NLRP3炎症小体对大鼠心力衰竭后恶性心律失常心脏Na+通道的影响及其机制研究

Ventricular arrhythmia, mostly triggered by cardiac inflammation and inflammation-related ion channel disorder, is the commom cause of sudden cardiac death in patient with heart failure (HF). NLRP3 inflammasome is an important regulator in the process of cardiac inflammation. Recently, ion channel disorder becomes a hot topic in the field of cardiovascular research. In our preliminary experiment, we have found that NLRP3 inflammasome was increased in the HF group than the sham group. The over-expression of NLRP3 was associated with the disorder of sodium channel. However, the significance of NLRP3 inflammasome in the process of HF-related ventricular arrhythmia has not been established. The rat model of HF by NLRP3-siRNA lenti-virus intravenous injection will be established to reveal the influence of NLRP3 on sodium channel during the process of HF-related ventricular arrhythmia. Moreover, the potential regulatory factors involved in the effect of NLRP3 on sodium channel, such as IL-1β and TGF-β, will be elucidated in vitro. Our research will provide a new theoretical support on understanding the pathological mechanism of HF-related ventricular arrhythmia and may be helpful in designing a novel therapeutic target against ventricular arrhythmia in patient with HF.

恶性心律失常是心力衰竭（HF）患者猝死的常见原因之一。HF后炎症反应及其诱发的离子通道异常是心律失常发生的基础。NLRP3炎症小体参与调控HF炎症反应。HF后心律失常过程中离子通道的异常及其调控机制，是心血管研究领域的热点之一。本课题组在前期研究中发现，NLRP3炎症小体在HF后大鼠左室心肌中的表达增高，且与Na+通道在左室心肌中的表达异常有关。然而，HF后心脏NLRP3炎症小体表达异常是否参与调控Na+通道进而诱发恶性心律失常，值得进一步研究。本课题组拟利用NLRP3-siRNA慢病毒干预HF大鼠，探讨NLRP3炎症小体是否通过调控Na+通道在心脏的表达进而影响HF后恶性心律失常的发生。并在体外实验中探讨NLRP3炎症小体是否通过IL-1β及TGF-β因子影响Na+通道的表达及功能。本课题旨在为HF后恶性心律失常的防治提供新的干预靶点和实验依据。

恶性心律失常是心力衰竭（ＨＦ）患者猝死的常见原因之一。HF后炎症反应及其诱发的离子通道异常是心律失常发生的机制。本课题组在前期研究中发现，NLRP3小体在HF后大鼠左室心肌中的表达增高，且与Na+通道在左室心肌中的表达异常相关。本课题组拟用NLRP3-siRNA慢病毒干预HF大鼠，探讨NLRP3是否通过调控Na+通道在心脏中的表达进而影响HF后恶性心律失常的发生。. 首先，建立了腹主动脉缩窄致慢性心衰大鼠模型，存活大鼠经心脏超声检查，发现外周血压升高引起心肌肥厚,对存活大鼠进行慢病毒注射四周后，进行心脏彩色超声、血流动力学等检测后处死取心肌，发现外周压力负荷型心衰可导致NLRP3炎症小体表达增加，从而引起下游的IL-β、TGF-β、Caspase-1、ASC表达增加，并使Nav1.5通道蛋白增加，减少NLRP3的表达可降低压力负荷型心衰室性心律失常的易感性，NLRP3的短期表达减少则对心衰心脏血流动力学等无明显改善。再在心衰模型基础上建立恶性心律失常模型，诱发大鼠心电图室速、室颤图形，统计诱发率证实心功能下降大鼠易出现恶性室性心律失常，对大鼠心肌进行石蜡切片、冰冻切片测活性氧含量等操作发现，心衰组大鼠心肌纤维化面积增加，活性氧含量高。. 其次，成功在Ｈ9Ｃ2细胞中稳定转染NLRP3病毒，与空白转染组相比，转染NLRP3抑制病毒组的细胞中NLRP3的表达量明显降低，同时Na+表达量增高，说明心衰时NLRP3表达异常并参与Na+通道的调控，RT-PCR显示SCN1a、SCN2a、SCN5a表达有差异，而SCN3a、SCN8a、SCN9a则无差异，表明NLRP3可能通过Nav1.1、 Nav1.2、Nav1.5 参与对钠离子通道的调控。. 最后，我们在对NLRP3稳定成功后继续转染TGF和IL两种病毒，在这两种基因被抑制后，Sh-RNA-NLRP3-IL、Sh-RNA-NLRP3-TGF比Sh-RNA-Control-IL、Sh-RNA-Control-IL 中NLRP3表达量低。. 在心衰患者恶性心律失常时存在NLRP3炎症小体，可以促进纤维化，并通过上调IL等炎症因子促进心脏电重构，促进Na离子通道的表达及功能异常。故NLRP3炎症小体的上调也许可以用来预测心衰后心律失常发生的可能性，也可以通过沉默NLRP3的表达治疗相关疾病。