基因生物起搏研究近况

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1、基因生物起搏研究近况【摘要】随着基因组计划研究的不断深入，分子生物学得到了飞速发展，同时也为心脏生物起搏提供了依据和发展空间，现就基因治疗在心脏生物起搏中的研究作一综述。【关键词】心脏生物起搏;起搏器;基因生物起搏　　Abstract:in-K相关肽(MiRP1)共同调控，H、MiRP1分别构成通道的α、β亚单位。其中H调节起主要作用，MiRP1起辅助作用，能够增强If的表达[7]。LudH2同时表达绿色荧光蛋白的人类间质干细胞(hMSCs)，与大鼠心室肌细胞联合培养后出现了搏动，且频率高于对照组,频率比为(161±4)VS(93±16)bpm(P<0.05);注入犬

2、左室壁原位，在窦性停搏时，同样表现出自发搏动节律[频率实验组快于对照组,(61±5)VS(45±1)bpm,P<0.05)]。　　李继文等[12]用含H4基因的重组腺病毒AdH4感染心肌细胞，结果心肌细胞产生自发搏动频率，提示H4基因有可能成为治疗缓慢性心律失常疾病的目的基因。等[13]应用细菌内同源重组法构建携带人H4基因的重组腺病毒载体(Ad-H4)，注入到Yorkshire猪左心室游离壁，结果猪左室性心律频率明显加快，用无水乙醇消融Ad-H4注射区后该心律消失，证实该心律起源于Ad-H4注射区。Ad-H4转染心肌细胞可表达较大的If，表明腺病毒介导H4通道基因心

3、室局部高表达发挥了生物起搏器的作用，且使用异丙肾上腺素后表现出正性变时性作用，说明生物起搏器具有受自体神经体液因素调节的优点。　　Huang等[14]研究窦房结细胞的H2和H4转录水平随年龄而不同(P<0.001)，成年大鼠H2的转录比幼鼠时下降了近70%(P<0.05)，然后保持相对稳定在余下的生命阶段(年龄：3.53±0.38;P<0.05)H4转录减少了21%(P<0.05)，结果表明，H通道可能构成与年龄有关窦房结功能下降的一个重要因素。Plotnikov等[15]通过制造一个含有N-和C-末端的大鼠H2和大鼠跨膜区H1嵌合通道(H212)并

4、把它植入11只犬的左束支，所有犬在植入(0.9±0.3)天后迅速发展为室性心动过速(VT)[心室率>120bpm，最高频率=(285±37)bpm]，并持续到(5±1)天。　　3抑制kir2.1基因　　3.1kir2.1分子生物学特性　　Garneau等[16]研究发现人kir2.1通道蛋白具有拓扑结构，其一级结构包括13个半胱氨酸残基，7个分布在N端和C端区域，位置分别在43、54、76、89、122、154和311。膜片钳结果显示除了C76和C311，其他部位的半胱胺酸单个突变为丝氨酸后，没有显著影响单通道的传导和通道的开放概率。76位的半胱胺酸突变为解离的或不解

5、离极性的氨基酸残基后，导致通道的活性缺失或者通道的开放概率下降。311位的半胱胺酸突变为丝氨酸或精氨酸或丙氨酸后，引起通道平均关闭时间的增加和出现长的关闭时间，关闭时间间隔>500ms，且通道复活的敏感性降低。这些改变与kir2.1和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)相互作用减弱有关，C311R和C311S的突变比C311A的突变更能明显的调节kir2.1-PIP2的相互作用[17]。　　3.2kir2.1基因与自律性　　kir2.1是心肌细胞中内向整流钾通道(kir)家族的重要成员之一，其编码基因为KJ2。内向整流钾电流(IK1)通道是由kir2.1基因家族编码

6、的只允许内向钾电流通过，而在窦房结细胞缺乏这种电流。研究表明，成人心室肌细胞也具有起搏的潜能，正常情况下被IK1抵制，这种钾通道的整流有利于维持心肌细胞的静息电位和参与动作电位的后期复极过程[18]。近年来，大量的动物实验及临床研究认为，KJ2基因mRNA水平在心房颤动患者中明显增高，且随心房颤动发作时间的延长增高越明显[19]。　　3.3抑制kir2.1基因表达　　Silva等[20]发现心室肌细胞的IK1电流抑制达81%后就表现出自发性的动作电位，这时的钠钙交换体(INaCa)成为心室肌细胞的起搏电流，而且随着IK1电流抑制率的增加，心室肌细胞的内在起搏频率也增加，并且

7、这种心室肌细胞还对β受体激动剂有反应。Miake等[21]应用基因替换技术将编码IK1的kir2.1基因中的3个氨基酸残基替换为丙氨酸并将该突变体整合到腺病毒载体上，抑制kir2.1基因表达，然后注入到豚鼠左心室，3～4天后，其中80%的IK1电流受到抑制，心脏通过4期自动去极化产生自主节律电活动(室性自主心律)，同样发现下调心脏工作细胞的IK1可使其产生起搏电位。李凡东等[22-23]通过构建抑制大鼠心肌细胞kir2.1基因的短发卡RNA(shorthairpinRNA,shRNA)真核表达质粒(pEGFP6-1