巨噬细胞在低强度迷走神经刺激抗室性心律失常机制中的作用研究

Malignant ventricular arrhythmias (VAs) are the major complications and death cause of acute myocardial infarction. Therefore it is urgent to find out an effective strategy to decrease the VAs incidence. Recently, our team found that low-level vagus nerve stimulation (LL-VNS) could inhibit the VAs induced by acute myocardial ischemia/reperfusion injury (AMIRI). However, the underlying mechanisms of anti-arrhythmias remain unclear. A recent report has been shown that macrophages facilitate electrical conduction in the normal heart. Macrophage participates into the cardiac electrophysiology. Our recent studies further found that LL-VNS could reduce inflammation in ischemic region, and attenuate connexin43 remodeling. Therefore, we suggest that there are close relationship among LL-VNS, macrophage and VAs. We firstly hypothesize that LL-VNS inhibits VAs induced by AMIRI via regulating the electrophysiology of macrophage. Herein, we will investigate the gap junction between macrophage and cardiac myocytes, and the macrophage electrophysiology. We will explore the role of factor in the gap junction formation. We will also investigate the possible mechanisms underlying VAs inhibition of LL-VNS. This project may explain the mechanism of LL-VNS against VAs and provide a novel strategy for the prevention of VAs.

恶性室性心律失常是心肌梗死后急性期常见的并发症和最主要的死亡原因，探讨如何防治心梗后室性心律失常是迫切需要解决的问题，我们课题组最近研究发现急性心肌缺血再灌注损伤时给予低强度迷走神经刺激（LL-VNS）可明显抑制室性心律失常，但其具体机制尚不明确。近日有研究发现心脏常驻的巨噬细胞耦联于心肌细胞，主动参与心脏的电生理活动。课题组预实验显示，LL-VNS可抑制炎症反应，改善缺血心肌缝隙连接蛋白的重构。据此，我们推测LL-VNS、巨噬细胞和室性心律失常之间存在密切的联系，并首次提出LL-VNS可能调控巨噬细胞电生理活动而起到抗室性心律失常作用。在本课题中，我们拟（1）研究巨噬细胞与心肌细胞在缺血环境中耦联情况及耦联后电活动的变化；（2）探索巨噬细胞与心肌细胞耦联的决定性因子；（3）研究LL-VNS对巨噬细胞与心肌细胞之间耦联调控作用的机制。本项目有望阐明LL-VNS抗心律失常的具体机制。

背景：靶向肾交感神经 (RSN) 是抑制室性心律失常 (VA) 的可行治疗选择。低强度聚焦超声 (LIFU) 对 VA 的非侵入性神经调节对 RSN 的影响仍然未知。.目的：我们观察了 LIFU 对 RSN 调制对心肌梗死 (AMI) 犬模型中心室电生理、室性心律失常 (VAs) 的影响，并探讨了其潜在机制。.方法：22只成年雄性比格犬随机分为Sham组（sham LIFU & MI，n=8）、LIFU组（LIFU & MI，n=8）和L-NG-硝基精氨酸甲酯（L-NAME） ) 组 (LIFU & MI & L-NAME (2 mg/mL, 心包灌注, n=6). LIFU 后测量左星状神经节 (LSG) 功能、心室有效不应期 (ERP) 和单相动作电位 (MAP)对右肾动脉进行不同强度和调节时间（0.5W-2.0W，10min或30min）的干预。此后，左前动脉结扎诱导AMI，心电监护1小时，深度麻醉处死后，提取 LSG 和心脏用于生物医学和组织学分析。.结果：与基线相比，不同强度的右肾动脉LIFU显着降低LSG功能、LSG活性、LF和LF/HF，而增加ARGP活性和HF。此外，与组基线相比，LIFU 延长了 ERP、APD90。 AMI 后，与 Sham 组和 L-NAME 组相比，LIFU 组 VA 的发生率显着降低。此外，蛋白质印迹显示 LIFU 显着上调 nNOS 和 PKG 的蛋白质表达。免疫荧光染色表明 LIFU 显着下调 SK2 表达。通过与 L-NAME 共同处理可以消除上述影响。.结论：LIFU 对 RSN 的调节抑制了该 AMI 犬模型中的 VA，可能是通过介导 nNOS-PKG-SK2 通路。