐关系密切的突触结合蛋白I （synaptotagmin I，SYT1）来抑制递质NE释放，以期取消心律失常的触发因素，观察这种措施是否可降低心梗后致命性心律失常的发生率。预期结果将给冠心病/心源性猝死的防治提供一种新策略。

交感神经兴奋可通过释放其递质去甲肾上腺素（NE）诱使心梗及心衰患者发生致命性心律失常乃至心源性猝死。抑制交感神经递质释放被认为是防治致命性心律失常的合理措施之一。突触结合蛋白I（synaptotagmin I，Syt1）是神经末梢递质释放过程中的钙离子感受器，可协助递质囊泡的释放。本项目的基本科学假设是：通过基因敲除技术使交感神经元的Syt1表达减少，从而使交感神经递质释放减少，进而降低心梗后室性快速型心律失常的发生。本项目建立了Syt1和Syt7基因敲除小鼠，观察了这两种品系在心梗后是否有室性心律失常发生率降低的表型。研究结果表明，Syt1和Syt7基因敲除均可降低小鼠心梗后室性心律失常的发生率；用电化学安培法金丝电极技术实时记录到小鼠在体心脏交感神经递质释放，后者对心肌缺血和再灌注有很好的响应性，其安培电流信号分别呈现为缺血峰和再灌注峰；此安培电流缺血峰和再灌注峰在Syt1和Syt7基因敲除小鼠明显减小。用小鼠在位心脏心肌微透析+高效液相（HPLC）技术对记录到的电化学安培信号进行了验证分析，证明心梗后交感神经递质去甲肾上腺素（NE）释放水平增高，敲除Syt1和Syt7的小鼠其心脏交感神经NE分泌明显降低。上述研究结果表明，Syt1或Syt7基因表达降低均可抑制小鼠心脏交感神经递质释放对心肌缺血和再灌注的响应，递质释放减少，进而由心肌缺血和再灌注引起的心律失常发生率降低。因此，下调Syt1或Syt7基因表达水平可被视为抑制心梗后心律失常发生的有力措施之一。扩展研究显示，Syt1基因在心肌细胞有表达，并可抑制心肌细胞程序性坏死；Syt7可抑制胆碱性房颤；Syt1对心肌肥大和心肌纤维化有一定保护作用；这些结果提示Syt1或Syt7在心房和心室肌细胞均有表达，并发挥复杂的心脏效应。这一项目的完成有助于阐明Syt家族成员的心脏功能。