妊娠期尼古丁暴露对子代大鼠心脏起搏电流“印迹”效应的研究

Prenatal nicotine exposure will increase offspring affectability of some dieases by epgenetics mechanisms. Our study indicated nicotine adult offspring had higher basic heart rate, and they had more premature ventricular contractions when stimulued by nicotine, but the reason isn't clear.. Pacemaker current(If) is hyperpolarization activated cyclic nucleotide gated cation current in diastolic phase. The latest research indicated If was very important to basic heart rate and premature ventricular contractions happen. On these grounds, we had a hypothesis:prenatal nicotine exposure would have imprinting effect to the offspring heart If, and made offspring basic heart rate increase, premature ventricular contractions affectability upgrade. This study will investigate the effect of prenatal nicotine exposure to offspring heart If and the mechanism.We will study the sinuatrial node and cardiac ventricle cell If by patch clamp, the If channel gene,protein,mRNA and epgenetics change; detect the cAMP and AC concentration,study the sympathetic nerve and parasympathetic nerve tension. .This study will investigate arrhythmia from a new and fetal origin way, and may provide new strategy for reconizing and treating it.This study must will provide new data for aristogenesis and prenatal care.

妊娠期尼古丁暴露可通过印迹效应导致子代对某些疾病的易感性增加。我们前期实验发现：孕期尼古丁暴露会导致子代大鼠基础心率增快，室性期前收缩的易感性增加，但机制不明。.起搏电流（If）是心室舒张期的超极化激活阳离子电流，启动膜电位去极化达到阈电位从而产生动作电位引起心脏收缩。最新研究表明If对控制基础心率和心律失常有关键作用。据此，我们推测：孕期尼古丁暴露会对子代心脏If产生印迹效应，从而导致子代基础心率增快，室性期前收缩易感性增加。本课题将主要研究孕期尼古丁暴露对子代大鼠心脏If的影响及其机制。首先采用膜片钳检测窦房结和心室肌细胞If的变化，然后分别对If通道和调控途径进行研究，检测If通道mRNA和蛋白及相关基因表观遗传学修饰等；检测环磷酸腺苷、腺苷酸环化酶浓度变化，心交感及迷走神经张力等。.本研究是从胎儿起源的角度研究心律失常，能为治疗相关疾病提供新的思路，也可为围产保健提供新的资料。

孕期尼古丁暴露可通过表观遗传学机制导致子代对某些疾病的易感性增加。前期实验发现：尼古丁成年雄性子代大鼠基础心率增快，室性期前收缩易感性增加，但机制不明。研究表明起搏电流(If)对控制基础心率和心律失常有关键作用。本课题主要研究孕期尼古丁暴露对子代大鼠心脏If及其调节途径的影响等，从而探讨可能的潜在机制。.研究显示：尼古丁子代的窦房结（SAN）和心肌细胞的If呈现电压依赖性，SAN细胞If没有明显改变，但心肌细胞If激活电压绝对值降低，If的I-V曲线右移。RT-PCR显示，尼古丁子代If通道（HCN）2 mRNA低于对照组（0.607±0.3259 vs 1.393±0.8496，p<0.05），HCN2/HCN4比值降低（0.605±0.2585 vs 1.080±0.2743，p<0.05）。HCN2基因上游启动子区甲基化检测显示，第4、7、19位点的CpG点甲基化下降，而第8、13、16位点的CpG点甲基化上升。.孕期的尼古丁暴露尼古丁子代的迷走神经张力没有明显变化（5.43±1.021 vs 5.47±0.927 µV, p>0.05），但在静脉注射血管紧张素II（Ang II）后，尼古丁子代颈髓外侧角交感中枢神经元内c-fos蛋白表达增加；激素检测显示尼古丁子代呈现高儿茶酚胺状态，静脉注射Ang II后，中枢压力反射抑制（0.59±0.107 vs 0.34±0.077 ms/mmHg, p<0.01）；尼古丁子代心脏射血功能降低，心肌细胞内的环磷酸腺苷浓度上升（0.36±0.072 vs 0.52±0.079 pmol/g, p<0.01）。.电镜和光镜masson染色显示心肌纤维化明显，检测显示I型胶原蛋白（Col）增加，III型Col减少。.本课题的科学意义：1、证实了孕期尼古丁暴露可导致HCN2基因启动子上游区域的甲基化改变，这可能是子代心律失常易感性增加的机制之一；2、孕期尼古丁暴露可影响子代中枢神经细胞的发育，从而导致颈髓外侧角交感中枢神经元的高反应性，这也可能是子代心血管疾病发生的重要机制之一；3、揭示了孕期的尼古丁暴露可导致子代的心肌纤维化，这可能是子代各种心脏疾病发生率增加的重要的病理生理机制之一。以上数据可为成年疾病的胎儿起源提供一定的资料。