美托洛爾對心肌梗死后大鼠心肌鉀通道Kv2.1表達(dá)的影響

劉曉飛，曾秋棠，葉順傳，王 勇

（1.中日友好醫(yī)院 心內(nèi)科，北京 100029；2.華中科技大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院 心內(nèi)科，湖北武漢 430022；3.武漢市第四醫(yī)院 心內(nèi)科，湖北武漢 430030）

美托洛爾對心肌梗死后大鼠心肌鉀通道Kv2.1表達(dá)的影響

劉曉飛1，曾秋棠2，葉順傳3，王 勇1

（1.中日友好醫(yī)院 心內(nèi)科，北京 100029；2.華中科技大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院 心內(nèi)科，湖北武漢 430022；3.武漢市第四醫(yī)院 心內(nèi)科，湖北武漢 430030）

目的：探討美托洛爾對心肌梗死后大鼠心肌鉀通道Kv2.1表達(dá)的影響。方法：通過結(jié)扎大鼠左前降支近端建立心肌梗死（MI）大鼠模型，手術(shù)后存活大鼠隨機(jī)分入MI組（7d組，30d組）和美托洛爾組（7d組，30d組；美托洛爾8mg/kg/d，2次/d），同時(shí)設(shè)立相應(yīng)假手術(shù)組。應(yīng)用半定量RT-PCR方法檢測左室心?。ㄐ募」Ｋ勒呷》枪Ｋ绤^(qū)左室心?。┾浲ǖ繩v2.1 mRNA。結(jié)果：7d時(shí)，與假手術(shù)組比較，MI組和美托洛爾組Kv2.1表達(dá)量均顯著下降（P＜0.05；P＜0.01）；與 MI組比較，美托洛爾組 Kv2.1 的表達(dá)量顯著降低（P＜0.01）。 30d 時(shí)，與假手術(shù)組比較，MI組和美托洛爾組 Kv2.1 均顯著下降（P＜0.01，P＜0.05）；與 MI組比較，美托洛爾組 Kv2.1 顯著增高（P＜0.05）。MI組：與 7d時(shí)比較，30d時(shí) Kv2.1顯著下降（P＜0.05）。 美托洛爾組：30d比 7d時(shí) Kv2.1顯著升高（P＜0.05）。 結(jié)論：美托洛爾對心肌梗死后鉀通道Kv2.1的表達(dá)存在雙相性影響，但早期下調(diào)的意義有待闡明。

鉀通道；心肌梗死；Kv2.1；美托洛爾

Author’s addressDepartment of Cardiology，China-Japan Friendship Hospital，Beijing 100029，China

腎上腺素信號通路在調(diào)控心臟功能方面起著基礎(chǔ)性作用。鉀離子通道在調(diào)控心肌細(xì)胞電生理穩(wěn)定方面起著十分重要的作用。鉀通道基因Kv2.1是延遲整流鉀電流緩慢激活成分（Iks）的主要形成者[1]。但目前關(guān)于β-阻滯劑對心肌梗死后鉀通道Kv2.1變化的影響還未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過建立心肌梗死模型，來初步探討美托洛爾對鉀通道Kv2.1的影響。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的建立

選用年齡、體重相近的成年Sprague-Dawley（SD）雌性大鼠（200～250g）（均購自華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，清潔級）。左側(cè)開胸術(shù)，打開心包，用5～0絲線在左心耳下1～2mm處結(jié)扎左前降支近端。成功阻斷通過立即發(fā)生的心電圖ST段抬高確定。假手術(shù)組也重復(fù)上述步驟，唯一區(qū)別是不結(jié)扎冠脈。取結(jié)扎后存活大鼠，隨機(jī)分成MI組（7d組 10只，30d組 11只）、美托洛爾組（7d組10只，30d組10只）。假手術(shù)組 （7d組10只，30d組11只）。所有大鼠均接受相同的飼養(yǎng)條件。

1.2 方法

1.2.1 給藥方法

美托洛爾組大鼠于術(shù)后4～12h給予美托洛爾 [阿斯利康 （江蘇）制藥有限公司，批號：200209001]8mg/kg/d灌胃至術(shù)后相應(yīng)時(shí)間。MI組和假手術(shù)組大鼠于術(shù)后4～12h給予生理鹽水（4ml/d）灌胃至術(shù)后相應(yīng)時(shí)間。

1.2.2 心肌組織標(biāo)本的留取

于術(shù)后相應(yīng)時(shí)間在20%烏拉坦麻醉下，迅速取出心臟，置于4oC預(yù)冷的生理鹽水漂洗除去血液。小心去除右心室和心耳，留取左心室?。∕I大鼠取非梗死區(qū)心?。羲楹蠓湃胍旱斜４?。

1.2.3 心肌總RNA的提取和Kv2.1mRNA檢測

取50～100mg大鼠心肌，應(yīng)用Trizol勻漿、提取組織總RNA，紫外光檢測吸光度，A260/A280為1.95～2.10。應(yīng)用RT-PCR法（通用RT-PCR試劑盒，購自大連寶生物工程有限公司）檢測mRNA的表達(dá)，94℃預(yù)變性 5min，PCR擴(kuò)增 30個(gè)循環(huán)（94℃變性 1min， 退火 1min，72℃延伸 1min） 后，72℃再延伸 10min，然后 4℃5min。Kv2.1引物（364bp）：5＇-GCTCTGGTTTCTTCGTGGAG-3＇/5＇-CACGCTGTAGAGCAGCTGAC-3＇（退 火 溫 度61℃）；β-actin 引物 （619bp）：5＇-TGGCCTCACTGTCCACCTTC-3＇/5＇-CGAATGGCTGACCATTCAGA-3＇（退火溫度64℃）。1.5%瓊脂糖電泳分析PCR產(chǎn)物，于紫外光下應(yīng)用DNA凝膠成像系統(tǒng)觀察、記錄結(jié)果，用光密度掃描計(jì)算Kv2.1／βactin。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS11.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)量資料采用方差分析、t檢驗(yàn)，兩兩比較應(yīng)用Student-Newman-Keuls檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 大鼠心肌Kv2.1mRNA表達(dá)的變化

表1示，7d組：與假手術(shù)組比較，MI組和美托洛爾組Kv2.1mRNA量均顯著下降；美托洛爾組與MI組比較，Kv2.1顯著降低。30d組：與假手術(shù)組比較，MI組和美托洛爾組Kv2.1mRNA的量均顯著下降。與MI組比較，美托洛爾組Kv2.1mRNA量顯著增高。手術(shù)組：30d組與7d組比較，Kv2.1mRNA的量顯著下降。美托洛爾組：30d組與7d組比較，Kv2.1mRNA的量顯著升高。

表1各組大鼠心肌Kv2.1 mRNA表達(dá)的變化（%，xˉ±s）

2.2 大鼠心肌Kv2.1、β-actin擴(kuò)增電泳（圖1）

3 討論

鉀離子通道在調(diào)控心肌細(xì)胞電生理功能中起著非常重要的作用。鉀通道Kv2.1屬于鉀通道Shab家族，是由2個(gè)α亞單位和2個(gè)β亞單位形成的四聚體，在心肌細(xì)胞復(fù)極期起重要作用，研究表明Kv2.1是負(fù)載延遲整流鉀電流緩慢激活成分Iks的主要鉀通道基因[1]。本研究顯示心肌梗死后Kv2.1的表達(dá)下調(diào)，并且心肌梗死后30d較7d時(shí)Kv2.1顯著下降，提示Kv2.1下調(diào)可能是引起心肌梗死后電生理不穩(wěn)定的主要分子機(jī)制之一。

腎上腺素信號在調(diào)控心臟功能方面起著基礎(chǔ)性作用。在心臟兒茶酚胺對β－腎上腺素能受體刺激被認(rèn)為是對應(yīng)激發(fā)生反應(yīng)時(shí)增強(qiáng)心臟功能的最強(qiáng)有力的調(diào)控機(jī)制，這是通過激活經(jīng)典的由G蛋白Gs，腺苷酸環(huán)化酶，cAMP和蛋白激酶A（PKA）組成的刺激通路實(shí)現(xiàn)的[2，3]。Harmati G等[4]研究顯示β1受體激動(dòng)劑異丙腎上腺素刺激可以使犬心室肌細(xì)胞Iks明顯增高，并能被PKA特異阻滯劑降低，因此，腎上腺素信號系統(tǒng)可能通過影響β受體/cAMP/PKA來調(diào)控鉀通道Kv2.1的表達(dá)。

盡管β阻滯劑已常規(guī)應(yīng)用于心衰、心肌梗死的治療，但是其長期應(yīng)用如何改善心臟功能、減緩重塑過程和降低死亡的機(jī)制并不完全清楚，可能包括改善交感神經(jīng)重塑和電重塑[5]、抑制Na+/Ca2+交換子 （NCX）過度激活和正常化雷諾亭受體對Ca2+的敏感性[6]、對中樞神經(jīng)系統(tǒng)β腎上腺能受體的部分阻滯[7]。本研究發(fā)現(xiàn)與心梗組相比，美托洛爾組7d時(shí)Kv2.1顯著降低，而30d時(shí)Kv2.1增高，可能為美托洛爾在心梗后不同時(shí)期對心肌β1受體阻滯作用和交感重塑及電重塑的影響不同有關(guān)。心梗時(shí)交感-腎上腺素信號系統(tǒng)激活對實(shí)驗(yàn)條件下心肌β1受體的刺激作用可能強(qiáng)于慢性心衰等情況下，因此在缺血誘導(dǎo)的Kv2.1下調(diào)時(shí)心肌β1受體的刺激作用可起部分代償作用，美托洛爾應(yīng)用可能部分削弱了這種代償作用，因此在7d時(shí)美托洛爾組Kv2.1表達(dá)反而更低；隨著心梗時(shí)間的延長，心肌 β1受體密度及敏感性降低[3，8，9]和交感神經(jīng)重塑及電重塑加重[5，10]，所以本研究心梗組Kv2.1表達(dá)呈時(shí)間依賴性下調(diào)，而β1受體阻滯劑美托洛爾治療可部分逆轉(zhuǎn)心肌β1受體密度及敏感性降低[3，9]和交感神經(jīng)重塑及電重塑[5，10]，此可能為美托洛爾組30d時(shí)鉀通道Kv2.1表達(dá)較心梗組增高的原因。但因?yàn)槊劳新鍫栕铚桓猩窠?jīng)重塑及電重塑和逆轉(zhuǎn)心肌β1受體密度及敏感性降低是緩慢的過程[3，5，9，10]，故美托洛爾逆轉(zhuǎn)鉀通道Kv2.1表達(dá)的下調(diào)比較緩慢，美托洛爾組30d時(shí)鉀通道Kv2.1表達(dá)與心梗組7d時(shí)相近。

總之，美托洛爾對心肌梗死后鉀通道Kv2.1表達(dá)產(chǎn)生雙相性影響，長期美托洛爾治療可以阻止心肌梗死后鉀通道Kv2.1表達(dá)的下調(diào)，這一作用是一個(gè)緩慢的過程。盡管如此，我們認(rèn)為有必要與程序電刺激等電生理研究相結(jié)合，同時(shí)應(yīng)用Kv2.1鉀通道的基因敲除動(dòng)物，并與β－腎上腺素能受體檢測相結(jié)合，通過多時(shí)間點(diǎn)研究來充分闡明美托洛爾長期應(yīng)用的價(jià)值和其發(fā)揮作用的可能機(jī)制。

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Effects of metoprolol on expression of potassium channels Kv2.1 in post-MI rat hearts

LIU Xiao-fei，ZENG Qiu-tang，YE Shun-chuan，et al//Journal of China-Japan Friendship Hospital，2012 Feb，26（1）：18－20

Objective：To explore the effects of metoprolol on expression of Kv2.1α-subunit of non-infarcted myocardiums in left ventricular in post-myocardial infarction（post-MI） rats.Methods：Using a rat model of MI，induced by the left anterior descending coronary artery （LAD） ligation in female Sprague-Dawley rats（n=62）.The living rats were randomly divided into post-MI group or metoprolol group （metoprolol 8mg/kg/d）and observed on the 7th and 30th day.Accordingly，the sham-operation group （sham-group）was established.Using semi-quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction （RT-PCR），we measured Kv2.1 mRNA in each group.Results：On the 7th day，Kv2.1 mRNA in the post-MI group and the metoprolol group remarkably decreases compared to the sham-group（P＜0.05，P＜0.01）.Kv2.1 markedly decreased in the metoprolol group （P＜0.01）compared to post-MI group.On the 30th day，compared to the sham-group，Kv2.1 mRNA in the post-MI group and metoprolol group prominently reduced （P＜0.01，P＜0.05）.Compared to post-MI group，Kv2.1 markedly increased in the metoprolol group （P＜0.05）.Kv2.1 mRNA of the post-MI group on the 30th day remarkably reduced （P＜0.05）comparing to the 7th day.Kv2.1 mRNA of metoprolol group on the 30th day remarkably increased （P＜0.05） comparing to the 7th day.Conclusion：Metoprolol causes a biphasic effect on expression of Kv2.1 mRNA in post-MI rat heart，which is the early decrement and the late increment caused by metoprolol.

potassium channels；myocardial infarction；Kv2.1；metoprolol

R972；R331.3+8

A

1001-0025（2012）01-0018-03

10.3969/j.issn.1001-0025.2012.01.006

劉曉飛（1971-），男，主治醫(yī)師，醫(yī)學(xué)博士。

2011－10－08

2012－01－05