微电极阵列技术研究肌质网钙ATP酶过表达对大鼠衰竭心肌电活动的改善作用

摘要：目的 探索重组腺病毒(rAd)介导的肌质网Ca2+-ATP酶(SERCA2a)过表达对大鼠心肌梗死后心力衰竭心肌电活动节律和传导的改善作用,并探讨可能的电活动机制.方法 将26只成年雄性SD大鼠随机分为3组:假手术组(n=l0),空病毒对照组(rAd.β-gal组,n=8)和肌质网Ca2+-ATP酶(SERCA2a)转染组(rAd.SERCA2a组,n=8).假手术组仅开胸不结扎动脉,rAd.β-gal组和rAd.SERCA2a组分别进行左冠状动脉前降支结扎建立大鼠心肌梗死后心力衰竭动物模型,同时分别将携带β-gal和SERCA2a基因的重组腺病毒(rAd)导入衰竭心脏,术后2周超声心电图检测心脏舒张功能和收缩功能,心电图监测体表心电活动以及微电极阵列(MEA)技术监测离体心脏组织电活动情况.结果 rAd携带SERCA2a与β-gal基因均成功转入大鼠衰竭心脏.rAd.SERCA2a组可改善心功能,与假手术组相比心室舒张末期容积与心室收缩末期容积轻微增加[(0.41±0.13)cm2对(0.39±0.02)cm2,(0.08±0.02)cm2对(0.06±0.01)cm2,P＞0.05],左心室射血分数[(0.82±0.05)对(0.86±0.01),P＞0.05]和短轴缩短率[(46.6±2.32)％对(49.58±1.71)％,P＞0.05]无明显改变.与假手术组相比,rAd.β-gal组体表心电图QT间期延长[(111.02±7.42) ms对(94.7±1.55) ms,n=6,P＜0.05],室性早搏发生率达71.5％ (5/7),而rAd.SERCA2a组QT间期缩短[(81.45±4.97)ms对(94.7±1.55)ms,n=6,P＜0.05],室性早搏发生率达14.3％(1/7).MEA记录可发现rAd.SERCA2a组心率与假手术组相比差异无统计学意义[(435±31)次/min对(442 ±22)次/min,n=6,P＞0.05],与rAd.β-gal组相比,rAd.SERCA2a组大场电位[(0.82±0.39)mV对(0.64±0.13) mV,n=6,P＜0.05]、小场电位[(1.88±0.57) mV对(1.35±0.12) mV n=6,P＜0.05]、场电位时限[(124.17±21.08)ms对(113.23±12.02) ms n=6,P＜0.05]均延长；rAd.β-gal组梗死区与梗死对侧区心肌组织场电位时限差异有统计学意义[(60.36±2.08)ms对(103.24±7.35) ms,n=5,P＜0.05],并且60通道记录梗死区心肌组织场电位时限离散度大于rAd.SERCA2a组[(38.5ms±4.62)ms对(26.88±5.09) ms,n=5]；rAd.SERCA2a组传导基本一致,使心肌梗死面心室肌组织电活动呈均一性传导.结论 SERCA2a转基因治疗可以显著改善心力衰竭大鼠的左心室收缩功能、舒张功能,同时可以降低心肌梗死后心力衰竭伴发心律失常的发生,改善心脏电活动的均一传导.MEA技术是一项检测心血管疾病动物模型心脏组织电生理节律和频率以及传导活动的理想技术.