靶向转导Gαi2 C-terminal peptide基因去迷走神经治疗心房颤动的实验研究

The parasympathetic nervous system is known to be involved in the genesis and maintain of AF.Vagal dennervation ablation is a hotspot in the field of AF therapy, it can obviously improve the success rate of the ablation of AF. Parasympathetic signalling in the heart is initiated upon presynaptic release of acetylcholine (ACh),which activates an inward rectifying k+ current, IK-ACh through G-protein and induces the occurrence of AF.Our initial research demonstrated the feasibility of using injection of Gαi2 C-terminal peptide (Gαi2ctp) to achieve selective parasympathetic denervation in the left atrial , with a resulting decrease vagal-induced atrial fibrillaiton. However,the utility of such a peptide-based pharmacotherapy requires sustained and controlled intracellular expression of peptide in the atrial myocardium,so restricts the application by certain degree.Accordingly,in the present study, we establish the rapid pacing atrial fibrillation model of canine,construct the plasmid DNA vector expressing Gαi2ctp gene, and targeted transduction to the left atrium through the method of open-heart local injection and electroporation .The Gαi2ctp gene attenuates parasympathetic activity and reduces vagal-induced AF. And verify the feasibility from the electrophysiology, histology, molecular biology etc .To investigate the validity and feasibility of Gene targeting intervention treatment, provide new ideas and theoretical basis for gene therapy of AF .

迷走神经是房颤发生和维持的重要机制，去迷走神经消融是房颤消融领域的热点，能明显提高房颤消融的成功率。心脏迷走神经末梢释放突触前递质乙酰胆碱，通过G-蛋白激活内向整流钾电流（IK-Ach）可诱发房颤。我们前期研究发现，左心房局部注射Gαi2 C-terminal peptide（Gαi2ctp）可以干扰迷走神经活性，减少迷走介导的房颤的发生，但以肽段为基础的药物治疗需要肽段在心房肌细胞内持续而可控的表达，故其应用受到一定程度的制约。据此，本研究拟采用快速起搏建立的犬房颤模型，构建表达Gαi2ctp基因的质粒DNA载体，通过开胸局部注射及电穿孔的方法靶向转导至犬左心房，干扰迷走神经活性，减少迷走神经介导的房颤的发生，并从电生理学、组织学、分子生物学等角度验证其疗效，明确基因靶向干预治疗的有效性及可行性，为房颤的基因治疗提供新的思路和理论依据。

迷走神经是心房纤颤（房颤）发生和维持的重要机制，去迷走神经消融是房颤消融领域的热点。虽然之前的研究表明能明显提高房颤消融的成功率、提高了房颤治疗率，但近期另一些研究不断涌现表明此种手术方式并无益处甚至有害。考虑心脏迷走神经末梢释放突触前递质乙酰胆碱，通过G-蛋白激活内向整流钾电流（IK-Ach）可诱发房颤。加之我们前期研究发现，利用超声微泡技术转Gαi2 C末端肽（Gαi2ctp）至犬心房可以干扰迷走神经活性，减少迷走介导的房颤的发生，但以肽段为基础的药物治疗需要肽段在心房肌细胞内持续而可控的表达，其应用受到一定程度的制约。故本研究采用快速起搏建立的犬房颤模型，构建表达Gαi2ctp基因的载体，通过开胸局部注射的方法靶向转导至犬心房，增加心房肌的表达量，干扰迷走神经活性，减少迷走神经介导的房颤的发生，并从电生理学、组织学、分子生物学等角度验证其疗效，明确基因靶向干预治疗的有效性及可行性，为房颤的基因治疗提供新的思路和理论依据。研究内容包含四个方面，首先构建Gαi2ctp重组腺病毒表达载体。在乳鼠心肌细胞中观察转染后最佳表达时间；在犬心房肌中进一步验证转染效果以及观察对肺、肝、肾的安全性；其次验证迷走介导型急性房颤模型的可实施性；其三证实Gαi2ctp对急性迷走神经介导型房颤防治的效果；最终对比Gαi2ctp基因治疗和经典去迷走神经消融手术对急性迷走神经介导型房颤的效果。本研究结果显示，不仅成功构建Gαi2ctp重组腺病毒表达载体。验证了最佳转染时间为7天，在犬心肌组织中表达强阳性；还成功建立犬RAP+VNS模型，此模型能模拟迷走介导型房颤发生早期的电生理改变，稳定可靠，重复性好。模型与临床房颤相似，具有电生理和自主神经功能两方面的异常；最后研究显示重组腺病毒转导Gαi2ctp使其在心肌细胞内过表达，致Gαi2ctp蛋白上调，进而改变心肌电生理特性，引起心房ERP和FAPD延长，逆转电重构的发生发展，减少心律失常的发生；得出结论为重组腺病毒转导Gαi2ctp基因和消融迷走神经手术两者差异并不明显，两者均能抑制迷走神经介导型房颤的发生。